光纤光缆和通信电缆的技术发展与思考.docx

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1、光纤光缆和通信电缆的技术发展与思索I光纤技术发展的特点1.1网络的发展对光纤提出新的要求下一代网络（NGN）引发了很多的观点和争辩。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，肯定将要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入乂面上的无线世界.下一代传送网要求更离的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。（1）扩大单一波长的传输容量目前，单一波长的传输容量己达到40Gbit/s,并已起先进行160Gbit/s的探讨。40Gbits以上传输对光纤的PMD将提出肯定的要求，2002年的ITU-TSG15会议上，美国已提出对40Gbits系统引入

2、一个新的光纤类别（G.655.0的提议，并建议对其PMD传输中的一些问题进行深化探讨,或许不久的将来就会出现一种特地的40Gbits光纤类型。（2）实现超长距离传输无中继传输是件干传输网的志向，目前有的公司已能够采纳色敢齐理技术，实现20005000km的无电中继传输。有的公司正进步改善光纤指标，采纳拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离.（3）适应DWDM技术的运用目前32X2.5Gbit/sDWDM系统已经运用，61X25Gbit/s及32XIOGbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量运用，对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的

3、标准（G.650.2）最近也己完成，当光纤的非线性测减指标明确之后，对光纤的有效面积籽会提出相应指标，特殊是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。1.2 光纤标准的细分促进了光纤的精确应用2000年世界电信标准大会批准将原G.652光纤重新分为G.652.A.G.652.8和G.652.C3类光纤：将G.655光纤重新分为G.655.A和G.655.B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的精确运用，细化标准的同时也提高了些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小）,明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中运用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定)，并提出了-些新的指标概念(

4、如“色散纵向匀称性”等),对合理运用光纤取得了很好的作用。全部这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测忒方法有某些改进，或有重要的提升；都标记者要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得留意的光纤技术新动向。1.3 新型光纤在不断出现为了适应市场的须要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种.(1)用于长途通信的新型大容量长距离光纤主要是些大有效而积、低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量便利地升级至10-4Wbi1.s,并便于在光纤上采纳分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。

5、如康宁公司推出的PUreMOde系列新型光纤利用了偏振传输和史合包旧，用10Gbit/s以上的DWDM系统中，据称很适合于拉些放大器的开发与应用。A1.cate1.Cab1.e推出的Tcra1.ightU1.tra光纤,据介绍已有传输100km长度以上单信道IOGbit/s、总容量10.2Tbit/s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。(2)用于城域网通信的新型低水峰光纤城域网设计中须要考虑简化设备和降低成本，还须要考虑非波分或用技术(CWbM)应用的可能性.

6、低水峰光纤在1360146Onm的延长波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极大地优化，蝌大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避开困难的色散补偿设计，节约成本。假如将来在城域网光纤中采纳拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是终归城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随若城域网模式的变更而不断变更。(3)用局域网的新型多模光纤由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采纳了多模光

7、纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会渐渐加大。之所以选用名模光纤，是因为局域网传输距尚较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50%100%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，简洁连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125IIm型多模光纤标准，但由于局域网发展的须要，它仍旧得到了广泛运用。而ITU-T举荐的G.651光纤，即50/125Um的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采纳。针对这些问题，目前有的

8、公司已进行了改进，研制出新型的50/125Um光纤渐变型(G1.)光纤,区分于传统的50/125m光纤纤芯的梯度折射率分布，它相带宽的正态分布进行了调整，以协作850nm和130Onm两个窗口的运用，这种改进可能会为50125pm光纤在局域网运用找到新的市场.(4)前途未卜的空芯光纤据报道，美国些公司及高校探讨所正在开发种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输.，从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小J衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预料其通信实力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的些业界人士也特别关注这一技术的发展，越来越多的探讨

9、证明空芯光纤似有可能。假如久能好用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤运用起来还会遇到很多麻烦的问题，比如光纤的稔定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等.因此,对于这种光纤的现场运用还需做进一步的探讨。2光缆技术的发展特点2. 1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现光缆的结构总是随着光网络的发展、运用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆供应更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、运用寿命更长等.近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。 )光缆结构依据运用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局

10、域网光纤等，这确定f大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标:2)光缆结构除考虑光缆运用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必需统一考虑，配套设计；3)光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采纳,使光缆性能有明显改进。不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了如下些类型。 “干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区分于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的用水功能主要兼阻水带、阳水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但

11、它具有生产、运输、施工和维护上的些优点e苜先是便利，因为阻水材料不含粘性脂类，操作运用比较便利平安：其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产运用中也显得干净卫生，在长期运用中还可削减缆芯中各种元件之间的相对移动“特殊是在接入网空内缆和用户缆中，好处更加明显。 生态光缆：一些公司从环境爱护及阻燃性能的要求动身，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭”现有光缆中运用的一些材料已不符合环保的要求，如PYC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有杏的。2001年ITU-T已通过了项1.45建议“使电信网外部设缶对环境的影响最小化”建议，通过对光缆、电缆光器

12、件及电杆等基于寿命周期怦估(1.ifeCyc1.eAna1.ysis,1.CA)的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，对通信外部设备，特殊是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，假如不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了些新材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚附胺化合物，以及无囱性阻燃盥料等。 海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境,对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特殊严格。 浅水光缆(MarinizedTerrestrai1.Cab1.e,MTC)：浅水光缆是区分于海底

13、光缆而提出来的另一类结构的水卜.光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信即离比较短的水下(如岛峭间、沿海岸边上的城市)敷设运用.这种光缆区分于海底光缆的环境，须要的光纤数不多(中等)，但要求结构简洁、成本较低，易于安装和运输，便于修纪和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设类似的水下光缆供应了一组规范，随后也有可能形成相应的国际标准。微型光缆：为J协作气压安装(或水压安装)施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和运用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有肯定的系数，光缆重量要精确，具有肯定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式

14、是将来接入网，特殊是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就特别适合这种安装。采纳了纳米材料的光缆：近来，些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护隹用聚乙烯(PE)及光纤护套管用纳米PBT等材料。采纳纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的很多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有肯定的改善，并可延长光缆的运用寿命目前此类材料尚处T试用阶段。全介版自承式光缆(ADSS):全介质光缆对防止电感影响及防雷电都有优乩的特性，而且重量轻、外径小，架空运用特别便利，在电力通信网中己得到大量的应用。预料2000-2005年，每年电力部门对ADSS光缆

15、需求约15000kmADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及需暴日高的敷设环境中种很好的光缆类型的选择，在今后一段时间内，如何在满意要求的前提下，尽量减小A1.)SS光缆的外径，减轻光缆的重量，提高其耐电压性能是Ai)SS光缆探讨改进的课题。 架空地线光缆(0PGW)：OpGW己出现/很长一段时间，近年来始终在改进和提高之中。OPGN的光纤单元中采纳PBT,于食管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多忆爱护管中得到了充分的机械受护.预料从现在到2005年，OPGW光缆的需求将会逐年上升，每年增加约2500km,到2

16、005年预料可达到20000km。当然对OPGw光纤的防雷问题始终是业界特别关注的问题,也应协作具体环境和运用条件加以考虑，使之得到充分爱护。 .2光缆的自动维护、适时监测系统已渐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输光缆的维护对于保证网络的牢靠性是特别重要。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应当是在不中断通信的前提下进行的，般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是干脆监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和探讨了国际上的最新资料，于1996年发布了1.25光缆网络维护的建议书，对光缆的预防性维护和故阵后维护规定f具体的维护范围和功能,但已经不能满意当前的须要，F1.前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”（1.40建议）。为了进步缩短检测及修夏时间，美国朗