光纤光缆的基本知识（共8篇）
2、护套。光缆护套既要适应许多不同复杂的气候环境，又要保证长期(至少25年)的稳定。光缆护套不但要有一定强度，较低的热变形、磨耗、透水率、热回缩和磨擦系数，还要耐环境应力强，材料加工性能好等特点。少用或用不好的护套料虽然能够通过出厂验收，但因品质存在缺陷使用一段时间后会出现开裂、渗水，若用再生塑料顶替优质聚乙烯护套料则更为严重。优质护套料做成的光缆，成缆后外皮平整、光亮、厚薄均匀、无气泡，否则会出现光缆表皮粗糙的现象，且因原料内有很多杂质，细看能发现光缆外皮有很多极细小坑哇，且因为厚度薄，光缆的整个外径会比优质光缆小得多。室内光缆，一般采用优质阻燃聚氯乙烯，外表应光滑、光亮，柔韧性好，易剥离;否则会出现外皮光洁度差，容易和紧套纤、芳纶粘连的现象。
3、钢带、铝带。光缆中的钢带、铝带主要用以保护光纤免受机械侧压力、防潮等作用，较好的光缆中一般会使用镀铬钢带。劣质光缆以只有一面做过防锈处理的普通铁皮或称黑皮(无镀层钢带)，取代镀铬钢带，时间一长，光缆内就会出现锈蚀情况，光纤氢损也会加剧，且因其易与护套分离构不成综合粘结护层，挡潮性能也非常差;有些则以镀锡钢带代替镀铬钢带，镀锡钢带表面的***、气泡等是不可避免的，因此在潮湿大气和表面凝露或浸水条件下，容易发生腐蚀，尤其是酸性条件下腐蚀更快。镀锡层耐热性差，熔点仅摄氏232度，应用中由于挤护套时的高温，使得剥离强度存在不确定性，影响光缆抗潮性能。而铬的熔点达摄氏1900度，化学性质很稳定，在常温下放在空气中或浸在水中不会生锈，耐腐蚀性能非常好，由于表面易氧化形成钝化层所以耐环境性能很好。铝带则一般会出现以不合格的热贴法覆膜铝带代替流延法合格覆膜铝带，这同样也会影响光缆性能。
4、钢丝。光缆中的钢丝主要用于保护光纤免受机械拉力。好的光缆一般会使用高模量的磷化钢丝，短期拉力为1500N或3000N。而劣质光缆则会用铁丝或直径很小的普通钢丝代替，这样一方面容易锈蚀;另一方面，由于抗拉强度远不足1500N，施工的时候就可能拉伤光纤。高模量的磷化钢丝一般呈青灰色，韧性好，不易弯曲;而替代的铁丝等一般捏在手上可以随意弯曲且时间长了，挂光纤盒的两头会生锈断裂。
5、松套管。光缆中装光纤的松套管一般使用高分子PBT材料(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，这样的松套管强度高，不变形，抗老化。劣质光缆的松套管则有时会用其它材料替代，外径很薄，用手一捏就扁，与饮料吸管无异，无法承担对光纤的保护作用。
6、阻水带。光缆用阻水带或阻水纱通过产品内部呈均匀分布的高吸水性树脂所具有的强有力的吸水性能，在浸透压、亲和性、橡胶弹力的共同作用下，高吸水性树脂能快速吸入数倍于自重的水。并且，阻水粉一旦遇水就会即刻膨胀凝胶，此时不管给其施加多少压力，水分也不会被挤出。因此，用含吸水树脂的阻水带包覆缆芯，万一光缆外壁破损，伤口部分的高吸水性树脂因膨胀而发挥密封效果，可以将水的进入阻止到最小限度。劣质光缆通常使用无纺布或纸带，一旦光缆外皮破损，后果将会十分严重。
7、芳纶。又名凯夫拉丝，是一种高强度的化学纤维，目前在军工业领域用得最多，防弹背心就是这种材料生产的。它是杜邦的专利产品，是室内光缆的主要成本构成，主要用来保护室内光缆中的紧套纤免受机械拉力。但因芳纶成本较高，劣质室内光缆一般把外径做得很细，这样可以通过减少几股芳纶节约成本，或使用一种外观类似芳纶的聚酯纱来代替(已较为普遍)，而聚酯纱几乎不能承受什么拉力。这样光纤在铺设的时候很容易被拉伤或拉断。
8、光纤。光纤是光缆中最核心的原材料，好的光缆一般采用大厂的优质纤芯。劣质光缆通常用低级光纤和来路不明的走私光纤，这些光纤因来源复杂，品质难以保证，有时多模光纤里还经常混着单模光纤，而一般小厂缺乏必须的检测设备，不能对光纤的质量做出判断，更使质量难以得到保证。另外，有些则用低价买来短段光纤熔接以后再做成光缆。因肉眼无法辨别这样的光纤，施工中常碰到的问题是：传输速率低、距离短，光纤衰减大，不能和尾纤对接，缺乏柔韧性，盘纤的时候易断，甚至一根光纤一头是多模，另一头却是单模。
9、着色油墨.为了方便施工时区分光纤,国家标准要求光纤与松套管都要着上鲜明的颜色.优质光缆都按标准使用优质油墨着色,颜色十分鲜明且不易脱落.而劣质光缆则会使用劣质油墨着色或干脆不着色.劣质油墨颜色不鲜明且有时易于溶解在纤膏中导致颜色无法区分,不着色则更是给施工带来极大的不便.10、产品包装。光缆一般采用木盘或铁木盘成轴包装，盘的外面会封上木质封板，以保证笨重的光缆在整个运输途中的受力、弯曲半径等条件在标准要求范围之内。而劣质光缆为了节约成本，一般使用十分差的包装盘，运到目的地时几乎接近散架，有些干脆不用盘，把光缆绕一下就发运了，或者用盘也不用木条封住。
综上所述，光纤光缆真正的优劣之分来源于其结构设计、用材用料与生产工艺的优劣综合之差。因为光缆仍未大量普及，劣质产品虽然隐患多多，许多用户甚至集成商在不懂行的情况下，依然在不分场合地采用。正是由于这个原因，劣质光缆对行业的负面影响会更大，因为就光缆本身来说，其价值并不大，但其敷设过程(直埋、架空、穿管等)的费用却十分惊人，且费时费力，加之其在整个通信链路中是基础介质，所以一旦出现问题，无论你两端的硬件设备多么昂贵、高端,整个系统都将无一例外地完全瘫痪，修复的周期也会很长，造成的损失将千万倍优劣之间的差价。
光纤的分类及用途:
一、按光纤组成材料可分为:
1、石英系光纤
石英光纤是以二氧化硅为主要原料, 并按不同的掺杂量, 来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。石英 (玻璃) 系列光纤, 具有低耗、宽带的特点, 已广泛应用于有线电视和通信系统。
2、多组分玻璃光纤
多组分光纤是在二氧化硅原料中, 再适当混合诸如氧化钠、氧化硼、氧化钾等氧化物制作成多组分玻璃光纤。多组分玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。
3、全塑料光纤
是将纤芯和包层都用塑料 (聚合物) 作成的光纤。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光键路的光通信中。原料主要是有机玻璃、聚苯乙稀和聚碳酸酯。塑料光纤的纤芯直径为1000μm, 比单模石英光纤大100倍, 接续简单, 而且易于弯曲施工容易。
4、氟化物光纤
氟化物光纤是由氟化物玻璃作成的光纤。主要工作在2~10μm波长的光传输业务。其具有超低损耗光纤的可能性, 正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发。
5、硫硒化合物光纤
在光纤的纤芯中, 掺杂如铒、钦、镨等稀土族元素的光纤。掺杂稀土元素的光纤有激光振荡和光放大的现象。
二、按工作波长可分为:
短波长 (800mm~900mm) 、长波长 (1300mm~1600mm) 、超长波长 (2000mm以上) 、全波光纤。
三、按传输模式分:
1、单模
中心玻璃芯很细, 一般只能传导单一基模的光纤。其模间色散很小, 适用于远程通讯, 但存在材料色散和波导色散。单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求。现在单模光纤通信系统的主要工作波段是1.31 u m。
2、多模
可传播多种模式电磁波的光纤。中心玻璃芯较粗, 可传播多种模式的光, 但其模间色散较大, 这样就限制了传输数字信号的频率, 而且随距离的增加会更加严重, 所以多模光纤传输的距离比较近, 一般只有几公里。
四、按光纤横截面的折射率分布可分为:
1、阶跃光纤
光纤的纤芯折射率高于包层折射率, 使得输入的光能在纤芯包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤的模间色散高, 传输频段窄, 传输速率不能太高, 只能用于短途低速通讯。
2、渐变折射率光纤
光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小, 可使高次模的光按正弦形式传播, 这样可减少模间色散, 提高光纤带宽, 增加传输距离, 但是成本较高。
光纤传输理论:光是一种电磁波, 可见光部分波长范围是:390~760nm (纳米) 。大于760nm部分是红外光, 小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850nm, 1310nm, 1550nm三种。因为光在不同物质中的传播速度是不同的, 所以光从一种物质射向另一种物质时, 在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且, 折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。
当入射光的角度达到或超过某一角度时, 折射光会消失, 入射光全部被反射回来, 这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的 (即不同的物质有不同的光折射率) , 相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。利用光导纤维进行的通信叫光纤通讯, 而光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
在光纤通信中首先是光发送机把电信号转变为光信号, 并用耦合技术把光信号最大限度地注入到光纤中, 而光纤作为信道传输光信号, 作为光在发送机和接收机之间的传输路径。光接收机再把光信号转换为电信号。
光纤传输理论分为模式理论和光线理论。把光作为电磁波来处理, 研究电磁波在光纤中的传输规律, 得到光纤中的传播模式、场结构、传输常数及截止条件。
传播模式可分为三类:
1、传导模:满足全反射条件的那些模式。其纤芯内为驻波场或行波。
2、辐射模:不满足全反射条件的模式, 其电磁场不限于光纤芯区而可径向辐射至无穷远。辐射模在纤芯和包层中均为行波场, 光纤失去了对光波场功率的限制作用。
3、漏泄模
以临界角入射的光线, 在纤芯内传播时, 光波场功率透过一定厚度的“隧道”泄露到包层之中, 在包层中沿着传播方向为衰减的行波场。
光纤裸纤一般分为三层:中心高折射率玻璃芯 (芯径一般为50或62.5μm) , 中间为低折射率硅玻璃包层 (直径一般为125μm) , 最外是加强用的树脂涂层。光线在纤芯传送, 当光纤射到纤芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时, 光线透不过界面, 会全部反射回来, 继续在纤芯内向前传送, 而包层主要起到保护的作用。
光纤作为光通信和光传感系统中的信息载体和敏感元件, 得益于它有以下优点:
(1) 它能够海量的传输信息。光纤具有极宽频带是其各项优点中最重要的优点, 它使得光线可以传送巨大的信息容量。
(2) 保密性强。光纤的基本成分是石英, 不导电, 其中的光信号不受电磁场影响, 所以在传输过程中利于保密。
(3) 制造原材料便宜, 节约有色金属。光纤的基本材料是二氧化硅, 有大量来源。而通信电缆是用铜做导线, 铜的资源有限。
(4) 抗电磁干扰。二氧化硅是绝缘介质, 因此光纤不会产生感应电磁干扰。纤芯中除导模外的磁场在包层的内区就衰减到零。
(5) 传输损耗低。光纤与同轴电缆相比, 传输损耗几乎可以忽略, 而且光纤在全部有线电视频道内具有相同的损耗, 不需要像电缆干线必须引入均衡器进行均衡, 还有就是损耗几乎不随温度变化, 不用考虑因环境温度变化而造成干线电平的波动。
(6) 保真度高, 工作性能稳定。光纤传输不需要中继放大, 不会因为放大引入新的非线性失真。光纤系统包含的设备数量少, 可靠性稳定且高。
在实际应用中, 光纤与光纤的连接, 一般采用热熔接和冷接两种方法来进行施工。
1、热熔接法
使用光纤熔接机的高压电弧将两根光纤熔化后连接起来, 这种方法早期一般用于长距离通讯施工, 不过随着人们对网速需求的提高和光纤入户的兴起, 热熔接法也用于短距离光纤铺设施工 (如小区宽带网和光纤入户等) , 已成为国际上主流的光纤施工方法。
2、冷接法
冷接法是相对于热熔接法而言的, 指不需要高压电弧放电来融化光纤, 而使用光纤冷接子来将光纤连接起来或将光纤接入到光通讯设备中。
光纤作为一种信号传输物质, 有着通信容量大、中继距离长、保密性能好、适应能力强、体积小重量轻、原材料来源广价格低廉等的优点, 在宽带互联网接入的应用非常广泛, 在网络和通信中有着非常光明的前景。
随着通信技术的发展, 通信业务由传统单一的电话业务转向高速IP数据和多媒体为代表的宽带业务, 是实现高速传输的最理想的传输媒质, 因而光纤通信将成为未来通信发展的主流。
摘要：光纤是光导纤维的简称, 可作为传播光信号的工具。
第一、什么是光纤？
光纤对大家来说是个新生名称，其本质就如同生活中常见的同轴电缆一样，都是用来信号传输的。光纤就是用纯石英（化学名称是二氧化硅Si02）以特殊工艺拉成的细丝，光纤的直径比头发丝还要细，而同轴电缆是用金属制作而成的。光纤的刨面结构和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。从用途方面分析，电缆是用来直接传输短途低速率数字信号的，其缺点是传输距离短、衰耗大，而光纤是用来传输长途高速率光信号，再通过光端机将光信号转变为数字信号使用。
第二、什么是光缆?
光缆是由一组有松套管保护的光纤和加强芯、铠状保护层、阻水带等物件组成的通信传输材料。所谓加强芯就是用铁丝或高密度玻璃纤芯固定在其他设备上防止其挪动的，其实就是起到固定作用，间接保护作用。铠状保护层是由铝皮等其他金属制作而成的环状保护层，主要是防止外力致使纤芯受到损伤，就如同用剪刀一样，剪刀直接剪光纤轻而易举，而用来剪有铠状保护层的光缆则需要一定的力度。阻水带，顾名思义，阻水，防止水份，是用来防止污水渗入光缆内部损伤纤芯造成损耗的。
第三、光纤通信具有频带宽，通信容量大；损耗低，中继距离长；抗电磁干扰；无串音干扰，保密性好；光纤线径细、重量轻、柔软；原材料资源丰富等优点。
1.频带宽，通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000赫兹，1987年投入使用的1.7G/秒光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网发展的需要。
2.损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。
3.抗电磁干扰。光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。
4.无串音干扰，保密性好。光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。
5.光纤线径细、重量轻、柔软。光纤的芯径很细，约为0.1毫米，它只有单管同轴电缆的百分之一；光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10毫米，而标准同轴电缆为47毫米。利用光纤这一特点，使传输系统所占空间小，解决地下管道拥挤的问题，节约地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1米的重量为11千克，而同等容量的光缆1米重只有90克，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。
6.光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料。光纤的材料主要是石英(二氧化硅)，地球上有取之不尽用之不竭的原材料，而电缆的主要材料是铜，世界上铜的储藏量并不多，用光纤取代电缆，则可节约大量的金属材料，具有合理使用地球资源的重大意义。光纤除具有以上突出的优点外，还具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点，其缺点是质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的实用。近年来，光纤通信发展很快，它已深刻地改变了电信网的面貌，成为现代信息社会最坚实的基础。
第三、光纤本身分为单模和多模两种，因为红外线光在光纤内部传送时，是不断的反射光纤内缘来前进，单一模式的光纤通常光纤的内部半径较小，所以光线的反射径路只有一条，而多重模式的光纤内径较大，而光线讯号则有多种反射路径可以用来传输，允许光接收器有些许的误差。
第三、现在讲一下光缆的分类情况。
按光缆结构分有：中心束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带状式光缆，非金属光缆和可分支光缆。目前，我公司在海南环岛光缆普遍用的是层绞式及中心束管式，我们着重来讲一下这两种，请大家看图。列出图纸
上面的就是层绞式光缆的截面图。光缆的中间是钢丝加强芯，环绕周围的是数管有松套管保护的纤芯。最外面一层黑色的是光缆的外皮。
下面的就是中心束管式光缆的截面图。图中间的是一组光纤，光纤外部的就是加强芯，浅色的地方就是铠状保护层，最外面一层黑色的是光缆的外皮。
按敷设方式分有：架空光缆，管道光缆，直埋光缆和海底光缆。
所谓架空光缆，顾名思义，就像日常的高压线和电线一样，通过杆路在半空中敷设的。
管道光缆，就是城市、街道、小区所常见的，就像排污、自来水管道，这个一说大家应该都知道，仅用于城市内站与站之间的传输。
直埋光缆就是在山区、田野、郊外，用泥土埋在地面以下的位置，用于省与省、市与市之间的传输。
以上三种将是我们今后常见的，具体特性在今后的工作中将慢慢熟悉。海底光缆，具有一定的特殊性和保密性，这个是国家与国家、海峡两岸间的连接渠道。就是将光缆用特殊的沉淀物体捆绑，埋藏在海洋深处，像海南海口至广东徐闻就有若干条。海底光缆不等同于其他用途的光缆，海底光缆制作工艺非常高，需具备高质量的防腐蚀性和高密度的保护性。大家都知道，海水有极强的酸碱性，一条光缆埋藏在海底下若干年，需具备条件防止腐蚀。至于保护性，因为海面上经常有大、小船只经过，时常在光缆路由上抛锚，所以需加强保护。这个大家了解一下就可以啦，不是很常见的。
第四个主题：造成光纤衰耗的原因
在光缆施工过程中造成光纤衰减的主要因素有： 本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
本征： 是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等，这个是不可变的。
弯曲： 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。在敷设过程中，光缆的弯曲半径应不小于光缆外径的20倍，施工过程中（非静止状态）不小于光缆外径的30倍。
挤压： 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。光缆在日常的运输、移动过程中都需小心谨慎，避免受到挤压导致衰耗偏大。
杂质： 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。主要是在制作过程中需清除杂质，通常在光缆出厂时厂方都会提交质检报告，明确光缆的衰耗值。
对接： 光纤对接时产生的损耗，就是我们今后在熔接过程中端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等都会造成衰耗。
第五、光缆的连接：
方法主要有永久性连接、应急连接、活动连接。
1.永久性光纤连接(又叫热熔)，利用熔接仪表进行对接：
这种连接是用放电的方法将连根光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.01~0.03dB/点。但连接时，需要专用设备(熔接机)和专业人
员进行操作，而且连接点也需要专用容器（热缩管）保护起来。这中间的dB是代表光纤衰耗的一个特定单位。
2.应急连接(又叫冷熔)，利用接线子连接：
应急连接主要是用机械和化学的方法,将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速可靠,连接典型衰减为0.1~0.3dB/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。
3.活动连接，利用适配器（珐琅头）连接：
活动连接是利用各种光纤连接器件(插头和插座)，将站点与站点或站点与光缆连接起来的一种方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在各机房内ODF子架中。其典型衰减为1dB/接头。
这中间出现的熔接机、接线子、珐琅头等物件名称将会在后续的培训中提到。
第六、光纤的检测
光纤检测的主要目的是保证系统连接的质量，减少故障因素以及故障时找出光纤的故障点。检测方法很多，主要分为人工简易测量和精密仪器测量。
1.人工简易测量：
这种方法一般用于快速检测光纤的通断和施工时用来分辨所做的光纤。它是用一个简易红外线可见光源仪表从光纤的一端打入可见光，从另一端观察哪一根发光来实现。这种方法虽然简便，但它不能定量测量光纤的衰减和光纤的断点。
2.精密仪器测量：
使用光功率计或光时域反射仪(OTDR)对光纤进行定量测量，可测出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可测出光纤的断点位置。这种测量可用来定量分析光纤网络出现故障的原因和对光纤网络产品进行评价。
七、色谱标准（大家需要着重记下来，存在脑海里，随时能够读出来，因为这些是今后的熔接过程中必须用到的。）
1、现在我们工作中使用的是通用的国际色谱标准：蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、天蓝12种。
2、各层绞式光缆内部色管顺序：红绿相连、红头蓝尾、白
1、白
2、白
3、白4以及蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、天蓝；保护纤芯的松套管都是有颜色的，必须按照颜色来区分。
而中心束管式光缆则是按照色带来区分的，色带是不同颜色的线、带状物，同样也是必须按照颜色来区分。这些在接下来的几天培训过程中，实践操作可以看到。
1.1微管的类型
微管是气吹系统的一个重要的组成部分，就像城市的道路，在微缆敷设前微管必须先敷设到目的地，并且要求一次性敷设到位，因为第1次敷设的微管和第2次敷设的微管有缠绕的可能，在一根保护管(保护管：保护管指对微管束起保护作用的管道，这种管道可以是气吹用的硅芯管，牵引用的PVC管，市话管道用的子管，格栅管等敷设光缆用的管道)内的微管是不能分批敷设的，目前国内外的微管按结构区分大约有以下2种：
1.1.1集束管
集束管(见图1)有点像我们市话管道上常用的蜂窝管，是由松散的微管单元组成的微管束和外护套两部分在厂家组合而成，但是微管和微管之间，微管单元和外护套之间是不能粘连的，可以有相对的位移。集束管的优点在于管道的密度高，可以在有效的空间内容纳最多的微管。缺点是灵活性较差，管道的开剖不方便(指厚壁的外护套)，内层微管分歧困难，同时抗冲击的能力也较差，由于微管单元是被保护管紧紧地包裹在一起，保护管的变形可以直接造成微管变形。集束管的排列方式和区分见图2。
目前，根据工程的用途不同，集束管分为直埋型，管道型，捆绑型，扁平型，架空型，阻燃型，防白蚁型和铠装型，从外形区分，集束管有圆形，多边形，方形和扁平型。圆形的集束管多为厚壁外护套的集束管，多边形的集束管一般是薄壁外护套的集束管，方形和扁平型的集束管有厚壁的也有薄壁的外护套，见图3和图4。直埋型集束管：直埋型集束管是由厚壁外护套加标准壁厚的微管单元或薄壁外护套加厚壁微管单元组成，为了解决厚壁外护套的集束管开剖难的问题和提高集束管的灵活性，厚壁外护套的集束管开始向薄壁外护套的集束管转变。直埋型集束管可以直接买入管道的沟槽内。
管道型集束管：管道型集束管是由薄壁的外护套和标准壁厚的微管单元组成，适合于楼宇内的敷设和在有保护管的管道内气吹或牵引。
光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。
(一)按照制造光纤所用的材料分：石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。
塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。
(二)按光在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤。
多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm，单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31μm。
多模光纤
多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
单模光纤
单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。
(三)按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的`光上，如1300μm。
色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。
我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带宽，那么如果让单模光纤工作在1.55μm波长区，不就可以实现高带宽、低损耗传输了吗?但是实际上并不是这么简单。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm处色散小得多。这种光纤如工作在1.55μm波长区，虽然损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。
为了使光纤较好地工作在1.55μm处，人们设计出一种新的光纤，叫做色散位移光纤(DSF)。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31μm处移到1.55μm附近。这种光纤又称为1.55μm零色散单模光纤，代号为G653。
G653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光纤通信系统中。
色散位移光纤虽然用于单信道、超高速传输是很理想的传输媒介，但当它用于波分复用多信道传输时，又会由于光纤的非线性效应而对传输的信号产生干扰。特别是在色散为零的波长附近，干扰尤为严重。为此，人们又研制了一种非零色散位移光纤即G655光纤，将光纤的零色散点移到1.55μm 工作区以外的1.60μm以后或在1.53μm以前，但在1.55μm波长区内仍保持很低的色散。这种非零色散位移光纤不仅可用于现在的单信道、超高速传输，而且还可适应于将来用波分复用来扩容，是一种既满足当前需要，又兼顾将来发展的理想传输媒介。
还有一种单模光纤是色散平坦型单模光纤。这种光纤在1.31μm到1.55μm整个波段上的色散都很平坦，接近于零。但是这种光纤的损耗难以降低，体现不出色散降低带来的优点，所以目前尚未进入实用化阶段。
(四)按折射率分布情况分：阶跃型和渐变型光纤。
阶跃型：光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶，所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称突变光纤。这种光纤的传输模式很多，各种模式的传输路径不一样，经传输后到达终点的时间也不相同，因而产生时延差，使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高，传输频带不宽，传输速率不能太高，用于通信不够理想，只适用于短途低速通讯，比如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。这是研究开发较早的一种光纤，现在已逐渐被淘汰了。
渐变型光纤：为了解决阶跃光纤存在的弊端，人们又研制、开发了渐变折射率多模光纤，简称渐变光纤。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。渐变光纤的包层折射率分布与阶跃光纤一样，为均匀的。渐变光纤的纤芯折射率中心最大，沿纤芯半径方向逐渐减小。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率层界面上按折射定律产生折射，进入低折射率层中去，因此，光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生，直至光在某一折射率层产生全反射，使光改变方向，朝中心较高的折射率层行进。这时，光的行进方向与光纤轴方向所构成的角度，在各折射率层中每折射一次，其值就增大一次，最后达到中心折射率最大的地方。在这以后。和上述完全相同的过程不断重复进行，由此实现了光波的传输。可以看出，光在渐变光纤中会自觉地进行调整，从而最终到达目的地，这叫做自聚焦。
(五)按光纤的工作波长分：短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。
随着三网融合网络和光纤到户(FTTH)网络的建设和运行,正视和解决光纤使用中传输损耗增大的问题尤显重要。由于光缆路由和地形的限制,常常需要对光缆进行接续,因此光纤接续的工程量较大。光纤接续技术要求较复杂,接续质量较难控制,而接续的质量将直接影响光纤的信号传输距离、传输稳定性和可靠性。
导致光纤接续损耗增加的原因可分为光纤自身因素和外界因素两大类。光纤自身因素主要包括:被接续的两根光纤模场直径或芯径不一致,被接续的光纤纤芯截面不圆、纤芯与包层同心度不佳[1]。为了降低上述这些光纤自身因素造成的光纤接续损耗增加,在同一光缆线路上光纤接续时必须选用同一光缆生产厂家按订货长度连续生产的同一生产批次的优质光纤,使光纤的特性尽量匹配。所谓的优质光纤是指符合GB/T 9771—2008《通信用单模光纤》标准中对通信中常用的B1.1类和B1.3类单模光纤的参数规定,即模场直径为(8.6~10)μm±0.6μm,包层直径为(125±1)μm,纤芯—包层同心度误差≤0.6μm,包层不圆度≤1.0%。
光缆接续方式可分为熔接接续、活动接续和机械接续三种,其中熔接接续方式是光缆接续的主流方式,主要用于大芯数光缆和光缆干线等的接续。在这三种不同的光缆接续方式中影响光纤接续损耗的外界因素各不相同。为了便于光缆顺利施工和维护,笔者将结合自己实践经验,针对每种光缆接续方式介绍降低其接续损耗的方法。
2 降低光纤接续损耗的方法
2.1 熔接接续
熔接接续是采用熔接机对光纤接续,该接续方式的接续损耗最小。为了降低熔接接续损耗,应做好以下几个方面:
(1)熔接人员的技能培训。熔接人员的熔接水平直接影响接续损耗的大小,因此熔接人员应经过专门训练,熔接时应挑选经验丰富、训练有素的熔接人员,熔接人员至少配备2~3人,其中应至少有1人对光纤线路接续损耗进行实时监测,对于不符合要求的接头,应及时通知现场熔接人员进行重新接续。
(2)光缆固定牢靠。光缆端头进入接线盒时应固定牢靠,如图1b)所示。固定不佳就会造成光缆来回扭转,甚至发生松套管(束管)从光缆固定端处脱落,如图1c)所示,致使光纤损耗增大,甚至光纤断裂。在固定光缆加强件时,应避免加强件挤压光纤束管,加强件下方可放置填充绳,但决不能放置光纤束管;光纤束管应自然处于加强件的两侧,以免因光缆扭转而使光纤接头位置错动,光纤束管受力变形会造成损耗过大;加强件长度以能通过固定螺栓为宜,不可过长。
(3)保持光纤接续环境干净。如果接续环境较脏,光纤端面易粘上污染物,污染物在经过熔接电流放电后会沉积于光纤端面上,这将使光纤接续损耗增大,导致光纤输出信号不良,如图2所示。因此,光纤接续环境必须干净、整洁,在多尘、潮湿的环境中不宜进行光纤熔接,在有风或灰尘的环境中应在搭建帐篷或其他相对密闭的空间内熔接光纤。熔接机熔接光纤前应根据光纤类型正确合理地设置熔接参数,部分熔接机需要进行熔接电流放电测试,熔接时要保持熔接机V型槽、切割刀具清洁干净,使用完毕后应及时清理熔接机上的碎纤和灰尘。一般在放电100次左右,熔接机的电极就应启动内部清洗程序进行电极清洗,这不但可延长电极的使用寿命,且可确保熔接损耗不致加大。当电极的使用时间较长,上面积留的物质致使熔接损耗偏大时,应拆下电极,用酒精棉轻轻擦除其上面积留的物质,直至完全清除。电极重新装上后应再做放电测试,如果电极多次清洗后放电仍不理想,则应重新更换电极。
(4)确保光纤端面的制备质量。光纤端面的制备是光纤熔接的关键,其制备质量将直接影响到光纤的熔接质量。光纤端面切割之前,应先剥掉光纤涂覆层,用沾有无水乙醇的脱脂棉沿光纤轴向擦拭端头后进行端面切割。切割后的光纤端面应平整,且无楔形尖端、锯齿形以及凸圆形等缺陷,切割后的光纤端面与光纤径向间的夹角应小于1°,如图3所示。熔接机内部程序都有切割角度的设置,一般设置为1°,这样内部程序便可自动识别,确保低损耗熔接。光纤端面切割完成后,应避免端面接触任何物体,确保端面清洁干燥、无污物,且不允许端面长时间暴露在空气中,更不能受潮,而应及时将光纤妥善地放入熔接机V型槽内,注意两端的光纤端面不能相碰。在检查光纤端面切割质量合格后,熔接机就会执行熔接指令。如果光纤端面切割质量不合格,熔接机则会发出提示,如果熔接人员选择继续熔接,光纤熔接点的损耗将超过规定要求。
(5)熔接过程的严格控制。在熔接过程中应及时清洁熔接机镜头、V型槽、电极等,注意观察光纤两端轴线是否对齐,光纤熔接部位是否有气泡、过细、过粗等不良现象。光纤熔接成功后,应小心取出光纤,及时套入热缩管保护,观察热缩管是否有杂质,否则热熔时杂质会对熔接点产生应力,引起损耗增大,在确保热缩管干净后再加热。加热后仍要注意观察热缩管中是否有杂质、扭曲、气泡等不良现象,测试人员确认成功后才能盘纤。
(6)盘纤和封装的规范操作。光纤预留长度应以在熔纤盘上盘绕两圈为宜,盘绕时应自然顺从光纤的应力方向,不能强行扭曲,盘绕时可采用圆形、椭圆形或“8”字形等方式。盘纤时盘纤半径越大,光纤弧度也越大,整个线路的损耗越小,为避免产生不必要的损耗,光纤的弯曲半径不宜小于20mm。如有个别光纤过长或过短时,可将其单独盘绕,以避免出现急弯、小圈。盘纤结束后采用光缆接续盒封装时,不允许有任何杂物挤压光纤或束管,接续盒应完全密封,以避免接续盒内进水造成光纤出现氢损,导致光纤损耗增大和影响光纤的使用。
2.2 活动接续
活动接续是指在光纤与光纤之间采用可拆卸(活动)的连接器件进行连接,使光路能按所需的通道进行传输,常用的光纤活动连接器如图4所示。在施工、维护中这种接续方式可使光路连接灵活快捷、简单方便,但缺点是连接损耗较大。为了降低活动接续损耗,在接续时首先必须保证机房和设备环境的清洁干净,以免活动连接器和尾纤插头粘上灰尘;其次应尽量选用优质合格的活动连接器,在对接活动连接器时,应清洁光纤插头和活动连接器的磁管,插头必须对齐活动连接器的卡口,以保证两者接触良好、耦合紧密。
2.3 机械接续
机械接续是指不需使用熔接机,只在施工现场采用机械方式在单模光纤或光缆的护套上,通过简单的接续工具,利用机械对准实现入户光缆直接连接或成端。常用的光纤快速机械接续连接器如图5所示[2]。光纤通信已逐步实现FTTH、光纤到桌面(FTTD),这些用户端使用的光纤芯数较少,大都采用了机械连接。为降低快速机械接续损耗,在接续时应尽量选用优质合格的快速机械接续连接器;成端时必须保持成端环境干净清洁,避免光纤、快速机械接续连接器和定位器上粘有灰尘;在开剥光缆外护层时,不能划伤光纤;在光纤装入定长工具时,光纤必须在光纤槽道内,以免压断光纤;用剥线钳顺光纤轴向剥离涂覆层时,不能损伤光纤。与熔接方式相同,快速机械接续时制备的光纤端面应切割平整,无楔形尖端、锯齿形以及凸圆形,无污物等缺陷。端面制备好的光纤应缓慢穿入快速机械接续连接器内,直至光纤到位,压紧定位卡,以防止光纤移动。
3 结束语
降低光纤接续损耗,提高光缆接续质量,可以有效地减小光缆线路传输损耗,提高传输质量。随着科技发展,应用增多,光纤接续技术必将进一步发展和成熟,我们在实际接续工作中应不断地学习和总结,使接续方法和接续技能日趋完善和科学。
参考文献
[1]孙学康,张金菊.光纤通信技术[M].2版.北京:人民邮电出版社,2008.
光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有约20年，已经历3代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信。我国光纤通信已进入实用阶段。
光纤通信的诞生和发展是电信史上的重要革命，与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪，由于因特网业务的迅速发展和多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于它有很多优点：传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点。
其主要应用在以下几方面： 1.通信应用
信息化时代的人们离不开方便快捷的通讯，光纤通信多大量运用于因特网、有线电视和（视频）电话。与传统金属铜线相比，光纤讯号容易避免在传输过程中受到衰减、遭受干扰的影响，在远距离及大量传输信号的场合中，光纤优势更为显著。其次，它的传导性能良好，传输信息容量大，一条光纤通路可同时容纳多人通话，同时传送多套电视节目。光纤通信所具有的显著功能及独特优势，能够有助于电力系统的发展，我国许多地区的电力系统已经逐步由主干线向光纤过渡。目前，我国发展最为完善、规模最大的专用通信网就是电力系统的光纤通信网，其宽带、语音以及数据等一系列的电力生产和电信业务基本上都是利用光纤通信来进行承载。光纤通信技术在电力系统稳定和安全运行的保障方面，以及满足人们生活与生产方面有着重要的意义，因而受到了人们的热烈欢迎。2.医学应用
光导纤维内窥镜可以导入心脏和脑室，测量心脏血压值，血液中所含的氧气的饱和度、体温等，光导纤维连接的激光手术刀已成功应用于医学，同样也可用作光敏法治愈癌症患者。利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道等疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，具有输送光线、传导图像的功能，且具有光纤的柔软、灵活、任意弯曲等优势，轻而易举通过食道进入胃里，并导出胃中图像，根据情况进行诊断和治疗。3.传感器应用
可应用于生活中路灯的光敏传感器，红外传感器，广泛运用于汽车中的温度传感器，交通中测速雷达传感器、闯红灯，在与敏感元件组合或利用光纤本身的特性，可广泛用于工业测量流量、压力、温度、光泽、颜色等在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。4.光纤井下探测技术
传统石油工业只能有限地利用局限的技术开采油气储量，通常无法满足快速投资回收和最大化油气采收率的需求，并导致原油采收率平均只有30%左右。通过利用智能井技术，可以使原油采收率提高到55%~65%。传统测井方法虽然能提供有价值的数据，但作业成本高，并有可能对井产生损害，光纤井下探测技术能提高测井的效率，使数据更准确，且对井下状况有一定程度的安全保障。5.光纤艺术应用
[摘要]对光纤通信技术领域的主要发展热点作一简述与展望，主要有超高速传输系统、超大容量波分复用系统、光联网技术、新一代的光纤、IP over SDH与IP over
Optical以及光接入网。
关键词：光纤 超高速传输 超大容量波分复用 光联网
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬 勃发展的新局面，本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。向超高速系统的发展
从过去2O多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主 要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用（TDM）方式进行，每当传输速率 提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％；因而高比特率系统的经济效益大致 按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续 增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了 20O0倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业 务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，全世界安装的终端和中继器已超过5000个，主 要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。我国也将在近期开始现场试验。需要注意的是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经敷设的光缆并不
一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。在理论上，上述基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高，例如在实验室
传输速率已能达到4OGbps，采用色度色散和极化模色散补偿以及伪三进制（即双二进制）编码后已能传输100km。然而，采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓 砷技术的极限，没有太多潜力可挖了，此外，电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中 是否能成功还是个未知因素，因而更现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很 多种，但目前只有波分复用（WDM）方式进入大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验 研究阶段。向超大容量WDM系统的演进
如前所述，采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资 源仅仅利用了不到1％，99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信 号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用（WDM）的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是：（1）可以充分利用光纤的巨大带宽资 源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；（2）在大容量长途传输时可以节约大量光纤 和再生器，从而大大降低了传输成本；（3）与信号速率及电调制方式无关，是引入宽 带新业务的方便手段；（4）利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具 有高度生存性的光联网。
鉴于上述应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系
统发展十分迅速。如果认为1995年是起飞年的话，其全球销售额仅仅为1亿美元，而2000 年预计可超过40亿美元，2005年可达120亿美元，发展趋势之快令人惊讶。目前全球实
际敷设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps（2*16*10Gbps），美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps（80*2.5Gbps）或400Gbps（40*10Gbps）。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps（13*20Gbps）。预计不 久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。可以认为近2年来超大容量密集波分复用系
统的发展是光纤通信发展史上的又一里程碑。不仅彻底开发了无穷无尽的光传输键路的 容量，而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础。3 实现光联网——战略大方向
上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通
信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电 路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光的分插复用器（OADM）和光的交叉连接设备（OXC）均已在实验室研制成功，前者已 投入商用。
实现光联网的基本目的是：（1）实现超大容量光网络；（2）实现网络扩展性，允 许网络的节点数和业务量的不断增长；（3）实现网络可重构性，达到灵活重组网络的 目的；（4）实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号；（5）实现快速 网络恢复，恢复时间可达100ms。
鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进 行预研，特别是美国国防部预研局（DARPA）资助了一系列光联网项目，如以Be11core 为主开发的“光网技术合作计划（ONTC）”，以朗讯公司为主开发的“全光通信网”预 研计划”，“多波长光网络（MONET）”和“国家透明光网络（NTON）”等。在欧洲和 日本，也分别有类似的光联网项目在进行。
综上所述光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。其标准化
工作将于2000年基本完成，其设备的商用化时间也大约在2000年左右。建设一个最大透 明的。高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞 以及国家的安全有极其重要的战略意义。新一代的光纤
近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发 展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652 单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线 网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非
零色散光纤（G.655光纤）和无水吸收峰光纤（全波光纤）。
4.1 新一代的非零色散光纤 非零色散光纤（G.655光纤）的基本设计思想是在1550 窗口工作波长区具有合理的较低色散，足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿，从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本；同时，其色散值又保持非零特性，具有一起码的最小数值（如2ps／（nm.km）以上），足以压制四波混合和交叉相位调 制等非线性影响，适宜开通具有足够多波长的DWDM系统，同时满足TDM和DWDM两种发展 方向的需要。为了达到上述目的，可以将零色散点移向短波长侧（通常1510～1520nm 范围）或长波长侧（157nm附近），使之在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色 散值以满足上述要求。典型G.655光纤在1550nm波长区的色散值为G.652光纤的1／6～ 1／7，因此色散补偿距离也大致为G.652光纤的6～7倍，色散补偿成本（包括光放大器，色散补偿器和安装调试）远低于G.652光纤。
4.2 全波光纤 与长途网相比，城域网面临更加复杂多变的业务环境，要直接支持大 用户，因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力。但其传输距离却很短，通常只有 50～80km，因而很少应用光纤放大器，光纤色散也不是问题。显然，在这样的应用环 境下，怎样才能最经济有效地使业务量上下光纤成为网络设计至关重要的因素。采用 具有数百个复用波长的高密集波分复用技术将是一项很有前途的解决方案。此时，可
以将各种不同速率的业务量分配给不同的波长，在光路上进行业务量的选路和分插。在这类应用中，开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。目前影响可用波段的 主要因素是1385nm附近的水吸收峰，因而若能设法消除这一水峰，则光纤的可用频谱 可望大大扩展。全波光纤就是在这种形势下诞生的。
全波光纤采用了一种全新的生产工艺，几乎可以完全消除由水峰引起的衰减。除
了没有水峰以外，全波光纤与普通的标准G.652匹配包层光纤一样。然而，由于没有了 水峰，光纤可以开放第5个低损窗口，从而带来一系列好处：
（1）可用波长范围增加100nm，使光纤的全部可用波长范围从大约200nm增加到 300nm，可复用的波长数大大增加；
（2）由于上述波长范围内，光纤的色散仅为155Onm波长区的一半，因而，容易实 现高比特率长距离传输；
（3）可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输，改进网络管理；
（4）当可用波长范围大大扩展后，允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要 求较低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特别是无源器件的成本大幅度 下降，这就降低了整个系统的成本。IP over SDH与IP over Optical
以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地 支持IP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。
目前，ATM和SDH均能支持IP，分别称为IP over ATM和IP over SDH两者各有千秋。IP over ATM利用ATM的速度快、颗粒细、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点，可以达到优势互补的目的，不足之处是网络体系结构复杂、传输效率低、开销损失大（达25％～30%）。而SDH与IP的结合恰好能弥补上述IP over ATM的弱点。其基本思路是将IP数据包通过点到点协议（PPP）直接映射到SDH帧，省
掉了中间复杂的ATM层。具体作法是先把IP数据包封装进PPP分组，然后利用HDLC组帧，再将字节同步映射进SDH的VC包封中，最后再加上相应SDH开销置入STM－N帧中即可。IP over SDH在本质上保留了因特网作为IP网的无连接特征，形成统一的平面网，简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于IP组插和兼容的不同技术 体系实现网间互联。最主要优点是可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IP over ATM封装和分段组装功能，使通透量增加25％～30％，这对于成本很高的广域网而言 是十分珍贵的。缺点是网络容量和拥塞控制能力差，大规模网络路由表太复杂，只有 业务分级，尚无优先级业务质量，对高质量业务难以确保质量，尚不适于多业务平台，是以运载IP业务为主的网络理想方案。随着千兆比高速路由器的商用化，其发展势头 很强。采用这种技术的关键是千兆比高速路由器，这方面近来已有突破性进展，如美 国Cisco公司推出的12000系列千兆比特交换路由器（GSR），可在千兆比特速率上实 现因特网业务选路，并具有5～60Gbps的多带宽交换能力，提供灵活的拥塞管理、组 播和QOS功能，其骨干网速率可以高达2.5Gbps，将来能升级至10Gbps。这类新型高速 路由器的端口密度和端口费用已可与ATM相比，转发分组延时也已降至几十微秒量级，不再是问题。总之，随着千兆比特高速路由器的成熟和IP业务的大发展，IP over SDH将会得到越来越广泛的应用。
但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2.4Gbps的链路容量时，则有可能
最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构（IP over Optical）。显然，这是一种最简单直接的体系结构，省掉了中间ATM层与SDH层，减 化了层次，减少了网络设备；减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特 别是网络配置的复杂性；额外的开销最低，传输效率最高；通过业务量工程设计，可
以与IP的不对称业务量特性相匹配；还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽 量避免缓存，减少延时；由于省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备，简化 了网管，又采用了波分复用技术，其总成本可望比传统电路交换网降低一至二个量级!综上所述，现实世界是多样性的，网络解决方案也不会是单一的，具体技术的选
用还与具体电信运营者的背景有关。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和 网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看，IP over Optical 将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对 IP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。在相当长 的时期，IP over ATM，IP overSDH和IP over Optical将会共存互补，各有其最佳应 用场合和领域。解决全网瓶颈的手段——光接入网
过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都 已更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高 度集成和智能化的网络。而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的（90％ 以上）、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约 全网进一步发展的瓶颈。目前尽管出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段，如双 绞线上的xDSL系统，同轴电缆上的HFC系统，宽带无线接入系统，但都只能算是一些 过渡性解决方案，唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。接入网中采用光接入网的主要目的是：减少维护管理费用和故障率；开发新设备，增加新收入；配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；充分利用光纤化所带 来的一系列好处；建设透明光网络，迎接多媒体时代。所谓光接入网从广义上可 以包括光数字环路载波系统（ODLC）和无源光网络（PON）两类。数字环路载波系统 DLC不是一种新技术，但结合了开放接口VS.1／V5.2，并在光纤上传输综合的DLC（ID LC），显示了很大的生命力，以美国为例，目前的1.3亿用户线中，DLC／IDLC已占据
3600万线，其中IDLC占2700万线。特别是新增用户线中50％为IDLC，每年约500万线。至于无源光网络技术主要是在德国和日本受到重视。德国在1996年底前共敷设了约230 万线光接入网系统，其中PON约占100万线。日本更是把PON作为其网络光纤化的主要技 术，坚持不懈攻关十多年，采取一系列技术和工艺措施，将无源光网络成本降至与铜 缆绞线成本相当的水平，并已在1998年全面启动光接入网建设，将于2010年达到6000 万线，基本普及光纤通信网，以此作为振兴21世纪经济的对策。近来又计划再争取提 前到2005年实现光纤通信网。
在无源光网络的发展进程中，近来又出现了一种以ATM为基础的宽带无源光网络
（APON），这种技术将ATM和PON的优势相互结合，传输速率可达622／155Mbps，可以 提供一个经济高效的多媒体业务传送平台并有效地利用网络资源，代表了多媒体时代 接入网发展的一个重要战略方向。目前国际电联已经基本完成了标准化工作，预计 1999年就会有商用设备问世。可以相信，在未来的无源光网络技术中，APON将会占据 越来越大的份额，成为面向21世纪的宽带投入技术的主要发展方向。结束语
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