——光纜通信在我國已有20多年的使用歷史，這段歷史也就是光通信技術(shù)的發(fā)展史和光纖光纜的發(fā)展史。光纖光纜在我國的發(fā)展可以分為這樣幾個(gè)階段：對光纜可用性的探討；取代市內局間中繼線(xiàn)的市話(huà)電纜和pcm電纜；取代有線(xiàn)通信干線(xiàn)上的高頻對稱(chēng)電纜和同軸電纜。這兩個(gè)取代應該說(shuō)是完成了；現正在取代接入網(wǎng)的主干線(xiàn)和配線(xiàn)的市話(huà)主干電纜和配線(xiàn)電纜，并正在進(jìn)入局域網(wǎng)和室內綜合布線(xiàn)系統。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線(xiàn)通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領(lǐng)域。
1 光纖——符合itu-t g.652.a規定的普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著(zhù)光通信系統的發(fā)展，光中繼距離和單一波長(cháng)信道容量增大,g.652.a光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化，表現在1550nm區的低衰減系數沒(méi)有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點(diǎn)不在同一區域。符合itu-t g.654規定的截止波長(cháng)位移單模光纖和符合g.653規定的色散位移單模光纖實(shí)現了這樣的改進(jìn)。g.653光纖雖然可以使光纖容量有所增加，但是，原本期望得到的零色散因為不能抑制四波混頻，反而變成了采用波分復用技術(shù)的障礙。
——為了取得更大的中繼距離和通信容量，采用了增大傳輸光功率和波分復用、密集波分復用技術(shù)，此時(shí)，傳輸容量已經(jīng)相當大的g.652普通單模光纖顯得有些性能不足，表現在偏振模色散（pmd）和非線(xiàn)性效應對這些技術(shù)應用的限制。在10gb／s及更高速率的系統中，偏振模色散可能成為限制系統性能的因素之一。光纖的pmd通過(guò)改善光纖的圓整度和／或采用“旋轉”光纖的方法得到了改善，符合itu-t g.652.b規定的普通單模光纖的pmdq通常能低于0.5ps／km1/2，這意味著(zhù)stm-64系統的傳輸距離可以達到大約400km。g.652.b光纖的工作波長(cháng)還可延伸到1600nm區。g.652.a和g.652.b光纖習慣統稱(chēng)為g.652光纖。
——光纖的非線(xiàn)性效應包括受激布里淵散射、受激拉曼散射、自相位調制、互相位調制、四波混頻、光孤子傳輸等。為了增大系統的中繼距離而提高發(fā)送光功率，當光纖中傳輸的光強密度超過(guò)光纖的閾值時(shí)則會(huì )表現出非線(xiàn)性效應，從而限制系統容量和中繼距離的進(jìn)一步增大。通過(guò)色散和光纖有效芯面積對非線(xiàn)性效應影響的研究，國際上開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足itu-t g.655規定的非零色散位移單模光纖。利用低色散對四波混頻的抑制作用，使波分復用和密集波分復用技術(shù)得以應用，并且使光纖有可能在第四傳輸窗口1600nm區（1565nm-1620nm）工作。目前，g.655光纖還在發(fā)展完善，已有truewave、leaf、大保實(shí)、teralight、pureguide、metrocor等品牌問(wèn)世，它們都力圖通過(guò)對光纖結構和性能的細微調整，達到與傳輸設備的最佳組合，取得最好的經(jīng)濟效益。
——為了在一根光纖上開(kāi)放更多的波分復用信道，國外開(kāi)發(fā)出一種稱(chēng)為“全波光纖”的單模光纖，它屬于itu-t 652.c規定的低水吸收峰單模光纖。在二氧化硅系光纖的譜損曲線(xiàn)上，在第二傳輸窗口1310nm區（1280nm-1325nm）和第三傳輸窗口1550nm區（1380nm-1565nm）之間的1383nm波長(cháng)附近，通常有一個(gè)水吸收峰。通過(guò)新的工藝技術(shù)突破，全波光纖消除了這個(gè)水吸收峰，與普通單模光纖相比，在水峰處的衰減降低了2／3，使有用波長(cháng)范圍增加了100nm，即打開(kāi)了第五個(gè)傳輸窗口1400nm區（即1350nm-1450nm區），使原來(lái)分離的兩個(gè)傳輸窗口連成一個(gè)很寬的大傳輸窗口，使光纖的工作波長(cháng)從1280nm延伸到1625nm。
——為了提高光纜傳輸密度，國外開(kāi)發(fā)了一種多芯光纖。據報道，一種四芯光纖的玻璃體部分呈四瓣梅花狀，涂覆層外形為圓形，其外徑與普通單芯光纖相同（見(jiàn)圖1a）。光纖的折射率分布采用突變型時(shí)，光纖的平均衰減在1310nm波長(cháng)上為0.375±0.01db／km；在1550nm波長(cháng)上為0.225±0.01db／km。這種光纖的接頭采用硅棒加熱可縮套管的方法（見(jiàn)圖1b），其接頭損耗的平均值為
2 核心網(wǎng)光纜
——我國已在干線(xiàn)（包括國家干線(xiàn)、省內干線(xiàn)和區內干線(xiàn)）上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括g.652光纖和g.655光纖。g.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過(guò)，但今后不會(huì )再發(fā)展。g.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒(méi)有使
——干線(xiàn)光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。
——干線(xiàn)光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過(guò)的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。當前我國廣泛使用的干線(xiàn)光纜有松套層絞式和中心管式兩種結構，并且優(yōu)先采用前者。松套層絞式光纜采用sz絞合結構時(shí)的生產(chǎn)效率高，便于中間分線(xiàn)，同時(shí)也能使光纜取得良好的拉伸性能和衰減溫度特性，目前它已獲得廣泛采用。
——骨架式光纜的設計原理雖然和松套層絞式光纜相似，但是目前的實(shí)際工藝技術(shù)難以實(shí)現這一設計目標，使光纜拉伸性能難于達到規定的要求。這一點(diǎn)已為國內有關(guān)的光纜產(chǎn)品檢測所證實(shí)，為此.目前我國的干線(xiàn)網(wǎng)已不再使用骨架式光纜。
——在長(cháng)途線(xiàn)路中，由于距離長(cháng)、分支少，光纜在系統中所占費用比例相對較高。因此，干線(xiàn)光纜將通過(guò)采用g.655光纖和波分復用、密集波分復用技術(shù)來(lái)擴大容量。光纜本身的基礎結構己相對成熟，不會(huì )有大的改變。但是，光纜的某些防護結構和性能仍有待開(kāi)發(fā)完善。例如，全介質(zhì)光纜具有眾所周知的優(yōu)良防雷和防強電的性能，但它的直埋結構和防鼠性能始終不盡人意，是值得開(kāi)發(fā)的課題。
——據國外報道，采用玻纖增強塑料圓絲銷(xiāo)裝結構和外護層中夾入玻璃紗層的結構，或者在護套料中摻雜0.4％的驅獸劑微囊，都能取得良好的防鼠效果。
——海底光纜所受機械力，特別是拉力的作用，往往比陸地光纜要嚴峻得多。為此，海底光纜結構適應性的研究，以及光纜加強構件蠕變問(wèn)題的研究，對確保光纖光纜的安全使用都是很重要的。據報道，針對使用環(huán)境條件開(kāi)發(fā)了某些實(shí)用產(chǎn)品，例如，8000m深海用的輕型光纜，2000m深海、有船只拖掛危險地區用的輕鎧光纜，1500m深海、多巖石、有船只拖掛危險地區用的單鎧光纜，400m深海、多巖石、多浪、有船只拖掛危險地區用的單鎧光纜，200m深海、多巖石、易磨損和壓碎、有船只拖掛危險地區用的專(zhuān)門(mén)鎧裝光纜，以及防鯊魚(yú)用的特殊光纜。
——光纖的氫損問(wèn)題在海底光纜中更加引入關(guān)注。據報道，普通單鋼絲鎧裝和雙鋼絲鎧裝的光纜，經(jīng)8-10年之后，在1550nm波長(cháng)上可測試到0.01-0.o4db／km的氫損。在光纜填充物中加入吸氫材料和采用金屬密封管作松套管，則沒(méi)有出現光纖的氫損現象。
3 接入網(wǎng)光纜
——接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。
——接入網(wǎng)使用g.652普通單模光纖和g.652.c低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
——接入網(wǎng)用光纜中廣泛采用光纖帶型式，它可使光纜適應芯數大和光纖集裝密度高的要求，而且可以通過(guò)光纖帶整帶接續的方式提高光纜接續效率。但是，在小芯數光纜情況下，也直接采用分立的光纖。
——由于光纖帶光纜中光纖集裝密度增大，可能損害光纜的拉伸性能和衰減溫度特性，以及有可能損害光纖的傳輸衰減。因此，在獲得大芯數、小外徑要求的同時(shí)，光纖帶光纜還有許多課題值得研究。
——接入網(wǎng)光纜主要用于室外，目前有松套層絞式、中心管式和骨架式三種類(lèi)型。雖然這些結構在國內都得到應用，但是都還需要在獲得高集裝密度、小尺寸、良好性能、便于制造、低成本和便于使用（例如便于分線(xiàn)和下線(xiàn)）等方面經(jīng)受考驗。
——在中心管式光纜中，為了獲得更大的芯數，往往采用增大光纖帶芯數的方法，例如，采用24芯光纖帶。據報道：采用24芯光纖帶生產(chǎn)864芯的光纜，可以作到大于目前正式采用的1000芯骨架式光纜的集裝密度。這種24芯光纖帶由兩根12芯子帶構成，要求既要保持整帶的穩定和牢固，又要易于手工分成兩根結構獨立完整的12芯帶，便于整帶熔接。
——松管結構中的光纖與松管壁之間有較大的空隙。據國外報道，如果采用柔軟聚氯乙烯制造的半緊套管集裝12根光纖（見(jiàn)圖2），管外徑為1.4mm，壁厚為0.2mm，則管子的截面積只有常規松套管的大約30％。不用中心加強構件，用螺旋絞或sz絞方式把12根這樣的半緊套管絞合成纜芯，然后在纜芯外加上中心管式結構的護套，構成144芯光纜。這種光纜適合于在管道內用牽引方法或氣送方法安裝。
——國外目前實(shí)際使用的骨架式光纜的最大芯數為1000芯，在它的骨架上有13個(gè)槽，共可放入125根8芯光纖帶，這種8芯帶可以方便地分成兩個(gè)4芯帶。近年來(lái)，骨架式光纜在減小光纜外徑和重量、增加光纜的柔軟性和改善光纜使用性能方面，也不斷有所探討和報道。最早的骨架式光纖帶光纜采用螺旋槽結構，為了和松套sz層絞式光纜一樣便于下線(xiàn)，骨架式光纜也推出了sz槽結構。光纖帶在其厚度方向極易彎曲，在其寬度方向很難彎曲，即使強迫在寬度方向彎曲，則一定會(huì )使光纖帶發(fā)生折轉，同時(shí)會(huì )使光纖帶兩邊的光纖產(chǎn)生一定的應力。據報道，通過(guò)采用專(zhuān)門(mén)的骨架槽截面的設計，可以適應光纖帶的這種折轉。近年來(lái)在減輕光纜重量方面也有一些探索，為了減少加強構件重量而采用非金屬frp加強構件代替鋼絞線(xiàn)；為了減少光纜重量而干用內層為泡沫聚乙烯外層為實(shí)心聚乙烯的骨架和全部為泡沫聚乙烯的骨架，但為了保持骨架槽的內壁表面光滑，這兩種骨架中采用內層為泡沫聚乙烯外層為實(shí)心聚乙烯的骨架更適用。
4 室內光纜
——室內光纜往往需要同時(shí)用于話(huà)音、數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。
——國際電工委員會(huì )（iec）在光纜分類(lèi)中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線(xiàn)用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房?jì)?，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線(xiàn)光纜布放在用戶(hù)端的室內，主要由用戶(hù)使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
——多模光纖雖然不再用于核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，但芯徑／包層直徑為62.5／125μm的漸變型多模光纖在室內綜合布線(xiàn)中仍有較多的應用，今后也可能應用50／125μm漸變型多模光纖。這種情況與綜合布線(xiàn)系統的現有技術(shù)狀況有關(guān)，隨著(zhù)單模光纖系統的發(fā)送模塊、接收模塊和相關(guān)設備成本的降低，本身價(jià)廉的單模光纖仍然有可能取代綜合布線(xiàn)用的多模光纖。
——隨著(zhù)我國ftth、fttc系統的采用和各種要求的智能大廈的建設，要求越來(lái)越多的室內光纜產(chǎn)品投入應用。目前所用的綜合布線(xiàn)光纜芯數較小、纜芯不填充油膏、防火性能要求只限于阻燃或不延燃，這些光纜在品種、結構和性能等方面還急需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、完善和提高。
——在布線(xiàn)光纜所用的光纖類(lèi)型方面，國外正在探索采用多芯光纖，例如前面提到的四芯光纖，這樣可使光纜外徑小、重量輕、柔軟性好。
——室內光纜的防火性能應是基本要求之一。傳統的pvc護套雖具有耐延燃性，但其防潮性能較差，不宜用于室外。據報道，國外已開(kāi)發(fā)了室內室外兼用的引入光纜或下桿光纜，它們既能耐室外低溫和紫外線(xiàn)輻射、又能阻燃和便于彎曲布線(xiàn)。這種光纜采用pvc緊套光纖、吸水膨脹粉干式阻水和低煙無(wú)鹵阻燃護套。
——隨著(zhù)通信業(yè)務(wù)的急劇增加，局內光纜布線(xiàn)的芯數將增加數倍，減小尾纜的直徑，以便在有限的機房空間內布放更多的終端模塊，就顯得很重要。據國外報道，為了適應機房?jì)鹊倪@種要求，已開(kāi)發(fā)了兩種微型光纜，一種的外徑接近普通緊套光纖外徑，為1mm；另一種的外徑與普通的涂覆光纖一樣，為0.25mm。外徑1mm的光纜（見(jiàn)圖3），其結構與常規單芯光纜相似，采用0.5mm直徑的uv固化的二次涂覆光纖、芳綸紗加強和聚酰胺護套。外徑0.25mm的光纜，第一種結構與常規的緊套光纖相似，采用涂覆光纖和由uv固化樹(shù)脂涂覆的加強構件組成的外套（見(jiàn)圖4a）；另一種采用涂覆光纖和由的12根層絞鋼絲與uv固化樹(shù)脂組成的外套（見(jiàn)圖4b）。據報道，還開(kāi)發(fā)了一種單芯矩形軟線(xiàn)和由這種軟線(xiàn)構成的8芯軟線(xiàn)（見(jiàn)圖5）。8芯軟線(xiàn)由8根單芯軟線(xiàn)并列再加上總護套構成，又可方便地再分成8根單芯軟線(xiàn)。
5 電力線(xiàn)路中的通信光纜
——光纖是介電質(zhì)，光纜也可作成全介質(zhì)，完全無(wú)金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統最理想的通信線(xiàn)路。用于電力線(xiàn)桿路敷設的全介質(zhì)光纜有兩種結構：即全介質(zhì)自承式（adss）結構和用于架空地線(xiàn)上的纏繞式結構。
——adss光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。國內已能生產(chǎn)多種adss光纜滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。但在產(chǎn)品結構和性能方面，例如大志數光纜結構、光纜蠕變和耐電弧性能等方面，還有待進(jìn)一步完善。adss光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門(mén)產(chǎn)品。
——纏繞式光纜通常芯數較少，因其布放方法需要專(zhuān)門(mén)工具，比較麻煩，在我國似無(wú)需求和生產(chǎn)。據國外報道，纏繞式光纜在大芯數結構和結構的耐熱性方面都有新的研究。
——在高壓電力線(xiàn)路同桿路敷設的另一類(lèi)光纜是光纖架空復合地線(xiàn)（opgw）。它把光纖放在電力線(xiàn)路的保護地線(xiàn)中，既用于通信，又作保護地線(xiàn)。這種光纜往往在新建地線(xiàn)和更換舊地線(xiàn)時(shí)才可能采用。目前國內已能生產(chǎn)這類(lèi)產(chǎn)品，但在產(chǎn)品結構和性能方面也還有待進(jìn)一步完善。在opgw中采用金屬管作松套管，除了有利于防上光纖發(fā)生氫損之外，還可很好的保證中心管中的光纖余長(cháng)，提高光纜強度，提高容許的短胳電流和減小低溫附加衰減。
6 汽車(chē)用光纜
——由于汽車(chē)的對發(fā)動(dòng)機的綜合監視、汽車(chē)診斷、智能信息系統、光電顯示和可靠性、安全性的需要，光纖的應用已開(kāi)始進(jìn)入汽車(chē)之中。據國外報道，在汽車(chē)總線(xiàn)中加入了一種帶微型扎紋管的pof（聚合物光纖）光纜，能用于智能車(chē)的導航、無(wú)線(xiàn)電收音機、光盤(pán)唱機、高保真度系統和無(wú)線(xiàn)電話(huà)。由于pof能夠不受干擾地實(shí)時(shí)工作，從而確保汽車(chē)的安全要求。突變型折射率分布pof的衰減為150db／km，100m長(cháng)度上的數據傳輸速率為50mb／s。如果采用氧化聚甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)的漸變型折射率分布光纖，預期傳輸衰減可降低到10db／km和數據傳輸速率5gb／s。
——目前，我國的干線(xiàn)光纜結構已較成熟。接入網(wǎng)光纜、室內光纜和電力線(xiàn)路光纜等都還處于發(fā)展中。為了適應光通信的發(fā)展需要，我國在光纜結構改進(jìn)、新材料應用和性能提高等方面都還有進(jìn)步.
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