光纤光缆的结构与分类教程文件
光缆的结构及种类
本文摘自再生资源回收-变宝网（）光缆的结构及种类变宝网11月21日讯光缆是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。
它可以根据环境的不同有不同的表现形式，比如需要防水、缓冲等。
一、光缆的结构光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。
光缆由加强芯和缆芯、护套和外护层3部分组成。
缆芯结构有单芯型和多芯型两种：单芯型有充实型和管束型两种；多芯型有带状和单位式两种。
外护层有金属铠装和非铠装两种。
二、光缆的种类1.按照传输性能、距离和用途的不同，光缆可以分为用户光缆、市话光缆、长途光缆和海底光缆。
2.按照光缆内使用光纤的种类不同，光缆又可以分为单模光缆和多模光缆。
3.按照光缆内光纤纤芯的多少，光缆又可以分为单芯光缆、双芯光缆等。
4.按照加强件配置方法的不同，光缆可分为中心加强构件光缆、分散加强构件光缆、护层加强构件光缆和综合外护层光缆。
5.按照传输导体、介质状况的不同，光缆可分为无金属光缆、普通光缆、综合光缆（主要用于铁路专用网络通信线路）。
6.按照铺设方式不同，光缆可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。
7.按照结构方式不同，光缆可分为扁平结构光缆、层绞式光缆、骨架式光缆、铠装光缆和高密度用户光缆。
三、光缆的选用光缆的选用除了根据光纤芯数和光纤种类以外，还要根据光缆的使用环境来选择光缆的外护套。
1.户外用光缆直埋时，宜选用铠装光缆。
架空时，可选用带两根或多根加强筋的黑色塑料外护套的光缆。
2.建筑物内用的光缆在选用时应注意其阻燃、毒和烟的特性。
一般在管道中或强制通风处可选用阻燃但有烟的类型（Plenum），暴露的环境中应选用阻燃、无毒和无烟的类型（Riser）。
3.楼内垂直布缆时，可选用层绞式光缆（Distribution Cables）；水平布线时，可选用可分支光缆（Breakout Cables）。
光纤光缆的结构与分类教案资料
塑 料 光 纤
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路的光通信中。 原料主要是有机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。 损耗一般每km可达几十dB。为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。
塑 料 光 纤
由于塑料光纤（Plastic Optical fiber）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。 近年来，加上宽带化的进度，作为渐变型（GI）折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。在汽车内部局域网中应用较快，未来在家庭局域网中也可能得到应用。
光纤的分类
石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 按光纤组成材料划分 多组分光纤（材料由多组成分组成） 液芯光纤（纤芯呈液态） 塑料光纤（以塑料为材料） 阶跃型光纤（SIF） 光纤种类 按光纤纤芯折射率分布划分 渐变型光纤（GIF） W型光纤 单模光纤（SMF） 按光纤传输模式数划分 芯径 多模光纤（MMF ）
塑 包 光 纤
塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。 它与石英光纤相比较，具有纤芯粗、数值孔径（N.A.）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。
(完整word版)光纤光缆的基础知识
光纤光缆的基础知识一、光纤1．光纤的定义光纤是光导纤维的简称，即用来通光传输的石英玻璃丝。
2．光纤的结构组成和作用1）光纤的构成：光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成，为了保护光纤不受外力和环境的影响，在包层的外面都加上一层塑料护套（也叫涂覆层）。
2）光纤各组成部分的作用：纤芯：siO2+GeO2（作用是导光通信)包层：siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层：光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂（作用是防止光纤表面受损产生微裂纹，将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开,防止已有的微小裂纹逐步生长扩大)3．光纤的分类A：按组成光纤的材料分类：玻璃（石英）光纤、塑料光纤；B:按光纤横截面上折射率分布分类：有突变型光纤（普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤）、阶跃型光纤等；C:按光纤传输模式分类：多模光纤、单模光纤等.单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变，又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤；D：按工作波长窗口分类：长波长光纤和短波长光纤等注：单模光纤是指只能传输一种模式（基模或最低阶模）的光纤，其信号畸变很小。
多模光纤是一种能承载多种模式的光纤，即能够允许多个传导模的通过。
模是指光在光纤中的传输方式（单模/多模）。
单模光纤具有很小的芯径，以确保其传输单模，但是其包层直径要比芯径在十多倍，以避免光的损耗。
单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点，作为一种理想的光通信媒介,在全世界得到及为广泛的应用。
4．光纤的特性A：几何特性和光学特性（主要针对单模光纤）纤芯直径：A、多模光纤（50um/62。
5um两种标称直径）B、单模光纤(8.3um）包层直径：125。
0±1.0um包层不圆度:≤1。
0％涂层外径：245±5.0um纤芯、包层同心度：≤0。
5um翘曲度：曲率半径≥4.0m模场直径：指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。
它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。
第二章 光纤光缆结构
1. 2. 3. 4.
对光缆的基本要求 不能因成缆而使光纤的传输特性下降 在成缆过程中光纤不能断裂 缆径细、重量轻 便于施工和维护
光缆的基本结构
组成：缆芯、加强元件、光缆护层
1、缆芯 ——由单根或多根芯线组成。
2.加强元件
作用：用于增强光缆敷设时可承受的负荷 材料：钢丝和非金属纤维。 位置：通常处在缆芯中心，有时配置在护中。 3.光缆护层 作用：防水防潮、抗拉抗压抗弯等 材料：聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)、聚氨酯 聚酰胺。此外，还有铝钢等金属防潮 位置：由内到外可加入一层或层圆筒状护套。
多模阶跃型光纤导光原光线将以大于 的入射角投射到纤芯和包层界面上。 这样的光线在包层中折射角大于90度，该光线将在纤 芯和包层界面产生多次全反射， 使光线沿光纤传输。 故光纤的受光区域是一个圆锥形区域，圆锥半锥角的 最大值就等于
光缆的规格组成部分
Ⅰ： 光纤数目用1、2、……，表示光缆内光纤的实际数目。 Ⅱ： 光纤类别的代号及其意义 J——二氧化硅系多模渐变型光纤； T——二氧化硅系多模突变型光纤； Z——二氧化硅系多模准突变型光纤； D——二氧化硅系单模光纤；
X——二氧化硅纤芯塑料包层光纤；
S——塑料光纤。 Ⅲ： 光纤主要尺寸参数
按传输模式的数量分类 多模光纤 单模光纤 单模光纤 ——只传输一种模式，纤芯直径较细，通常在 3μm-10μm 范围内。 多模光纤 ——可传输多种模式，纤芯直径较粗，典型尺 寸为50μm左右。 包层直径都为125μm-140μm
按光纤的工作波长分类 短波长光纤（0.8-0.9μm） 长波长光纤（1.0-1.8μm） 超长波长光纤（大于2μm） 按制造光纤所使用的材料分类 石英系列 塑料包层石英纤芯 全塑光纤 光纤通信中主要用石英光纤，以后所说的 光纤也主要是指石英光纤。
《光纤光缆知识培训》课件
单模光纤适用于长距离传输和高速通信，光信 号只能以一传输和抗干扰，适 用于特定场景和特殊需求。
多模光纤
多模光纤适用于短距离通信和局域网，允许多 个光信号以多种模式传输。
光缆的分类
光缆可按照结构、用途和传输介质等进行分类， 如松套、密封式和室外光缆等。
光纤光缆的技术指标
1 带宽和损耗
光纤光缆的带宽决定了其传输速率，而损耗则影响了传输距离。
2 端口接口标准
光纤光缆的端口接口标准用于确保设备和光纤之间的兼容性。
3 检测方法
通过不同的检测方法，可以判断光纤光缆的质量和性能。
光纤光缆的安装和维护
1
维护方法
2
定期检查和清洁光纤光缆，及时处理潜
在问题，确保其正常运行。
《光纤光缆知识培训》 PPT课件
光纤光缆是一种用于传输信息的光电子设备，广泛应用于通信、互联网和数 据中心等领域。本课程将帮助您深入了解光纤光缆的概念、工作原理、分类、 技术指标以及安装和维护等知识。
概述
定义
光纤光缆是一种通过光的传 输媒介传输信息的高速通信 线缆。
应用场景
光纤光缆广泛应用于长距离 通信、互联网、数据中心和 通信网络等领域。
光纤光缆在未来的应用前景
光纤光缆在智能城市、物联网和 云计算等领域的应用前景十分广 阔。
3
安装要求
光纤光缆的安装需要遵守一定的规范， 确保信号传输质量和安全性。
故障排除
当光纤光缆出现故障时，及时排除故障 并修复设备，以减少业务中断。
光纤光缆的未来发展趋势
光纤光缆在5G时代的发展
随着5G技术的普及，对高速、低 延迟的光纤光缆需求将进一步增 加。
光纤光缆技术的新发展
第二章光纤的结构和种类
r≤a r＞a ＞
a为纤芯半径 ；g为纤芯折射率 为纤芯半径 为纤芯折射率 分布指数； 为相对折射率差。 分布指数；△为相对折射率差。
△是表征纤芯折射率与包层折射率 差的大小的一个物理量， 差的大小的一个物理量，这个物理量直 接影响着光纤的性能。 接影响着光纤的性能。当n1与n2差别极 趋近于n 小(n1趋近于n2)，这种光纤称弱导波光 纤。目前应用的通信光纤常为弱导波光 纤。 2 ∆ = (n12 − n 2 )/ 2 n12 弱导波光纤相对折射率差△ 弱导波光纤相对折射率差△可近似为 相对折射率差
∆ ≈ (n1 − n2 )/ n1
不同g值的折射率分布 不同 值的折射率分布 n n1 2 g=1 n2 ∞
n(r)= n 1− 2∆ (r / a ) 1
[
1/2 g 1
]
g＝∞时为阶跃光纤 ＝ 时为阶跃光纤 g＝2时为平方律折射率 ＝ 时为平方律折射率 分布光纤 g=1时为三角形折射率分布 时为三角形折射率分布
二次涂覆层 一次涂覆层
··
紧套管 松套管
两种多心型芯线结构
1、带状光纤芯线 、 聚酸酯带 光纤涂覆层
裸纤
粘合剂
一个光纤带由几十至数百根光纤组成， 一个光纤带由几十至数百根光纤组成，并且 一个光纤带的接续可以一次完成，以适应大量光 一个光纤带的接续可以一次完成， 纤接续、安装的需要。特别适合用作用户光缆。 纤接续、安装的需要。特别适合用作用户光缆。
4、按光纤的材料分类 根据光纤的组成材料不同，可分为四种。 根据光纤的组成材料不同，可分为四种。 (1)石英玻璃光纤。（最常用） 石英玻璃光纤。 最常用） (2)多组分玻璃光纤(氧化物光纤)。 多组分玻璃光纤(氧化物光纤) (3)石英芯、塑料包层光纤。 石英芯、塑料包层光纤。 (4)塑料光纤。 塑料光纤。
5.2.15.2.1光纤的结构与分类
这种光纤的纤芯由石英制成，包层是硅树脂
如用钠玻璃（SiO2·Na2O·CaO）掺有适当的杂质 制成，这种光纤的损耗较低，但可靠性尚存在一些 问题。
4~20
这种光纤的纤芯和包层都由塑料制成，其价格较低， 20~500 但损耗大，可靠性尚存在一些问题
三、光纤的分类（按照剖面折射率分布）
• 根据光纤横截面上折射率分布的情况来分类，光纤可分为：
光纤结构
一、光纤结构
• 光纤是用来传导光信号并将其束缚在其中的介质波导，称为光导纤维，
简称光纤。
• 光纤是由纤芯、包层和涂覆层3部分构成的同心圆柱体。
纤 芯 包 层 一次涂敷层 二次涂敷层
一、光纤结构
纤芯其直径一般为4~50um 包层的直径一般为125um 纤芯的作用是传导光波 包层的作用是将光波封闭在纤芯中传播
涂敷层
包层
纤芯
2a
2b
一、光纤结构
纤芯和包层组成的光纤称为裸光纤
• 涂覆层 的作用是保护光纤表面,提高光纤的抗拉强度 • 紧套光纤与松套光纤
纤 芯 包 层 一次涂敷层 二次涂敷层
二、光纤的制作工艺
• 以二氧化硅、氟化物和掺杂玻璃制作的被动式和主动式光纤，能够透射
紫外到中红外光。通过紫外固化涂覆技术，为光纤加上丙烯酸酯、聚酰 亚胺、聚合物、特氟龙和聚硅酮护套。
• 阶跃折射率光纤（Step Index Fiber） • 渐变折射率光纤 （Graded Index Fiber）
三、光纤的分类（按照剖面折射率分布）
2b 2a
n1 n2
n
n1 n2
0
a
b
t
阶跃折射率光纤
三、光纤的分类（按照剖面折射率分布）
2b 2a
光缆的主要类型结构
光缆的主要类型结构
光缆的基本结构和分类
1、光缆的基本结构
光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。
（1）缆芯：由单根或多根光纤芯线组成，有紧套和松套两种结构。
紧套光纤有二层和三层结构。
（2）加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷。
一般是金属丝或非金属纤维。
（3）护层：具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性，主要是对已成缆的光纤芯线进行保护。
根据敷设条件可由铝带/聚乙烯综合纵包带粘界外护层（LAP），钢带（或钢丝）铠装和聚乙烯护层等组成。
2、光缆的分类（实际使用）
（1）按所使用的光线分类：单模光缆、多模光缆、（阶跃型、渐变型）。
（2）按缆芯结构划分：层绞式、骨架式、大束管式、带式、单元式。
（3）按外护套结构分类：无铠装、钢带铠装、钢丝铠装。
（4）按光缆中有无金属分类：有金属光缆、无金属光缆。
（5）按维护方式分类：充油光缆、充气光缆。
（6）按敷设方式分类：直埋光缆、管道光缆、架空光缆、水底光缆。
（7）按适用范围分类：中继光缆、海底光缆、用户光缆、局内光缆、长途光缆。
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一、光纤的结构 二、光纤的分类 三、光缆的结构 四、光缆的分类
光纤的结构
纤芯位于光纤中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输 光波。
包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm,作用是将 光波限制在纤芯中。
纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度二氧化硅 （SiO2）制成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材 料射率进n行1小不，同即掺光杂纤，导使光包的层条材件料是折n1射＞率n2。n2比纤芯材料折
损耗高达100～200 dB/km；但重量轻，成本低，柔软性好， 适用于短距离导光。
3．按传输模数分类
(1)单模光纤 单模光纤纤芯直径仅有几微米，接近光的波长。单模光
纤通常是指跃变光纤中，内芯尺寸很小，光纤传输模数很少， 原则上只能传送一种模数的光纤，常用于光纤传感器。这类 光纤传输性能好、频带很宽，具有较好的线性度；但因内芯 尺寸小，难以制造和耦合。
凹陷型包层光纤（DePr-essed Clad Fiber）， 其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外侧包 层的折射率还低。
多模光纤
将传播可能的模式为多个模式的光纤称作多 模光纤。纤芯直径为50μm，由于传输模式可 达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色 散支配。曾用于有线电视和通信系统的短距离 传输。
液芯光纤（纤芯呈液态）塑料源自纤（以塑料为材料）光纤种类
按光纤纤芯折射率分布划分
阶跃型光纤（SIF） 渐变型光纤（GIF） W型光纤
按光纤传输模式数划分
单模光纤（SMF） 多模光纤（MMF ）
芯径
光纤的纤芯折射率剖面分布
2b
2b
2b
2c
2a
2a
2a
n n1
n2
0a b r （a）阶跃光纤
n n1
n2
(2)多模光纤。 多模光纤纤芯直径约为50μm，纤芯直径远大于光的波
长。通常是指跃变光纤中，内芯尺寸较大，传输模数很多的 光纤。这类光纤性能较差，带宽较窄；但由于芯子的截面积 大，容易制造、连接耦合比较方便，也得到了广泛应用。
光纤的分类
石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 按光纤组成材料划分 多组分光纤（材料由多组成分组成）
0 a br （b） 渐变光纤
n n1 n2
n3
0 a cbr （c）W型光纤
阶跃型光纤（SIF）：纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和包层
相对折射率差Δ为1%～2%。
渐变型光纤（GIF）：纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处
最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的 界面上降至包层折射率n2。
W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折射
率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间。可 以实现在1.3～1.6μm之间色散变化很小的色散平坦光纤或把零 色散波长移到1.55μm的色散位移光纤。
单模光纤
指在工作波长中，只能传输一个传播 模式的光纤，通常简称为单模光纤 （SMF：Single ModeFiber）。目前， 在有线电视和光通信中，是应用最广泛的 光纤。
由于光纤的纤芯很细（约10μm）而且 折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参 数＜2.4时，理论上，只能形成单模传输。
单模光纤
SMF没有多模色散，不仅传输频带较多模光纤更 宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵 消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频 带更加拓宽。 SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多 类型。
SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分 布是相同的，但与包层的界面呈阶梯状。由于 SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各 个光路径的时差，致使射出光波失真，其结果 是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。
单模光纤相比，多模光纤芯径大，便于接 续；但其衰减系数大，带宽小，故目前多 模光纤在通信方面只适用于短距离、小容 量的数据和模拟光信息传输。
一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基 甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μm。
套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚 丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为 光纤芯线。
纤芯
套层 一次涂覆层 包层
套层 一次涂覆层 包层 纤芯
光纤的结构示意图
二、光纤分类
根据光纤的折射率、光纤材料、传输模式、光纤用途和制造 工艺，有如下几种分类方法：
自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但 实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与局域网 等光源结合容易，更有优势。所以，在短距离 通信领域中MMF仍在重新受到重视。
多模光纤
MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI） 型和阶跃（SI）型两种。
从几何光学角度来看，渐变型在纤芯中前进的 光束呈现以蛇行状传播。由于，光的各个路径 所需时间大致相同。所以，传输容量较SI型大。
复合光纤
复合光纤（Compound Fiber）是指在二 氧化硅原料中，再适当混合诸如氧化钠、氧 化硼、氧化钾等氧化物的多成分玻璃作成的 光纤。
2．按材料分类
(1) 高纯度石英(SiO2)玻璃纤维。 这种材料的光损耗比较小，在波长λ＝1.2μm时、最低损 耗约为0.47dB/km。
(2) 多组分玻璃光纤 用常规玻璃制成，损耗也很低。如硼硅酸钠玻璃光纤，在
波长λ＝0.84μm时，最低损耗为3.4dB/km。
(3) 塑料光纤。 用人工合成导光塑料制成，其损耗较大。当λ＝0.63μm时，
多模光纤用于检测系统。
特殊光纤： 红 外 光 纤
作为光通信领域所开发的石英系列 光纤的工作波长，尽管用在较短的传输 距离，也只能用于2μm以下。为能在更 长的红外波长领域工作，所开发的光纤 称为红外光纤。
红外光纤（Infrared Optical Fiber） 主要用于光能传送。例如有：温度计量、 热图像传输、激光手术刀医疗、热能加 工等等，普及率尚低。
1．阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数)
阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内 的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均 匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上 发生突变。
梯度光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴线开始 沿径向大致按抛物线形状递减，中心轴折射率最大。