简述光纤光缆技术发展及前景

摘要：本文主要介绍了光纤光缆技术发展过程以及相关的特点。

关键词：光纤；光缆；特点；发展

中图分类号：TN915 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 17-0000-01

Talking on the Development and Prospects For Optical Fiber and Cable Technology

Yin Luling

(Anhui Tietong,Wuhu Branch,Wuhu241000,China)

Abstract:This paper describes the development of fiber-optic cable technology and related features.

Keywords:Optical fiber;Cable;Characteristics;Development

光纤通信技术的诞生与发展可以说是人类电信史上的一次重要的革命。它包括的主要部分是：光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。由此可见光纤光缆技术为光纤通信提供了信息传递的物理载体，是整个通信过程不可缺少的重要组成部分。随着科技的进步以及信息量的日益增长，光纤光缆技术也相应有了很大提高。

光纤技术的进步和发展可以从两个方面来说明：一是通信系统所用的光纤；二是特种光纤。通信系统早期的光纤传输波段只有三段：第一波段为850nm。在1977使用，从实际使用来看效果不是很理想，实用性差。第二波段为1310nm。分别在1981年和1984年使用1310nm多模光纤和单模光纤的进行通信实验。此波段比较稳定，信号衰减小。第三波段为1550nm。此波段主要在上世纪80年代中后期实现了单模1550nm的通信系统，此波段衰耗最小，传输距离远。但是随着通信技术的发展，常规单模光纤在1550nm波段色散高达17/ps/nm.km左右，限制了高速率信息传输距离，使得长途干线通信和波分复用难于实现，为此在近几年相继开发出第四波段为1565-1620nm、第五波段为1530-1565nm以及S波段。这些波段开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内，都能够实现低损耗、改善了色散性能，加大了传输距离和传输容量。依据这些波段研发投入使用的特种光纤主要有：（1）有源光纤。它主要是掺有稀土离子的光纤。以掺铒（Er3+）等离子构成激光活性物质，依靠这种激活物质实现对光信号的放大，延长传输距离。在光纤通信网和有线电视网中可以用作分配损耗补偿。另外，在波分复用系统中实现传输的距离大幅度延长，而且也能使传输的性能达到最佳。（2）色散补偿光纤。常规G.652光纤当信号传输的速率超过2.5Gb/s时，随着传输距离的增加，会导致误码，从而造成信号失真。主要原因是色散的加剧，从而导致传输特性变坏。为了弥补这种缺陷，必须采用反色散光纤串接道系统中以便控制整个系统的色散大小。这里的反色散光纤就是所谓的色散补偿光纤。（3）光纤光栅。它是利用光纤材料的光敏特性采用紫外光的照射，在光纤的芯部产生周期性折射率的变化制造而成。光栅本身是一种选频器件，利用它可以制作很多重要的光无源器件以及光有源器件。

以上这些就是光纤技术在近几年里所取得的主要进步和发展。对于光缆方面的发展来说由于最近几年互联网和电子商务迅猛的发展需要大容量的光缆接入，传统的电缆和小芯数的光缆已经不能满足高速率、高带宽的需求，随着这种需求的增加务必要求光缆能提供更高的带宽、能容纳更多的波长、能传送更高的速率以及便于安装易于维护等，所以近几年来光缆的新结构不断地被开发和利用起来。光缆结构的发展可以归纳为以下几个特点：（1）光缆结构可以根据网络环境的不同，来选择相应的光纤类型，例如干线网络光纤、城域网光纤、局域网光纤等，这就决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体应用的条件还有了可依据的细分标准及指标。满足了不同的需求。（2）光缆结构除了考虑光缆使用环境条件以外，它还越来越多的与相应的施工方法、维护方法有关，必须进行统一的考虑，与之相配套的来进行设计。确保光缆使用的更合理，延长使用寿命。（3）随着光缆新材料的不断出现，更促进了光缆结构上的改进，例如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等新材料的使用，让光缆性能有明显改善。

正是由于在不同的场合、不同的需求造成了光缆的多结构发展的趋势，新的光缆结构以及在现有结构上进行改进的各种结构也层出不穷，不断地涌现，主要有以下几种类型的光缆结构：“干缆芯”式光缆、生态光缆、海底光缆、浅水光缆、微型光缆等，下面就这几种光缆进行简单的介绍：

“干缆芯”式光缆：所说的“干缆芯”是区别于普通的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合三方面来实现。它的特点首先是其阻水材料不含粘性脂类，所以操作使用的时候比较方便、安全；其次它的重量轻、接续简单、运输方便，设备投资小，尤其是在长期使用中还可减少缆芯中不同元件之间的相对移动。

生态光缆：目前现有光缆中使用的一些材料已经不符合环保的要求了，例如普通光缆中的PVC材料在燃烧过程中会放出有毒性气体，容易造成环境污染。光缆所含的稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。由于环境因素越来越受到重视，所以对于通信外部设备，特别是光缆产品规定了相应的环保标准，这就要求采用一些新材料制造出环保型的生态光缆，例如开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料等。

海底光缆：海底光缆在近年来有了很快的发展，它不但要求远距离、衰减低的传输，而且还要适应海底恶劣的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。

浅水光缆：浅水光缆主要是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适用于在海岸边上、浅水中安装，不需要中继、通信距离比较短的水下进行铺设使用。这种光缆的适用环境区别于海底光缆的环境，需要的光纤数一般为中等水平，但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设此类光缆提供了一组规范，随着以后的发展也会制定国际标准。

微型光缆：这种光缆主要为了配合气压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使用中，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确无误并且有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，适用于智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。

综上所述，光纤光缆技术的发展到今天，形成了很完善的生产和设计标准纤。光纤光缆技术在被广泛使用的同时也会得到更好的改造和创新的机会，促进自身技术水平的提升和发展。

参考文献：

[1]徐乃英.接入网用新型大芯教光缆的发展综述[J].现代有线传输,2000,2

[2]邓大鹏.光纤通信原理[M].人民邮电出版社,2009,9