光纜結構與類型
光纖負責傳光;光纜則負責讓光纖穿過管道、土壤、空氣、建築物和數據中心橋架,同時不讓光纖承受應力、進水、鼠害或火災的影響。光纜是由若干層構成的整體,每一層解決一個問題,不同結構的區別就在於如何組合這些層。本頁介紹各層的構成、主要光纜類型及其應用場景、室內光纜適用的阻燃等級、用於識別光纖的光纖和鬆套管色譜,以及如何讀懂光纜數據表,使光纜、路由和鏈路預算三者相符。
各層結構
| 層 | 內容 | 作用 |
|---|
| 塗覆光纖 | 125 µm 玻璃光纖,外覆雙層丙烯酸塗層至 250 或 200 µm,並著色 | 光傳輸通道(光纖是如何製造的) |
| 緩衝層 | 鬆套管——12 或 24 根光纖鬆弛地置於 2–3 mm 塑料套管中,套管內填充凝膠或乾式阻水紗;緊套——每根光纖外覆 900 µm 塑料層 | 鬆套管使光纖與光纜應力和溫度變化相隔離(光纖餘長 0.1–0.5 %);緊套則便於光纖在室內直接操作 |
| 光纖帶 | 4–24 根光纖以基質並排粘合而成;可捲曲光纖帶採用間歇性粘合 | 批量熔接,極高密度 |
| 中心加強件 | 玻璃纖維增強塑料桿(FRP/GRP)或鋼絲 | 防止屈曲,承受壓縮力及部分張力 |
| 絞合 | 套管與填充繩圍繞中心加強件絞合,通常採用 SZ 反向絞合方式 | 可在線路中間接入任意一根套管而無需剪斷其餘套管 |
| 外圍加強件 | 芳綸紗、玻璃纖維紗、鋼絲 | 承受敷設張力,使光纖本身不受力 |
| 阻水 | 套管和纜芯內的石油基凝膠,或乾式高吸水紗線和阻水帶 | 阻止水沿光纜縱向滲透並在光纖上結冰 |
| 鎧裝 | 皺紋鋼帶、鋼絲鎧裝,或介質型玻璃纖維紗 | 抗壓、防鼠、直埋;在雷擊或感應電壓不允許使用金屬的場合採用介質鎧裝 |
| 護套 | 室外採用聚乙烯(HDPE/MDPE),室內採用 LSZH 或 PVC,特殊環境採用聚氨酯或尼龍 | 提供機械、紫外線和化學防護;決定室內燃燒性能 |
| 撕裂繩、標示 | 護套下的尼龍撕裂繩;印刷的米標、型號、芯數和日期 | 無需刀具即可打開護套;便於識別和計量長度 |
光纜類型
| 類型 | 結構 | 光纖芯數 | 應用場景 |
|---|
| 絞合鬆套管 | 6–12 根套管 × 每管 12 芯,圍繞中心加強件 SZ 絞合,可為油膏型或乾式,單護套或雙護套 | 12–288 芯,採用 24 芯套管時可達 432+ 芯 | 最常用的室外光纜:管道敷設、帶鎧裝直埋、隨吊線架空 |
| 中心束管式 | 所有光纖置於一根大套管內,加強件位於護套中 | 2–96 | 小芯數,引入和配線,成本低 |
| 光纖帶鬆套管式 | 12 芯光纖帶堆疊置於多根套管或一根中心套管內 | 144–1 728 | 城域骨幹網、超大規模互聯 |
| 可捲曲光纖帶式 | 間歇粘合的光纖帶捲繞置於套管內;採用 200 µm 光纖 | 1 728–6 912 芯,直徑 30–40 mm | 數據中心互聯、高密度管道 |
| 微纜 | 細直徑鬆套管或光纖帶結構,採用 200 µm 光纖和薄護套 | 12–288 芯,直徑 4–10 mm;432 芯約 12 mm | 氣吹入子管(5/3.5 至 16/12 mm);佔子管內徑的 55–80 %(敷設) |
| 緊套分配式 | 900 µm 緊套光纖與芳綸紗共處一個 LSZH 護套內 | 2–144 | 室內主幹、豎井、配線架;需配合分支套件或尾纖使用 |
| 分支式(扇出) | 每根光纖各自置於一根 2–3 mm 子纜內 | 2–24 | 直接成端、惡劣室內環境、短距離敷設 |
| 室內外兩用 | 鬆套管結構,LSZH 護套,乾式纜芯 | 12–144 | 從人孔到機櫃一根光纜到底,無需過渡熔接 |
| ADSS(全介質自承式) | 鬆套管纜芯,芳綸紗按檔距配置,靠近高壓線時採用耐電痕護套 | 12–144 | 電力線走廊;檔距 50–1 500 m;全程不含金屬 |
| OPGW(光纖複合架空地線) | 光纖置於不鏽鋼管內,外部為鋁包鋼絞線 | 12–144 | 替代高壓線路的避雷線;電力系統骨幹網 |
| 8 字形 | 光纜與鋼質吊線一體成型 | 12–144 | 電桿間快速架空敷設 |
| FTTH 引入纜 | 扁平型 2 × 5 mm,內含兩根 FRP 桿,或圓形 3–5 mm;採用 G.657 光纖 | 1–4(12) | 從電桿或管道引入住戶;室內引入線 2–3 mm;公寓內「隱形」引入線 0.9 mm |
| 海底光纜 | 鋼管光纖單元、鋼絲鎧裝層、銅導體供電、聚乙烯絕緣;近岸段加鎧裝 | 4–24 對光纖 | 洲際和沿海系統 |
| 混合/複合纜 | 光纖加銅質電源線或同軸電纜 | 不限 | 射頻拉遠單元、攝像頭、PoE 延伸設備 |
| 戰術/可部署式 | 加固型聚氨酯護套,2–12 芯,擴束式或加固型 LC 連接器 | 2–12 | 廣播電視、軍用、臨時性活動 |
| 預端接幹線 | 12–144 芯,採用 MPO/MTP 預端接並配備牽引頭,出廠測試合格 | 12–144 芯(成束可達 3 456 芯) | 數據中心——數小時內安裝完畢,無需現場熔接(光纖網絡拓撲) |
室內阻燃等級
| 體系 | 等級 | 含義 |
|---|
| 美國/NEC | OFNP(風道用,NFPA 262)、OFNR(豎井用,UL 1666)、OFNG/OFN(通用,UL 1685);內含金屬導體時為 OFC | 決定光纜可敷設的場所:空調風道、垂直豎井、一般場所 |
| IEC/LSZH | IEC 60332-1-2(單根電纜燃燒)、60332-3(成束電纜燃燒)、61034(煙密度)、60754(鹵酸氣體) | 低煙無鹵——北美以外地區室內護套的預設選擇 |
| 歐盟/CPR(EN 50575) | 歐洲等級 Aca、B1ca、B2ca、Cca、Dca、Eca、Fca,附加 s1–s3 發煙等級、d0–d2 燃燒滴落等級、a1–a3 酸度等級 | 自 2017 年起永久性安裝光纜須強制申報;典型要求為 Cca-s1b,d1,a1 或 Dca |
| 俄羅斯/歐亞經濟聯盟 | GOST 31565-2012 標示:нг(A)、нг(A)-LS(低煙)、нг(A)-HF(無鹵,約等於 LSZH)、нг(A)-FRLS/FRHF(耐火)、LTx(低毒) | 規定各類建築允許使用的光纜類型 |
室外聚乙烯護套光纜可燃,必須在建築物入口處終止(通常在 15 m 以內或第一個接續點處),除非光纜具備室內外兩用雙重認證。
光纖與鬆套管色譜
| 位置 | TIA-598-C / IEC 60304 顏色 | 位置 | 顏色 |
|---|
| 1 | 藍色 | 7 | 紅色 |
| 2 | 橙色 | 8 | 黑色 |
| 3 | 綠色 | 9 | 黃色 |
| 4 | 棕色 | 10 | 紫色 |
| 5 | 灰色 | 11 | 粉紅色 |
| 6 | 白色 | 12 | 天藍色 |
24 芯套管中第 13–24 根光纖重複上述顏色序列,並加印黑色示蹤條紋(黑色光纖本身則加印黃色示蹤條紋)。套管顏色遵循相同序列;填充繩為本色或灰色。光纜中的光纖編號 = (套管序號 − 1)× 12 + 光纖位置序號。此外還存在其他色譜方案——德國 DIN VDE 0888 序列(紅、綠、藍、黃、白、灰、棕、紫、青綠、黑、橙、粉)以及俄羅斯和亞洲光纜中廠商自定義、光纖本身不著色的方案——因此熔接記錄必須註明該光纜採用的色譜方案(文件與標示)。
護套顏色:單模為黃色,OM1/OM2 為橙色,OM3/OM4 為天藍色,OM5 為青檸色,室外光纜(任意光纖類型)為黑色;室內顏色屬於約定俗成,並非強制標準(標籤與顏色代碼)。
讀懂光纜數據表
| 參數 | 典型值(室外鬆套管光纜) | 重要原因 |
|---|
| 光纖類型與芯數 | G.652.D / G.657.A1,12–288 芯;室內為 OM4 | 關係到鏈路預算和連接器方案(光纖類型) |
| 成纜衰減 | 1310 nm 處 ≤ 0.36 dB/km,1550 nm 處 ≤ 0.22 dB/km(最大值);設計時應採用這些數值,而非裸纖數值 | −40 °C 環境下成纜光纖的表現不同於線盤上的裸纖(鏈路預算) |
| 抗拉強度 | 敷設時 1 500–2 700 N(ADSS 按檔距為 10–30 kN);長期允許值 600–1 000 N | 決定牽引和氣吹的極限;光纖長期應變須保持在 0.2 % 以下(可靠性與老化) |
| 抗壓強度 | 每 100 mm 長度 1 000–3 000 N(IEC 60794-1-21 E3) | 直埋、橋架、卡具 |
| 衝擊、扭轉、反覆彎曲 | 按 IEC 60794-1-2 通過測試 | 現場施工操作 |
| 最小彎曲半徑 | 受張力時為 20 × 外徑,安裝後為 10 × 外徑(部分產品為 15 × / 10 ×) | 管道彎頭、接頭盒入口、橋架轉角 |
| 溫度 | 敷設 −10 … +50 °C;運行 −40 … +70 °C(寒冷地區有 −60 °C 型號);儲存 −40 … +70 °C | 低溫敷設會導致護套開裂;低溫運行會增加微彎損耗 |
| 滲水性 | 1 m 水頭,24 小時,3 m 範圍內不滲漏(IEC 60794-1-22 F5) | 接頭盒仍須密封——光纜本身只能阻止水沿縱向流動 |
| 直徑與重量 | 8–20 mm,60–300 kg/km | 管道佔用率、盤具尺寸、電桿載荷 |
| 鎧裝與護套 | CST、SWA、介質型;HDPE、LSZH、防白蟻尼龍 | 取決於環境(敷設) |
| 阻燃等級 | 見上文 | 室內路由 |
| 盤長 | 通常 2–6 km,微纜最長可達 12 km | 決定線路上的接續點數量 |
| 標準 | IEC 60794-3(室外)、60794-2(室內)、60794-4(沿電力線架空)、60794-5(子管道);Telcordia GR-20;俄羅斯 GOST R 52266 | 招標文件中應寫明的內容(標準索引) |
光纜選型
| 場景 | 選用 | 避免 |
|---|
| 管道敷設、長距離、預留增長空間 | 144–288 芯絞合鬆套管光纜,或子管道配氣吹微纜 | 室外使用緊套室內光纜 |
| 直埋 | 鎧裝鬆套管光纜(CST 或介質型),雙護套 | 在鼠患地區使用無鎧裝光纜 |
| 沿高壓線路或架設於其上 | 按檔距和電場強度選型的 ADSS,或安裝在避雷線位置的 OPGW | 在高壓線附近使用任何含金屬光纜 |
| 電桿、快速部署 | 8 字形光纜或短檔距 ADSS | 將室內光纜捆綁在吊線上 |
| 從建築物入口到機櫃 | 室內外兩用乾式 LSZH 鬆套管光纜 | 讓室外 PE 光纜在建築物內敷設 50 m |
| 室內豎井與水平佈線 | 緊套分配式 LSZH/OFNR 光纜,風道場所選用風道級 | 在垂直方向使用油膏型光纜(油膏會流淌) |
| 數據中心列間 | 預端接 MPO 幹線,機房之間採用可捲曲光纖帶高芯數光纜 | 現場熔接數百芯光纖 |
| FTTH 最後 50 m | 扁平或圓形引入纜,採用 G.657.A2/B3 光纖 | 在室內小彎曲半徑處使用 G.652 光纖 |
| 惡劣環境臨時使用 | 戰術型聚氨酯光纜,配加固型連接器 | 在室外使用普通跳線 |
在 CodingBox 中
光模組的記憶體中沒有任何欄位描述光纜本身,但其中兩個欄位會與光纜選型相互影響:模組的傳輸距離指標是基於標準光纜的成纜衰減給出的,而連接器代碼必須與幹線端接方式匹配——並行光學採用 MPO,雙工採用 LC。CodingBox 會同時顯示這兩項資訊,使光纜、配線架和光模組作為一個整體來配置(檢測光模組、拆分與 MPO 佈線)。