光缆依靠其中的光纤来完成传送信息的任务,是以通信光纤为主要元件,并对其进行加强和保护的整体。光缆的结构设计必须保证其中的光纤具有稳定的传输特性和足够的机械强度,能够适应外部条件、环境的变化,保障通信线路的使用寿命。
工程中使用的光缆种类繁多、结构各异,用户对光缆的需求和使用场合也不相同。通信市场上用量较多的光缆有层绞式光缆、中心管式光缆、骨架式光缆、自承式光缆、带状光缆、全介质自承式光缆、架空地线光缆、蝶形光缆、室内光纤带光缆和应急光缆等。
光缆一般由缆芯、加强构件、填充物和护层等部分构成,根据使用环境的需要还可以增加拉线、金属导线、铠装层、防水层和缓冲层等构件。GYTS-36B1.3光缆横截面示意如图1-12所示。
图1-12 GYTS-36B1.3光缆横截面示意
(1)缆芯
套塑后满足制造机械强度要求的单根或多芯光纤结构称为缆芯。图1-12中除去缆芯填充物、复合钢带和聚乙烯(PE)外护套,由扎纱环向缠绕全部松套管、加强芯和涂覆光纤的部分是缆芯。
在涂覆光纤外再套上一层塑料,进一步保护涂覆光纤,提高光纤的机械强度的过程,称为套塑。套塑后在松套管内部填充油膏或防水颗粒,对涂覆光纤起到防潮保护的作用,涂覆光纤以单芯或多芯一组的形式悬浮在松套管中。缆芯中的涂覆光纤如果是带状光纤,则该光缆可称为带状光缆。
以某种适当的方式集合光纤,使在光缆内或剥离外护套时,均能保持光纤集合的结构,被称作光缆光单元。典型的光缆光单元形式有:含有光纤的松套管、光纤带、中心管、光纤束,以及含有光纤或光纤带的骨架槽,或其他包含一群光纤的可识别的单元等。
光缆中同一光单元中的光纤应能通过光纤涂覆层或缓冲层的颜色来加以唯一识别。颜色应符合GB/T 6995.2—2008《电线电缆识别标志方法 第2部分:标准颜色》的规定,并应在光缆的全生命周期内都具有很好的稳定性,不褪色,不迁移。光纤或光缆光单元的识别色谱见表1-4。光缆中光纤芯数常用4~288且宜被4、6、8、12整除的偶数。
表1-4 光纤或光缆光单元的识别色谱
注:在不影响识别的情况下,允许使用本色代替本表中的某一颜色。
(2)加强构件
为了增强光缆的抗拉强度、提高光缆的机械性能,所使用的钢丝、钢丝绳、芳纶丝、玻璃增强塑料(玻璃钢)被称为加强构件。加强构件有时要包一层塑料起到防锈、保持接触面光滑和确保具有一定弹性的作用,图1-12中位于光缆中心的加强芯就是加强构件。加强芯一般使用镀锌高碳钢丝,非金属光缆常用玻璃钢和芳纶纤维做加强芯。
(3)填充物
为了提高光缆的防潮性能,一般使用油膏来防止潮气进入光缆,在光缆纤芯的空隙填充芯膏,在束管之间的空隙填充缆膏。当开剥光缆时,油膏常会流出而污染地面,将灰尘吸附在光纤上,需要使用清洁纸清除油膏。含有新的填充物(阻水微粒)的光缆可以在满足防止潮气被入侵的同时,保持光缆开剥后光纤表面干净、清爽,没有油污。
(4)护层
护层按防护作用可以分挡潮层、内护套和外护层。光缆厂商通过增加或减少部分护层,让光缆适应各种施工环境。
挡潮层宜采用金属纵包带结构,其中金属包带应粘贴双面复合塑料薄膜,并保证金属包带纵包后有足够的搭接宽度,内外塑料薄膜粘结牢固。挡潮层也可以是类似结构的金属铠装层。无铠装光缆的挡潮层一般位于内护套下,双层护套光缆的外护套若包含金属铠装层也相当于挡潮层,其内护套可以不再使用挡潮层。
内护套主要对缆芯起保护作用。对于外护层中含有铠装层的光缆,缆芯外的包带层上宜再有一层内护套,其标称厚度应不小于0.8mm,最小厚度应不小于标称厚度的80%。材料宜采用聚乙烯。
外护层由铠装层(可能有)、外套、抗生物攻击保护层组成,用以增强对光缆的保护,使光缆具有耐压力、防潮、温度特性好、重量轻、耐化学浸蚀和阻燃等特性。铠装层可以增加光缆的抗拉强度,提供对可能的外部伤害(例如压扁、冲击、啃咬等)的保护。金属铠装应考虑由于腐蚀而造成的析氧,非金属光缆可使用芳纶纱、玻璃纤维增强绳或包带等。光缆外套宜采用抗紫外线的线性低密度、中密度或高密度黑色聚乙烯护套料,根据护套的层数和用途不同,护套最小厚度为0.4~1.0mm。当需要阻燃时,可使用低烟无卤(或低卤)阻燃聚烯烃材料,也可采用其他合适的材料。外套的表面应圆整光滑,任何横断面上均应无人眼可见的气泡、砂眼和裂纹。铠装层和外套可兼备抗生物攻击保护层的功能,但当需要时,可单独设置抗生物攻击保护层。保护层材料应对人体无害、不污染环境。在光缆的外套上,应采用烧结、压纹、热贴、喷码、凹痕、烙印等方法之一来进行标志,标志内容包括:光缆名称或型号;光纤芯数;光纤种类;制造厂名称(代号、商标);制造年份;计米长度。光缆上的计米长度标志是一个重要的标记,将帮助施工人员计算布放长度和余线距离。
光缆一般按适用场合、自身结构、敷设方式和使用光纤种类等进行分类,详见表1-5。
表1-5 光缆常用分类方式
不同侧重点的分类方法会导致同一种光缆有多个不同的名称,指示不明确。工程中按YD/T 908—2020《光缆型号命名方法》中规定的方式对光缆型号进行分类和命名。对于光缆的某些特殊性能可以增加相应的特殊性能标识。
YD/T 908—2020《光缆型号命名方法》中光缆型号由型式、规格和特殊性能标识(可缺省)三大部分组成。型式代号、规格代号和特殊性能标识之间应空一格。光缆型号的组成如图1-13所示。
图1-13 光缆型号的组成
(1)型式
光缆型式由分类、加强构件、结构特性、护套和外护层5个部分组成,如图1-14所示。结构特性指缆芯结构和光缆派生结构特征,采用大写英文字母和阿拉伯数字作为命名代号,字符中间不留空格。
图1-14 光缆型式的构成
① 分类的代号和含义。 光缆按适用场合分为室外型、室内型、室内外型和其他型,每一大类下面还细分成小类,光缆分类的代号和含义见表1-6。
表1-6 光缆分类的代号和含义
资料来源:YD/T 908—2020《光缆型号命名方法》。
② 加强构件的代号和含义。 加强构件是指护套以内或嵌入护套中用于光缆抗张力的构件,包括缆芯内加强件、缆芯外加强件、护套内加强件等。代号“无符号”含义是金属加强构件,代号“F”含义是采用非金属加强构件。
③ 结构特性的代号和含义。 光缆的结构特性应表示出缆芯的主要结构类型和光缆的派生结构。当光缆型式有若干个结构特征需要表明时,可用组合代号表示,其组合代号按下列相应的各代号自上而下的顺序排列,光缆结构特性的代号和含义见表1-7。
表1-7 光缆结构特性的代号和含义
资料来源:YD/T 908—2020《光缆型号命名方法》。
注:1. 层绞式结构也包含无中心加强件的单元绞结构。
2. 截面形状的代号在分类代号中已体现截面形状的GJR、GJX、GJYR、GJYX等,本条规定的代号不适用。
④ 护套的代号和含义。 光缆护套的代号表示护套的材料和结构,当护套有若干个特征需要表明时,可用组合代号表示,其组合代号按各自代号的序号顺序排列。其中,V、U和H护套具有阻燃特性,不必在前面加Z。光缆护套的代号和含义见表1-8。
表1-8 光缆护套的代号和含义
⑤ 外护层的代号和含义。 当光缆有外护层时,外护层包含垫层、铠装层和外被层。外护层代号用两组数字表示(垫层不需要表示),第一组表示铠装层,可以是一位或两位数字;第二组表示外被层,可以是一位或两位数字。当存在两层及以上的外护层时,每层外护层代号之间用“+”连接。当光缆有外被层时,用代号“0”表示“无铠装层”;当光缆无外被层时,用代号“(无符号)”表示“无铠装层”。光缆铠装层、外被层的代号和含义见表1-9、1-10。
表1-9 光缆铠装层的代号和含义
资料来源:YD/T 908—2020《光缆型号命名方法》。
表1-10 光缆外被层的代号和含义
资料来源:YD/T 908—2020《光缆型号命名方法》。
(2)规格
光缆的规格由光纤、通信线和馈电线的有关规格组成。光缆规格的构成如图1-15所示。光纤、通信线及馈电线的规格之间用“+”号隔开。通信线和馈电线可以全部或部分缺省。
图1-15 光缆规格的构成
① 光纤规格。 光纤规格由光纤数和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格(光纤数和类别)的光纤时,中间应用“+”号连接。光纤数的代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示,即用大写字母A表示多模光纤,用大写字母B表示单模光纤,再用数字和小写字母表示不同类型光纤。具体的光纤类别代号应符合GB/T 12357《通信用多模光纤》以及GB/T 9771《通信用单模光纤》系列标准中的规定。多模光纤、单模光纤的类别代号分别参见表1-2和表1-3。
② 通信线规格。 通信线规格的构成应符合YD/T 322—2013《铜芯聚烯烃绝缘铝塑综合护套市内通信电缆》中表2的规定。示例:2×2×0.4,表示2对标称直径为0.4mm的通信线对。
③ 馈电线规格。 馈电线规格的构成应符合YD/T 1173—2024《通信电源用阻燃耐火软电缆》中表2的规定。示例:2×1.5mm 2 ,表示2根标称截面积为1.5mm 2 的馈电线。
(3)示例
GYFDGY63 144B1.3表示非金属加强构件、光纤带骨架全干式、聚乙烯护套、非金属丝铠装、聚乙烯套通信用室外光缆,包含144根B1.3类单模光纤。
GYTA 12B1.3+6B4表示金属加强构件、松套层绞填充式、铝—聚乙烯粘接护套通信用室外光缆,包含12根B1.3类单模光纤和6根B4类单模光纤。
GYFTA53 12B1.3+2×2×0.4+4×1.5表示非金属加强构件、松套层绞填充式、铝—聚乙烯粘接护套、皱纹钢带铠装、聚乙烯护套通信用室外光缆,包含12根B1.3类单模光纤、2对标称直径为0.4mm的通信线和4根标称截面积为1.5mm 2 的馈电线。