光缆发展史

时间:2018-03-02 浏览:
  光缆(optical fiber cable)是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的,它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。
 
  光缆发展史
 
  光缆主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成,光缆内没有金、银、铜铝等金属,一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路。即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。
 
  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。
光缆发展史
  一、历史
 
  1976年,美国贝尔研究所在亚特兰大建成第一条光纤通信实验系统,采用了西方电气公司制造的含有44根光纤的光缆。1980年,由多模光纤制成的商用光缆开始在市内局间中继线和少数长途线路上采用。单模光纤制成的商用光缆于1983年开始在长途线路上采用。
 
  1988年,连接美国与英法之间的第一条横跨大西洋海底光缆敷设成功,不久又建成了第一条横跨太平洋的海底光缆。中国于1978年自行研制出通信光缆,采用的是多模光纤,缆心结构为层绞式。曾先后在上海、北京、武汉等地开展了现场试验。后不久便在市内电话网内作为局间中继线试用,1984年以后,逐渐用于长途线路,并开始采用单模光纤。
 
  通信光缆比铜线电缆具有更大的传输容量,中继段距离长、体积小,重量轻,无电磁干扰,自1976年以后已发展成长途干线、市内中继、近海及跨洋海底通信、以及局域网、专用网等的有线传输线路骨干,并开始向市内用户环路配线网的领域发展,为光纤到户、宽带综合业务数字网提供传输线路。
 
  当初,我们的化学水平不高,采用酒精灯加温,因温度不够,无反应。于是改用石墨炉,可得到1 200℃。原料是气体,经过1只石墨炉,原料气体尚未反应就出来了,什么都未得到。于是增加石墨炉的个数,以保证有足够的反应时间,直至再增加12个石墨炉,我们得到了一些白色粉末,大家很高兴,以为是石英。经过化学分析,原来是含水份的硅胶,不是石英。这样的失败有几十次。
 
  光纤是由二层不同折射率的石英玻璃构成的,芯的折射率大于包层的折射率,构成全反射,使光信号可弯曲传输。光纤芯必须是“9个9”、即0.999 999 999的超纯石英,以保证光纤的传输损失极小。
 
  我们对制造光纤的石英的知识理解得太肤浅,于是,我让黄定国到上海、沙市石英厂访问,才知道熔炼石英需要1 400℃~2 000℃高温,要用氢氧焰。我们采用所谓的MCVD法,即改良管内化学沉积法,制造超纯石英。MCVD法的概念如图2所示。
 
  MCVD法即先将购买来的普通石英管,通入气体原料,在管外用氢氧焰加温至1 400℃,使之产生化学反应,产生石英粉末,附在石英管壁上。来回移动氢氧焰,附在石英管壁上的石英粉末加厚,直至达到需要的厚度。最后,氢氧焰加温至2 000℃,使管内的石英粉熔成透明的石英,同时,包层石英管也因变软而收缩,自动填满中心孔而形成光纤“预制棒”。
 
  然后用拉丝机拉丝,内有石墨炉,可产生1 400℃高温,使石英棒变软,用电动机旋转滚筒,把光纤“预制棒”拉成直径为125μm的光纤。
 
  1973年,武汉院光纤通信正式立项,申报国家科研项目。原来中国最早研发光纤通信的是中国科学院福州物质结构研究所(以下简称物构所)。1972年,物构所的科研项目“732机”内包含“光纤通信”的研究。合作单位有清华大学(负责研制通信系统)、成都电信工程学院(负责研制光源)、物构所(负责研制光纤,是项目负责和总体设计)。
 
  于是,原国务院科技办(即现在的国家科学技术委员会,以下简称国家科委)下有2个单位申报“光纤通信”科研项目,即物构所合作团体和武汉院。原国务院科技办不容许重复,只容许设一个“光纤通信”科研项目。于是组织了一次“背靠背”辩论,即由原国务院科技办主持,武汉院和物构所分别发言,不当面辩论,最后由原国务院科技办确定“光纤通信”科技项目的归口。
 
  光缆网是信息高速路的基石
 
  光缆是当今信息社会各种信息网的主要传输工具。如果把“互联网”称作“信息高速公路”的话,那么,光缆网就是信息高速路的基石---光缆网是互联网的物理路由。一旦某条光缆遭受破坏而阻断,该方向的“信息高速公路”即告破坏。
 
  通过光缆传输的信息,除了通常的电话、电报、传真以外,大量传输的还有电视信号,银行汇款、股市行情等一刻也不能中断的信息。长途通信光缆的传输方式已由PDH向SDH发展,传输速率已由当初的140MB/S发展到2.5GB/S、4×2.5GB/S、16×2.5GB/S甚至更高,也就是说,一对纤芯可开通3万条、12万条、48万条甚至向更多话路发展。
 
  如此大的传输容量,光缆一旦阻断不但给电信部门造成巨大损失,而且由于通信不畅,会给广大群众造成诸多不便,如计算机用户不能上网、股票行情不能知晓、银行汇兑无法进行、异地存取成为泡影、各种信息无法传输。在边远山区,一旦光缆中断,就会使全县甚至光缆沿线几个县在通信上与世隔绝,成为孤岛。给党政军机关和人民群众造成的损失是无法估量的。
 
  二、基本结构
 
  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。
 
  三、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。