光纤光缆和通信电缆的技术发展.pdf

TECHNOLOGY AND INFORMATIONIT技术科学与信息化2023年10月上 73光纤光缆和通信电缆的技术发展付玉婷湖北烽火博鑫电缆有限公司 湖北 汉川 431600摘 要 随着5G时代的到来，光纤光缆行业进入了快速发展期，同时对光纤光缆与通信电缆技术提出了新的要求。为推动我国光纤光缆市场的高速增长，主要对光纤光缆技术和通信电缆技术的发展现状进行研究和分析，立足于我国实际发展需求，提出相应的技术发展趋势，以期为同行业人员的研究提供参考。关键词 光纤光缆；通信电缆；技术发展Technological Development of Optical Fiber Cables and Communication CablesFu Yu-tingHubei Fenghuo Boxin Cable Co.,Ltd.,Hanchuan 431600,Hubei Province,ChinaAbstract With the advent of the 5G era,the optical fiber cable industry has entered a period of rapid development,and new requirements are also proposed for optical fiber cable and communication cable technology.In order to promote the rapid growth of Chinas optical fiber cable market,this paper mainly studies and analyzes the development status of optical fiber cable technology and communication cable technology,and puts forward the corresponding technological development trend based on the actual development needs of China,so as to provide reference for the research of personnel in the same industry.Key words optical fiber cable;communication cable;technological development引言在信息时代背景下，互联网用户数量日益增多，且规模也在不断扩大，互联网已经成为人们互相交流的重要通道，随之而来的是人们越来越关注互联网传输速率。基于这一背景，光纤光缆和通信电缆技术得到迅速发展，其在互联网中发挥着重要的支撑作用，既能够扩大传输量，还能够显著提高信息传输速率。然而时代在发展，信息技术在不断更新和优化，所处的环境也无时不在发生改变，所以光纤光缆和通信电缆技术必须加大创新力度，不断提高自身的技术水平，从而更好地促进我国电信市场的可持续发展。1 光纤光缆和通信电缆的相关概述1.1 光纤光缆技术光纤光缆是将一条或多条玻璃或塑料纤维以特定的方式编织而成，使用光波作为传输媒介，用于传输数字信息。光纤光缆技术的优点在于：带宽大。光纤光缆的带宽很大，可以实现对数据与信息的高速传输；信号损失小。光纤光缆主要依赖于光波进行传输，信号能够保持较高的质量，因此信号损失极小；抗干扰性强。光纤光缆具备良好的抗电磁干扰与抗射频干扰能力，适用于复杂的电磁环境当中；安全性高。光纤光缆没有电流，所以几乎不会引起火灾和爆炸。关于光纤光缆的分类，依据光缆中光纤的状态可分为3类：松套光纤光缆：是由多根光纤组成的多芯光缆。这类光缆中留有一定的空间，可供光纤自由移动，使之具备较强的弯曲性能，同时此光缆能够在较宽的温度范围内保障光传输性能的高稳定与可靠；紧套光纤光缆：光缆中光纤无法自由移动，这类光纤光缆尺寸更小，易于安装，具备高度的可靠性、多功能性以及灵活性。不足之处在于：当出现较高拉伸应力时，会导致光纤的衰减等性能下降。相较于松套光纤光缆，这类光纤光缆的弯曲性能较差1；半松半紧光纤光缆：光纤在光缆中的自由移动空间介于松套光纤光缆和紧套光纤光缆之间。依据缆芯结构特点可分为：层绞式光缆：利用“SZ”双向层绞技术而制成的光纤光缆，环境性能优良，强度较高，可实现全截面阻水，因此适用于对防鼠、防潮等要求较高的场合；中心管式光缆：在光缆中心位置直接放置没有绞合处理的二次光纤松套管。光缆截面小，结构简单，制造工艺简捷，重量轻；骨架式光缆：在塑料骨架槽中放置经螺旋绞合的光纤或光纤带，其结构紧凑，缆径小，含有上千芯至数千芯，接续效率高，但是制造工艺非常复杂。按使用环境与场合可分为：室外光缆：防渗能力良好，TECHNOLOGY AND INFORMATIONIT技术74 科学与信息化2023年10月上且具备足够的机械强度以及优异的温度特性；室内光缆：通过全介质结构保障抗电磁干扰，其轻便柔软，具备优良的阻燃性能；特种光缆：可细分为电力光缆、阻燃光缆与水底光缆。光纤光缆技术在现代通信领域发展中起着非常关键的作用。相较于传统的铜线电缆，光纤光缆的运输速度远远更高。利用光纤光缆，能够以光的速度完成信息传输，满足大文件、高清视频下载等高带宽需求，同时其拥有巨大的传输容量，能够同时承载大量的数据、视频及语音等信息2。近年来，光纤光缆技术的应用范围越来越广泛，对于长距离通信而言，光纤光缆能够完成几千乃至上万公里的信号传输，将全球各地的通信网络连接起来，推动世界信息的交流与共享。对于城市中通信网络而言，光纤光缆打造了庞大、复杂的通信基础设施，能够为电话、广播、互联网、电视等方面的信号传输提供强有力的支撑。另外，光纤光缆技术在医疗、工艺控制、自动化等领域也得到了普及。其中在医疗领域的应用，主要是在医学成像、远程医疗、激光手术等领域发挥着重要的作用，能够提升医疗诊断与疾病治疗的效率和准确性；在工业控制与自动化领域的应用，主要是用于传感器网络与数据采集，进行远程监测与控制，使得生产作业更加高效、安全。1.2 通信电缆技术通信电缆的主要构成部分是电线、电缆芯和绝缘材料。通信电缆可以传输各种类型的信号，包括模拟信号和数字信号。通信光缆的制作材料是一根或是多根光纤或是光纤束，此类线缆不仅符合光学特性，还符合机械与环境特性，能够实现对视频、语音、数据等信息的传输。通信电缆技术的优点在于：相较于光纤光缆，其施工和维护更加简单，尺寸更小，重量更轻，具有极大的传输容量，且传输衰耗极低，抗电磁干扰能力优异，保密性极佳，价格便宜。目前通信电缆技术可分为以下几类：宽带的HYA通信电缆。原有的电缆网络在数字新业务中的应用存在一些局限之处，难以满足各领域对高通信质量、高通信速率等方面的需求，尤其是针对光纤无法达到的区域，需要建设新型宽带结构的HYA电缆，以保证数字新业务的良好发展；超5类及6类电缆。如今智能化建筑工程项目的日益增多，对宽带布线提出了更高的要求，自此超5类和6类电缆已逐渐成为布线系统发展的主要趋势，其中超5类电缆与5类电缆的频带相同，但前者具备双向通信的能力，使用者能够同时接收和发送宽带信息，因此相较于5类电缆，超5类电缆具备更优的绝缘电阻，其传输速度更快，且电阻不平衡性等指标更优，同时添加了新的宽带指标，包括：等电平远端串音功率、近端串音衰减功率等。6类电缆是在超5类的基础上发展而来的，相较于前者，其具备更高的传输频带，能够达到250MHz，也具有更好地指标水平，这类电缆在工艺上有着更为严格的要求，目前很多厂商不断改进和创新6类电缆的制造工艺，使之具备更佳的高频特性3；物理发泡射频同轴电缆与漏泄同轴电缆。在5G时代背景下，物理发泡射频同轴电缆在无线电基路中得到广泛应用。另外，如今我国移动通信信号覆盖面越来越广，基站建设数量和规模日益扩增，加上城市建设步伐的加快，涌现出更多的高层建筑、地下建筑等，此时需要进一步提高移动信号的可靠性与稳定性，从而保证这类通信电缆技术的长远发展。2 光纤光缆和通信电缆技术的发展趋势目前光纤光缆与通信电缆技术在我国的发展已经趋于成熟，且逐渐实现了全国大范围覆盖，满足用户的需求。然而在实际使用中仍然存在一系列的问题，如：传输稳定性不佳、覆盖面不够广、个性化不足等，故而今后我国光纤光缆和通信电缆技术的发展有着较大的进步空间，需要加大对这类技术的研究和开发，从而更好地推动我国通信领域的长远可持续发展。具体做到以下几点：2.1 提高知识产权的自主创新能力就近年来我国光纤光缆与通信电缆技术的应用情况来看，虽然在技术层面获得拥有了一些自主知识产权，但是这种比例依然很小，我国光通信器件厂商众多，企业规模不够大，多为中小企业，自主研发与投入实力相对较弱，产品比较单一。同时，虽然我国是光纤光缆组件产业全球最大的生产地，但更多是因为人力成本相对便宜，导致我国的生产产品以中低端为主，高端光/电芯片基本依赖进口，而芯片占据光纤光缆技术与价值的制高点4。由此可见，现阶段相较于国际光纤光缆的知识产权自主创新能力，我国依然相对滞后，因此我国应当不断加大具有自主知识产权的技术的研发，争取到知识产权优势，开发和制造出原创、基础性的光纤光缆专利和产品。2.2 基于使用环境与施工条件，加大新产品的研发力度随着5G技术的迅速发展，光纤光缆和通信电缆产品的一些缺陷和不足逐渐暴露出来。就现实情况来看，如今的光缆的结构对使用环境和使用条件的依赖程度较高，尤其是在浅水光缆、OPGW光缆、海底光缆等的研发中，更能够体现到这一点。在未来，我国光纤光缆建设的重点将会伴随着接入网、用户地网的建设进一步展开，全新的光缆结构与施工工艺也会以 TECHNOLOGY AND INFORMATIONIT技术科学与信息化2023年10月上 75小管系统的全套技术、微型光缆技术等先进技术手段为依托，而发生新的改变，以此来实现对有限敷设空间的充分、灵活利用。同时，如今很多国家或是企业已经在光纤光缆材料、制造工艺、施工安装等方面获得了一些经验，且逐渐形成新的系统技术专利。对于我国通信领域发展而言，由于用户众多，以及用户驻地网与接入网具备诸多特色的情况，故而对接入光缆提出了更为严格的要求，但也为我国研究和创新用户驻地网、接入网光缆结构创造了很好的机会。国内很多光纤光缆技术是跟在国外最新技术的后面，尽管紧跟了先进技术，然而自主创新的成分极少，未来我国应当在这方面下足功夫，加大技术创新力度。2.3 改善HYA市话电缆的特性，提高通信服务水平针对已经敷设的铜电缆，应当在充分利用相关技术手段的基础上，积极发挥其特性，开发和建设数字新业务。对于现有的HYA电缆，尽管能够开通非对称数字用户线路等一些新业务，然而容量有限，如果非对称数字用户线路数量进一步增大，且达到一定限度以后，就极易出现一些干扰问题，甚至会影响到之前开通的业务。基于此，对于新的铜电缆敷设，应当贴合实际需求，采用合理、有效的宽带指标标准，以便今后顺利开通更多、更优质的新业务。即市话电缆生产厂商应当加大对自身生产工艺的研发力度，在保有现有生产技术和制作工艺的基础上，创新和优化产品设计，提高产品制造水准，从而制造出更宽频带的电缆，为数字业务的创新、高质量发展提供全面支撑。2.4 优化通信电缆的施工与维护技术在光纤光缆与通信电缆的建设环节，为能够更好地满足城市施工的需求，人们开始选用不挖沟的方式，借助于小地沟或是微地沟技术进行通信光缆的安装，从而实现对光缆网进行全过程、智能化监测。在上述基础上，研发了相应的元器件、工具与设备，并且要在体制上做一些优化，与之相匹配。当前，国际电信联盟非常重视NH开发的光纤浸水传感器、光缆网络的维护监测系统，意大利研发的新型连续光缆监测系统，以及日本方案在光时域反射仪自动适时测试光纤的基础上增加光纤选择器，同时在外线上设置了水敏传感器，建成了一套较完整的自动维护与支撑系统等。上述新研究在现代光缆自动监测技术的发展中发挥着重要的驱动作用，不仅能够完善光缆网络的自动检测维护系统，还能够提高光缆网络工作的安全性与可靠性，降低施工与维护成本。2.5 立足于电信市场的发展需要，创新发展光纤光缆和通信电缆产业近年来，全球各地都面临着电信基础建设不景气的情况，这就使得光纤过剩的现象无法避免。在新时代背景下，科学技术的进步和国际竞争的加剧，给我国光纤光缆与通信电缆的市场发展带来了诸多的影响，如今光纤网络的建设不再局限于骨干网，而是在接入网、城域网、向用户驻地网等层面得到进一步延伸，从而为光纤光缆和宽带数字电缆行业的发展创造了更多的增长空间。另外，信息通信业作为当前我国战略性基础设施行业，信息化技术的发展依然是促进社会进步、经济发展的关键动力，相关企业应当密切关注电信市场的发展需求，积极创新和发展光纤光缆和通信电缆技术。3 结束语综上所述，随着5G时代的到来，全新的网络技术的发展已经进入到大众的视野，这对光纤光缆和通信电缆的技术发展提供了新的机遇，同时也是一个严峻的挑战。为能够更好地适应时代发展的需求，更好地服务于数字化通信业务发展，需要加大对光纤光缆和通信电缆的技术创新力度，不断扩大容量，增加传输距离，开发更多的新型光纤和电缆。参考文献1 周英俊.光纤通信技术探究与讨论J.通信电源技术,2022,39(10):124-126.2 彭博文.现代光纤通信技术的特点及应用J.数字通信世界,2023(4):104-106.3 王嵬.光纤通信技术与光纤传输系统探析J.通讯世界,2023,30(1):16-18.4 解创创,辛天禹,曹亚博.浅谈光纤通信技术的发展和方向J.电子世界,2020(12):62-63.