光纖光纜和通信電纜的技術(shù)發(fā)展

付玉婷

湖北烽火博鑫電纜有限公司 湖北 漢川 431600

引言

在信息時代背景下，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量日益增多，且規(guī)模也在不斷擴大，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們互相交流的重要通道，隨之而來的是人們越來越關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)傳輸速率?；谶@一背景，光纖光纜和通信電纜技術(shù)得到迅速發(fā)展，其在互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要的支撐作用，既能夠擴大傳輸量，還能夠顯著提高信息傳輸速率。然而時代在發(fā)展，信息技術(shù)在不斷更新和優(yōu)化，所處的環(huán)境也無時不在發(fā)生改變，所以光纖光纜和通信電纜技術(shù)必須加大創(chuàng)新力度，不斷提高自身的技術(shù)水平，從而更好地促進我國電信市場的可持續(xù)發(fā)展。

1 光纖光纜和通信電纜的相關(guān)概述

1.1 光纖光纜技術(shù)

光纖光纜是將一條或多條玻璃或塑料纖維以特定的方式編織而成，使用光波作為傳輸媒介，用于傳輸數(shù)字信息。光纖光纜技術(shù)的優(yōu)點在于：①帶寬大。光纖光纜的帶寬很大，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)與信息的高速傳輸；②信號損失小。光纖光纜主要依賴于光波進行傳輸，信號能夠保持較高的質(zhì)量，因此信號損失極??；③抗干擾性強。光纖光纜具備良好的抗電磁干擾與抗射頻干擾能力，適用于復(fù)雜的電磁環(huán)境當中；④安全性高。光纖光纜沒有電流，所以幾乎不會引起火災(zāi)和爆炸。

關(guān)于光纖光纜的分類，依據(jù)光纜中光纖的狀態(tài)可分為3類：①松套光纖光纜：是由多根光纖組成的多芯光纜。這類光纜中留有一定的空間，可供光纖自由移動，使之具備較強的彎曲性能，同時此光纜能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)保障光傳輸性能的高穩(wěn)定與可靠；②緊套光纖光纜：光纜中光纖無法自由移動，這類光纖光纜尺寸更小，易于安裝，具備高度的可靠性、多功能性以及靈活性。不足之處在于：當出現(xiàn)較高拉伸應(yīng)力時，會導(dǎo)致光纖的衰減等性能下降。相較于松套光纖光纜，這類光纖光纜的彎曲性能較差[1]；③半松半緊光纖光纜：光纖在光纜中的自由移動空間介于松套光纖光纜和緊套光纖光纜之間。

依據(jù)纜芯結(jié)構(gòu)特點可分為：①層絞式光纜：利用“SZ”雙向?qū)咏g技術(shù)而制成的光纖光纜，環(huán)境性能優(yōu)良，強度較高，可實現(xiàn)全截面阻水，因此適用于對防鼠、防潮等要求較高的場合；②中心管式光纜：在光纜中心位置直接放置沒有絞合處理的二次光纖松套管。光纜截面小，結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡捷，重量輕；③骨架式光纜：在塑料骨架槽中放置經(jīng)螺旋絞合的光纖或光纖帶，其結(jié)構(gòu)緊湊，纜徑小，含有上千芯至數(shù)千芯，接續(xù)效率高，但是制造工藝非常復(fù)雜。

按使用環(huán)境與場合可分為：①室外光纜：防滲能力良好，且具備足夠的機械強度以及優(yōu)異的溫度特性；②室內(nèi)光纜：通過全介質(zhì)結(jié)構(gòu)保障抗電磁干擾，其輕便柔軟，具備優(yōu)良的阻燃性能；③特種光纜：可細分為電力光纜、阻燃光纜與水底光纜。

光纖光纜技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域發(fā)展中起著非常關(guān)鍵的作用。相較于傳統(tǒng)的銅線電纜，光纖光纜的運輸速度遠遠更高。利用光纖光纜，能夠以光的速度完成信息傳輸，滿足大文件、高清視頻下載等高帶寬需求，同時其擁有巨大的傳輸容量，能夠同時承載大量的數(shù)據(jù)、視頻及語音等信息[2]。近年來，光纖光纜技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，對于長距離通信而言，光纖光纜能夠完成幾千乃至上萬公里的信號傳輸，將全球各地的通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，推動世界信息的交流與共享。對于城市中通信網(wǎng)絡(luò)而言，光纖光纜打造了龐大、復(fù)雜的通信基礎(chǔ)設(shè)施，能夠為電話、廣播、互聯(lián)網(wǎng)、電視等方面的信號傳輸提供強有力的支撐。另外，光纖光纜技術(shù)在醫(yī)療、工藝控制、自動化等領(lǐng)域也得到了普及。其中在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是在醫(yī)學成像、遠程醫(yī)療、激光手術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，能夠提升醫(yī)療診斷與疾病治療的效率和準確性；在工業(yè)控制與自動化領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是用于傳感器網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集，進行遠程監(jiān)測與控制，使得生產(chǎn)作業(yè)更加高效、安全。

1.2 通信電纜技術(shù)

通信電纜的主要構(gòu)成部分是電線、電纜芯和絕緣材料。通信電纜可以傳輸各種類型的信號，包括模擬信號和數(shù)字信號。通信光纜的制作材料是一根或是多根光纖或是光纖束，此類線纜不僅符合光學特性，還符合機械與環(huán)境特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對視頻、語音、數(shù)據(jù)等信息的傳輸。通信電纜技術(shù)的優(yōu)點在于：相較于光纖光纜，其施工和維護更加簡單，尺寸更小，重量更輕，具有極大的傳輸容量，且傳輸衰耗極低，抗電磁干擾能力優(yōu)異，保密性極佳，價格便宜。

目前通信電纜技術(shù)可分為以下幾類：①寬帶的HYA通信電纜。原有的電纜網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字新業(yè)務(wù)中的應(yīng)用存在一些局限之處，難以滿足各領(lǐng)域?qū)Ω咄ㄐ刨|(zhì)量、高通信速率等方面的需求，尤其是針對光纖無法達到的區(qū)域，需要建設(shè)新型寬帶結(jié)構(gòu)的HYA電纜，以保證數(shù)字新業(yè)務(wù)的良好發(fā)展；②超5類及6類電纜。如今智能化建筑工程項目的日益增多，對寬帶布線提出了更高的要求，自此超5類和6類電纜已逐漸成為布線系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢，其中超5類電纜與5類電纜的頻帶相同，但前者具備雙向通信的能力，使用者能夠同時接收和發(fā)送寬帶信息，因此相較于5類電纜，超5類電纜具備更優(yōu)的絕緣電阻，其傳輸速度更快，且電阻不平衡性等指標更優(yōu)，同時添加了新的寬帶指標，包括：等電平遠端串音功率、近端串音衰減功率等。6類電纜是在超5類的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，相較于前者，其具備更高的傳輸頻帶，能夠達到250MHz，也具有更好地指標水平，這類電纜在工藝上有著更為嚴格的要求，目前很多廠商不斷改進和創(chuàng)新6類電纜的制造工藝，使之具備更佳的高頻特性[3]；③物理發(fā)泡射頻同軸電纜與漏泄同軸電纜。在5G時代背景下，物理發(fā)泡射頻同軸電纜在無線電基路中得到廣泛應(yīng)用。另外，如今我國移動通信信號覆蓋面越來越廣，基站建設(shè)數(shù)量和規(guī)模日益擴增，加上城市建設(shè)步伐的加快，涌現(xiàn)出更多的高層建筑、地下建筑等，此時需要進一步提高移動信號的可靠性與穩(wěn)定性，從而保證這類通信電纜技術(shù)的長遠發(fā)展。

2 光纖光纜和通信電纜技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前光纖光纜與通信電纜技術(shù)在我國的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，且逐漸實現(xiàn)了全國大范圍覆蓋，滿足用戶的需求。然而在實際使用中仍然存在一系列的問題，如：傳輸穩(wěn)定性不佳、覆蓋面不夠廣、個性化不足等，故而今后我國光纖光纜和通信電纜技術(shù)的發(fā)展有著較大的進步空間，需要加大對這類技術(shù)的研究和開發(fā)，從而更好地推動我國通信領(lǐng)域的長遠可持續(xù)發(fā)展。具體做到以下幾點：

2.1 提高知識產(chǎn)權(quán)的自主創(chuàng)新能力

就近年來我國光纖光纜與通信電纜技術(shù)的應(yīng)用情況來看，雖然在技術(shù)層面獲得擁有了一些自主知識產(chǎn)權(quán)，但是這種比例依然很小，我國光通信器件廠商眾多，企業(yè)規(guī)模不夠大，多為中小企業(yè)，自主研發(fā)與投入實力相對較弱，產(chǎn)品比較單一。同時，雖然我國是光纖光纜組件產(chǎn)業(yè)全球最大的生產(chǎn)地，但更多是因為人力成本相對便宜，導(dǎo)致我國的生產(chǎn)產(chǎn)品以中低端為主，高端光/電芯片基本依賴進口，而芯片占據(jù)光纖光纜技術(shù)與價值的制高點[4]。由此可見，現(xiàn)階段相較于國際光纖光纜的知識產(chǎn)權(quán)自主創(chuàng)新能力，我國依然相對滯后，因此我國應(yīng)當不斷加大具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)的研發(fā)，爭取到知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢，開發(fā)和制造出原創(chuàng)、基礎(chǔ)性的光纖光纜專利和產(chǎn)品。

2.2 基于使用環(huán)境與施工條件，加大新產(chǎn)品的研發(fā)力度

隨著5G技術(shù)的迅速發(fā)展，光纖光纜和通信電纜產(chǎn)品的一些缺陷和不足逐漸暴露出來。就現(xiàn)實情況來看，如今的光纜的結(jié)構(gòu)對使用環(huán)境和使用條件的依賴程度較高，尤其是在淺水光纜、OPGW光纜、海底光纜等的研發(fā)中，更能夠體現(xiàn)到這一點。在未來，我國光纖光纜建設(shè)的重點將會伴隨著接入網(wǎng)、用戶地網(wǎng)的建設(shè)進一步展開，全新的光纜結(jié)構(gòu)與施工工藝也會以小管系統(tǒng)的全套技術(shù)、微型光纜技術(shù)等先進技術(shù)手段為依托，而發(fā)生新的改變，以此來實現(xiàn)對有限敷設(shè)空間的充分、靈活利用。同時，如今很多國家或是企業(yè)已經(jīng)在光纖光纜材料、制造工藝、施工安裝等方面獲得了一些經(jīng)驗，且逐漸形成新的系統(tǒng)技術(shù)專利。對于我國通信領(lǐng)域發(fā)展而言，由于用戶眾多，以及用戶駐地網(wǎng)與接入網(wǎng)具備諸多特色的情況，故而對接入光纜提出了更為嚴格的要求，但也為我國研究和創(chuàng)新用戶駐地網(wǎng)、接入網(wǎng)光纜結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了很好的機會。國內(nèi)很多光纖光纜技術(shù)是跟在國外最新技術(shù)的后面，盡管緊跟了先進技術(shù)，然而自主創(chuàng)新的成分極少，未來我國應(yīng)當在這方面下足功夫，加大技術(shù)創(chuàng)新力度。

2.3 改善HYA市話電纜的特性，提高通信服務(wù)水平

針對已經(jīng)敷設(shè)的銅電纜，應(yīng)當在充分利用相關(guān)技術(shù)手段的基礎(chǔ)上，積極發(fā)揮其特性，開發(fā)和建設(shè)數(shù)字新業(yè)務(wù)。對于現(xiàn)有的HYA電纜，盡管能夠開通非對稱數(shù)字用戶線路等一些新業(yè)務(wù)，然而容量有限，如果非對稱數(shù)字用戶線路數(shù)量進一步增大，且達到一定限度以后，就極易出現(xiàn)一些干擾問題，甚至會影響到之前開通的業(yè)務(wù)?；诖?，對于新的銅電纜敷設(shè)，應(yīng)當貼合實際需求，采用合理、有效的寬帶指標標準，以便今后順利開通更多、更優(yōu)質(zhì)的新業(yè)務(wù)。即市話電纜生產(chǎn)廠商應(yīng)當加大對自身生產(chǎn)工藝的研發(fā)力度，在保有現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)和制作工藝的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，提高產(chǎn)品制造水準，從而制造出更寬頻帶的電纜，為數(shù)字業(yè)務(wù)的創(chuàng)新、高質(zhì)量發(fā)展提供全面支撐。

2.4 優(yōu)化通信電纜的施工與維護技術(shù)

在光纖光纜與通信電纜的建設(shè)環(huán)節(jié)，為能夠更好地滿足城市施工的需求，人們開始選用不挖溝的方式，借助于小地溝或是微地溝技術(shù)進行通信光纜的安裝，從而實現(xiàn)對光纜網(wǎng)進行全過程、智能化監(jiān)測。在上述基礎(chǔ)上，研發(fā)了相應(yīng)的元器件、工具與設(shè)備，并且要在體制上做一些優(yōu)化，與之相匹配。當前，國際電信聯(lián)盟非常重視NH開發(fā)的光纖浸水傳感器、光纜網(wǎng)絡(luò)的維護監(jiān)測系統(tǒng)，意大利研發(fā)的新型連續(xù)光纜監(jiān)測系統(tǒng)，以及日本方案在光時域反射儀自動適時測試光纖的基礎(chǔ)上增加光纖選擇器，同時在外線上設(shè)置了水敏傳感器，建成了一套較完整的自動維護與支撐系統(tǒng)等。上述新研究在現(xiàn)代光纜自動監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的驅(qū)動作用，不僅能夠完善光纜網(wǎng)絡(luò)的自動檢測維護系統(tǒng)，還能夠提高光纜網(wǎng)絡(luò)工作的安全性與可靠性，降低施工與維護成本。

2.5 立足于電信市場的發(fā)展需要，創(chuàng)新發(fā)展光纖光纜和通信電纜產(chǎn)業(yè)

近年來，全球各地都面臨著電信基礎(chǔ)建設(shè)不景氣的情況，這就使得光纖過剩的現(xiàn)象無法避免。在新時代背景下，科學技術(shù)的進步和國際競爭的加劇，給我國光纖光纜與通信電纜的市場發(fā)展帶來了諸多的影響，如今光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不再局限于骨干網(wǎng)，而是在接入網(wǎng)、城域網(wǎng)、向用戶駐地網(wǎng)等層面得到進一步延伸，從而為光纖光纜和寬帶數(shù)字電纜行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更多的增長空間。另外，信息通信業(yè)作為當前我國戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，信息化技術(shù)的發(fā)展依然是促進社會進步、經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵動力，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當密切關(guān)注電信市場的發(fā)展需求，積極創(chuàng)新和發(fā)展光纖光纜和通信電纜技術(shù)。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著5G時代的到來，全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進入到大眾的視野，這對光纖光纜和通信電纜的技術(shù)發(fā)展提供了新的機遇，同時也是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。為能夠更好地適應(yīng)時代發(fā)展的需求，更好地服務(wù)于數(shù)字化通信業(yè)務(wù)發(fā)展，需要加大對光纖光纜和通信電纜的技術(shù)創(chuàng)新力度，不斷擴大容量，增加傳輸距離，開發(fā)更多的新型光纖和電纜。