第二讲 光纤光缆的结构与分类
主要内容
? 一、光纤的结构
? 二、光纤的分类
? 三、光缆的结构
? 四、光缆的分类
光纤的结构
? 纤芯位于光纤中心, 直径 2a为 5～ 75μ m,作用是传输
光波 。
? 包层位于纤芯外层, 直径 2b为 100～ 150μ m,作用是将
光波限制在纤芯中 。
? 纤芯和包层即组成裸光纤, 两者采用高纯度二氧化硅
（ SiO2） 制成, 但为了使光波在纤芯中传送, 应对材
料进行不同掺杂, 使包层材料折射率 n2比纤芯材料折
射率 n1小, 即光纤导光的条件是 n1＞ n2。
? 一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基
甲酸乙脂或硅酮树脂层, 厚度一般为 30～ 150μ m。
? 套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚
丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为
光纤芯线。
一次涂覆层
纤芯 包层
套层
一次涂覆层 包层 纤芯
套层
光纤的结构示意图
光纤的分类
石英系列光纤 （ 以 SiO2为主要材料 ）
按光纤组成材料划分 多组分光纤 （ 材料由多组成分组成 ）
液芯光纤 （ 纤芯呈液态 ）
塑料光纤 （ 以塑料为材料 ）
阶跃型光纤 （ SIF）
光纤种类 按光纤纤芯折射率分布划分 渐变型光纤 （ GIF）
W型光纤
单模光纤 （ SMF）
按光纤传输模式数划分
多模光纤 （ MMF ）
光纤的纤芯折射率剖面分布
2b
2b 2b 2c
2a 2a 2a
n n n n1
n1 n1 n2
n2 n2 n3
0 a b r 0 a b r 0 a c b r
（ a） 阶跃光纤 （ b） 渐变光纤 （ c） W型光纤
阶跃型光纤 （ SIF）, 纤芯折射率呈均匀分布, 纤芯和
包层相对折射率差 Δ 为 1%～ 2%。
渐变型光纤 （ GIF）, 纤芯折射率呈非均匀分布, 在轴
心处最大, 而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小, 在纤
芯与包层的界面上降至包层折射率 n2。
W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折
射率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层
之间。可以实现在 1.3～ 1.6μ m之间色散变化很小的色散
平坦光纤或把零色散波长移到 1.55μ m的色散位移光纤。
ITU-T建议的光纤分类
? G.651光纤,渐变多模光纤, 工作波长为 1.31μ m和 1.55μ m,在
1.31μ m处光纤有最小色散, 而在 1.55μ m处光纤有最小损耗, 主
要用于计算机局域网或接入网 。
? G.652光纤：常规单模光纤, 也称为非色散位移光纤, 其零色散波
长为 1.31μ m,在 1.55μ m处有最小损耗, 是目前应用最广的光纤 。
? G.653光纤：色散位移光纤, 在 1.55μ m处实现最低损耗与零色散
波长一致, 但由于在 1.55μ m处存在四波混频等非线性效应, 阻碍
了其应用 。
? G.654光纤：性能最佳单模光纤, 在 1.55μ m处具有极低损耗 （ 大
约 0.18dB/km） 且弯曲性能好 。。
? G.655光纤：非零色散位移单模光纤, 在 1.55μ m～ 1.65μ m处色散
值为 0.1～ 6.0ps/（ nm.km）, 用以平衡四波混频等非线性效应,
适用于高速 （ 10Gb/s以上 ）, 大容量, DWDM系统 。
光缆的基本结构
光缆一般由 缆芯, 加强元件 和 护层 三部分组成 。
? 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成, 有紧套和松套两
种结构 。 紧套光纤有二层和三层结构 。
? 加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷 。 一般
是金属丝或非金属纤维 。
? 护层：具有阻燃, 防潮, 耐压, 耐腐蚀等特性, 主要
是对已成缆的光纤芯线进行保护 。 根据敷设条
件可由铝带 /聚乙烯综合纵包带粘界外护层 （
LAP）, 钢带 （ 或钢丝 ） 铠装和聚乙烯护层等组
成 。
实际使用的光缆分类
分类方法
光缆种类
按所使用的光线分类
单模光缆, 多模光缆, （ 阶跃型, 渐变型 ）
按缆芯结构划分
层绞式, 骨架式, 大束管式, 带式, 单元式
按外护套结构分类
无铠装, 钢带铠装, 钢丝铠装
按光缆中有无金属分类
有金属光缆, 无金属光缆
按维护方式分类
充油光缆, 充气光缆
按敷设方式分类
直埋光缆, 管道光缆, 架空光缆, 水底 光缆
按适用范围分类
中继光缆, 海底光缆, 用户光缆, 局内光缆, 长途
光缆
主要内容
? 一、光纤的结构
? 二、光纤的分类
? 三、光缆的结构
? 四、光缆的分类
光纤的结构
? 纤芯位于光纤中心, 直径 2a为 5～ 75μ m,作用是传输
光波 。
? 包层位于纤芯外层, 直径 2b为 100～ 150μ m,作用是将
光波限制在纤芯中 。
? 纤芯和包层即组成裸光纤, 两者采用高纯度二氧化硅
（ SiO2） 制成, 但为了使光波在纤芯中传送, 应对材
料进行不同掺杂, 使包层材料折射率 n2比纤芯材料折
射率 n1小, 即光纤导光的条件是 n1＞ n2。
? 一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基
甲酸乙脂或硅酮树脂层, 厚度一般为 30～ 150μ m。
? 套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚
丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为
光纤芯线。
一次涂覆层
纤芯 包层
套层
一次涂覆层 包层 纤芯
套层
光纤的结构示意图
光纤的分类
石英系列光纤 （ 以 SiO2为主要材料 ）
按光纤组成材料划分 多组分光纤 （ 材料由多组成分组成 ）
液芯光纤 （ 纤芯呈液态 ）
塑料光纤 （ 以塑料为材料 ）
阶跃型光纤 （ SIF）
光纤种类 按光纤纤芯折射率分布划分 渐变型光纤 （ GIF）
W型光纤
单模光纤 （ SMF）
按光纤传输模式数划分
多模光纤 （ MMF ）
光纤的纤芯折射率剖面分布
2b
2b 2b 2c
2a 2a 2a
n n n n1
n1 n1 n2
n2 n2 n3
0 a b r 0 a b r 0 a c b r
（ a） 阶跃光纤 （ b） 渐变光纤 （ c） W型光纤
阶跃型光纤 （ SIF）, 纤芯折射率呈均匀分布, 纤芯和
包层相对折射率差 Δ 为 1%～ 2%。
渐变型光纤 （ GIF）, 纤芯折射率呈非均匀分布, 在轴
心处最大, 而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小, 在纤
芯与包层的界面上降至包层折射率 n2。
W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折
射率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层
之间。可以实现在 1.3～ 1.6μ m之间色散变化很小的色散
平坦光纤或把零色散波长移到 1.55μ m的色散位移光纤。
ITU-T建议的光纤分类
? G.651光纤,渐变多模光纤, 工作波长为 1.31μ m和 1.55μ m,在
1.31μ m处光纤有最小色散, 而在 1.55μ m处光纤有最小损耗, 主
要用于计算机局域网或接入网 。
? G.652光纤：常规单模光纤, 也称为非色散位移光纤, 其零色散波
长为 1.31μ m,在 1.55μ m处有最小损耗, 是目前应用最广的光纤 。
? G.653光纤：色散位移光纤, 在 1.55μ m处实现最低损耗与零色散
波长一致, 但由于在 1.55μ m处存在四波混频等非线性效应, 阻碍
了其应用 。
? G.654光纤：性能最佳单模光纤, 在 1.55μ m处具有极低损耗 （ 大
约 0.18dB/km） 且弯曲性能好 。。
? G.655光纤：非零色散位移单模光纤, 在 1.55μ m～ 1.65μ m处色散
值为 0.1～ 6.0ps/（ nm.km）, 用以平衡四波混频等非线性效应,
适用于高速 （ 10Gb/s以上 ）, 大容量, DWDM系统 。
光缆的基本结构
光缆一般由 缆芯, 加强元件 和 护层 三部分组成 。
? 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成, 有紧套和松套两
种结构 。 紧套光纤有二层和三层结构 。
? 加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷 。 一般
是金属丝或非金属纤维 。
? 护层：具有阻燃, 防潮, 耐压, 耐腐蚀等特性, 主要
是对已成缆的光纤芯线进行保护 。 根据敷设条
件可由铝带 /聚乙烯综合纵包带粘界外护层 （
LAP）, 钢带 （ 或钢丝 ） 铠装和聚乙烯护层等组
成 。
实际使用的光缆分类
分类方法
光缆种类
按所使用的光线分类
单模光缆, 多模光缆, （ 阶跃型, 渐变型 ）
按缆芯结构划分
层绞式, 骨架式, 大束管式, 带式, 单元式
按外护套结构分类
无铠装, 钢带铠装, 钢丝铠装
按光缆中有无金属分类
有金属光缆, 无金属光缆
按维护方式分类
充油光缆, 充气光缆
按敷设方式分类
直埋光缆, 管道光缆, 架空光缆, 水底 光缆
按适用范围分类
中继光缆, 海底光缆, 用户光缆, 局内光缆, 长途
光缆
