光纖光纜和通信電纜的技術發展

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，互聯網用戶數量日益增多，且規模也在不斷擴大，互聯網已經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注互聯網傳輸速率。基于這一背景，光纖光纜和通信電纜技術得到迅速發展，其在互聯網中發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。然而時代在發展，信息技術在不斷更新和優化，所處的環境也無時不在發生改變，所以光纖光纜和通信電纜技術必須加大創新力度，不斷提高自身的技術水平，從而更好地促進我國電信市場的可持續發展。

1 光纖光纜和通信電纜的相關概述

1.1 光纖光纜技術

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，用于傳輸數字信息。光纖光纜技術的優點在于：①帶寬大。光纖光纜的帶寬很大，可以實現對數據與信息的高速傳輸；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量，因此信號損失極小；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，適用于復雜的電磁環境當中；④安全性高。光纖光纜沒有電流，所以幾乎不會引起火災和爆炸。

關于光纖光纜的分類，依據光纜中光纖的狀態可分為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保障光傳輸性能的高穩定與可靠；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：當出現較高拉伸應力時，會導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。

依據纜芯結構特點可分為：①層絞式光纜：利用“SZ”雙向層絞技術而制成的光纖光纜，環境性能優良，強度較高，可實現全截面阻水，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，結構簡單，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螺旋絞合的光纖或光纖帶，其結構緊湊，纜徑小，含有上千芯至數千芯，接續效率高，但是制造工藝非常復雜。

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

光纖光纜技術在現代通信領域發展中起著非常關鍵的作用。相較于傳統的銅線電纜，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據、視頻及語音等信息[2]。近年來，光纖光纜技術的應用范圍越來越廣泛，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絡連接起來，推動世界信息的交流與共享。對于城市中通信網絡而言，光纖光纜打造了龐大、復雜的通信基礎設施，能夠為電話、廣播、互聯網、電視等方面的信號傳輸提供強有力的支撐。另外，光纖光纜技術在醫療、工藝控制、自動化等領域也得到了普及。其中在醫療領域的應用，主要是在醫學成像、遠程醫療、激光手術等領域發揮著重要的作用，能夠提升醫療診斷與疾病治療的效率和準確性；在工業控制與自動化領域的應用，主要是用于傳感器網絡與數據采集，進行遠程監測與控制，使得生產作業更加高效、安全。

1.2 通信電纜技術

通信電纜的主要構成部分是電線、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，還符合機械與環境特性，能夠實現對視頻、語音、數據等信息的傳輸。通信電纜技術的優點在于：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，抗電磁干擾能力優異，保密性極佳，價格便宜。

目前通信電纜技術可分為以下幾類：①寬帶的HYA通信電纜。原有的電纜網絡在數字新業務中的應用存在一些局限之處，難以滿足各領域對高通信質量、高通信速率等方面的需求，尤其是針對光纖無法達到的區域，需要建設新型寬帶結構的HYA電纜，以保證數字新業務的良好發展；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發展的主要趨勢，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送寬帶信息，因此相較于5類電纜，超5類電纜具備更優的絕緣電阻，其傳輸速度更快，且電阻不平衡性等指標更優，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類的基礎上發展而來的，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物理發泡射頻同軸電纜與漏泄同軸電纜。在5G時代背景下，物理發泡射頻同軸電纜在無線電基路中得到廣泛應用。另外，如今我國移動通信信號覆蓋面越來越廣，基站建設數量和規模日益擴增，加上城市建設步伐的加快，涌現出更多的高層建筑、地下建筑等，此時需要進一步提高移動信號的可靠性與穩定性，從而保證這類通信電纜技術的長遠發展。

2 光纖光纜和通信電纜技術的發展趨勢

目前光纖光纜與通信電纜技術在我國的發展已經趨于成熟，且逐漸實現了全國大范圍覆蓋，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的發展有著較大的進步空間，需要加大對這類技術的研究和開發，從而更好地推動我國通信領域的長遠可持續發展。具體做到以下幾點：

2.1 提高知識產權的自主創新能力

就近年來我國光纖光纜與通信電纜技術的應用情況來看，雖然在技術層面獲得擁有了一些自主知識產權，但是這種比例依然很小，我國光通信器件廠商眾多，企業規模不夠大，多為中小企業，自主研發與投入實力相對較弱，產品比較單一。同時，雖然我國是光纖光纜組件產業全球最大的生產地，但更多是因為人力成本相對便宜，導致我國的生產產品以中低端為主，高端光/電芯片基本依賴進口，而芯片占據光纖光纜技術與價值的制高點[4]。由此可見，現階段相較于國際光纖光纜的知識產權自主創新能力，我國依然相對滯后，因此我國應當不斷加大具有自主知識產權的技術的研發，爭取到知識產權優勢，開發和制造出原創、基礎性的光纖光纜專利和產品。

2.2 基于使用環境與施工條件，加大新產品的研發力度

隨著5G技術的迅速發展，光纖光纜和通信電纜產品的一些缺陷和不足逐漸暴露出來。就現實情況來看，如今的光纜的結構對使用環境和使用條件的依賴程度較高，尤其是在淺水光纜、OPGW光纜、海底光纜等的研發中，更能夠體現到這一點。在未來，我國光纖光纜建設的重點將會伴隨著接入網、用戶地網的建設進一步展開，全新的光纜結構與施工工藝也會以小管系統的全套技術、微型光纜技術等先進技術手段為依托，而發生新的改變，以此來實現對有限敷設空間的充分、靈活利用。同時，如今很多國家或是企業已經在光纖光纜材料、制造工藝、施工安裝等方面獲得了一些經驗，且逐漸形成新的系統技術專利。對于我國通信領域發展而言，由于用戶眾多，以及用戶駐地網與接入網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新用戶駐地網、接入網光纜結構創造了很好的機會。國內很多光纖光纜技術是跟在國外最新技術的后面，盡管緊跟了先進技術，然而自主創新的成分極少，未來我國應當在這方面下足功夫，加大技術創新力度。

2.3 改善HYA市話電纜的特性，提高通信服務水平

針對已經敷設的銅電纜，應當在充分利用相關技術手段的基礎上，積極發揮其特性，開發和建設數字新業務。對于現有的HYA電纜，盡管能夠開通非對稱數字用戶線路等一些新業務，然而容量有限，如果非對稱數字用戶線路數量進一步增大，且達到一定限度以后，就極易出現一些干擾問題，甚至會影響到之前開通的業務。基于此，對于新的銅電纜敷設，應當貼合實際需求，采用合理、有效的寬帶指標標準，以便今后順利開通更多、更優質的新業務。即市話電纜生產廠商應當加大對自身生產工藝的研發力度，在保有現有生產技術和制作工藝的基礎上，創新和優化產品設計，提高產品制造水準，從而制造出更寬頻帶的電纜，為數字業務的創新、高質量發展提供全面支撐。

2.4 優化通信電纜的施工與維護技術

在光纖光纜與通信電纜的建設環節，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進行通信光纜的安裝，從而實現對光纜網進行全過程、智能化監測。在上述基礎上，研發了相應的元器件、工具與設備，并且要在體制上做一些優化，與之相匹配。當前，國際電信聯盟非常重視NH開發的光纖浸水傳感器、光纜網絡的維護監測系統，意大利研發的新型連續光纜監測系統，以及日本方案在光時域反射儀自動適時測試光纖的基礎上增加光纖選擇器，同時在外線上設置了水敏傳感器，建成了一套較完整的自動維護與支撐系統等。上述新研究在現代光纜自動監測技術的發展中發揮著重要的驅動作用，不僅能夠完善光纜網絡的自動檢測維護系統，還能夠提高光纜網絡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展需要，創新發展光纖光纜和通信電纜產業

近年來，全球各地都面臨著電信基礎建設不景氣的情況，這就使得光纖過剩的現象無法避免。在新時代背景下，科學技術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展帶來了諸多的影響，如今光纖網絡的建設不再局限于骨干網，而是在接入網、城域網、向用戶駐地網等層面得到進一步延伸，從而為光纖光纜和寬帶數字電纜行業的發展創造了更多的增長空間。另外，信息通信業作為當前我國戰略性基礎設施行業，信息化技術的發展依然是促進社會進步、經濟發展的關鍵動力，相關企業應當密切關注電信市場的發展需求，積極創新和發展光纖光纜和通信電纜技術。

3 結束語

綜上所述，隨著5G時代的到來，全新的網絡技術的發展已經進入到大眾的視野，這對光纖光纜和通信電纜的技術發展提供了新的機遇，同時也是一個嚴峻的挑戰。為能夠更好地適應時代發展的需求，更好地服務于數字化通信業務發展，需要加大對光纖光纜和通信電纜的技術創新力度，不斷擴大容量，增加傳輸距離，開發更多的新型光纖和電纜。