光缆选型该怎么选

——从敷设方式倒推结构与防护的四步判断

前言

同一根光纤，装进不同的壳，能用的场所就完全不同。

光纤本身只有两层：纤芯和包层。光在两者的界面上靠折射率差形成全反射，被锁在纤芯里传输。但裸光纤几乎没有抗侧压能力，弯一下就可能断；潮气渗进去，几个月就衰减超标。

现场用的光缆，是在光纤之外逐层套上松套管、加强件、阻水带、防潮层、铠装和外护套：松套管抗侧压，加强件抗拉伸，阻水带挡水，铠装抗鼠咬，外护套抗腐蚀。埋地最怕潮气和鼠咬，架空要轻要抗拉——每一层的取舍，最终都由敷设场景决定。

图1　光缆的同心分层结构：从纤芯向外，逐层套上护层

一、先定敷设方式，再谈芯数

光缆选型的第一问是“它要埋在哪儿”。芯数只决定松套管数量和外径，敷设方式决定的却是整条分层结构——有没有铠装、阻水带做几层、外护套用什么料。

顺序搞反的代价很直接：先按芯数定了缆，再发现直埋段扛不住鼠咬，这一段就得整段换掉。

按场景倒推，判断链是四步：定敷设方式（空中、管道、直埋、隧道机房）；定结构与芯数（小芯数走中心束管式，多芯长距走层绞式，超高密度走骨架式）；定防护（铠装、阻水、防鼠防蚁按环境应力逐项加）；定阻燃与认证（B1 级、煤安 MA）。顺序不能换，如图2所示。

图2　光缆选型的四步判断链

二、层绞式凭什么占八成场合

直埋存量最大，应力也最杂——侧压、拉伸、鼠咬、土壤水分同时作用。主力结构是层绞式，行业里约 80% 的场合用它。

结构从中心往外看（图1）：中心一根镀锌钢绞线做加强件，外紧包聚乙烯；周围多根松套管绞合，每管放 1～12 根光纤，管内充密封胶；缆芯之外依次纵包铝塑复合带防潮、皱纹钢塑复合带铠装，最外层挤聚乙烯护套。

层绞式的防水和抗拉都优于中心束管式，原因在结构冗余：水要渗进来，得先突破阻水带，再绕过绞合间隙；拉力由中心钢绞线承担；光纤在管内有活动余地，应力被缓冲。

阻水带是两层无纺布之间夹阻水粉，遇水膨胀几十倍形成凝胶，把水往缆芯更深处走的通道堵死。它允许局部进水，但不让水沿缆长一路跑。

松套管材料也决定可靠性。常用 PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯），坚硬有柔性、抗侧压好；部分小厂用 PP（聚丙烯）替代，成本省一半，但运输施工中光纤容易折断，两者的差别见表1。

表1　PBT 与 PP 松套管的对比

三、中心束管式与骨架式：轻量化与高密度两条路线

层绞式防水抗拉都强，但 200～300 kg/km 挂在架空杆路上就是负担。架空要的是轻，于是有了把全部纤芯收进一根管子的做法。

中心束管式的结构极简：一根松套管不绞合，直接放在缆中心，纵包阻水带和涂塑钢带，两根平行加强件位于聚乙烯护层中。结构简单、截面小、重量轻，适宜架空，也可用于管道或直埋。

代价在芯数上。一根松套管能装的光纤有限：分离光纤 12 芯、光纤束 36 芯、光纤带 216 芯；而光纤只有 12 种颜色，国标中心束管式最多 12 芯，非标一般不超过 24 芯。再多就转层绞式了。

工艺上也有代价：松套管冷却不够会后缩，余长不易控制；开剥后光纤全裸且充满油膏，分支不便——层绞式可以只开剥需要的那根套管，它做不到。

芯数再往上走，单管装不下，就轮到骨架式。光纤带以矩阵形式放进螺旋骨架槽，阻水带绕包形成封闭腔，带外纵包覆塑钢带、挤聚乙烯护套。

骨架式的优势是密度：纤芯可达上千至数千芯，缆径反而小，接续也不用清阻水油膏。短板在制造端——需专用骨架生产线，工艺环节多，设备复杂。三种结构的差别见表2。

表2　层绞式、中心束管式与骨架式的对比

图3　中心束管式与骨架式的结构对比

四、电力杆塔上的两种选择：ADSS 与 OPGW

普通架空杆路之外，还有一类特殊架空——电力杆塔。这里的约束条件只有一条：带不带金属。

ADSS（All-Dielectric Self-Supporting，全介质自承式光缆）全部由介质材料组成，自带支撑系统，可直接挂在电力杆塔上，适用 110kV～500kV 线路。无金属带来两个好处：带电线路下也能施工，不必停电；天然不受电磁干扰。投资小于 OPGW，还能作 OPGW 中继站的引入、引出光缆，适合旧线路改造。

OPGW（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，光纤复合架空地线）走另一条路：地线与光缆二合一，管状结构内含光缆，外围由钢及铝组成，架在输电塔最顶端，导电部分接地兼雷击屏蔽，内部光缆传数据。适用于超过 110kV、档距一般 250 m 以上的线路，是新建高压线的首选。

代价在施工条件：架设必须停电作业，损失较大。光纤是玻璃，易碎易断，施工要防拉伤、擦伤、扭伤、压伤、折伤，弯曲半径确保 0.5 m 以上，禁止在大风、雷雨、严寒酷暑条件下施工。两者的取舍见表3与图4。

表3　ADSS 与 OPGW 的对比

注：选型分界在“新建还是改造”——新建高压线走 OPGW，旧线改造和强电磁环境走 ADSS。

图4　ADSS 与 OPGW 在电力杆塔上的位置对比

五、管道、直埋、隧道三种“最后一公里”的防护配置

管道场景的应力来自穿管拉拽和手孔内弯曲，缆径小、柔软是优势，中心束管式在这里有位置。手孔内的光缆要用蛇形软管保护，紧靠孔壁、用塑料扎带绑在托架上，走向平滑、无交叉扭转——交叉扭转会在长期运行中形成附加应力点。

直埋场景靠三层防护：铠装（双面覆塑钢带或皱纹钢塑复合带）抗侧压和鼠咬，阻水带挡住水的蔓延，PE（聚乙烯）外护套抗磨损腐蚀。层绞式在这里的优势，来自多个松套管加铠装的结构冗余。

隧道与机房竖井要防的是火灾，机械应力排不上号。城轨隧道的光传输系统（通信、公共安全、动力照明）要求达到 GB 31247 的 B1 级；机房竖井垂直布线、楼宇综合布线同样强制 B1 级低烟无卤（LSZH，Low Smoke Zero Halogen）——不含卤素，燃烧时毒烟大减。

矿井巷道是另一套体系：铠装直埋要用矿用阻燃光缆（如 MGFTY），并满足煤安 MA（矿用产品安全标志）认证。没有 MA 标志的光缆不能下井，认证排在参数之前。三类场景的配置差异见图5。

图5　管道、直埋、隧道三类场景的防护配置对比

六、强电磁、雷害与阻燃：特殊环境的收口判断

强电磁环境（电力线路附近、石油化工场所）选 ADSS：全介质、无金属，天然不受干扰。

雷害是架空杆路的专属问题。雷害严重或屡遭雷击的杆路要装架空地线，规格 4.0 mm 镀锌铁线，高出杆顶 30～60 cm。这是杆路级防护，缆结构本身解决不了。

阻燃是“一票否决”型约束。隧道、竖井、船舶、油井平台，先看 B1 级和 LSZH；矿用场景同理，MA 在先。四种特殊环境的收口判断见图6。

把前面的判断收成一句：直埋最先坏的是护套被鼠咬穿，就加铠装；隧道最先出问题的是火灾时的烟气毒性，就上 LSZH 加 B1 级；架空最先失效的是跨距拉伸，就看抗拉和重量。哪一环先坏，结构就朝哪边配。按敷设方式分支的完整判断见图7。

图6　强电磁、雷害、阻燃与矿用场景的收口判断

图7　按敷设方式分支的光缆选型决策树

结语

层绞式靠绞合结构和多重防护撑住直埋与复杂环境，中心束管式靠单管轻量化占住架空和小芯数；芯数要上千，就轮到骨架式的槽体密度。电力杆塔上，ADSS 与 OPGW 的分界在带不带金属、停不停电。地下与室内的差别，则落在手孔绑扎、铠装阻水、B1 级阻燃和 MA 认证上。

下次拿到项目，先别急着报芯数：把敷设方式写在纸上，四步走一遍，结构基本就收敛了。

回头对照自己手上的项目，你遇到过哪种“结构选错、后期返工”的情况：

A. 直埋段没用铠装，鼠咬断纤；

B. 隧道段阻燃等级不够，验收被卡；

C. 架空段用了中心束管式，跨距一大就拉伸超标；

D. 电力杆塔上 ADSS 与 OPGW 选型纠结。

参考资料

[1] 光缆结构分类与工艺特点（中心管式／层绞式／骨架式），广东通信行业培训课

[2] 层绞式与中心束管式光缆结构对比，行业媒体

[3] OPGW 光纤复合架空地线的适用条件与施工要求，电气技术期刊

[4] 全介质自承式光缆（ADSS）词条

[5] 阻燃光缆词条，百度百科

[6] 光缆的结构与材料（PBT 松套管、阻水带、铠装），光缆科普

[7] 光纤着色与阻水带工艺，行业媒体

[8] 光缆线路防护与管道验收要求，行业专栏

[9] OPGW 光纤复合架空地线词条，维基百科

[10] 光纤结构与全反射原理，中国科学院光学所科普

引用作者：川哥铁路通信