光纜（optical fiber cable），是指由單芯或多芯光纖制成的符合光學、機械和環境特性的纜線，是利用置于包覆護套中的一根或多根光纖作為傳輸媒質并可以單獨或成組使用的通信線纜組件。其基本結構一般是由纜芯、加強鋼絲、填充物和護套等幾部分組成，另外根據需要還有防水層、緩沖層、絕緣金屬導線等構件。
光纜最早可以追溯到1966年，英籍華人高錕首次提出用石英纖維遠距離傳輸光波的概念。光纜按芯結構特點可分為層絞式光纜、中心束管式光纜、和骨架式光纜等。
光纜是信息通訊傳輸的重要載體，是光網絡的基石。光纜在通信、電力、交通等領域都有廣泛的應用。截至2022年底，中國光纜線路總長度達到5958萬公里，千兆光網已經具備覆蓋超過5億戶家庭的能力，建成開通5G基站231.2萬個。
光纜和光纖
光纖
光纖是“”的簡稱，它是一種介質光波導，光纖的一般結構如下圖，從內到外依次是纖芯、包層、涂覆層和。纖芯和包層為光纖結構的主體，纖芯由高折射率材料制成，是光波的傳輸介質；包層材料折射率比纖芯稍低一些，它與纖芯共同構成光波導，形成對傳輸光波的約束作用，對光波的傳播起著決定性作用。涂敷層與護套則主要用于隔離雜光，提高光纖強度，保護光纖。在特殊應用場合不加涂敷層與護套，為裸體光纖，簡稱。
光纜
光纜是利用置于包覆護套中的一根或多根光纖作為傳輸媒質并可以單獨或成組使用的通信線纜組件，其基本結構一般是由纜芯、加強鋼絲、填充物和護套等幾部分組成，另外根據需要還有防水層、緩沖層等結構。
兩者區別
光纖是一種一種介質光波導，是傳輸光束的媒質。光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。所以光纖是光纜的一部分，光纖經過一些例如防水層、緩沖層等結構的保護層的保護就構成了光纜。
歷史沿革
1966年，英籍華人高錕首次提出用石英纖維遠距離傳輸光波的概念，其發表的利用極高純度的玻璃作為媒介，傳送光波，作為通訊之用”的基礎理論，經過40多年的歷史檢驗，經過實踐、應用與社會貢獻的多重驗證，獲得了諾貝爾獎。
1970年8月7日，總部設在紐約的康寧公司的4位博士根據高錕[kūn]和霍克姆論文中頗富前瞻性的思想理論，采用內部氣相沉積（IVD）工藝來制作光纖預制棒，在纖芯中摻雜鈦，成功研制出世界上首根低光損耗單模石英光纖樣品，標志著光通信技術取得重大突破。
1973年，全球首個光纖通信實驗系統在貝爾實驗室建成，1976年，美國貝爾研究所在亞特蘭大建成第一條光纖通信實驗系統，采用了西方電氣公司制造的含有144根光纖的光纜。同年，法國安裝了19芯光纖的光纜線路，供試驗用。
中國于1978年自行研制出通信光纜，采用的是多模光纖，纜心結構為層絞式。曾先后在上海、北京、武漢等地開展了現場試驗。1979年9月，null、null等地建成了市內電話中繼線路用的光纜通信系統試驗段，標志著中國光纖的起步。
1983年，日本興建了從北海道到沖繩島的單模光纜干線，開啟了普通單模光纖(1310nm)傳輸系統的商業化應用。
1986年，中國開始研制海底光纜，1990年中國第一個海底光纜通信系統投入運行。
1989年，美國與日本間的第一條太平洋光纜線路開通。至1997年全球光纜互聯線路網（FLAG）投入運行，光纜線路總長2.8萬公里。
1993年10月，世界最長的一條陸上光纜（成都514廠制）在中國開通；從北京到海南省，全長4700公里。隨后又與亞太9個國家或地區聯合建成亞太海底光纜網，總長1100公里。
截至2022年底，中國光纜線路總長度達到5958萬公里，千兆光網已經具備覆蓋超過5億戶家庭的能力，建成開通5G基站231.2萬個。
截至2023年，我國新建光纜線路長度為473.8萬公里，全國光纜線路總長度達6432萬公里。
基本原理
光纜信號的傳輸主要基于光纖的工作原理，以下按照光纖傳輸的原理說明，當光在光纖中傳播時，根據光的全反射原理，在纖芯-包層分界面處，如果光線的入射角超過全反射的臨界角，纖芯內的光線將被全部反射回來，無法穿過界面，只能被束縛在纖芯內向前傳播。
傳輸模式
基模
光線在纖芯中傳播時，不同的入射角會形成不同的光路，這些光路數量會受光纖數值孔徑的限制，把這些可以有效傳播的光路稱作模式。其中，沿著光纖中心軸傳播的光路稱為基模(用表示），其他沒有平行于光纖中心軸的模式稱為高次模。
當纖芯足夠細，光只能沿著光纖中心軸傳播，這種光纖稱為單模光纖；當纖芯很大時，光纖中的光有種模式，這類光纖稱為多模光纖。
模間色散
多模光纖中，不同模式的傳輸速度和相位都有差異，經過一定距離的傳輸后會產生延時，導致光脈沖變寬，這種現象就是光纖的模式色散（或模間色散）。
衰減(損耗)
衰減(損耗)系數
光在光纖中傳播時，會因為各種因素造成光損耗，一般可以用損耗系數描述，損耗系數由下面的式子定義。
（1）
其中
表示入射到光纖中，光的初始能量
表示通過長度為的光纖時，光所含的能量
材料的固有損耗
材料的固有損耗有三部分：材料分子結構的振動導致的紅外吸收、因電子躍遷導致的紫外吸收、小尺度粒子引起的瑞利散射。
雜質吸收導致的損耗
光纖中的雜質造成的損耗分為兩部分：吸收引起的損耗，鐵、鉻、銅等金屬離子引起的光吸收。
結構原因導致的損耗
光纖構造方面產生的損耗分為四類：
(1)界面損耗：纖芯與包層的交界處不平整帶來的損耗；
(2)微彎損耗：光纖的側面受壓不均勻時，產生小幅度彎曲造成的損耗；
(4)連接損耗：連接部位，由于光纖寸尺不匹配導致光的漏出。
主要結構
光纜的結構可分為纜芯、加強元件和外護層三大部分，另外根據需要還有防水層、緩沖層、絕緣金屬導線等構件。纜芯由光纖芯線組成，可分為單芯和多芯，分別由單根和多根經二次涂覆處理后的光纖組成。多芯光纜還要求對光纖進行著色以便于識別，應用標準的全色譜來標識，要求高溫不退色不遷移。為防止氣體和水分子浸入，芯線應包裹各種防潮層或置于填充油膏的管子內。
加強元件有兩種結構方式，一種是放在光纜中心的中心加強件方式，另一種是放在四周的外層加強件方式。加強元件能夠使光纜便于承受敷設安裝時所加的外力。
外護層主要是對已經成纜的光纖芯線起保護作用，避免由于外部機械力和環境影響造成對光纖的損壞。因此，要求護層具有耐壓力、防潮、濕度特性好、重量輕、耐化學腐蝕、阻燃等特點。
主要分類
光纜的種類較多，分類方法也多種多樣。按結構分類可分為層絞式光纜、中心束管式光纜和骨架式光纜；按敷設方式分類可分為架空光纜、管道光纜、直埋光纜、隧道光纜和水底光纜；按光纖的套塑方法分類可分緊套光纜、松套光纜、束管式光纜、帶狀多芯單元光纜；按使用環境分類可分為室外光纜、室內光纜和特種光纜一一海底光纜、全介質自承式光纜 (ADSS) 、光纖復合地線光纜 (OPGW) 、纏繞光纜、防鼠光纜等；按網絡層次分類可分為長途光纜、市話光纜和接入光纜;按加強件配置方法分類可分為中心加強構件光纜(如層絞式光纜、骨架式光纜等)、分散加強構件光纜(如束管兩側加強光纜、扁平光纜等)、護層加強構件光纜(如束管鋼絲裝光纜和PE 細鋼絲綜合外護層光纜)、鋼管結構的微纜；按光纖種類分類可分為多模光纖光纜、單模光纖光纜;按光纖芯數多少分類可分為單芯光纜、多芯光纜;按護層材料性質分類可分為普通光纜、阻燃光纜、尼龍防蟻防鼠光纜等。
工程中常用的光纜有：室(野)外光纜一一用于室外直埋、管道、架空及水底敷設的光纜；室(局)內光纜一一用于室內布放的光纜；軟光纜一一具有優良的曲繞性能的可移動光纜；海底光纜一一用于跨海洋敷設的光纜。
室(野)外光纜
室(野)外光纜從纜芯至外護層的具體結構分別是光纖帶、纖用阻水油膏、松套管、螺旋纏繞的玻璃鋼棒、螺旋纏繞的玻璃纖維增強塑料帶、撕裂繩和外護層，選用中心管式結構是為了提高小直徑光纜的強度，與光纖束和分立光纖相比較，采用光纖帶既增加了光纖密度，又節約了接續時間和施工費用，而且光纖帶識別方便6根玻璃鋼棒加強件螺旋纏繞在中心管周圍，以防止光纜產生小的彎曲，外護層完完全全包圍著加強件和中心管構成一個預應力結構來抵抗光纜受到的側壓和沖擊力的作用，外護層通過薄層賦予光纜堅韌性能和高溫下的小的摩擦系數。
室(局)內光纜
室內光纜是敷設在建筑物內的光纜，主要用于連接建筑物內的通信設備、計算機、小交換機和終端用戶設備等，以便傳遞信息。光纖發展到局部回路和室內環境中，建筑物內的特殊環境和限制需要新的光纜結構相適應。與室外光纜一樣，室內光纜也可以按光纖在纜中的位置或光纜的結構劃分，可以分為中心管式、扭絞式、骨架式和疊帶式等室內光纜。按室內光纜的護套材料分，有阻燃或不延燃等要求。
軟光纜
常見的軟光纜結構如下圖所示，主要由非金屬加強芯(FRP，玻璃纖維增強塑料)緊包光纖、芳綸紗(凱夫拉)阻燃外護套組成。FRP非金屬加強芯可保證光纜具有一定的抗拉、抗側壓強度；芳綸紗一方面使光纜具有更高的抗拉強度，同時當光纜受到外力的沖擊和側壓時，可以和緊包光纖的套塑層、阻燃外護套一起起緩沖作用，從而保護光纖；阻燃外護套一般采用具有阻燃性能的聚氯乙烯(PVC)和阻燃聚乙烯(FRPE)材料擠制而成。當緊包光纖數量較多或光纜外徑較大時，為了使光纜具有較好的彎曲性能，可以使緊包光纖和芳綸紗在光纜內以單螺旋方式絞合在一起。
海底光纜
海底光纜（SOFC）是一種敷設于海底，主要用于洲際、大陸與島嶼、島嶼與島嶼之間通信的特種光纜，具有大容量、大長度、高質量、高可靠性、保密、抗干擾、高抗毀能力等優點，在保障海防通信方面一直發揮著不可取代的作用。
根據所處的海洋環境和水深，海底光纜可分為深海光纜和淺海光纜兩大類，兩者的結構區別僅在于鎧裝。深海光纜敷設于海水深度大于1km的海下,它般一般沒有外鎧裝層，是不需要特殊保護或帶有附加保護層的輕型光纜；而淺海光纜由于處在極端苛刻的環境中,容易受外界機械損傷，一般會采用單層或雙層鋼絲鎧裝。在海底光纜建設工程中，一般情況下水深和光纜結構的對應關系為: 水深0~100m時采用雙層鎧裝海底光纜，水深100~1000m時采用單層鎧裝海底光纜或輕型鎧裝海底光纜，水深1.0~1.5km時采用輕型鎧裝海底光纜，水深大于1.5 km時采用深海光纜。
相關應用
通信領域
光纜線路作為現階段電子通信系統發展的全新趨勢，憑借著自身在信息傳輸的寬領域、低損耗以及抗干擾能力強、信號安全穩定的優點，使得電子通信系統在近些年來得到了迅猛的發展，但是從實際情況來看，現階段的光纜線路在使用的過程中依舊存在著某些不足，影響著其在電子通信系統中的高效應用。因此對光纜線路技術在電子通信系統中的應用就有著十分巨大的現實意義。
電力領域
隨著智能電網、電力監測等技術的發展，光纜已成為電力系統通信的重要手段。光纜能夠實現電力系統內部的數據傳輸和監測，提高了電力系統的安全性和可靠性，同時也為電力運營提供了便利。目前，光纜廣泛應用于電力系統中的交換站、變電站及其它關鍵節點中。
安防領域
在安防領域，光纜被廣泛應用于視頻監控系統和防火系統中。相較于傳統的銅線纜，光纜的傳輸距離更遠且抗干擾能力更強，能夠有效地避免視頻信號的失真。同時，光纜還具有防雷、防干擾等功能，可以為安防系統提供更安全、穩定的信號傳輸。
交通領域
在交通領域中，光纜被廣泛應用于智能交通系統。例如高速公路監控系統、交通信號燈控制系統等都需要使用光纜進行數據傳輸。
法規標準
貝爾GR-20-CORE標準，該標準詳細的規定了室外用光纜的機械、環境和物理要求。
2002年5月，(ITU-T)發布了單模光纖通信系統按光波段劃分的標準——劃分為O、E、S、C、L、U帶。單模光纖的O帶為第2窗口(1260-1360nm)、C帶為第3窗口(1530-1565nm)、L帶為第4窗口(1565-1625nm)、E帶為第5窗口(1360-1460nm)；而多模光纖。
多模光纖型式按ITU-T的標準只有G.651光纖，波長為850nm(稱為第1 窗口)；按的標準分為A1、A2、A3、A4四類多模光纖。
發展趨勢
高性能
高性能傳輸與自主可控的G.654.E光纖光纜技術，相比G.652光纖，G.654.E光纖較優入纖光功率可提升2.0dB左右，用于復雜的環境可以顯著提高400G傳輸性能，延長無電中繼傳輸距離。烽火通信科技股份有限公司的G.654.E光纖，秉承中國信科集團40余年光纖沉淀，源自于中國第一根實用化光纖技術，擁有更大的有效面積、更低的傳輸損耗以及更強的抗彎能力，具有完備的自主知識產權和全產業鏈可控能力，在低碳環保的新型光纜結構中，可滿足400G系統的良好應用。
高覆蓋率
截至2022年，全球光纖光纜的供應量達到10.85 億芯公里。隨著5G時代的來臨，互聯網行業的高速發展，全球對光纖光纜產品的需求量將會逐漸提升，光纖光纜企業為了適應時代的發展，將會不斷的進行產業轉型與產品升級。世界光纖寬帶的覆蓋率迅速增長，使得我國也更加深刻的認識到了光纖通訊的重要性，光纖光纜的未來發展趨勢一片大好。
智能化
光纜智能巡檢系統的組網可以借助全球定位系統（Global Positioning System，GPS）、北斗衛星導航系統（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）、局域網離線管理技術等實現。將巡檢軌跡和實時定位數據錄入巡檢終端，通過巡檢終端將巡測數據錄入管理終端服務器，實現對光纜線路巡檢巡測信息的可視化、智能化管理分析。該系統可以有效解決目前光纜線路巡檢管理中的突出矛盾，提高管理的質量和效率。
參考資料 >
2022年底全國光纜線路總長度達5958萬公里.新華社客戶端.2023-11-28
學者稱中國人離諾貝爾獎越來越近.專題匯總_河北新聞網.2023-11-28
通信光纖及其系統應用前沿研究.中國知網.2023-11-29
我國海底光纜的結構、性能及其發展.中國知網.2023-11-29
光纖通信技術.中國知網.2023-11-29
現代交換原理與技術.中國知網.2023-11-29
2023年我國新建光纜線路473.8萬公里.中華人民共和國國務院新聞辦公室.2025-07-26
創新光纖光纜技術，賦能數字經濟發展.中國工信產業網.2023-11-29