光缆（optical fiber cable） ，是指由单芯或多芯光纤制成的符合光学、机械和环境特性的缆线， 是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。 其基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、 缓冲层 、绝缘金属导线等构件。
光缆最早可以追溯到1966年，英籍华人 高锟 首次提出用石英纤维远距离传输光波的概念。 光缆按芯结构特点可分为 层绞式光缆 、中心束管式光缆、和骨架式光缆等。
光缆是信息通讯传输的重要载体，是光网络的基石。 光缆在通信、电力、交通等领域都有广泛的应用。 截至2022年底，中国光缆线路总长度达到5958万公里，千兆光网已经具备覆盖超过5亿户家庭的能力，建成开通5G基站231.2万个。
光缆和光纤
光纤
光纤 是“ ”的简称，它是一种 介质光波导 ，光纤的一般结构如下图，从内到外依次是 纤芯 、包层、涂覆层和 。纤芯和包层为光纤结构的主体，纤芯由高 折射率 材料制成，是光波的传输介质；包层材料折射率比纤芯稍低一些，它与纤芯共同构成光波导，形成对传输光波的约束作用，对光波的传播起着决定性作用。涂敷层与护套则主要用于隔离杂光，提高光纤强度，保护光纤。在特殊应用场合不加涂敷层与护套，为裸体光纤，简称 。
光缆
光缆是利用置于包覆护套中的一根或多根 光纤 作为传输媒质并可以单独或成组使用的 通信线缆 组件，其基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、 缓冲层 等结构。
两者区别
光纤是一种一种 介质光波导 ，是传输光束的媒质。 光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。所以光纤是光缆的一部分，光纤经过一些例如防水层、缓冲层等结构的保护层的保护就构成了光缆。
历史沿革
1966年，英籍华人 高锟 首次提出用石英纤维远距离传输光波的概念，其发表的利用极高纯度的玻璃作为媒介，传送光波，作为通讯之用”的基础理论，经过40多年的历史检验，经过实践、应用与社会贡献的多重验证，获得了 诺贝尔奖 。
1970年8月7日，总部设在 纽约 的 康宁公司 的4位博士根据高 锟[kūn] 和霍克姆论文中颇富前瞻性的思想理论，采用内部 气相 沉积（IVD）工艺来制作光纤预制棒，在纤芯中掺杂钛，成功研制出世界上首根低光损耗单模 石英 光纤样品，标志着光通信技术取得重大突破。
1973年，全球首个光纤通信实验系统在贝尔实验室建成，1976年，美国贝尔研究所在 亚特兰大 建成第一条光纤通信实验系统，采用了西方电气公司制造的含有144根光纤的光缆。同年， 法国 安装了19芯光纤的光缆线路，供试验用。
中国于1978年自行研制出通信光缆，采用的是多模光纤，缆心结构为层绞式。曾先后在上海、北京、武汉等地开展了现场试验。1979年9月， null 、 null 等地建成了 市内电话 中继线路用的光缆通信系统试验段，标志着中国光纤的起步。
1980年，由多模光纤制成的商用光缆开始在市内局间中继线和少数长途线路上投入使用；1983年， 日本 兴建了从 北海道 到 冲绳岛 的单模光缆干线，开启了普通单模光纤(1310nm)传输系统的商业化应用。
1986年，中国开始研制海底光缆，1990年中国第一个海底光缆通信系统投入运行。
1989年，美国与日本间的第一条太平洋光缆线路开通。至1997年全球光缆互联线路网（FLAG）投入运行，光缆线路总长2.8万公里。
1993年10月，世界最长的一条陆上光缆（成都514厂制）在中国开通；从北京到 海南省 ，全长4700公里。随后又与亚太9个国家或地区联合建成亚太海底光缆网，总长1100公里。
截至2022年底，中国光缆线路总长度达到5958万公里，千兆光网已经具备覆盖超过5亿户家庭的能力，建成开通5G基站231.2万个。
截至2023年，我国新建光缆线路长度为473.8万公里，全国光缆线路总长度达6432万公里。
截至2025年3月末，中国光缆线路总长度达到7454万公里，同比增长13.7%。
基本原理
光缆信号的传输主要基于 光纤 的工作原理，以下按照光纤传输的原理说明，当光在光纤中传播时，根据光的 全反射 原理，在 纤芯 -包层分界面处，如果光线的 入射角 超过全反射的临界角，纤芯内的光线将被全部反射回来，无法穿过界面，只能被束缚在纤芯内向前传播。
传输模式
基模
光线在纤芯中传播时，不同的入射角会形成不同的光路，这些光路数量会受光纤 数值孔径 的限制，把这些可以有效传播的光路称作模式。 其中，沿着光纤中心轴传播的光路称为基模(用 表示），其他没有平行于光纤中心轴的模式称为高次模。
当纤芯足够细，光只能沿着 光纤 中心轴传播，这种光纤称为 单模光纤 ；当 纤芯 很大时，光纤中的光有种模式，这类光纤称为 多模光纤 。
模间色散
多模光纤中，不同模式的传输速度和 相位 都有差异，经过一定距离的传输后会产生延时，导致光脉冲变宽，这种现象就是光纤的模式色散（或模间色散）。
衰减(损耗)
衰减(损耗)系数
光在光纤中传播时，会因为各种因素造成光损耗，一般可以用损耗系数 描述，损耗系数 由下面的式子定义。
（1）
其中
表示 入射 到 光纤 中，光的初始能量
表示通过长度为 的光纤时，光所含的能量
材料的固有损耗
材料的固有损耗有三部分：材料 分子结构 的振动导致的红外吸收、因 电子 跃迁导致的紫外吸收、小尺度粒子引起的 瑞利散射 。
杂质吸收导致的损耗
光纤中的杂质造成的损耗分为两部分： 吸收引起的损耗，铁、铬、铜等金属离子引起的光吸收。
结构原因导致的损耗
光纤构造方面产生的损耗分为四类：
(1)界面损耗： 纤芯 与包层的交界处不平整带来的损耗；
(2)微弯损耗： 光纤 的侧面受压不均匀时，产生小幅度弯曲造成的损耗；
(3)弯曲损失： 弯曲程度太大导致光线无法 全反射 造成的损耗；
(4)连接损耗：连接部位，由于光纤寸尺不匹配导致光的漏出。
主要结构
光缆的结构可分为缆芯、加强元件和外护层三大部分，另外根据需要还有防水层、 缓冲层 、绝缘金属导线等构件。缆芯由光纤芯线组成，可分为单芯和多芯，分别由单根和多根经二次涂覆处理后的光纤组成。多芯光缆还要求对光纤进行着色以便于识别，应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。为防止气体和水分子浸入，芯线应包裹各种防潮层或置于填充油膏的管子内。
加强元件有两种结构方式，一种是放在光缆中心的中心加强件方式，另一种是放在四周的外层加强件方式。加强元件能够使光缆便于承受敷设安装时所加的外力。
外护层主要是对已经成缆的光纤芯线起保护作用，避免由于外部机械力和环境影响造成对光纤的损坏。因此，要求护层具有耐压力、 防潮 、湿度特性好、重量轻、耐化学腐蚀、阻燃等特点。
主要分类
光缆的种类较多，分类方法也多种多样。按结构分类可分为 层绞式光缆 、中心束管式光缆和骨架式光缆；按敷设方式分类可分为架空光缆、 管道光缆 、直埋光缆、隧道光缆和水底光缆；按光纤的套塑方法分类可分紧套光缆、松套光缆、束管式光缆、带状多芯单元光缆；按使用环境分类可分为室外光缆、室内光缆和特种光缆一一海底光缆、全介质自承式光缆 (ADSS) 、光纤复合地线光缆 (OPGW) 、缠绕光缆、防鼠光缆等；按网络层次分类可分为长途光缆、市话光缆和接入光缆;按加强件配置方法分类可分为中心加强构件光缆(如 层绞式光缆 、骨架式光缆等)、分散加强构件光缆(如束管两侧加强光缆、扁平光缆等)、护层加强构件光缆(如束管钢丝 装光缆和PE 细钢丝综合外护层光缆)、钢管结构的微缆；按光纤种类分类可分为多模光纤光缆、单模光纤光缆;按照光纤芯数多少分类可分为单芯光缆、双芯光缆等。按护层材料性质分类可分为普通光缆、阻燃光缆、尼龙防蚁防鼠光缆等。
工程中常用的光缆有：室(野)外光缆一一用于室外直埋、管道、架空及水底敷设的光缆；室(局)内光缆一一用于室内布放的光缆；软光缆一一具有优良的曲绕性能的可移动光缆；海底光缆一一用于跨海洋敷设的光缆。
室(野)外光缆
室(野)外光缆从缆芯至外护层的具体结构分别是 光纤 带、纤用阻水油膏、松套管、 螺旋 缠绕的 玻璃钢 棒、螺旋缠绕的玻璃纤维增强塑料带、撕裂绳和外护层，选用中心管式结构是为了提高小直径光缆的强度，与光纤束和分立光纤相比较，采用光纤带既增加了光纤密度，又节约了接续时间和施工费用，而且光纤带识别方便6根玻璃钢棒加强件螺旋缠绕在中心管周围，以防止光缆产生小的弯曲，外护层完完全全包围着加强件和中心管构成一个预应力结构来抵抗光缆受到的侧压和冲击力的作用，外护层通过薄层赋予光缆坚韧性能和高温下的小的 摩擦系数 。
室(局)内光缆
室内光缆 是敷设在建筑物内的光缆，主要用于连接建筑物内的 通信设备 、 计算机 、小 交换机 和终端用户设备等，以便传递信息。 光纤 发展到局部回路和室内环境中，建筑物内的特殊环境和限制需要新的光缆结构相适应。与 室外光缆 一样，室内光缆也可以按光纤在缆中的位置或光缆的结构划分，可以分为中心管式、扭绞式、 骨架式 和叠带式等室内光缆。按室内光缆的护套材料分，有阻燃或不延燃等要求。
软光缆
常见的软光缆结构如下图所示，主要由非金属加强芯(FRP，玻璃纤维增强塑料)紧包光纤、 芳纶 纱( 凯夫拉 )阻燃外护套组成。 FRP 非金属加强芯可保证光缆具有一定的抗拉、抗侧压强度；芳纶纱一方面使光缆具有更高的抗拉强度，同时当光缆受到外力的冲击和侧压时，可以和紧包 光纤 的套塑层、阻燃外护套一起起缓冲作用，从而保护光纤；阻燃外护套一般采用具有阻燃性能的 聚氯乙烯 ( PVC )和阻燃 聚乙烯 (FRPE)材料挤制而成。当紧包光纤数量较多或光缆外径较大时，为了使光缆具有较好的弯曲性能，可以使紧包光纤和芳纶纱在光缆内以单螺旋方式绞合在一起。
海底光缆
海底光缆（SOFC）是一种敷设于海底，主要用于洲际、大陆与岛屿、岛屿与岛屿之间通信的特种光缆，具有大容量、大长度、高质量、高可靠性、保密、抗干扰、高抗毁能力等优点，在保障海防通信方面一直发挥着不可取代的作用。
根据所处的海洋环境和水深，海底光缆可分为深海光缆和浅海光缆两大类，两者的结构区别仅在于 铠装 。深海光缆敷设于海水深度大于1km的海下,它般一般没有外铠装层，是不需要特殊保护或带有附加保护层的轻型光缆；而浅海光缆由于处在极端苛刻的环境中,容易受外界机械损伤，一般会采用单层或双层钢丝铠装。在 海底光缆 建设工程中，一般情况下水深和光缆结构的对应关系为: 水深0~100m时采用双层铠装海底光缆，水深100~1000m时采用单层铠装海底光缆或轻型铠装海底光缆，水深1.0~1.5km时采用轻型铠装海底光缆，水深大于1.5 km时采用深海光缆。
相关应用
通信领域
光缆线路作为现阶段电子通信系统发展的全新趋势，凭借着自身在信息传输的宽领域、低损耗以及抗干扰能力强、信号安全稳定的优点，使得电子通信系统在近些年来得到了迅猛的发展，但是从实际情况来看，现阶段的光缆线路在使用的过程中依旧存在着某些不足，影响着其在电子通信系统中的高效应用。因此对光缆线路技术在电子通信系统中的应用就有着十分巨大的现实意义。
电力领域
随着智能电网、电力监测等技术的发展，光缆已成为 电力系统 通信的重要手段。光缆能够实现电力系统内部的数据传输和监测，提高了电力系统的安全性和可靠性，同时也为电力运营提供了便利。目前，光缆广泛应用于电力系统中的交换站、 变电站 及其它关键节点中。
安防领域
在安防领域，光缆被广泛应用于视频监控系统和防火系统中。相较于传统的铜线缆，光缆的传输距离更远且抗干扰能力更强，能够有效地避免视频信号的失真。同时，光缆还具有防雷、防干扰等功能，可以为安防系统提供更安全、稳定的信号传输。
交通领域
在交通领域中，光缆被广泛应用于智能交通系统。例如高速公路监控系统、交通信号灯控制系统等都需要使用光缆进行数据传输。
法规标准
贝尔GR-20- CORE 标准，该标准详细的规定了室外用光缆的机械、环境和物理要求。
2002年5月， (ITU-T)发布了 单模光纤 通信系统 按光 波段 划分的标准——划分为O、E、S、C、L、U带。单模光纤的O带为第2窗口(1260-1360nm)、C带为第3窗口(1530-1565nm)、L带为第4窗口(1565-1625nm)、E带为第5窗口(1360-1460nm)；而 多模光纤 。
多模 光纤 型式按ITU-T的标准只有G.651光纤，波长为850nm(称为第1 窗口)；按 的标准分为A1、A2、A3、A4四类多模光纤。
发展趋势
高性能
高性能传输与自主可控的G.654.E 光纤光缆 技术，相比G.652光纤，G.654.E光纤较优入纤光功率可提升2.0dB左右，用于复杂的环境可以显著提高400G传输性能，延长无电中继传输距离。 烽火通信科技股份有限公司 的G.654.E 光纤 ，秉承 中国信科集团 40余年光纤沉淀，源自于中国第一根实用化 光纤技术 ，拥有更大的有效面积、更低的传输损耗以及更强的抗弯能力，具有完备的自主 知识产权 和全产业链可控能力，在低碳环保的新型光缆结构中，可满足400G系统的良好应用。
高覆盖率
截至2022年，全球 光纤光缆 的供应量达到10.85 亿芯公里。随着5G时代的来临，互联网行业的高速发展，全球对光纤光缆产品的需求量将会逐渐提升，光纤光缆企业为了适应时代的发展，将会不断的进行产业转型与产品升级。世界 光纤 宽带的覆盖率迅速增长，使得我国也更加深刻的认识到了光纤通讯的重要性，光纤光缆的未来发展趋势一片大好。
智能化
光缆智能巡检系统的组网可以借助全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、 北斗卫星导航系统 （BeiDou Navigation Satellite System，BDS）、 局域网 离线管理技术等实现。将巡检轨迹和实时定位数据录入巡检终端，通过巡检终端将巡测数据录入管理终端服务器，实现对光缆线路巡检巡测信息的 可视化 、智能化管理分析。该系统可以有效解决目前光缆线路巡检管理中的突出矛盾，提高管理的质量和效率。