光缆线路工程设计_毕业论文

重庆邮电大学计算机科学与技术学院本科毕业设计（论文） 光缆线路工程设计 摘要 当今的通信方式是以光纤通信为主，微波、卫星通信为辅的格局。也正因如此，光纤通信的发展显得越发重要。 随着国际互连网等信息技术的普及应用，加之由于经济的快速发展，人们对通信的需求更加强烈，这要求光纤通信向着大容量，高速率，远距离方向迅猛发展。光网络的发展又使得光缆的新结构不断涌现 ，新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。由此光缆的种类也趋于多样化，对一些特殊环境更有特种光缆来满足特殊的要求。 随着中央政府加大对农村经济的扶持和投资，贵州黔西南州的经济得到快速发展，广大农民的富裕度得到迅速的提高，人们在生活、商贸、工作中对移动通信的需求越来越大，对通信质量要求也越来越高；因此贵州通信服务公司本着回报社会的态度，决定加大对农村的投入，扩大信号覆盖面，为百姓的经济发展服务，于是提出了安龙等村通二期工程。 光缆线路工程设计的研究明，在同一地区的不同地段，对于光纤和路由的选取、敷设都是不同的，根据具体的现场情况和经济、建设要求做出正确的、合理的选择，是保证光纤通信系统长期、稳定、安全工作的前提。对于光缆的敷设也有各种具体的要求，同样保证光纤通信的正常工作。系统的调试开通与验收，后期的维护都是光缆工程必不可少的工作。 【关键词】：光缆线路，光纤，工程设计，概、预算 ABSTRACT Today's communication is based on optical fiber telecommunications, microwave and satellite communications supplemented pattern.For this reason, the development of optical communication is becoming more and more important. As international Internet and other information technologies widely used, And because of the rapid economic development, for the communications needs of more intense, require fiber communication toward large-capacity, high-speed, the rapid development of long-range direction. The development of optical network cable also makes the new structure will continue to emerge. The new generation of all-optical cable network requirements for wider bandwidth to accommodate more wavelengths and higher transmission rate, ease of installation and maintenance, such as longer life expectancy.This type of cable is also tending to diversify ,for some special environment more special cable to meet special requirements. Along with the central government to increase rural economic support and investment, the Guizhou Qianxinan’s economic have got rapid development, The wealth of the majority of farmers was rapidly increased, people in life, business, work on the Mobile Communication growing demand for quality communications are increasingly high requirements; Therefore Guizhou communications services company in return society's attitude and decided to increase their investment in rural areas and expand signal coverage, for the people in the economic development of services, and the second project about villages such as Anlong. Optical Cable Design Research shows that in the same area lots, and fiber routing selection, installation is different, according to the specific circumstances and the economy, the demand to make a correct and reasonable choice is the guarantee of optical fiber communications system long-term, stable, safe working premise. Cable installation for a variety of specific demands, and also assue optical fiber communications normal work. Debugging system opened and accepted later, the cable maintenance works are essential to the work. Key words：Fiber optic cable circuit，Fiber optic，The engineering design，Budgetary Estimate and Budget. 目录 I摘要 IIABSTRACT 1绪论 21光纤通信概论 21．1光纤通信简史 21．2光纤通信的特点 31．3光纤通信发展趋势 52光纤及光纤的测量 52．1光纤的传输特性 52．1.1衰减 52．1.2色散 62．1.3偏振模色散 62．1.4光纤的非线性效应 62．2光纤类型 72．3光纤的基本参数 82．4光纤传输参数的测量 82．4．1光纤衰减特性的测量 92．4．2光纤的基带响应与带宽 102．4．3单模光纤的色散及测量 112．4．4偏振模色散测量 133光缆 133．1光缆特点 133．2光缆分类 133．3光缆技术的发展特点 164光纤通信系统 164．1光纤通信系统的基本构成 164．2系统的参考模型 174．3数字光纤通信系统的传输体制 184．4传输辅助系统 204．5系统的性能指标 204．5．1误码率 204．5．2抖动 204．5．3可靠性 215光缆线路工程设计 215．1光缆线路设计的原则和内容 215.1.1光缆线路路由选择原理 225.1.2光缆线路敷设方式选择原理 225．1．3光缆选型 235．1．4传输设计 255．1．5缆线路的防护设计原理 285．2光缆通信项目介绍 285．2．1工程概况 285．2．2设计依据 285．2．3设计范围 295．2．4设计思路 295．2．5设计内容及分工 305．2．6主要工程量 305．2．7工程投资与技术经济指标 305．2．8光缆线路路由选定 335．3需求分析 335．3．1光缆及光缆接头盒主要技术性能要求 365．3．2钢筋混凝土电杆性能要求 365．3．3各种铁件 375．3．4杆路建筑 395．3．5光缆中继段计算 395．3．6光缆线路路由复测 405．3．7光缆预留及重迭布放长度 405．4光缆线路敷设安装 405．4．1光缆线路敷设安装要求 415．4．2架空光缆的敷设安装 425．4．3站内光缆引入安装 425．5光缆的接续 435．6光缆线路防护要求与措施 435．6．1站内光缆保护 435．6．2架空光缆保护 435．6．3光缆防雷 445．6．4防强电 455．6．5其他需要说明的有关问题 466光缆线路工程预算 466．1概述 476．2预算编制依据 486．3有关单价、费率及费用的取定 507工作总结和心得体会 507.1工作总结 507．2心得体会 51致谢 52参考文献： 53附录：英文文献翻译 绪论 光纤通信技术是近三十几年迅猛发展起来的高新技术，它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。随着国际互连网等信息技术的广泛普及应用，光纤通信技术也取得了很大的发展。光缆技术的发展，使得光缆的种类更加多样化，通信质量得到了很大的提升，特种光缆的产生更是在很大程度上解决了一些光缆敷设上面的技术难题。对于我国来说，进几年政府对通信行业的大力支持，特别是西部大开发以后偏远落后地区人们对移动通信的需求，对通信质量的要求，都促进了通信事业的迅猛发展。因此，光缆工程设计在当今社会也就显得格外重要。 本文详细阐述了光纤光缆技术以及如何进行光缆线路工程设计。文章总共分为六部分：第一部分介绍光纤通信概论，包括光纤通信的发展史等；第二部分阐述了光纤，即光纤的分类及光纤的传输特性、光纤的参数及测量等问题；第三部分介绍光缆的分类及特点；第四部分详细介绍了光纤通信系统的相关知识；第五部分详细阐述如何进行光缆线路工程设计，包括需求分析，光缆的敷设，防护等；第六部分为工程设计的概预算。最后是致谢以及参考书籍。附录是中英文翻译。 1光纤通信概论 1．1光纤通信简史 光纤通信是以激光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。由于光纤的传光性能优异，传输损耗小、传输距离远、工作频带宽、抗干扰能力强等优点，因此，在当今的通信方式中已经形成了一个以光纤通信为主，微波、卫星通信为辅的格局。 光纤通信技术是近三十几年迅猛发展起来的高新技术。它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。光纤的发展的历程包括： 1．1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。[1]当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB／km左右。 2．1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤。从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。 3．为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。C·K·Kao 早就指出降低玻璃内的过渡金属杂质离子是降低光纤衰减的主要因素。另一方面，玻璃内的OH离子对衰减也有严重的影响。到了 1976年，人们设法降低OH含量后发现低衰减的长波长窗口有：1.31μm、1.55μm。1980年，光纤衰减已降低到 0.2dB／km (1.55μm)，接近理论值。这样，使得进行长距离的光纤通信成为可能。 4．1981年以后，世界各发达国家才将光纤通信技术大规模的推入了商用。历经近20年的突飞猛进的发展，光纤通信速率已经由1978年的45Mbit/s提高到目前的40Gbit/s。 1．2光纤通信的特点 与电缆或微波等电通信方式相比，光纤具有自己独特的优点： 传输频带极宽，通信容量很大；由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；串扰小，信号传输质量高；光纤抗电磁干扰，保密性好；光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；耐化学腐蚀；光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。 光纤通信同时也具有一些缺点： 光纤弯曲半径不宜过小；光纤的切断和连接操作技术复杂；分路、耦合麻烦。 由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用通信、有线电视图像传输、计算机、航空、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信。 1．3光纤通信发展趋势 光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面。下面列举几点光纤通信的发展趋势： 1．向超高速系统的发展 从过去几十年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用（TDM）方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％；因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去几十年来一直在持续增加的根本原因。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。在理论上，基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高，然而，采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接没有太多潜力可挖了，因而更现实的出路是转向光的复用方式。 2．向超大容量WDM系统的演进 采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽99％的资源尚待发掘。采用波分复用系统的主要好处是：（1）可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；（2）在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本；（3）与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段；（4）利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。 3 ．新一代的光纤 近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤（G.655光纤）和无水吸收峰光纤（全波光纤）。 4． IP over SDH与IP over Optical 目前，ATM和SDH均能支持IP，分别称为IP over ATM和IP over SDH。由于IP over ATM有一些缺点如：网络体系结构复杂、传输效率低、开销损失大等，而SDH与IP的结合则恰好能弥补IP overATM的弱点。IP over SDH可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IP overATM封装和分段组装功能，减化了层次。 但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2.4Gbps的链路容量时，则最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构（IP over Optical）。这种简单直接的体系结构，减化了层次，减少了网络设备；减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特别是网络配置的复杂性；通过业务量工程设计，可以与IP的不对称业务量特性相匹配；还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽量避免缓存，减少延时。 IP over Optical将是最具长远生命力的技术。但在相当长的时期，IP over ATM，IP overSDH和IP over Optical将会共存互补，各有其最佳应用场合和领域。 从前面光纤通信的几个方面的发展现状与趋势来看，完全有理由认为光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新高潮，这次高潮也势必对整个电信网和信息业产生更加深远的影响。它的演变和发展结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大格局，也将对本世纪的社会经济发展产生巨大影响。 2光纤及光纤的测量 2．1光纤的传输特性 2．1.1衰减 衰减是光纤的一个重要的传输参数。它表明了光纤对光能的传输损耗，对光纤质量的评定和对光纤通信系统的中继距离的确定起着十分重要的作用。 光纤中的传输光能衰减的起因是材料本身、制造缺陷、弯曲、接续等对光能的吸收、散射损耗。 ①．吸收损耗 吸收损耗是由于光纤对光能的固有吸收并转换成损耗。光纤中的损耗主要有：本征吸收、杂质吸收和结构缺陷吸收。 ②．散射损耗 散射损耗是以散射的形式将光能辐射出光纤外的损耗。散射损耗主要有：瑞利散射、米氏散射、受激布里渊散射、受激拉曼散射、附加结构缺陷和弯曲散射、泄漏。 2．1.2色散 1．色散 由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同，从而引起色散。 光纤色散主要有：模间色散，材料色散，波导色散等。 2．群时延差 在光纤中，不同速度的信号传过的距离所需的时延不同。时延差越大，色散就越严重。因此，常用时延差表示色散程度。 3．光纤的色散 单模光纤中只传输基模LP01,总色散由材料色散、波导色散和折射剖面色散组成。这三个色散都与波长有关，所以单模光纤的总色散也称为波长色散。 公式：D(λ)＝Dm ＋Dw＋ Dp （2.1） 4．色散特性 纯石英玻璃材料色散与波长的关系。 2．1.3偏振模色散 偏振是与光的振动方向有关的性能。光纤中的光传输可描述完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动。每个轴代表一个偏振“模”。两个偏振模的到达时间差称为偏振模色散PMD。造成单模光纤中的PMD的内在原因是纤芯的椭圆度和残余内应力。它们改变了光纤折射率分布，引起相互垂直的本征偏振以不同的速度传输，进而造成脉冲展宽；外因则是成缆和敷设时的各种作用力，即压力、弯曲、扭转及光缆连接等都会引起PMD。 2．1.4光纤的非线性效应 1．当光功率增加到一定程度时，光信号与光纤传输媒介间的非线性交互现象将会呈现。光纤的非线性可分为两类：受激散射效应和折射率扰动。 2．受激散射效应也分为两种形式：由于声光子振动而产生的受激布里渊散射（SBS）和由于分子振动而产生的受激拉曼散射。 3．折射率扰动引起的五种非线性效应为：自相位调制、光孤子形成、交叉相位调制、调制不稳定和四波混频。[2] 2．2光纤类型 光纤的分类 目前光纤的种类繁多，但根据分类方法的不同可以分为四种，即按光纤剖面折射率分布分类，按传播模式分类、按工作波长分类和按套塑类型分类等。 此外按光纤的组成成份分类，除目前最常应用的石英光纤之外，还有含氟光纤与塑料光纤等。 1.按折射率分布分类──阶跃光纤与渐变光纤 ① 阶跃光纤 阶跃光纤是指：在纤芯与包层区域内，其折射率分布分别是均匀的，其值分别为n1 与n2，但在纤芯与包层的分界处，其折射率的变化是阶跃的。阶跃光纤是早期光纤的结构方式，后来在多模光纤中逐渐被渐变光纤所取代（因渐变光纤能大大降低多模光纤所特有的模式色散），但用它来解释光波在光纤中的传播还是比较形象的。而现在当单模光纤逐渐取代多模光纤成为当前光纤的主流产品时，阶跃光纤结构又作为单模光纤的结构形式之一。 ② 渐变光纤 渐变光纤是指：光纤轴心处的折射率最大（n1），而沿剖面径向的增加而逐渐变小，其变化规律一般符合抛物线规律，到了纤芯与包层的分界处，正好降到与包层区域的折射率n2 相等的数值；在包层区域中其折射率的分布是均匀的即为n2。 2.按传播模式分类──多模光纤与单模光纤 多模光纤是指能够同时传输多种模式的光纤，而单模光纤则只能传输单一的基模模式。 3.按工作波长分类──短波长光纤与长波长光纤 ① 短波长光纤 在光纤通信发展的初期，人们使用的光波波长在0.6～0.9 微米范围内（典型值为0.85 微米），习惯上把在此波长范围内呈现低衰耗的光纤称作短波长光纤。 ② 长波长光纤 把工作在1.0～2.0 微米波长范围的光纤称之为长波长光纤。长波长光纤因具有衰耗低、带宽宽等优点，特别适用于长距离、大容量的光纤通信。 4.按套塑类型分类──紧套光纤与松套光纤 2．3光纤的基本参数 光纤的各种参数很多，最重要的参数有：光纤芯径、光纤数值孔径NA以及归一化频率。 1．光纤芯径：这是光波导的几何尺寸，一般说芯径越大，集光效应越好，越有利于远距离传输。然而，过大的芯径也会带来一些不利的影响，如增加成本，模式不容易控制等。 2．光纤的数值孔径：为了保证在光纤的芯包界面上能发生全反射，在光纤端面上的入射角必须小于孔径角，即小于光纤的最大光接收角。这个最大的光接收角记作 。光纤的数值孔径NA定义为： （2.2） NA的物理意义表示光纤接收入射光的能力，NA越大，表示接收有用光的本领越大。 3．光纤中传播的模式及归一化频率：光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光纤中存在的光场场形。因为光波是一种频率很高的电磁波。各种场形都是光波导中经过许许多多次的反射和干涉的结果。而且各种模式是不连续的离散的。 光纤中能够存在（即能够传播）的模式不是无限多的，只能是既满足全反射条件又能够满足相位一致条件的模式才能存在，而其它模式则被截止。设Nmax为光纤中最大的模式数，它可表示为： （2.3） 其中参数V定义为： （2.4） 这里的V是光纤的重要参数之一，它一方面与波导宽度a成正比，被称为归一化波导宽度；另一方面又与 （C为光速）成正比，因而又称为归一化频率。 2．4光纤传输参数的测量 2．4．1光纤衰减特性的测量 光纤衰减与波长密切相关。光纤衰减是表示光信号在光纤中传输时能量损失的一个重要的传输参数。可用下列三种方法来测量损耗：截断法、插入法、向后散射法（OTDR）。 截断法是根据光纤衰减定义的测试方法。在稳态注入条件下，首先测量整根光纤的输出光功率 。然后保持注入条件不变，在离注入端约2m处剪断光纤，测量此段光纤输出的光功率 。 由于2m光纤的衰减很小，可以忽略不计，因此 就是被测光纤的始端注入光功率，被测光纤的衰减可按下式计算： （2.5） 插入法与截断法的不同之处在于，插入法用带活动接头的连接软线代替短光纤进行参考测量。插入法测量过程如下： 首先将注入系统的光纤与接收系统的光纤连接，测出光功率 。然后将待测光纤连接注入系统和接收系统之间，测出光功率 。被测光纤段的总衰减 EMBED Equation.3 可由下式计算： （2.6） 其中c0、c1、c2是连接器0、连接器1、连接器2的标称平均损耗值（dB）。不同的活动连接器，标称平均损耗值不同。 向后散射法是通过光时域反射仪OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）不剪断光纤来测试光纤衰减的方法，此法测试重复性和精确度比剪断法差。采用后向散射法测试某段光纤衰减，通常应对光纤分别进行双方向测试，然后取平均值作为被测光纤的衰减，如图2.1所示[1] 图2.1 后向散射法测试光纤衰减装置图 后向散射法可以测量光纤的全程总衰减，也可以用来检查中继段光纤全程的光学连续性，测量光纤任何两点间的衰减和光纤接头损耗及光纤故障点定位。向后散射法是光缆施工和维护中经常使用的一种测试手段，但向后散射法测试光纤衰减也有不足之处，主要是测量结果受光纤均匀性和光纤反射系数影响，还与操作者对OTDR的游标的正确定位密切相关。 2．4．2光纤的基带响应与带宽 1.光纤的基带响应 在光纤通信中，一般来说是利用信息的信号来调制光的强度来传输的。光纤对调制信号的响应称为基带响应，它是决定光纤传输容量的一个重要特性，基带响应既可用时域表示，也可用频域表示。前者是测脉冲响应经过数学换算得出光纤带宽值；后者也称为扫频法，适合于中继站间测试且精度较高。 时域法采用很窄的电脉冲调制光源，从而产生很窄的光脉冲。当满足注入条件时，将此窄光脉冲耦合到被测多模光纤中。由于光纤的模间和模内存在时延，使得输出光脉冲产生变形，展宽即可得到多模光纤的带宽。这种方法又称为脉冲变形法。 采用时域法时，将被调制的窄光脉冲输入光纤，该脉冲在光纤中传输时被展宽。也就是说，用被调制光脉冲展宽的情况来描述光纤传输光脉冲的“能力”。显然，在理想情况下，被传输的光脉冲应保持原来宽度。 采用频域测量法时，用频率连续变化的正弦信号调制激光器来研究光纤对不同频率调制的光信号的传输能力。具体地说，就是先测出光纤传输已调制光波的频率响应特性，然后，按一般方法求出光纤的带宽。 2.光纤的带宽 带宽测量方法分为频域法和时域法。使用时域测量法可以同时测得幅度和相位响应。用频域法只能测得幅度响应。 2．4．3单模光纤的色散及测量 单模光纤色散测量有三类方法：相移法（正弦信号调制）、脉冲时延法（脉冲调制）和干涉法。其中相移法和脉冲时延法也分别称为频域法和时域法。 相移法是通过测量不同波长下同一正弦调制信号的相移得出群时延与波长的关系，进而算出色散系数的一种方法。相移法的本质是通过比较光纤基带调制信号在不同波长下的相位来确定色散特性。 测定不同波长的窄光脉冲经光纤传输后的时延差，可直接由定义式得出光纤的色散系数，这种方法称为脉冲时延法。相移法属于频域测量，而脉冲时延法则属时域测量。脉冲时延法的关键是极窄光脉冲的产生、探测和测量。为此，要求具有产生很窄脉冲的电脉冲发生器、高速响应探测器和高速取样示波器。 用干涉法测单模光纤色散已经被ITU-T确认为色散测量的一种替代方法。这种方法的优点是只需对几米长的光纤进行测量。如果整根光纤的色散是均匀的，则短光纤的测试结果可代表整根光纤；如果被测试光纤的色散沿轴向不均匀，则可以对短光纤的两端分别测试，两次测试结果的平均值就是整根光纤的色散值。由于光学干涉法测量很精密，因此它还可以用来分析和考察温度变化及微弯损耗对色散的影响。干涉法实际上就是采用迈克尔逊干涉仪的原理进行测量的。 2．4．4偏振模色散测量 随着光纤通信技术的发展，人们对光纤偏振模色散的研究工作越来越深入，这些都是因为光纤的偏振模色散对超高速光纤数字系统的传输性能有着不可忽视的影响。目前广大光纤、光缆生产厂家和电信用户都对光纤PMD作了较为深入的研究，同时参照ITU-T制定了相应的企业标准，纳入了光纤性能指标的控制范围。 国际电信联盟电信标准化部门ITU-T G650（2000）和国际电工委员会标准IEC61941（1999）中介绍了单模光纤偏振模色散的定义和测量方法，规定了PMD的基准测试方法即斯托克斯参数测定法，还有替代测试方法即偏振态法与干涉法。 ①.托克斯参数测定法 斯托克斯参数测定法是测量单模光纤PMD值的基准试验方法，它的测试原理是在一波长范围内以一定的波长间隔测量出输出偏振态随波长的变化，通过琼斯矩阵本征分析和计算，得到PMD的系数值。 ②.偏振态法 偏振态法是测量单模光纤PMD的第1替代试验方法，其测量原理是：对于固定的输入偏振态，当注入光波长（频率）变化时，在斯托克斯参数空间里邦加球上被测光纤输出偏振态（SOP）也会发生演变，它们环绕与主偏振态（PSP）方向重合的轴旋转，旋转速度取决于PMD时延：时延越大，旋转越快。通过测量相应角频率变化⊿ω和邦加球上代表偏振态（SOP）点的旋转角度⊿θ，就可以计算出PMD时延δτ＝|⊿θ/⊿ω|。 偏振态法直接给出了被测试样PSP间差分群时延（DGD）与波长或时间的函数关系，通过在时间或波长范围内取平均值得到PMD。 ③.干涉法 由干涉法测量速度快，目前市面上很多仪器生产厂家都以干涉法为测试原理生产测试设备，它们共同点就是设备体积小，动态范围宽，重复性较好，很适合在现场使用。由于干涉法与偏振模耦合无关，适用于单盘短光纤和长光纤。 干涉法就是介绍一种测量单模光纤和光缆的平均偏振模色散的方法。其测试原理为：当光纤一端用宽带光源照明时，在输出端测量电磁场的自相关函数或互相关函数，从而确定PMD。在自相关型干涉仪表中，干涉图具有一个相应于光源自相关的中心相干峰。测量值代表了在测量波长范围内的平均值。在1310nm或1550nm窗口不同仪器都有一定的波长范围。 3光缆 3．1光缆特点 光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质,它的优点包括: (1)频带较宽。 (2)电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号, 因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。 (3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。 (4)中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。根据贝尔的测试, 当数据的传输速率为420Mbps且距离为119公里无中继器时,其误码率为10—8,可见其传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。 3．2光缆分类 1．按光纤状态 光纤的二次被覆方式和光纤在光缆中的松紧自由状态不同，可将光缆分为紧结构光缆、松结构光缆和半松半紧结构光缆。 2．按缆芯结构 按缆芯结构不同光缆分为中心管式、层绞式和骨架式三大类。 3．按敷设方式 按光缆敷设方式，光缆可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆和水底光缆。 4．按光缆使用环境 按光缆使用环境又可将光缆分为室外光缆和室内光缆。 3．3光缆技术的发展特点 光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。 1.光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标。 2.光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必须统一考虑，配套设计。 3.光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，使光缆性能有明显改进。 不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了许多类型，包括： ①.“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成。这种光缆具有方便，重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动等优点。特别是在接入网室内缆和用户缆中，好处更加明显。 ②.生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。 ③.海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。 ④.浅水光缆：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。 ⑤.微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。 ⑥.采用了纳米材料的光缆：采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。 ⑦.全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，而且重量轻、外径小，架空使用非常方便，在电力通信网中已得到大量的应用。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。 ⑧.架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，于套管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。 4光纤通信系统 4．1光纤通信系统的基本构成 光纤通信是以光波为信号载频，光线为传输介质的通信方式。光纤通信系统采用由多根光纤构成光缆作为传输线路。为了在光纤中以光的形式来传送信号，分别在发送端装有将电信号变换为光信号的光发送机，在接受端装有将光信号还原成电信号的光接收机。在传输过程中，光信号的中继放大也要先变换为电信号，经放大后再变换为光信号，然后在线路中继续传输。目前使用的光纤通信系统，普遍采用的是强度调制—直接检波通信系统。所谓强度调制，是用信号电流去直接调制光源的光强，使之随信号电流成线形变化；直接检波是指信号直接在接收机的光频上为电信号。 光纤通信系统分为两类：数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统。 4．2系统的参考模型 光纤通信系统作为通信网中的传输部分，其传输性能的好坏直接影响全网全程的通信质量，所以要考察光纤通信系统的传输性能，就要把它放在整个通信网络中考虑。为了有机的分析整个通信网，ITU-T提出了“系统参考模型”的概念。 数字系统参考模型有三种假设形式：假设参考数字连接（HRX）、假设参考数字链路（HRDL）及假设参考数字段（HRDS）。 假设参考数字连接（HRX），是指电信网中一个具有规定结构、长度和性能的假设的连接。 假设参考数字链路（HRDL），是为了便于研究传输损伤及性能指标的分配，规定出来的一个具有一定组成和长度的网络模型。数字链路是指与交换机或终端设备相连的两个数字配线架间以传送规定速率的数字信号的全部装置。假设参考数字链路是假设参考连接的一个组成部分，因而允许把总的性能指标分配给较小的实体。 假设参考数字段（HRDS），数字段是指两个相邻数字配线架之间用来传送一种规定速率的数字信号的全部装置。所谓假设参考数据段就是具有一定长度和指标规范的数字段。它是假设参考数字链路的一部分。 4．3数字光纤通信系统的传输体制 光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复用（TDM）技术，复用又分为若干等级，因而先后有两种传输体制：准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）。PDH在1976年就实现了标准化，后来随着光纤通信技术和网络的发展，PDH遇到了许多困难。因此提出了同步数字系列的规范建议，SDH在现今社会得到了广泛应用。这里我着重介绍同步数字系列SDH。 1 .SDH传输网 SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点之间的网络传输。它由SDH终端设备、分插复用设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络单元及连接它们的物理链路构成。 与PDH相比SDH具有许多优点，包括：SDH采用世界上统一的标准传输速率等级；SDH各网络单元的光接口有严格的标准规范；在SDH帧结构中，丰富的开销比特用于网络的运行、维护和管理、便于实现性能监测、故障检测和定位、故障报告等管理功能；采用数字同步复用技术，其最小的复用单位为字节，不必进行码速调整，简化了复接分接的实现设备，由低速信号复接成高速信号，或从高速信号分出低速信号，不必逐级进行；采用数字交叉连接设备DXC可以对各种端口速率进行可控的连接配置，对网络资源进行自动化的调度和管理，既提高了资源利用率，又增强了网络的抗毁性和可靠性。 2．SDH基本传输原理 SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM－N（Synchronous Transport，N=1，4， 16，64），最基本的模块为STM－1，四个STM－1同步复用构成STM－4，16个STM－1或四个 STM－4同步复用构成STM－16；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向 270×N列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销（SDH）区、STM－N净负荷区和管理单元指针（AU PTR）区三个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，它又分为再生段开销（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead， MSOH）；净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM－N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1／125×1000000帧，对STM－1而言每帧字节为8bit×（9×270×1）=19440bit，则STM－1的传输速率为19440×8000=155.520Mbit／s；而STM－4的传输速率为4×155.520Mbit／s=622.080Mbit／s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit／s。 SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销 （POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。 3．SDH的应用 SDH可用于点对点传输、链形网和环行网。 SDH环行网具有“自愈”能力。当某节点发生故障或光缆中断时，仍能维持一定的通信能力。所以环行网得到了广泛的应用。 4．4传输辅助系统 光纤通信系统的传输辅助系统包括监控、公务通信系统、自动倒换系统、告警处理系统、电源供给系统。 监控管理系统 光纤通信的监测、控制、管理系统是保证系统正常运行，实现通信网络智能化所不可缺少的重要组成部分，它以计算机技术为主体，与光纤通信技术本身密切结合起来实现了智能化、多功能的监测、遥控和网络管理，提高了操作、维护、管理人员的工作效率，保证了通信系统的正常运行。 公务通信系统 公务系统是供职守人员在局、站间为日常维护、管理进行联络使用的。公务联络的通信方式有选址呼叫，同线呼叫和分组呼叫三种。选址呼叫方式适用于数字段或维护段内或段间的公务联络。沿途各局站编为不同的号码，维护人员可以有选择地呼叫某个局站。同线呼叫又称为广播呼叫，适用于段内所有局站以群呼叫方式进行公务联络。分组呼叫方式是对部分局站进行同时呼叫的联络方式。公务电话也采取数字化，利用主信道中的冗余比特，最大呼叫容量可达1000个地址，可满足数千公里长干线的联络需要。用于维护段内的业务电话应视为机务与线务人员共用，通话功能应从机房引致线务值班地点。 自动倒换系统 自动倒换系统负责在主用系统发生故障时，自动倒换到备用系统上工作，倒换命令发出的条件是： 1． 主用系统收无光、或收失步、或超过10-3误码，而备用系统正常； ②．主用系统收AIS（告警指示信号），而备用系统收非AIS，这时倒换系统发出倒换控制指令，启用备用系统替代主用系统。[4] 告警处理系统 当监测系统发生某些设备有故障时，除发出控制指令外，还应有告警指示，以便使维护人员有效识别有故障的设备，组织力量进行检修，恢复业务。告警内容分为两大类：一类为即时维护告警，既紧急告警。当发出即时维护告警时，维护人员必须立即开始维护工作。另一类是延时维护告警指示，这是非紧急警告，并不要求维护人员立即动作，但提醒维护人员，设备的性能已有劣化，必须采取措施，避免影响业务。 电源供给系统 光端机各部分电路都需要有相应的直流电源，但通信机房的供电电源一般为-24V或-48V或-60V。电源供给系统一般是指机房中的直流-直流电源变换器及它们的自动保护电路。对供电系统的主要要求包括：允许输入电源电压的变化范围宽，允许输入电压在标称值的±10%~±15%的范围内变化；输出电压稳定，主要电源稳定度不劣于±1%；变换速率高，纹波干扰小；具有自动保护功能，如输入欠压、过压保护，输出短路、过流保护等。 电源供给系统的内容还包括无人值守的中继站的远供电系统，或者这些站利用太阳能、风力发电等本地能源的供电系统。 4．5系统的性能指标 4．5．1误码率 误码率是衡量数字光纤通信系统传输质量优劣的非常重要的指标，它反映了在数字传输过程中信息受到损害的程度。误码率是在一个较长时间内的传输码流中出现误码的概率，它对话音影响的程度取决于编码方法。 误码是指在数字传输系统中，当发送端发送“1”码或“0”码时，接收端收到的却是“0”码或“1”码，从而影响传输系统的传输质量。造成误码的原因有系统内部噪声及定位抖动，此外还有色散、的码间干扰等。 4．5．2抖动 抖动是数字信号传输过程中产生的一种瞬时不稳定现象。抖动的含义是数字信号在各有效瞬时对标准时间位置的偏差。偏差时间范围称为抖动幅度（JP-P），偏差时间间隔对时间的变化率称为抖动频率（f）。抖动现象相当于对数字信号进行相位调制，表现在稳定的脉冲图样中，前沿和后沿出现某些低频干扰，其频率一般为0~2kHz。抖动单位为UI，表示单位时隙。 产生抖动的原因主要与定时提取电路的质量、输入信号的状态和输入码流中的连“0”码数目有关。抖动严重时，使得信号失真、误码率增大。 4．5．3可靠性 可靠性直接影响通信系统的使用、维护和经济效益。对光纤通信系统而言，可靠性包括光端机、中继器、光缆线路、辅助设备和备用系统的可靠性。 5光缆线路工程设计 5．1光缆线路设计的原则和内容 基本原则 1.工程设计必须贯彻执行国家基本建设方针和通信技术经济政策，合理利用土地，重视环境保护。 2.工程设计必须保证通信质量，做到技术先进，经济合理，安全适用，能够满足施工，生产和使用要求。 3.设计中应进行多比较，兼顾近期与远期通信发展的需求，合理利用已有的网络设施和装备，以保证建设项目的经济效益，不断降低工程造价和维护费用。 4.设计中采用的产品必须符合国标和部标规定，未经试验和鉴定合格的产品不得在工程中使用。 5.设计工作必须执行科技进步的方针，广泛采用适合我国国情的国内外成熟的先进技术。 设计内容包括：通信需求的预测，包括近期和远期；光缆线路路由选择；光缆线路敷设方式选择；光缆接续及接头保护措施；光缆线路的防护要求；中继站站址选择与建筑方式；光缆施工注意事项。 5.1.1光缆线路路由选择原理 光缆路由的选择应以设计任务书为依据在保证传输质量的前提下，使线路安全可靠、经济合理、施工维护方便。 光缆路由沿公路敷设应做到顺路取直，不要随弯取线，以免增加线路长度。在一些地形复杂、障碍较多的地段，应考虑施工维护的方便，不要强求长距离的大直线，其隔距要求应根据规范或设计要求确定。 光缆路由应选择在地质稳固、地形平坦、自然危害少的地方。在平原地区应避开湖泊、沼泽、水塘、沟渠及排涝积洪等地带；山区路由应尽量避免翻山越岭，选择地质稳固、坡度较平、石方工作量少，便于维护施工的地带，避开沟渠和水土流失的地方等。山区选择路由时还应进行防雷调查，尽量避开落雷较多的地段。 进入市区的光缆路由，应符合城市发展规划，避免选择在规划的建筑红线范围以内，防止设于待拓宽或变动的街道，未定型的街道，远期规划的工业区及城市发展区，在市区应尽量利用配合市话管线路由一并考虑。[7] 5.1.2光缆线路敷设方式选择原理 市话光缆线路或长途光缆线路进入市区的部分，应尽可能采用管道敷设方式，只有在没有管道又无条件新建管道时，可采用直埋敷设方式。当直埋敷设也困难时，可采用架空方式作短期过渡。 长途光缆线路在郊外一般采用直埋，遇到下列情况可以采用架空敷设方式： ①．穿越河沟，峡谷直埋特别困难的地段； ②．施工特别困难或赔偿费用过高的地段； ③．市区暂时无条件建设管道的地段； ④．已有杆路并可以利用架挂的地段； 农村本地网光缆线路，县城地段应采用管道敷设，其余采用现有的农话杆路加挂。 跨越河流的光缆线路，尽可能利用固定在桥梁上的管道或槽道敷设，如没有管道和槽道时，可与有关部门协商，在桥上加装支架敷设。当上述条件无法满足，或命名线路迂回距离太长时，则采用水线敷设。 5．1．3光缆选型 1.光缆结构选择 ①．在市话管道或长途硬塑料管道敷设的条件下，一般采用PE或PVC护套、层绞式或中心管式结构光缆，缆中以镀锌钢丝绳作加强芯，通常在护套和缆芯之间加A/PE防水层。 ②．在架空敷设条件下，一般采用与管道敷设条件下结构相同的光缆，而在农村本地网架空光缆线路建设中也可以选用束管式光缆或自承式光缆，以降低工程造价。 ③．在直埋敷设条件下，选用光缆结构除满足管道敷设条件外，还应加钢带铠装或钢线铠装层，也有的是加皱纹钢管层，以增加光缆的抗侧压力等机械强度。 ④．在水线敷设条件下的光缆，选用钢丝铠装层光缆，以更好地保证机械强度。 ⑤．电力部门选用的光缆可选用复合光缆，它是把光纤置于缆中间，外面是满足强电输送条件的金属构件，即架空复合地线光缆（OPGW），亦可采用全介质自承式光缆（ADSS）。 ⑥．在强电场区域或雷击特别严重的地段可选用无金属光缆，即全介质自承式光缆（ADSS）。它能有效地防止电磁感应。 ⑦．在计算机房及数据通信或用户光通信网中可选用带状光缆或室内光缆。 ⑧．室内光缆宜采用具有阻燃性能的外护层结构，如聚氯乙烯外护层或无卤阻燃外护层等。不论采用哪种敷设方式和选用哪种结构的光缆，凡在野外敷设条件下的光缆都必须使光纤防水、防潮，所以光缆中应该填充防水油膏或具有其他防潮层，以阻挡水分或潮气进入光缆，保证光缆常年使用，传输性能不致劣化。 2.光纤类型选用 光纤是传输网络的基础，在光纤系统设计中，必须要考虑未来15～20年受命期仍能满足传输容量和速率的发展需要。从我国国情与未来发展需要看，我国东部发达地区的新干线建设多采用以10Gbit/s速率为基础的波分复用系统。在这种情况下，对于新敷设的大容量光缆线路采用G.655B（或部分G.655B）光纤是合适的。另一方面，我国又是一个经济发展高度不平衡的国家，我国西部地区的通信业务需求在很长时间内都难以赶上东部地区，因而采用以2.5Gbit/s速率的WDM系统将足以满足相当长时间的干线业务量需求。在这一速率前提下，采用G.655光纤的必要性和急迫性没有那么强。除非G.655光纤的价格有较大幅度的降低，心敷光缆线路继续采用G.652光纤是符合地区与网络具体情况的合理选择。 从城域网角度看，为了适应未来多业务、多速率的环境需求，需扩大可用光谱的范围，心敷光纤逐渐转向价格适宜、工作波长范围扩大的低水峰光纤（波长扩展的非色散位移单模光纤），即全波光纤。这样可以大大拓宽城域网波分复用的光波长范围（约1280～1620nm），利于采用CWDM（粗波分复用）技术，可使用更多的光信道以满足城域网传输的多业务、多信道要求。[2] 5．1．4传输设计 光传输再生段距离由光纤衰减和色散等因素决定。不同的系统，由于各种因素的影响程度不同，再生段距离的设计方式也不同。在实际的工程应用中，设计方式分为两种情况，第一种情况是衰减受限系统，即再生段距离根据S和R点之间的光通道衰减决定。第二种是色散受限系统，即再生段距离根据S和R点之间的光通道色散决定。 光纤数字传输系统的再生段长度计算应首选最坏值设计法计算，即在设计时，将所有光参数指标都按最坏值进行计算，而不是设备出厂或系统验收指标。优点是可以为工程设计人员及设备生产厂家，分别提供简单的设计指导和明确的元部件指标，不仅能够实现基本光缆段上设备的横向兼容，而且能在系统受命终了，所有系统和光缆富余度都用尽，且处于允许的最恶劣的环境条件下仍能满足系统指标。 （1）衰减受限系统再生段距离的确定[3] 光缆线路衰减受限系统的再生段距离传统上一般用下试计算： （5.1） 式中， ——衰减受限系统再生段长度（km）。 ——S点发送光功率（ ），以扣除设备连接器C的衰减和LD耦合反射噪声功率代价。 ——R点接收灵敏度（ ），以扣除设备连接器C的衰减。 ——设备富余度（ ），考虑了收、发器件的性能劣化，温度影响的概念因素引起的光功率代价。 ——光缆富余度（ ），是指光缆线路运行中的变动（维护时附加接头和光缆长度的增加），外界环境因素引起的光缆性能劣化，S和R点间其他连接器（若配置时）性能劣化在设计中应保留必要的富余量。 ——S和R点之间其他连接器衰减之和（ ），PC型平均0.3 /个。 ——光缆光纤平均衰减（ / ），厂家一般提供标称波长的平均值和最大值，设计中按平均值增加0.05～0.08 / 取值。 ——光缆固定接头平均衰减（ / ），与光缆质量、溶接机性能、操作水平有关。工程中取0.02 / 。 （2）色散受限系统再生段距离的确定 色散受限系统再生段距离用下式计算： （5.2） 式中， ——色散受限系统再生段长度。 ——光源系数：对于多纵模激光器（MLM）， =0.115；对于单纵模激光器（SLM）， =0.306。 ——线路传输速率（bit/s）。 ——光纤色散系数（ps/nm•km）。 ——光源谱线宽度（nm）。 5．1．5缆线路的防护设计原理 （1）防机械损伤 直埋敷设方式的光缆线路中，穿越铁路或主要公路必须采用顶管施工的地段应用内径不小于80mm的无缝钢管或对边焊接镀锌钢管保护，并在钢管内穿放2～4根塑料子管，子管内径为光缆外径的1.2～1.5倍；穿越一般公路或简易公路采用破路埋设时，可用内径不小于50mm的聚氯乙烯等塑料保护，也可用钢筋混凝土平板保护；在河流暗滩、沿村镇街道及基建工地附近可用覆盖红砖或水泥瓦保护；在由于水、溪流冲刷威胁或高坎地段，应砌石坡保护。 管道敷设方式光缆线路中，市话管道如果为水泥管孔，光缆布放前应清洗管孔。每孔布放三根塑料子管，其子管的等效总外径不大于水泥管孔内径的85%，而光缆外径为子管内径的70%左右。三根塑料子管应捆扎在一起同时一次布放，且两人孔之间不能有接头。每根子管内可分别布放一根光缆。在市话管道内穿放塑料子管的方法，不仅提高了管孔的利用率，而且对于管道内的光缆防鼠咬等很有效，在使用和维护中，抽、放光缆，也不会损坏其他光缆。 光缆在人孔里应靠人孔壁安放，绑扎在电缆托板上，以防线路维护人员登踩、搬运电缆是挤压而损坏光缆。直埋或管道光缆引上电杆时，采用内径不小于50mm的钢管并在钢管内穿放塑料子管保护。钢管靠电杆固定，露出地面高度应不少于2m。光缆在人孔或进线室敷设部分，采用蛇形塑料软管纵剖包扎保护，光缆弯曲时，其曲率半径不应小于光缆外径的20倍。 （2）防强电影响 光缆中的光纤是非金属材料，传输的光信号不受外界电磁场的干扰，所以在光纤部分可以不考虑强电的影响。但由于绝大多数使用的光缆并不是无金属光缆，其中包含有金属材料，如金属加强芯、金属护套等。因此有金属构件的光缆（简称金属光缆）线路会受到强电的影响。强电线路靠近金属光缆时，会在光缆内铜线、金属加强芯、金属防潮层、金属护套等金属构件上产生感应电动势和电流，当其达到一定强度时就会损坏光缆，危及人身安全。 光缆线路防强电影响措施如下： 1）光缆线路及强电线路之间保持一定的隔距，使光缆金属构件的短期和长用危险纵电动势分别不大于12000V和60V。 2）在接近交流电气化铁道的地段进行光缆施工和检修时，将光缆中金属构件临时接地，避免将高电位引上光缆。 3）在接近发电厂、变电站等地电信高的区域，不将光缆的金属构件接地，避免将高电位引上光缆。 4）采用非金属加强芯光缆或非金属光缆，但直埋光缆除外（因为这种光缆对潮气渗透的抗力较低，而且在维护在工作中难于确定光缆位置）。 5）增加光缆PE外层厚度，以提高光缆护套的绝缘和耐压强度。 （3）防雷电 目前，一般的光缆中不含铜线回路，但具有金属加强芯等构件和架空吊挂物为金属材料的条件下的防雷电措施如下： 1）光缆中的金属物件不做接地，使之处于浮动状态。局站内的光缆金属构件互相连通接保护底线。 2）在接头处，相邻光缆间的金属物件不做电气连通，光缆内各金属构件之间也不做电气连通。直埋光缆在接头处两侧光缆的金属铠装层各用一根检测线，分别由接头盒两端引出接至检测标石，供线路维护人员监测PE护套的绝缘性能用，检测线平时不接地，只是测试时才临时接地。 3）直埋光缆时，土壤电阻率小于100 或年雷暴日少于20天的地段，可以不采取防雷措施，年雷暴日在20～80天，土壤电阻率为100～500 的地段，可在光缆上方0.3～0.4m处敷设一根Ф=6mm的钢筋作避雷线；全年雷暴日大于80天，土壤电阻率大于500 的地段，应敷设两根防雷线。雷击特别严重的地段可选用非金属加强芯光缆或无金属光缆。 精心选择直埋光缆线路路由，是光缆避开孤立大树树干、高耸建筑物及其保护接地装置等引雷目标的净距不小于15m。 4）在架空敷设光缆情况下，光缆架挂在明线的下方，利用明线对光缆起屏蔽作用，而且光缆吊线作间断接地（2km左右一次）。在雷击特别严重或铁路屡遭雷击的地段，在电杆上方架设架空地线，或另设避雷针。 （4）防腐蚀 不论是管道、架空光缆，还是直埋的铠装光缆外层都挤有一层塑料护套，它具有良好的防蚀性能，但是如果在光缆的生产、运输或施工过程中，由于操作不当，会造成塑料护套层的缺陷或损伤，致使光缆对地绝缘性能下降，甚至会形成潮渗水的隐患。所以光缆出厂验收和施工竣工验收时，要有一个光缆中的金属构件对地绝缘指标，它在单盘制造长度下宜不小于1000 ；光缆中继段宜不小于100 。光缆在化学腐蚀特别严重地段敷设时，也有在原有塑料护套外层再加挤一层较厚的护套的做法，这是相当有效的。 光缆防腐蚀问题，主要是针对直埋和管道敷设方式而言，架空敷设情况下则没有那么严格。不过保护好光缆护套的完好状态，对延长光缆的使用和寿命是具有重要意义的。 （5）防蚁蛀及鼠害 白蚁在寻找食物过程中，啃咬光缆的PE护层必分泌蚁酸，加速对光缆中金属构件的腐蚀。老鼠也有啃咬光缆护套的习性，这都是对直埋和管道敷设光缆的危害。克服的办法首先是精心勘察直埋光缆线路路由，设法避开白蚁丛生的地段，或者增加埋设深度，过去曾采用过施工中回填土时掺毒土驱杀白蚁的做法，但毒土多为对人畜有害的物质，不易推广使用。国外生产的有放蚁光缆，是在PE护套外加挤一层尼龙12的被覆物，或者修改PVC护套配方，目的都是使光缆最外层成为白蚁不爱咬或咬不进去的材料，从而可以防蚁蛀。 在管道敷设情况下防鼠咬的有效办法目前是在管道中加放塑料子管，并在人孔中将管孔口严密堵塞好，使老鼠无法进入管道。在直埋情况下防鼠咬最好的办法是光缆加钢带或钢丝铠装。 5．2光缆通信项目介绍 5．2．1工程概况 随着中央政府加大对农村经济的扶持和投资，贵州黔西南州的经济得到快速发展，广大农民的富裕度得到迅速的提高，人们在生活、商贸、工作中对移动通信的需求越来越大，对通信质量要求也越来越高；因此贵州通信服务公司本着回报社会的态度，决定加大对农村的投入，扩大信号覆盖面，为百姓的经济发展服务，于是提出安龙等村通二期工程。 根据贵州通信服务公司本地网光缆线路的统一规划，为了适应光通信的不断发展，本设计选用G.652D型层绞式光纤光缆。 本工程设计敷设GYTA型8芯架空光缆共计180.86皮长公里。其中利用现有杆路23.085杆程公里，新建杆路157.775杆程公里。预算总额为4395976元。 5．2．2设计依据 （1）贵州通信服务公司对某移动通信规划设计有限责任公司的关于“安龙等村通二期传输工程一阶段设计”的设计委托书。 （2）信产部YD5006-2003“本地电话网用户线路工程设计规范”。 （3）信产部YD5051-97“本地网通信线路工程验收规范”。 （4）建标[2000]259号发文要求遵照执行的《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》(信息工程部分)。 （5）某移动通信规划设计有限责任公司技术人员现场勘察收集的资料，以及在勘察设计过程中与建设单位相关负责人商定的有关方案。 （6）安龙等村通二期传输工程光缆线路部分勘察会审确定的方案和设计范围。 5．2．3设计范围 （1）本期新建基站采用光传输的基站如下： 毛凼子、大水井、乐秧、索汪、落卡、上陇、陇桥、堡堡、花障、四门洞、笃山2、阿科、安叉、冗华、三道墙、鲁贡、麻油、暗河、者干、龙雁、磨寨、花木、长田、年家垭口共计24个基站。 （2）本期新建光缆线路范围包括： 毛凼子基站至坡关基站光缆线路；大水井基站至德卧基站光缆线路；阿科基站至新桥1基站光缆线路；乐秧基站至平乐基站光缆线路；上陇基站至聋堡基站光缆线路；落卡基站至洒雨基站光缆线路；笃山2基站至八达基站光缆线路；花障基站至笃山2基站光缆线路；四门洞基站至花障基站光缆线路；暗河基站至笃山2基站光缆线路；三道墙基站至阿籁基站光缆线路；陇桥基站至古里基站光缆线路；堡堡基站至海子基站光缆线路；安叉基站至纳万基站光缆线路；麻油基站至绿海子基站光缆线路；天桥基站至洒雨基站光缆线路；者于基站至幺塘基站光缆线路；鲁贡基站至木咱基站光缆线路；索汪基站至平乐基站光缆线路；龙雁基站至郎元基站光缆线路；冗华基站至冗讲基站光缆线路；卧龙洞基站至乐秧基站光缆线路；德卧基站至火蒙基站光缆线路；新加基站至鲁贡基站光缆线路；作坊基站至麻疯院基站光缆线路；长田基站至百水河基站光缆线路； 花木基站至纳大寨基站光缆线路；磨寨基站至鲁沟基站光缆线路；年家垭口基站至放羊湾基站光缆线路。 5．2．4设计思路 （1）根据贵州通信服务公司“自建”的建设原则，确定光缆线路路由。 （2）根据本期工程的统一要求,为新建微基站敷设的光缆一般情况下不能直接与干线光缆进行接续，光缆只能接入与新建微基站最近的某个基站。 （3）为新建宏蜂窝基站敷设的光缆根据具体情况可以与现有传送网环上或链上某段光缆中间进行接续。 （4）根据安龙等村通二期工程的统一规划，本设计中新建光缆按GYTA型8芯考虑。 （5）本设计采用规格为Φ150×7000mm、Φ150×8000mm、Φ150×9000mm预应力水泥电杆和Φ150×10000mm预应力水泥电杆。 （6）对于架空杆路每隔10根电杆设一处直埋式地线，在角杆处设拉线式地线。 （7）架空杆路每250m设一处光缆吊牌。 5．2．5设计内容及分工 (1)设计内容 ①．光缆线路敷设与安装设计、线路传输系统配置和光缆线路防护设计。 ②．基站光缆引入与安装设计。 (2)设计分工 以光纤配线架(ODF)或光缆终端盒为界，其基站外侧(含单头尾纤、光缆终端盒)由线路专业负责；其基站内侧(双头尾纤、活接头和综合配线箱或综合配线柜)由设备专业负责。 5．2．6主要工程量 安龙等村通二期工程一阶段设计线路册安龙分册光缆线路单项工程主要工程量如表5.1所示。 表5.1主要工程量表 序号 工程项目名称 单位 数量 1 光缆施工测量 百米 1718．74 2 架设7/2.2吊线 千米条 162.132 3 敷设光缆 千米 180.86 4 立电杆 根 2937 5 装设拉线 条 684 6 光缆接续 头 67 5．2．7工程投资与技术经济指标 （1）光缆线路安装单项工程预算总投资：4395976.00元。 （2）光缆线路综合造价：24140.45元/每公里。 （3）单位芯公里造价：3017.56元/芯公里。 5．2．8光缆线路路由选定 根据安龙等村通二期工程光缆线路单项工程在贵州通信服务公司本地网光传输网中的地位与作用,本工程新建光缆线路路由的选择按照如下原则: （1）光缆线路应选择安全、稳定、可靠的路由,尽量与其他电信运营商的光缆线路路由保持倒杆距离； （2）尽量顺沿公路,但距公路不能太近，便于维护及施工，一般情况下距普通公路（高速公路等级以下）15米以外； （3）符合当地土地规划。 以下是安龙线路的总路由图及部分分路由图。 图5.1安龙地区总路由图 图5.2阿科-新桥段路由图 阿科-新桥段新立7米水泥杆43根，新立8米水泥杆3根，新立9米水泥杆2根，利用旧水泥杆46根，共计94根。装7/2.6单股拉线23条，长途架设7/2.2吊线每公里4.688条。新建杆路2.366公里，利用旧杆路2.289公里，共计4.655公里。 图5.3三道墙至阿籁段路由图 三道墙至阿籁段新立7米水泥杆15根，新立9米水泥杆1根，利用旧水泥杆57根，共计73根。装7/2.6单股拉线5条，长途架设7/2.2吊线每公里0.858条。新建杆路3.669公里。 5．3需求分析 5．3．1光缆及光缆接头盒主要技术性能要求 ⒈光缆单盘检验 核对单盘光缆的规格，程式和制造长度是否符合设计要求和定货合同的规定。检查光缆外观，先检查光缆盘包装是否损坏和变形，在开盘检查光缆外皮有无损伤，光缆接头封装是否良好，对于光缆盘包装损坏严重或光缆外皮有损伤的作好记录，在光缆指标测试时作好重点检验。 检验光纤的几何、光学和传输特性、机械物理性能和光缆护层对地绝缘电阻等应符合合同要求，还应测试光纤衰减常数、光纤长度和背向散射曲线的异常情况。 ⒉光缆结构及应用场合 本工程拟采用松套层绞式架空管道型光缆。这种光缆适用于架空及局站内敷设。 ⒊光纤、光缆主要技术性能要求 1）光纤的主要技术性能指标见表5.2 表5.2光纤主要技术性能 项 目 单 位 技术标准 备 注 几何特性 包层外径 Μm 125±2 ±2.4% 包层不圆度 % ≤2 光 学 特 性 模场 直径 1310nm Μm 9.3±0.5 1550nm Μm 10.5±1.0 模场同心误差 Μm <1 模场不圆度 % <6 截止 波长 Λc Nm 1100～1280 2m光纤上测试 Λcc Nm ≤1260 20m光缆+2m光纤上测试 折射率分布 匹配包层型或陷内包层型 传 输 特 性 衰 减 1310 nm A级 dB/km ≤0.35 B级 dB/km ≤0.40 1288～ 1339nm A级 dB/km ≤0.39 B级 dB/km ≤0.43 1550nm A级 dB/km ≤0.22 B级 dB/km ≤0.25 色 散 零色散波长 Nm 1300～1339nm 最大零色散斜率 ps/km.nm2 ≤0.093 色散系统 ps/km.nm ≤3.5 1288～1339nm 色散系数 ps/km.nm ≤18 1550nm 2）单盘光缆主要技术性能指标见表5.3 表5.3 单盘光缆(管道光缆)主要技术性能 序号 项目 单位 技术标准 备注 1 抗张长度 长期 N 600 短期 N >1500 1km光缆重量 2 抗压强度 长期 N/100mm 300 短期 N/100mm 1000 3 允许弯曲半径 长期 D(缆外径) 10D 短期 20D 4 光缆外护层厚度 Mm 2.0/1.9/1.8 标称值/平均值/最小值 5 外护层绝缘电阻 MΩ.km 2000 浸水24小时，测试电压500V DC 6 外护层介电强度 Kv 15 浸水24小时，测试电压500V DC 7 标准盘长 M 2000±150 3）光缆接头盒主要技术性能要求 （1）适用范围：架空光缆的直通或分歧接头。 （2）适用温度范围： 工作时为-40～+60℃；储存及运输为-50～+70℃。 （3）接头盒两端安装光缆后，盒内充入40kpa气压，接头盒应能承受1000N轴向拉力，加力时间不小于1分钟，接头盒应不漏气、无形变、无损伤。接口处连接的光缆无松动、无移位。 （4）接头盒两端安装光缆后，盒内充入40kpa的气压，接头盒应能承受3000N/10cm横向均布压力，加力时间不小于1分钟，接头盒不漏气、无变形、无损伤。 （5）接头盒在-20℃时，盒内充入40kpa气压，应能承受10Nm的冲击，冲击次数不少于3次，接头盒不漏气、不形变、不开裂。 （6）接头盒内充气100kpa，测试温度从-40～+60℃，接头盒不漏气，不形变，不龟裂。 （7）接头盒内盘留光纤长度≥2×0.8m， 盘留光纤的曲率半径，对光纤(1310nm、1550nm)不产生附加衰减。 （8）接头盒内的所有金属件与大地之间的绝缘电阻应不小于20000MΩ(浸水24小时后测试， 测试电压500V.DC)。 （9）接头盒耐电压(所有金属构件与大地间)不小于15KV.DC，2分钟(浸水24小时后测试)。 （10）光纤接续点应具有热缩套管保护方式。 （11）接头盒可容纳光纤数量至少为8芯。 （12）光纤盘内每根光纤均有明显的序号。 （13）接头盒两侧的光缆金属护层和加强芯具有电气性能可连和可断的功能。 （14）接头盒应便于重复开启， 重复使用且不影响其性能。 （15）接头盒壳体等塑料表面应光洁平整、塑化良好、形状完整、色泽一致，无气泡、龟裂、空洞、翘曲、杂质等不良缺陷，无溢边和毛剌。 （16）接头盒具有抗腐蚀性能和抗老化性能。接头盒外部金属结构件及紧固件应采用不锈钢材料。 5．3．2钢筋混凝土电杆性能要求 （1）环型钢筋混泥土电杆的结构应为锥体(1/75)。 （2）杆体外表面应光滑平直，不得有麻面、裂缝、脱皮、锈斑和露筋现象、合缝处不得有漏筋。 （3）环型钢筋混泥土电杆有下列情况之一者不得使用： ①．环向裂缝宽度超过1mm。 ②．纵向裂缝宽度超过0.5mm。 ③．混泥土破碎部分超过1/3电杆周长。 ④．混泥土有明显断裂为两段以上。 ⑤．混泥土破洞总面积超过20cm2。 5．3．3各种铁件 （1）铁件的规格型号均应符合原部定标准或设计要求。 （2）铁件应无裂疵和锈蚀等缺陷，不得用焊接的材料。 （3）镀锌应均匀，不得有脱皮、起层、开裂、起泡和明显的锌渣、锌瘤。 （4）带有螺纹的铁件，螺纹要完整，与螺母配合松紧适度。 （5）光缆挂钩托板齐全，镀锌或喷塑完好，无曲扭变形和无毛刺。 5．3．4杆路建筑 1．沿线自然条件 本次工程光缆线路途经处按山区考虑，据调查，光缆沿线结冰现象较少，根据光缆负荷区的划分标准，本次工程光缆线路确定为中负荷区。 2．杆路状况 （1）新建杆路 ①．电杆运到现场后应平放在地上，以防时间久了电杆发生物理变形。 ②．新建杆路应根据施工图纸进行，施工前需复测杆路路由，丈量杆距，复核杆位，杆长；复核转角杆和拉线位置，复核拉线程式和数量。 ③．电杆打洞应符合规定，其偏差不得超过±5cm，杆洞周围的地面上有临时堆积泥土时，量洞深应以自然地面为计算起点，在斜坡上量洞深，应从斜坡低的一面算起，当斜坡在45度以上时，应加深15cm到20cm。 ④．直线路上的电杆应成一直线，不得有眉毛弯或S弯，电杆竖立应正直，杆根左右误差不得超过5cm；杆梢前后、左右倾斜，混泥土杆不得超过1/3梢径，用拉线加固的角杆，钢筋混泥土杆根部内移半个杆根，在拉线收紧后，杆梢应向外角倾斜，钢筋混泥土杆为5cm到10cm。 ⑤．终端杆杆梢应向吊线张力反侧倾斜10cm到20cm。 ⑥．杆洞的回土必须分层(每层30cm)夯实，杆根培土可高出地面15cm到20cm。 （2）装设拉线 ①．拉线的距高比宜为1，如因地势限制，可适当伸缩，当距高比小于0.75或大于2时，应调整拉线程式。 ②．角杆拉线应在角杆的平分线上，侧面及顺线拉线分别和线路方向垂直及平行，地锚出土点的偏差值应不超过表5.4。 表5.4地锚出土点的偏差值 拉线种类 偏差极限值(cm) 备 注 角杆及各种顶头拉线 ≤5 抗风、防凌拉线 ≤10 设置设计已作考虑 ③．拉线上把及拉线与地锚的安装连接，宜采用夹板法，拉线程式与拉线盘、钢柄程式及拉线衬环的对应关系，见表5.5。 表5.5拉线程式与拉线盘和钢柄程式的对应关系 拉线程式 拉线盘程式 (长×宽×厚)(mm) 钢柄程式 直径×长度(mm) 拉线衬环 7/2.6 600×400×150 Φ16×1800 5股 3．吊线架设 本次工程利用原有杆路段落由于均是新架吊线，本次工程不再新架设吊线；新建杆路架设吊线程式采用7/2.2规格的钢绞线。 （1）本次工程新设的光缆吊线沿电杆靠公路的外侧敷设。 （2）吊线接续应采用“套接”， “套接”两端采用三眼双槽夹板法。 （3）架空光缆吊线在无负荷情况下，吊线垂度应满足附录一的要求，允许偏差在20℃以下时，应不小于标准的10%，在20℃以上时，应不大于标准垂度的5%。 （4）一般情况下，相邻电杆上的三眼单槽夹板装设的高度务求一致，在特殊情况下(如跨越障碍物或地形有坡度时，吊线的坡度不应超过杆距的1/20)。 （5）光缆吊线的装设方法 ①．中间电杆的装设方法 本次工程光缆吊线在中间电杆的装设采用钢箍法。 ②．角杆的装设方法 在角杆装设三眼单槽夹板时，夹板的线槽应向上，夹板的唇口应根据吊线的合力方向而定。为了加强吊线在外角杆上的固定程度，应根据角深的大小确定采用辅助线装置或钢线捆扎加固。当光缆吊线的坡度变化大于1/10时，应做仰角或俯角辅助装置。 ③．终端杆的装设方法 终端杆及角深大于15m(角度为146°)的角杆上的吊线应按设计做终结。 ④．其它终结 在直线线路上如相邻杆档的吊线程式不同或杆距相差较大时，电杆两边张力不平衡，需采用两边吊线做终结或一端做假终结，设顶头拉线。 5．3．5光缆中继段计算 中继段的最大长度，采用最坏值法并结合光缆和设备的技术指标进行计算。 计算公式及参数意义如下： Ps至Pr至∑Ac至Pp至Mc L＝────────────── 即： Af＋As Ps至Pr =∑Ac + Pp + Mc +L×(Af＋As) （5.3） 式中： Ps： S点入纤光功率(dBm) Pr： R点出纤光功率(dBm) ∑Ac： S和R点间光纤连接器衰减(dB),2dB Pp: 通道代价(dB)，1dB Mc： 光缆富余度(dB),3dB Af： 光缆衰减常数(dB/km) As： 中继段光纤熔接衰减平均值(dB/km) As=光缆固定接头熔接衰减(dB/个)÷中继段长度(km) 5．3．6光缆线路路由复测 本次设计光缆敷设主要采用架空方式。光缆路由的复测以批准的施工图设计为依据，复测的内容包括： （1）核对施工图纸，复核光缆线路路由的具体走向、敷设方式和拟定光缆接头的位置。 （2）核定光缆穿越障碍具体地段和设计采取的防护措施，核定光缆在原杆路上的架挂位置和在管道中所占的管孔位置。 （3）复核和丈量中继段线路长度，为光缆配盘，分屯和敷设提供必要的资料。 （4）由于受地、物、环境条件变化的影响，需对施工图作小范围的修改，由施工单位与建设单位协商确定；若在一个中继段内，改变光缆线路路由后，新增加光缆长度超过200m，改变路由在2km以上或较长地段改变障碍处理方式等，应实地勘察作出方案比较，并征得设计单位同意后，根据主管单位审批后，方可修改。 （5）复测中继段时，应复核原管道丈量长度和接头重叠长度及各种必要的预留长度在内的敷设总长度。 5．3．7光缆预留及重迭布放长度 光缆预留及重迭布放长度见表5.6。 表5.6光缆预留及重迭布放长度 序号 项 目 单位 数值 1 架空光缆接头重叠及预留长度 m 16.00 2 自然弯曲增长（架空光缆） ‰ 7.00 3 基站(或机房)内预留 m 20.00 4 人(手)孔内弯曲增长 m/个 1.00 5 杆上预留 m/每根杆 0.20 6 杆上预留 m/500m 12.00 5．4光缆线路敷设安装 5．4．1光缆线路敷设安装要求 一般要求 （1）施工方式：人工布放。 （2）曲率半径：光缆弯曲半径在敷设过程中应不小于光缆外径的20倍，安装固定后应不小于光缆外径的20倍。 （3）张力：光缆在布放中，速度要均匀且不宜过快，勿使光缆张力超过允许值。 （4）布放光缆的牵引力应不超过光缆允许张力的80%，瞬间最大牵引力不得超过光缆允许张力的100%，主要牵引力应加在光缆的加强件(芯)上。牵引头与牵引索之间应加入转环，以防牵引过程中扭伤光缆。 （5）光缆布放时，光缆必须由缆盘上方放出并保持松驰弧形。光缆布放过程中应无扭转，严禁打小圈、浪涌等现象发生 （6）施工过程中必须对光缆严加保护，布放时不得在地面上拖拉光缆。严禁车轧、人踩、重物冲砸，严防铲伤、划伤、扭折、背扣等人为损伤。 （7）施工中必须进行严密有效的指挥并配备方便可靠的通信联络工具切实保证施工质量和施工安全。 （8）施工中应严格遵守操作规程,加强对施工人员的思想教育和严格管理,确保光缆护套完整性和接头盒组装的严密。在光缆接续之前，务必再进行一次测试和检查,发现问题及时处理. （9）除本节明确规定的外，光缆线路的其他敷设安装工作应严格执行原邮电部颁发的“光缆施工及验收暂行技术规定”及其他相关规范。 5．4．2架空光缆的敷设安装 （1）架空光缆的敷设 ①．与电杆接触处采用(28/34mm规格的PE聚乙稀塑料管保护。 ②．本工程架空光缆采用挂钩吊挂，挂钩程式为25mm，挂钩间距为50(3cm。挂钩分布应均匀整齐，挂钩在吊线上的搭扣方向应一致。 ③．光缆应在每根电杆上做“U”型伸缩弯，“U”型弯的最低点距光缆吊线25cm左右，同时光缆在每距500m做一处12m预留。 ④．本工程架空光缆主要采用挂钩吊挂方式，个别使用挂钩吊挂有困难的地方，使用铝芯塑料线绑扎。 （2）光缆的敷设安装 应符合《电信网光纤数字传输系统工程施工及验收暂行技术技术规定》的有关规定。 （3）架空光缆与其他设施、树木、建筑物等最小距离要求应符合强制性条文的规定，详见表5.7，表5.8。 表5.7架空光缆与其他设施、树木最小水平净距表 名 称 最小净距(m) 备 注 消火栓 1.0 铁道 地面杆高的1 人行道(边石) 0.5 市区树木 0.5 郊区、农村树木 2.0 表5.8架空光缆线路与其他建筑物、树木的最小垂直净距表 名 称 平行时 交越时 垂直净距(m) 备 注 垂直净距(m) 备 注 街 道 4.5 最低缆线到地面 5.5 最低缆线到地面 胡 同 4.0 最低缆线到地面 5.0 最低缆线到地面 铁 路 3.0 最低缆线到轨面 7.5 最低缆线到轨面 公 路 3.0 最低缆线到路面 5.5 最低缆线到路面 土 路 3.0 最低缆线到路面 4.5 最低缆线到路面 房屋建筑 距脊0.6 距顶1.5 最低缆线到距屋脊或平顶 河 流 1.0 最低缆线距最高水位时最高桅杆顶 市区树木 1.5 最低缆线到树枝顶 郊区树木 1.5 最低缆线到树枝顶 通信线路 0.6 一方最低缆线与另一方最高缆线 5．4．3站内光缆引入安装 （1）沿线各站内光缆根据现有条件采用槽道、爬梯和走线架方式安装。经地下室(进线室)引入的站内，光缆余留部分放在地下室(进线室)内，余留光缆一正一反盘圈绑扎在铁架上或固定在墙壁上。 （2）站内光缆布放应整齐美观，爬梯及走线架上的光缆应绑扎牢固。 （3）站内成端接头处光缆的金属加强芯和金属护套用导线连接引出，供设备安装时连接到机架的保护地线上。 5．5光缆的接续 （1）光纤的接续采用熔接法，接头平均衰减不大于0.05dB/个。接续后的余纤盘留在盒内，供日后维护中使用。 （2）每根光纤在熔接工序后，应测量接头损耗和强度合格后，再进行热缩管保护。 （3）光缆加强芯在接头盒内应有强度上的可靠连接，电气绝缘良好。 （4）松套层绞式光缆顺序要求 ①．一般情况下松套层绞式光缆中的束管的顺序为：以红色为第一根束管，然后按照顺时针方向依次为第二、第三、第四……。 ②．光缆接续时，束管内的纤芯必须按全色谱进行排序（1蓝、2橙、3绿、4棕、5灰、6白、7红、8黑、9黄、10紫、11粉红、12粉蓝）。若接头两边束管内纤芯数量不相等时，纤芯少的一边应从下一根束管内的第一根纤芯开始依次进行接续。 ③．大芯数光缆纤芯分配原则：先环路，后支链。 ④．在接头盒中的标牌上必须注明接头的色谱关系。 5．6光缆线路防护要求与措施 5．6．1站内光缆保护 （1）光缆从地下进线室引上经配线室到传输机房，应采用塑料子管外缠阻燃带保护，保护管均应捆绑在铁架上。 （2）在穿放塑料子管和绑扎光缆时，其曲率半径不得小于光缆的最小弯曲半径。 （3）站内光缆的转角处或多条线缆并行处，应在光缆上加挂光缆标识牌，以利识别。 5．6．2架空光缆保护 （1）架空光缆每根电杆处均作伸缩弯。 （2）架空光缆跨越房顶，经过树林、人行天桥或其他易受损伤的地段时，采用(28/34mm的塑料子管保护。 （3）架空光缆与电力线交越处，采用高压护套管保护。 （4）架空光缆紧靠树木或电杆，有可能遭到磨损时，在与光缆的接触部位处，应用1m长的(28/32mm塑料软管保护。 （5）架空光缆靠近易燃材料建造的房屋地段时，光缆应缠绕石棉带保护。 （6）光缆在经过主要公路时，为防止过往车辆对跨路光缆的损毁，均要求加套夜间警示管保护。 5．6．3光缆防雷 （1）本工程所用光缆无金属线对,护层耐压强度较高,因此只要将光缆内所有金属构件在接头处电气断开,可不做接地。 （2）终端杆、角杆、位于高处的电杆以及与电力线交越的电杆、直线档每隔400米需装设地线。其中光缆线路在与10KV以上高压输电线交越时，两侧电杆需做延伸式地线；在与10KV以下输电线交越时，一侧电杆需做延伸式地线，另外，位于高处顶端的电杆以及土壤电阻率较高地段，电杆均须做延伸式地线保护。延伸式地线的地下延伸部分应埋在离地面70cm以下,接地体用一根角钢(视地阻率情况)，连接体用扁钢，引线用7/2.2镀锌钢线降阻,在接地电阻达不到规范要求时,需加降阻剂降阻。 （3）接地电阻应符合标准，详细情况见表5.9和5.10 表5.9架空光缆金属护层及光缆吊线的接地电阻 土壤电阻率(Ω.m) <100 101～300 301～500 >500 接地电阻要求(Ω) 20 30 35 45 表5.10架空杆路的接地电阻 土壤电阻率ρ(Ω·m) 土壤性质 接地电阻不得超过的值(Ω) 电杆种类 100及以下 100-300 300-500 501以上 黑土、泥炭、黄土、砂质粘土 夹砂土 砂砾土 石质土壤 一般电杆的避雷接地线 小于80 小于100 小于150 小于200 试线杆的避雷接地线 小于100 与高压电力线交越处的避雷接地线 小于25 （4）站内光缆在光缆终端分配架(ODF)成端处,应将所有金属构件接到基站的保护接地上。 （5）杆路在整治或建设布放光缆过程中完善接地装置。 5．6．4防强电 （1）本工程采用无铜线光缆，当其与高压电力线路平行、与发电厂或变电站的地线网、高压电力线路杆塔的接地装置设施接近时，主要是考虑强电设施在故障状态时由电磁感应、地电位升高等因素在光缆金属护层上产生的短期危险影响不会导致光缆的塑料外护层被击穿。 （2）光缆金属护套上长期容许感应的纵电动势，按ITU-T《关于电力线路对电信线路危害影响保护手册》的规定，应小于60V。 （3）本工程拟采用以下保护措施： ①．将各单盘光缆的金属护层等金属构件在接头处电气断开，将强电影响的积累限制在单盘光缆制造长度内。 ②．在与高压电力线路平行地段，当进行光缆施工或检修时，应将光缆临时接地，以保证人身安全。 5．6．5其他需要说明的有关问题 （1）本次设计的所有新建电杆均需编写杆号，杆号的最末一个字或杆号牌的下边缘应距地面2m，杆号应面向街道或公路。 （2）本次设计中长田至百水河、花木至纳大寨、磨寨至鲁沟、年家垭口至放羊湾，四段光缆线路共计30.9公里为后期增加段落均无施工图纸，经分公司同意此次预算投资包括在内。 6光缆线路工程预算 6．1概述 本预算为安龙等村通二期传输工程安龙线路分册一阶段设计编制，该工程算总投资为4395976.00元,其中: 需要安装工程费为： 517713.00元； 安 装 工 程 费为：3010826.00元； 工程二次搬运费为： 2150.00元； 工程建设其它费为： 696292.00元； 预 备 费 为： 168995.00元。 工程预算见表6.1。 表6.1工程预算总表 序号 工程或费用名称 总价值（元） 备注 1 2 3 4 1 毛凼子--坡关 116575 预算包括安装工程费，其他费用，预备费等。 2 大水井--德卧 144972 （同上） 3 阿科--新桥1 105653 （同上） 4 乐秧-平乐 70764 （同上） 5 上陇--聋堡 123413 （同上） 6 落卡--洒雨 93450 （同上） 7 笃山2--八达 257363 （同上） 8 花障--笃山2 133822 （同上） 9 四门洞--花障 218690 （同上） 10 暗河--笃山2 164441 （同上） 11 三道墙--阿籁 66371 （同上） 12 陇桥--古里 134295 （同上） 13 堡堡--海子 158425 （同上） 14 安叉--纳万 189399 （同上） 15 麻油--绿海子 225477 （同上） 16 天桥--洒雨 164631 （同上） 17 者干--幺塘 91575 （同上） 18 鲁贡--木咱 94705 （同上） 19 索汪--平乐 67269 （同上） 20 龙雁--郎元 129802 （同上） 21 冗华--冗讲 139525 （同上） 22 乐秧--卧龙洞 158196 （同上） 23 火蒙--德卧 182989 （同上） 24 新加--鲁贡 262148 （同上） 25 作坊--麻风院 118589 （同上） 26 长田--百水河 224197 （同上） 27 花木--纳大寨 218799 （同上） 28 磨寨--鲁沟 116046 （同上） 29 年家垭口--放羊湾 224395 （同上） 30 小计 4395976 详细预算表见附录表一 6．2预算编制依据 （1）原邮电部(1995)626号发布的《通信工程建设概算、预算编制办法及费用定额》。 （2）原邮电部(1995)626号文发布的《通信建设工程预算定额 .第二册.通信线路安装工程》。 （3）原邮电部(1997)52号文明确的通信工程概、预算流动施工津贴标准。 （4）原邮电部(1995)945号文发布的《通信建设工程类别划分标准》。 （5）原邮电部(1996)582号文发布的《通信建设工程施工机械台班费用定额》。 （6）计价格[2002]10号文国家计委、建设部关于发布的《工程勘察设计收费管理规定的通知》和计办价格[2002]1153号文国家计委办公厅、建设部办公厅关于《工程勘察收费管理规定有关问题的补充通知》。 （7）信规函[2003]13号“关于通信线路工程中电缆、光缆费用计列有关问题的通知”。 （8）信部规[2000]1219号文信息产业部关于发布《通信工程建设监理费计费标准规定(试行)通知》。 （9）建设部关于“工程勘察设计收费标准”2002年修订本。 （10）贵州通信服务公司提供的材料价格。 （11）建设单位相关负责人的意见和建议及其提供的资料。 （12）本工程设计图纸。 6．3有关单价、费率及费用的取定 （1）价格的取定 光缆及主要材料由贵州通信服务公司提供材料价格，缺项者则采用我公司最新版概、预算软件上的价格。 （2）合加成费率 本工程需要的光缆、钢材及其它、塑料及塑料制品等材料的运距按安龙市到工程所在地取定，运杂费率取100～200km以下子目；水泥及水泥制品按就地购买, 运杂费率取100～200km以下子目。 （3）原邮电部1995(626)号文件精神，当建设项目采用一阶段设计时，设计编制预算，计列预备费，光缆线路预备费费率为4%。 （4）依据原邮电部(1995)945号文发布的《通信建设工程类别划分标准》,本工程属于四类工程，施工企业按三级考虑。 （5）本设计按长途（山区）光缆线路标准计取人工工日。 （6）按原邮电部(1995)626号文规定，流动施工津帖按4.80元/工日取定。 （7）建设用地及综合赔补费中新建杆路、架设吊线和敷设光缆按1000元/公里计取,在现有杆路上架设吊线和敷设光缆按500元/公里计取。 （8）由于部分新建基站光缆线路杆路离公路较远，在附录表一中计取二次搬运费；光缆线路预算表中不计列该项费用。 （9）本工程委托监理公司进行工程监理，新建架空、直埋光缆每公里监理费按720元计取；附挂光缆及管道内布放光缆每公里监理费按300元计取。 （10）钢材及其它、塑料及塑料制品的供销部门手续费经贵州通信服务公司项目负责人同意取消。 (11）光缆部分不计取供销部门手续费、运杂费、运输保险费、采购及保管费。 7工作总结和心得体会 7.1工作总结 在整个的毕业设计期间，我通过查阅资料，向导师请教疑难问题，逐渐对光缆线路的工程设计有了了解。每一个环节都按照进度安排实施，非常顺利。在学习和设计过程中出现了不可避免的问题和错误，在及时地与知道老师沟通过程中逐步解决了问题。 毕业设计终于完成了。我对光缆线路的工程设计也在设计过程中有了较深的了解。从以前的不懂，到现在的有一定认识，这对于一个从未从事过实际操作的大学生是一个跨越。 下一步的工作重点是，进一步对这方面的知识进行研究与学习，不断积累经验，为将来在工作岗位上取得突破性进展打下坚实的基础。 7．2心得体会 转眼间，四年的大学生活就要结束了。在四年的学习生活中，我学到了很多的基础知识和专业知识，自学能力得到了很大的加强，这些在我的毕业设计中起到了很大的帮助。在指导老师的精心教导下，我对光缆线路的工程设计从起初的不了解到有了一定的了解。毕业设计是对我大学四年学习的一个考察，使我在短短两个月的时间内再次感受了四年来的学习过程，对我来说毕业设计是一次非常难忘的经历，这些知识会在我以后的生活中使我受益无穷。 致谢 本文工作的最终完成，得益于很多人的关心、帮助和指导。首先衷心感谢导师黄梅根老师的三个月的悉心指导。大学四年，是我人生中很重要、很难忘的一段经历。导师的科研精神、领导能力和开阔胸怀，令我深深敬仰，并使我终生受益。感谢导师对我的谆谆教诲、悉心关怀和殷切期望，使我在写论文期间获得了很多宝贵的知识。也深切感谢导师对我的关心照顾。在写论文的期间我还得到了周围很多同学的帮助，在此我也对他们表示衷心的感谢。最后，衷心感谢我的家人和亲人。他们对我的学习和工作，表示了很大的理解和支持，付出了很大心血和诸多牺牲。我的父母和亲人也为我二十多年的求学生涯，付出了很大心血和代价。最后感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！谢谢！ 胡燕燕 2007年6月 参考文献： [1]胡先志，邹林森，刘有信.光缆及工程应用.北京：人民邮电出版社，1998. [2] 胡先志，刘泽恒.光纤光缆工程测试.人民邮电出版社，2001. [3]解宝山，陈宝珍.光纤数字通信技术.北京：电子工业出版社，1997. [4]孙强，周虚.光纤通信系统及其应用.北京：清华大学出版社，北方交通大学出版社，2004. [5] Tom Sheldon.Fiber-Optic Cable.2001. [6] 李崇伦.直埋光缆在设计中的路由选择及防护措施.新疆通信，2005. [7]DK.Kenneth S.Fiber Optic Communications for the premises Enviroment. [8]Jay Kim. Technical Specifications for the Installation of Fiber Optic Cable .2002. [9]张廷荣，英汉光纤通信词典.人民邮电出版社，1995. [10]范载云，光缆结构及工艺的发展.通信世界，2007. [11]David R.Goff.A brief History Fiber Optic Technology.2002. [12]Michael A.Saginaw, Fiber Optic Network Development Begins.1993. [13]YD/T908-2000光缆型号命名方式. [14] 王加强，岳新全，李勇.光纤通信工程.北京：北京邮电大学出版社，2003. [15] 长途光通信系统工程设计手册.1992. 附录：英文文献翻译 Fiber-optic cable Fiber-optic cable employs photons for the transmission of digital signals across a strand of ultrapure silica (or plastic in some cases). Optical systems operate in the infrared light range. Photons pass through the cable with negligible resistance. The silica is so pure that, according to Michael Coden of Codenoll Technologies Corporation, a 3-mile-thick window made of the purified silica would give you the same view as a 1/8-inch-thick glass window. As optical system requirements increase, the purity of the cable becomes even more important. The best cable from Corning and Lucent is free of all but the smallest trace elements of iron and other metals, as well as hydroxyl ions, which are present due to water molecules in the cable. A fiber-optic cable guides light from end to end. A signal is injected in one end by an LED (light-emitting diode) or by semiconductor lasers. LEDs can generate signals up to about 300 Mbits/sec. Lasers can generate signals in the multi-gigabit/sec range. LEDs are used for short-distance optical links such as enterprise backbones while lasers are used for longer distance networks. Lasers are also capable of the higher power levels needed for long-haul backbone links. Lasers produce light in "windows" of the near infrared range as listed in the following table. A window is an infrared range that is optimized for optical transmissions. The ITU recently defined the following spectral bands in order to clarify the terminology that is used for fiber-optic systems. These definitions are meant for classification purposes only. Band Descriptor Range (nm) O band Original 1260 to 1360 E band Extended 1360 to 1460 S band Short wavelength 1460 to 1530 C band Conventional 1530 to 1565 L band Long wavelength 1565 to 1625 U band Ultralong wavelength 1625 to 1675 Figure 1 illustrates the structure of fiber-optic cable. The core is the transparent silica (or plastic) through which the light travels. The cladding is a glass sheath that surrounds the core. The cladding acts like a mirror, reflecting light back into the core. The cladding itself is covered with a plastic coating and strength material when appropriate. Figure 1 Figure 2 illustrates the different paths that light will take through a fiber cable, depending on the type of cable. If the core is wide and there is a sharp transition between the core and the cladding, high-order rays will follow reflected paths while low-order modes will follow straighter paths. This causes some of the rays to arrive at the source at a different time-a phenomenon called modal dispersion, as discussed later. Dispersion limits cable distance. Graded-index cable can help resolve the problem, or a small core can be used as in the single-mode cable. Figure 2 Plastic core cable is used for short-distance applications, such as airplane wiring and wiring for some buildings. The remainder of this topic covers silica-based fiber-optic cable. Silica cable is categorized as either multimode cable, which is used for short-distance connections (LANs, campus networks, and short-distance metro networks), or single-mode cable that is used for long-distance (cross-country networks and intercontinental submarine links). The light source for the former is typically an LED, while the light source for the latter is a laser. ⒈Multimode cable    This cable has a relatively large diameter core (50 to 80 microns) and a total diameter of 125 microns. Step-index multimode cable has an abrupt change between core and cladding while graded-index multimode cables has a gradual change between core and cladding. The former is limited to about 50 Mbits/sec, while the latter is limited to 1 Gbit/sec. With graded cable, the amount of refraction gradually drops outward from the core. Light travels faster in a material in which refraction is lower. This causes the light traveling through the outer material to travel faster than light at the core. The end result is that all the light tends to arrive at the same time. But this fix still has distance limitations. ⒉Single mode (monomode) cable    The single-mode cables are the most important cables for long-haul use (carrier and Internet core). The cable has a small core (7 to 10 microns) that forces the light to follow a more linear single path down the cable, as opposed to the multipath reflections of multimode cable. However, another form of dispersion, called chromatic dispersion, is a problem (as discussed later). Lasers are the usual light source. Cable specifications list the core and cladding diameters as fractional numbers. For example, the minimum recommended cable type for FDDI (Fiber Distributed Data Interface) is 62.5/125-micron multimode fiber-optic cable. That means the core is 62.5 microns and the core with surrounding cladding is a total of 125 microns. The cladding diameter must be the same when joining cables because connectors typically use the cladding diameter as a guide for aligning the core. ⒈The core specifications for step-index and graded-index multimode cables is typically 50, 62.5, or 100 microns. The cladding diameter for step-mode cable is 125 microns. ⒉The core diameter for single-mode cable is typically 7 to 10 microns with a cladding diameter of 125 microns. The ITU has defined a series of recommendations that describe the geometrical properties and transmissive properties of multimode and single-mode fiber-optic cables. The four most important recommendations are listed here: ①．ITU G.651    Covers multimode graded-index fiber-optic cable having a 50-micron nominal core diameter and a 125-micron nominal cladding diameter. ②．ITU G.652    Covers single-mode NDSF (non-dispersion-shifted fiber). This cable constitutes most of the cable that was installed in the 1980s. Transmissions take place in the 1,310-nm range where there is minimal signal dispersion. Dispersion causes signal problems over long distances, as described later. G.652 cable supports the following distances and data rates: 1000 km at 2.5 Gbits/sec, 60 km at 10 Gbits/sec, and 3 km at 40 Gbits/sec. ③．ITU G.653    Covers single-mode dispersion-shifted optical fiber cable. The cable is designed in a way to "shift" the region where dispersion is minimized to the 1,550-nm wavelength range. At this range attenuation is also minimized, so longer distance cables are possible. ④．ITU G.655    Covers single-mode NZ-DSF (nonzero dispersion-shifted fiber) cable, which takes advantage of dispersion characteristics that suppress the growth of four-wave mixing, an effect that is harmful to WDM (wavelength division multiplexing) systems. NZ-DSF supports high-power signals and longer distances, as well as closely spaced DWDM (dense WDM) channels at rates of 10 Gbits/sec or higher. Lucent True Wave is an example of this cable. It supports the following distances and data rates: 6000 km at 2.5 Gbits/sec, 400 km at 10 Gbits/sec, and 25 km at 40 Gbits/sec. G.655 is the latest development in fiber-optic cable. In particular, G.655 is optimized for WDM and long-distance cable runs such as submarine cables. It uses dispersion to advantage. Dispersion can help reduce an effect called four-wave mixing (FWM), which occurs in DWDM systems when three wavelengths mix in such a way to produce a fourth wavelength that overlays and interferes with the original signals. Cable Performance Characteristics Fiber cable has certain characteristics that limit its performance. Cable from different manufacturers may exhibit variations in these characteristics. The primary performance limiters are attenuation and dispersion. ⒈Attenuation is signal loss over distance. Think of the light pulses as loosing their energy and flattening out as they travel down the cable. High attenuation will result in errors at the receiver. Attenuation is not a problem for metro-area networks, but it puts distance limitations on long- haul backbone networks. Three types of devices may be used to overcome attenuation: 1． Electronic regenerator This device regenerates signals by first converting optical signals to electrical signals. The electrical signal is regenerated, converted back to optical, and injected back into the fiber. Regenerators are too inefficient for modern high-speed optical networks due to electrical regeneration requirements. On WDM systems, each wavelength requires its own opto-electric amplifier, an expensive proposition if there are many wavelengths. 2． EDFA (erbium-doped fiber amplifier)  This device is an amplifier rather than a signal regenerator. It directly amplifies optical signals without a need to do the optical-to- electrical conversion. An EDFA contains a short strand of erbium-doped fiber and two signal inputs. One input is the optical signal that needs to be amplified. The other is light from a pump laser that excites the erbium atoms so that they give up photons that amplify incoming optical signal photons as described later. ③．EDFA/Raman amplifier combination  Raman amplification is an add-on component that enhances EDFA optical amplifiers. At each EDFA amplifier, a Raman pump injects high-power laser light into the fiber in the opposite direction of the source signal. The injected photons boost the optical signal where it is needed most-at the far end of the laser signal where it is experiencing the most attenuation. Raman amplification can create signal gain of up to 10 dB, which allows longer distance cable runs. It also allows optical networks to obtain transmission rates as high as 40 Gbits/sec. EDFAs are crucial to WDMA systems because a single amplifier boosts all the wavelengths simultaneously. With older electrical regenerators, one regenerator is required for each wavelength, meaning that an entire stack of regenerators is needed at each regeneration point. ⒉Dispersion Another characteristic is dispersion, which is the broadening of a light pulse as it travels down the cable. Excessive dispersion will make a signal difficult to read by the receiver. When an LED or laser sends light into a multimode fiber, a range of wavelengths of light is present. Some of those wavelengths travel at different speeds than others. The effect is to distort waveforms, which can cause errors in reading the signal at the other end of the cable. Graded-index cable is designed to minimize the delay of the slower wavelengths. There are four types of dispersion: ①．Material dispersion    Variations in the refractive properties of the cable cause signal dispersion. ②．Modal dispersion    Occurs in multimode cable. Light takes different paths through the cable with light on some paths having a longer travel time than others. Graded cable balances this effect. ③．Chromatic dispersion    This occurs because some wavelengths travel through a medium faster than others. The longer the cable, the worse the effect, and the harder it is to read the signal. ④．Waveguide dispersion    This dispersion occurs in single-mode fiber due to the difference in the speed of the signal between the core and the cladding. It causes chromatic dispersion. G.652 cable, used in most commercial systems, takes advantage of the 1,310-nm window where chromatic dispersion is minimized. This window is often called the zero-dispersion point-it is the range where chromatic dispersion is minimized because the waveguide dispersion cancels out material dispersion. Long-haul carriers, on the other hand, have higher bandwidth and distance requirements, so G.653 and G.655 "dispersion-shifted" fiber operating in the C band is preferred. The C band is used for DWDM systems. Two other bands are now being used to boost capacity and distance: the 1,460 nm to 1,530 nm S band and the 1565 to 1625 L band. Corning and Lucent are the major providers of long-haul cable. Lucent's TrueWave and AllWave cables are made of single-mode nonzero dispersion fibers that support all the wavelength windows. Both cable types are manufactured with a patented purification process to remove water molecules in the core, thus allowing wider spectrum usage. Corning's LEAF is a single-mode NZ-DSF fiber designed for DWDM systems. It combines low attenuation and low dispersion with an effective area that is 32 percent larger than non- NZ-DSF fiber. This allows more power to be pumped into the network over more channels without nonlinear effects that create noise, distort signals, and degrade performance. Corning's MetroCor fiber is a single-mode NZ-DSF cable optimized for short-distance metropolitan usage. It does not require the powerful lasers that are required in the long-haul environment and so helps reduce the cost of implementing metropolitan fiber networks. 光纤 光纤是一种细长的玻璃纤维。光学系统公司制造的红外光的射程，光子通过光纤只会产生微不足道的损耗。二氧化硅是非常纯净的,根据迈克尔coden的codenoll技术公司的说法，由纯净的石英制成的3英里厚的窗户和1/8英寸的普通玻璃窗可以产生相同的效果。 由于光学系统的需求增加，对光纤纯度的要求越来越高。康宁公司与朗讯开发最好的光纤，只有极其少量的铁和其他物质，类似于氢氧根离子，也就是导致损耗光纤的水分子。 光纤引导光从一端传输到另一端。信号由二极管(发光二极管)或由半导体激光器注入一端。二极管可以产生信号多达约300兆比特/秒。激光器可产生千兆的信号射程。发光二极管是用于短距离光纤连接，如企业内部，激光用于较长距离的网络。激光器在进行长途通信时需要更高功率。 激光器产生光在“视窗”上的近红外线范围列于下表。一个窗口是一种红外线范围，它利用光纤进行传送。 国际电信联盟最近确定了以下频带以便澄清用语用于光纤系统。这些定义是为分类仅供参考。 频带 描述符 范围 (nm) O 频带 原始 1260 to 1360 E 频带 延长 1360 to 1460 S 频带 短波 1460 to 1530 C 频带 常规 1530 to 1565 L 频带 长波 1565 to 1625 U 频带 超长波 1625 to 1675 图表1描述了光纤的结构。纤芯是由高纯度的石英加少量掺杂制成，是光波的传输通道。包层是一个玻璃鞘围绕着纤芯。包层仿佛一面镜子，将光反射回纤芯。包层本身覆盖着塑料涂层和强度材料，用来保护光纤。 图1光纤结构 图2中说明光通过光纤的途径，不同的光纤则途径不同。如果纤芯较大，并且在纤芯和包层之间传输衰减较大，当低阶模式遵循较直路径时高阶射线会跟随路径的反射。这导致一些所传信号到达光纤终端的时间各不相同，这种现象称为模色散， 稍后在做讨论。色散限制光纤长度。渐变折射率光纤可以帮助解决问题，或者一个较小的纤芯用在单模光纤都可以解决问题。 图2 塑料纤芯被用于短距离的传输，例如飞机线材和建筑管线。余下的这一主题介绍石英基光纤。 石英光纤被分为多模光纤用于短距离连接(局域网，校园网，短途城域网)，单模光纤用于长途(越野网络和洲际海底列表)。前者的光源是一个典型发光二极管，而后者的光源则是激光。 ⒈多模光纤 这种光纤有较大的芯径(50至80微米),直径 125微米。阶跃多模的折射率在纤芯和包层之间有突然产生的改变，渐变型多模光纤的折射率则是循序渐进的改变。前者不超过50兆比特/秒,而后者则不超过1千兆比特/秒。渐变型光纤的折射率从纤芯向外逐渐降低。光在折射率越低的物质中传输速度越快。这导致光在外层物质中的传输速率大于光在纤芯中的传输。最后的结果是所有的光几乎在同一时间到达。但这一规定仍然有距离的限制。 ⒉单模光纤 单模光纤是在长途使用中非常重要的一种光纤(载波和互联网纤芯)，相对于多模光纤的多路径反射。这种光纤的芯径很小(7至10微米)从而使得光沿着更加线形的路径游走。另一种形式的色散,称为波长色散。 激光器是比较常见的光源。 光纤规格将芯径和包层作为组装因数。例如,建议的最低光纤类型FDDI(光纤分布式数据接口)为62.5/125-微米多模光纤。这意味着纤芯是62.5微米,包围着纤芯的包层共125微米。包层直径必须相同,因为接续光纤通常使用包层直径作为定位纤芯的引导。 阶跃型和梯度折射率多模光纤的纤芯规格一般是50,62.5,或100微米. 阶跃模式包层直径是125微米。 单模光纤的纤芯直径通常是7至10微米,包层直径为125微米。 国际电联已确定了一系列的建议用来说明多模和单模光纤的几何特性和透射性能。四个最重要的建议,列举如下: ①．ITU G.651多模渐变折射率光纤，有50微米纤芯和125微米的包层直径。 ②．ITU G.652单模光纤 (非色散位移光纤)。这种光纤结构于1980年左右开始使用。传输发生在波长为在1310nm，此时的色散很小几乎为零。色散在远距离传输时会出现信号问题,这个在稍后的文章中在做讨论。G.652光纤支持以下的距离和数据传输速率:1000公里、2.5Gbits/秒,60公里、10Gbits/秒， 3公里、40Gbits/秒。 ③．ITU G.653单模色散位移光纤。这种光纤力求加大波导色散，将最小零色散移至1550nm的地方。在此范围内的衰减也最小,实现了最低衰减和零色散波长一致，这种光纤非常适合远距离传输。 ④．ITU G.655单模 (非零色散位移光纤)光纤，它利用色散的特点抑制四波混合非线性。非零色散位移光纤支持大功率信号和更长的距离, 以及允许密集波分复用的信号传输速率达到10Gbits/秒或更高。朗讯True Wave便是这种光纤的典型例子。它支持以下的距离和数据传输速率:信道速率2.5Gbits/秒的传输距离为6000千米，10Gbits/秒速率传输信号的传输距离为400千米，40Gbits/秒速率传输信号的传输距离为25千米。 G.655是一种新型光纤，非零色散位移光纤适合应用于密集波分复用和长距离的光纤通信网络，例如海底光缆。色散可以帮助减少称为四波混合的影响(FWM)，四波混合发生在密集波分复用系统，是指由三个波长的光波混合后产生的新光波。它将损耗光信号的功率，新生波长可能与某信号波长相同或重叠，造成干扰。 光纤性能 光纤有一些特点限制其性能。不同的厂商生产的光纤可能会呈现不同的特点。主要表现在衰减和色散。 ⒈衰减是在远距离传输时信号丢失，表明了光纤对光能的传输损耗。试想一下光脉冲在光纤传输中将能量丢失。 高衰减将导致错误的接收。衰减在局域网内不是问题,但它在长途骨干网中则有距离限制。以下三种类型的设备可以用来克服衰减: 1． 电再生中继器 这种信号再生器装置首先将光学信号转换成电信号。电信号又被再生,转回光信号,注入回光纤。由于电力再生的要求，再生器在面对现代高速光纤网络时显得效率低下。在波分复用系统,每个光波都需要有自己光电放大器,但是如果出现很多的光波信号的情况这便显得十分昂贵。 2． 掺铒光纤放大器 这种装置是一个放大器,而不是一个信号再生器。它直接放大光信号,而不需要进行光-电转换。掺铒光纤放大器就是1550nm区域的光信号通过掺耳光纤与受激辐射的Er3+离子相互作用而产生的。它主要由有源媒质、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。 3． 掺铒光纤放大器/拉曼放大器  拉曼放大器提高了掺铒光纤放大器的性能。它可以放大掺铒光纤放大器所不能放大的波段，并可在1292~1660nm光谱范围内进行光放大，获得比EDFA宽得多的增益带宽；再次增益介质为普通光纤，可制作分立式或分布式FRA，分布式光纤拉曼放大器可以对信号光进行在线放大，增加光放大的传输距离，应用于40Gbit/s的高速光网络中。 掺铒光纤放大器对于密集波分复用系统显得至关重要,因为多路光波可以共用掺铒光纤放大器。而旧的电再生中继器则每一路光波都需要一个再生器，也就是说每一个中继站都需要一个再生节点，每个波长都要进行光/电/光再生中继，然后复用在一起传向下一站。 ⒉色散 另一个特点是色散。过度色散会令接收方难以阅读信号。当一个发光二极管或激光器发送光进入多模光纤,产生多种波长的光线。它们中的一些以不同的速度进行波长传输。其结果是波形失真这可能导致在光纤的另一端错误读取信号。 渐变型光纤是为了尽量减小时延。 以下分别列举了四种不同的色散： ①．材料色散 是由于光纤材料本身的折射率随频率而变化，使得信号各频率成分的群速不同引起的。 ②．模间色散 发生在多模光纤中。光在光纤中的沿不同路径传输，比如光在某些路径中存在时延差。渐变型光纤可以平衡这一影响。 ③．波长色散 是因为一些波长穿越媒介比其他更快。较长的光纤产生的影响较大，辨认信号的难度也越大。 ④.波导色散 这种色散发生在单模光纤中，指光纤中某一种导波模式在不同的频率下，相位常数不同、群速度不同导致的波导色散。 G.652光纤,大部分用于商用,它充分发挥了在1310nm窗口时波长色散最小的优势。这个窗口通常被称为零色散点,它是波长色散最小的频带,因为波导色散抵消了材料色散。 长途载波,在另一方面,有较高的带宽和距离的要求, 所以G.653和G.655“色散位移”光纤在C频带是首选。密集波分复用系统采用C频带。 目前其他两个频带是用来提高容量和距离的: 频带1460nm到1530nm的S波段和1565nm至1625nm的L波段。 康宁公司和朗讯是长途光纤的主要供应商。朗讯的truewave和allwave是由非零色散单模光纤制成,支持所有的波长窗口。 Truewave光纤消除了1380nm的水峰，allwave则消除了常规光纤在1385nm附近由于氢氧根离子造成的损耗峰，这两种光纤使得可用波长范围大大扩展。 康宁公司的LEAF是一种为满足密集波分复用系统设计的非零色散单模光纤。比色散单模光纤具有更低的衰减,更低的色散，将有效面积增大了32%。这使得更多功率被注入网络而不会产生非线性效应的不良影响-制造噪音、扭曲信号、降低性能。 康宁公司的MetroCor是一种非零色散单模光纤。它在长途环境不需要强大的激光器，因此有利于降低成本 实现城域网的建设。 OTDR OTDR 被测光纤 PAGE I _1209149851.unknown _1209151155.unknown _1209151749.unknown _1209151770.unknown _1209204752.unknown _1209205391.unknown _1209204808.unknown _1209151777.unknown _1209151760.unknown _1209151536.unknown _1209151736.unknown _1209151346.unknown _1209149956.unknown _1209150623.unknown _1209150882.unknown _1209150305.unknown _1209150018.unknown _1209150051.unknown _1209149877.unknown _1209149896.unknown _1209068160.unknown _1209149566.unknown _1209068219.unknown _1209059442.unknown _1209067912.unknown _1209067944.unknown _1209067863.unknown _1209067886.unknown _1209060060.unknown _1209055917.unknown _1209056053.unknown _1209055718.unknown _1124627557.unknown