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第1章概述第2章通信光纜第3章光纜線路工程設(shè)計(jì)第4章光纜線路工程施工準(zhǔn)備第5章光纜線路工程施工第6章光纜線路接續(xù)與成端第7章光纜線路防護(hù)第8章光纜線路工程常用儀表、竣工測(cè)試與工程驗(yàn)收第9章光纜線路維護(hù)、排障與管理第1章概述1.1光纖通信的優(yōu)點(diǎn)1.2光纖通信系統(tǒng)1.3光纜通信工程建設(shè)程序復(fù)習(xí)思考題

1.1光纖通信的優(yōu)點(diǎn)

光纖通信就是以光波為載體,光纖(纜)為傳輸媒質(zhì)的通信方式。光纖通信與傳統(tǒng)的各種電纜(銅纜、同軸)通信或無(wú)線通信方式相比,具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

(1)通信容量大,傳輸距離長(zhǎng)。光纖通信使用的光波頻率為1014

~1015Hz數(shù)量級(jí),是常用的微波頻率的104

~105

倍,因此光纖通信具有很大的通信容量,這是光纖通信優(yōu)于其它通信的最顯著特點(diǎn)。

(2)抗電磁干擾,傳輸質(zhì)量佳。任何信息傳輸系統(tǒng)都應(yīng)具有一定的抗干擾能力,否則就無(wú)實(shí)用意義。通信的干擾源很多:有天然干擾源,如雷電、電離層的變化及太陽(yáng)的黑子活動(dòng)等;有工業(yè)干擾源,如電動(dòng)馬達(dá)和高壓電力線等;還有無(wú)線電通信的相互干擾等。

(3)信號(hào)串?dāng)_小,保密性能好。對(duì)通信系統(tǒng)的另一個(gè)重要要求是保密性好。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜線路附近(甚至幾千米之外)設(shè)置一個(gè)特別的接收裝置,就可以獲得明線或電纜中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

(4)材料來(lái)源豐富,節(jié)省且環(huán)保。現(xiàn)有的電話線或電纜是由銅、鋁、鉛等金屬材料制成的。

(5)光纖尺寸小、質(zhì)量輕,便于敷設(shè)和運(yùn)輸。通信設(shè)備的體積和重量對(duì)許多領(lǐng)域具有重要的意義,特別是軍事、航空及宇宙飛船等領(lǐng)域。光纖的芯徑很細(xì),它只有單管同軸電纜芯徑的1%左右;光纜的直徑也很小,八芯光纜橫截面直徑約為10mm,而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。

由于光纖通信具備上述諸多優(yōu)點(diǎn),除了在公用通信和專用通信系統(tǒng)中使用外,還在其它許多領(lǐng)域,如測(cè)量、傳感、自動(dòng)控制及醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,都得到了廣泛的應(yīng)用。

光纖通信也存在一些缺點(diǎn),例如,光纖的制造工藝比較復(fù)雜,因?yàn)樵诠饫w生產(chǎn)過(guò)程中,如果光纖表面存在或產(chǎn)生微裂紋,會(huì)使光纖抗拉強(qiáng)度降低;光纖的連接必須使用專門的工具和儀表;光纖和光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工以及維護(hù)中應(yīng)采取相應(yīng)防水措施;光分路、耦合不方便,且光纖彎曲半徑不能太小等。光纖通信的這些缺點(diǎn)都可以克服,在實(shí)際工程施工和維護(hù)工作中,應(yīng)盡量注意,避免這些問(wèn)題的發(fā)生。

1.2光纖通信系統(tǒng)

根據(jù)信息論理論,任何一種通信系統(tǒng)都是由信源、信道和信宿三要素組成的。相應(yīng)地,組成光纖通信系統(tǒng)的三大要素包括光發(fā)射機(jī)、光纖(光纜)和光接收機(jī)。

1.2.1光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成

一個(gè)實(shí)用的光纖通信系統(tǒng),除了應(yīng)具備上述三大要素外,還要配置各種功能的電路、設(shè)備和輔助設(shè)施,如接口電路、復(fù)用設(shè)備、管理系統(tǒng)以及供電設(shè)施等,才能投入運(yùn)行。除此之外,光纖通信系統(tǒng)還應(yīng)根據(jù)用戶需求、業(yè)務(wù)種類和技術(shù)水平等來(lái)確定具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此,光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形式是多種多樣的,但其基本結(jié)構(gòu)仍然是確定的。

圖1－1出了光纖通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),或稱之為原理模型。圖1－1光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成

圖1－1中的光纖通信系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成:光發(fā)射機(jī)、光纖(光纜)和光接收機(jī)。由于光纖只能傳輸光信號(hào)不能傳輸電信號(hào),而目前的多數(shù)終端還是電終端。因此,實(shí)用系統(tǒng)在發(fā)送端必須先將來(lái)自多個(gè)用戶終端的低速電信號(hào)復(fù)用成高速電信號(hào),再將高速電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)(即電/光變換);在接收端把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(即光/電變換),再將高速的電信號(hào)解復(fù)用為低速電信號(hào),分配至相應(yīng)的用戶終端。

直接強(qiáng)度調(diào)制和直接檢波是指在電/光變換過(guò)程中,輸出光信號(hào)功率的時(shí)間響應(yīng)與輸入電信號(hào)功率的時(shí)間響應(yīng)成比例;同樣地,在光/電變換過(guò)程中,輸出電信號(hào)功率的時(shí)間響應(yīng)也應(yīng)與輸入光信號(hào)功率的時(shí)間響應(yīng)成比例。這種光纖通信系統(tǒng)稱為光強(qiáng)度調(diào)制(IM,IntensityModulation)光纖通信系統(tǒng)。目前,采用光強(qiáng)度調(diào)制的光纖通信系統(tǒng)可分為模擬光強(qiáng)度調(diào)制光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光強(qiáng)度調(diào)制光纖通信系統(tǒng)。

直接強(qiáng)度調(diào)制通過(guò)改變光源的驅(qū)動(dòng)電流調(diào)制光源的發(fā)光強(qiáng)度,調(diào)制速度受到限制。目前,在高速系統(tǒng)中(大于2.5Gb/s)一般使用外調(diào)制,即光源發(fā)出的光,在光路上通過(guò)聲光調(diào)制、電光調(diào)制器件來(lái)調(diào)制光強(qiáng),外調(diào)制系統(tǒng)具有很高的響應(yīng)速度。

光源將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。目前光纖通信系統(tǒng)中常用的光源主要有兩種:發(fā)光二極管(LED)和激光器(LD),這兩種器件都是用半導(dǎo)體材料制成的。其主要參數(shù)和性能的比較如表1－1所示。

光電檢測(cè)器的作用是把接收到的光信號(hào)變換為電流,以便其后的電路進(jìn)行放大和處理。目前,光纖通信用的光電檢測(cè)器都是由半導(dǎo)體化合物構(gòu)成的光電二極管,主要有兩種:

一種是無(wú)放大能力的光電二極管(PIN；

另一種是有內(nèi)部增益的雪崩光電二極管(APD)。這兩種光電檢測(cè)器的簡(jiǎn)單比較如表1－2所示。

光纖是光信號(hào)的傳輸信道,光纖在實(shí)際應(yīng)用時(shí),必須采用適當(dāng)?shù)姆绞綄⑺韪鶖?shù)的光纖束成纜使用,也即光纜。通常根據(jù)光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)哪?shù)不同,可將光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類型,下面僅對(duì)這兩類光纖進(jìn)行簡(jiǎn)單比較,如表1－3所示。

1.2.2光纖通信系統(tǒng)的分類

光纖通信系統(tǒng)可根據(jù)其所傳輸?shù)墓獠ㄩL(zhǎng)、傳輸信號(hào)形式、傳輸光纖類型和光接收方式等的不同,分成各種類型。

1.按傳輸波長(zhǎng)劃分

根據(jù)傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng),可以將光纖通信系統(tǒng)分為短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)、長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)以及超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)。

2.按光纖傳導(dǎo)模式數(shù)量劃分

根據(jù)光纖的傳導(dǎo)模式數(shù)量,可以將光纖通信系統(tǒng)分為多模光纖通信系統(tǒng)和單模光纖通信系統(tǒng)。

3.按調(diào)制信號(hào)形式劃分

根據(jù)調(diào)制信號(hào)的類型,可以將光纖通信系統(tǒng)分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。

4.按傳輸信號(hào)的調(diào)制方式劃分

根據(jù)傳輸信號(hào)的調(diào)制方式,可將光纖通信系統(tǒng)分為直接調(diào)制光纖通信系統(tǒng)和間接調(diào)制光纖通信系統(tǒng)。

5.其它劃分

其它類型的光纖通信系統(tǒng)如表1－4所示。

1.3光纜通信工程建設(shè)程序

光纜通信工程主要包括光纜線路工程和設(shè)備安裝工程兩部分,它們多屬于基本建設(shè)項(xiàng)目。公用電信網(wǎng)的光纜通信工程,按行政隸屬關(guān)系可分為部直屬項(xiàng)目(如光纜一級(jí)干線工程)和地方項(xiàng)目(如光纜二級(jí)干線工程)。市內(nèi)光纜通信工程多數(shù)屬于某一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中的一個(gè)單項(xiàng)工程或單位工程。一般大中型光纜通信工程的建設(shè)程序可以劃分為立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、施工和驗(yàn)收投產(chǎn)五個(gè)階段,如圖1－2所示。圖1－2光纜通信系統(tǒng)工程建設(shè)程序

1.立項(xiàng)階段

1)項(xiàng)目建議書的提出

項(xiàng)目建議書的提出是工程建設(shè)程序中最初階段的工作,是投資決策前對(duì)該項(xiàng)目的輪廓設(shè)想,主要包括如下內(nèi)容:

(1)項(xiàng)目提出的背景,建設(shè)的必要性和主要依據(jù),介紹國(guó)內(nèi)外主要產(chǎn)品的對(duì)比情況和引進(jìn)的理由,以及幾個(gè)國(guó)家同類產(chǎn)品的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析比較;

(2)建設(shè)規(guī)模、地點(diǎn)等初步設(shè)想;

(3)工程投資估算和資金來(lái)源;

(4)工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益估計(jì)。

項(xiàng)目建議書可根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、性質(zhì),報(bào)送相關(guān)計(jì)劃主管部門審批。項(xiàng)目建議書經(jīng)主管部門批準(zhǔn)后可以進(jìn)行可行性研究,利用外資項(xiàng)目可以開始對(duì)外的商務(wù)洽談。

2)可行性研究

可行性研究是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上是否可行的分析論證,是工程規(guī)劃階段的重要程序。光纜通信工程的可行性研究主要包括以下內(nèi)容:

(1)總論:應(yīng)包括項(xiàng)目提出的背景、必要性,可行性研究的依據(jù)和范圍,對(duì)建設(shè)必要性、規(guī)模和效益評(píng)價(jià)等的簡(jiǎn)要結(jié)論。

(2)需求預(yù)測(cè)和擬建規(guī)模:應(yīng)包括通信需求的預(yù)測(cè),建設(shè)規(guī)模和建設(shè)項(xiàng)目的構(gòu)成范圍。

(3)擬建方案論證:應(yīng)包括干線主要路由及局站設(shè)置方案論證,通路組織方案論證,設(shè)備選型方案論證,新建項(xiàng)目與原有通信設(shè)施的配合方案論證,原有設(shè)施的利用、挖潛和技術(shù)改造方案的論證。

(4)建設(shè)可行性條件:應(yīng)包括協(xié)作條件、供貨情況、設(shè)備來(lái)源以及資金來(lái)源等。

(5)工程量、設(shè)備器材、投資估算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析:應(yīng)包括選定方案的主要工程量,設(shè)備、器材的估算,投資估算以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。

(6)項(xiàng)目建成后的維護(hù)組織、勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)的建議和估算。

(7)對(duì)工程建設(shè)有關(guān)的配套建設(shè)項(xiàng)目安排的建議。

(8)對(duì)建設(shè)進(jìn)度安排的分析。

(9)其它與建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)的問(wèn)題及其注意事項(xiàng)。

(10)附錄:應(yīng)包括主要文件名稱與摘錄,業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)計(jì)算書,重要技術(shù)方案的技術(shù)計(jì)算書,工程建設(shè)方案(路由及設(shè)站)總示意圖,工程近、遠(yuǎn)期通路組織圖,主要過(guò)河線、市區(qū)進(jìn)線、重要技術(shù)方案示意圖等。

3)專家評(píng)估

所謂專家評(píng)估,是指由項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)部門組織部分理論扎實(shí)、有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家,對(duì)可行性研究的內(nèi)容作技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的評(píng)價(jià),并提出具體的意見和建議。專家評(píng)估報(bào)告

是主管領(lǐng)導(dǎo)決策的主要依據(jù)之一。目前,對(duì)于重點(diǎn)工程、技術(shù)引進(jìn)項(xiàng)目等進(jìn)行專家評(píng)估是十分有意義的。

4)設(shè)計(jì)任務(wù)書的撰寫

設(shè)計(jì)任務(wù)書是確定建設(shè)方案的基本文件,是編制設(shè)計(jì)文件的主要依據(jù)。撰寫設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí),根據(jù)可行性研究推薦的最佳方案編寫,然后視項(xiàng)目規(guī)模送相關(guān)審批部門批準(zhǔn)后方可

生效。

設(shè)計(jì)任務(wù)書的主要內(nèi)容包括:

(1)建設(shè)目的、依據(jù)和建設(shè)計(jì)劃規(guī)模。

(2)預(yù)期增加的通信能力。

(3)光纜線路的走向。

(4)經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)、投資回收年限估計(jì)以及引進(jìn)項(xiàng)目的用匯額度、財(cái)政部門對(duì)資金來(lái)源等的審查意見。

2.設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)就是編制設(shè)計(jì)文件并對(duì)其進(jìn)行審定。

設(shè)計(jì)階段的劃分是根據(jù)項(xiàng)目的規(guī)模、性質(zhì)等不同情況而定的。一般大中型項(xiàng)目采用兩階段設(shè)計(jì),即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。大型、特殊工程項(xiàng)目或技術(shù)上比較復(fù)雜且缺乏設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目,也可實(shí)行三階段設(shè)計(jì),即初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。小型項(xiàng)目也可采用一階段設(shè)計(jì),即施工圖設(shè)計(jì),如設(shè)計(jì)、施工技術(shù)都比較成熟的本地網(wǎng)光纜線路工程等,可采用一階段設(shè)計(jì)。

分階段的設(shè)計(jì)文件編制出版后,應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的規(guī)模和重要性,由主管部門組織設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)、物資器材供應(yīng)、銀行等單位的有關(guān)人員進(jìn)行會(huì)審,并提出會(huì)審意見和建議,然

后根據(jù)會(huì)審情況確定是否報(bào)批或修改。

初步設(shè)計(jì)一經(jīng)批準(zhǔn),執(zhí)行中不得隨意修改變更。施工圖是承擔(dān)工程實(shí)施的部門即具有施工資質(zhì)的施工企業(yè)完成項(xiàng)目建設(shè)的主要依據(jù)。

3.準(zhǔn)備階段

準(zhǔn)備階段的主要任務(wù)是做好工程開工前的準(zhǔn)備工作,主要包括建設(shè)準(zhǔn)備和計(jì)劃安排。建設(shè)準(zhǔn)備主要指完成開工前的主要準(zhǔn)備工作,如勘察工作中水文、地質(zhì)、氣象、環(huán)境

等資料的收集;路由障礙物的遷移、交越處理措施手續(xù);主要材料、設(shè)備的預(yù)訂貨以及工程施工的招投標(biāo)等。

4.施工階段

建設(shè)單位經(jīng)過(guò)招標(biāo)與施工單位簽訂施工合同后,施工單位應(yīng)根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度及技術(shù)要求編制施工組織計(jì)劃并做好開工前相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。

光纜施工應(yīng)按施工圖規(guī)定的工作內(nèi)容以及合同書要求,由施工總承包單位組織與工程量相適應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)施工隊(duì)伍和設(shè)備安裝施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。線路工程、設(shè)備安裝工程

開工前,均須向上級(jí)主管部門呈報(bào)施工開工報(bào)告,經(jīng)批準(zhǔn)后才能正式實(shí)施。

5.驗(yàn)收投產(chǎn)階段

為了充分保證光纜通信工程的施工質(zhì)量,工程結(jié)束后,必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)收才能投產(chǎn)使用。驗(yàn)收投產(chǎn)階段的主要內(nèi)容包括工程初驗(yàn)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、工程移交、試運(yùn)行以及竣工驗(yàn)收等幾個(gè)方面。

初驗(yàn)合格后的工程項(xiàng)目即可進(jìn)行工程移交,開始試運(yùn)行。

生產(chǎn)準(zhǔn)備是指工程交付使用前必須進(jìn)行的生產(chǎn)、技術(shù)和生活等方面的必要準(zhǔn)備,準(zhǔn)備是否充分將影響到已建工程能否及時(shí)投產(chǎn)、發(fā)揮其設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力。生產(chǎn)準(zhǔn)備包括:

(1)培訓(xùn)生產(chǎn)人員。一般在施工前配齊生產(chǎn)人員,這些人員可直接參加施工、驗(yàn)收等工作,使其熟悉工藝過(guò)程、方法,為今后獨(dú)立維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)按設(shè)計(jì)文件配置好工具、器材及備用維護(hù)材料。

(3)組織好管理機(jī)構(gòu),制訂規(guī)章制度以及配備好辦公、生活等設(shè)施。

試運(yùn)行是指工程初驗(yàn)后到正式驗(yàn)收、移交之間的設(shè)備運(yùn)行。試運(yùn)行期一般為三個(gè)月,大型或引進(jìn)的重點(diǎn)工程項(xiàng)目,試運(yùn)行期可適當(dāng)延長(zhǎng)。

試運(yùn)行期間,應(yīng)按維護(hù)規(guī)程要求檢查證明系統(tǒng)已達(dá)到設(shè)計(jì)文件規(guī)定的生產(chǎn)能力和傳輸指標(biāo)。試運(yùn)行期滿后,應(yīng)提交系統(tǒng)使用情況報(bào)告給工程竣工驗(yàn)收會(huì)議。

當(dāng)工程的試運(yùn)行結(jié)束并具備了驗(yàn)收交付使用的條件后,由主管部門及時(shí)組織相關(guān)單位的工程技術(shù)人員對(duì)工程進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)收,即竣工驗(yàn)收。竣工驗(yàn)收是對(duì)光纜線路工程進(jìn)行全面

檢查和指標(biāo)抽測(cè),驗(yàn)收合格后簽發(fā)驗(yàn)收證書,表明工程建設(shè)告一段落,正式投產(chǎn)交付使用。

對(duì)于中小型工程項(xiàng)目,可以視情況適當(dāng)簡(jiǎn)化手續(xù),將工程初驗(yàn)與竣工驗(yàn)收合并進(jìn)行。

復(fù)習(xí)思考題

1.與通信電纜相比,光纖光纜具有哪些優(yōu)點(diǎn)?

2.簡(jiǎn)述光纖通信系統(tǒng)的組成與各部分的作用。

3.光纖通信系統(tǒng)有哪些分類方法?

4.光纜通信工程建設(shè)程序劃分為哪幾個(gè)階段?

5.光纜通信工程中設(shè)計(jì)階段是如何劃分的?

6.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)單位、施工單位在光纜通信工程建設(shè)程序的各個(gè)階段中的主要工作。第2章通信光纜2.1光纜的結(jié)構(gòu)2.2光纜的材料2.3光纜的分類2.4光纜的型2.5光纜的機(jī)械和環(huán)境性2.6光纜的端別和纖序2.7特種光纜復(fù)習(xí)思考題

2.1光纜的結(jié)構(gòu)

2.1.1光纜的基本構(gòu)成

1.纜芯將套塑并滿足機(jī)械強(qiáng)度要求的單根或多根芯線與不同形式的加強(qiáng)件和填充物組合在一起稱為纜芯。纜芯的作用是妥善安置光纖,使光纖在一定外力作用下仍能保持優(yōu)良的傳輸性能。

纜芯包括光纖、光纖套管或骨架、中心加強(qiáng)元件以及油膏等,必要時(shí)還有銅線。中心加強(qiáng)元件的作用是在光纜敷設(shè)時(shí)承受牽引力,以增加光纜的機(jī)械強(qiáng)度;油膏具有可靠的防潮性能,防止潮氣侵蝕纖芯;銅線主要作為遠(yuǎn)距離供電回路,向無(wú)電力中繼站供電。

2.加強(qiáng)元件

為了提升光纜的抗拉強(qiáng)度和機(jī)械性能,將一根或多根加強(qiáng)元件組裝到光纜結(jié)構(gòu)中用以承受光纜施工或外力所引起的拉力負(fù)荷。加強(qiáng)元件在光纜中的位置有中心式、分布式和鎧

裝式三種:位于光纜中心的,稱為中心加強(qiáng),材料可以是單根高強(qiáng)度鋼線,也可以是柔軟性好、便于施工的多股鋼絞線;處于纜芯外層并繞包一層塑料以保證與光纖的接觸面光滑并具有一定彈性的,稱為分布式加強(qiáng);位于纜芯繞包一周的稱為鎧裝式加強(qiáng)。在機(jī)械特性方面,對(duì)加強(qiáng)元件的基本要求是:具有高楊氏模量、高彈性范圍、高強(qiáng)度、低線膨脹系數(shù)和良好的撓曲性能,以得到強(qiáng)度高、質(zhì)量小、熱性能穩(wěn)定的光纜結(jié)構(gòu)。

3.護(hù)層

護(hù)層是由護(hù)套和外護(hù)層構(gòu)成的多層組合體,其作用為保護(hù)纜芯,使纜芯具備一定的抵御外部機(jī)械、物理和化學(xué)作用的能力,并能適應(yīng)各種敷設(shè)方式和應(yīng)用環(huán)境,保證光纜正常的使用壽命。

目前,常用的光纜護(hù)層主要有無(wú)鎧裝光纜、皺紋鋼帶鎧裝光纜、細(xì)鋼絲鎧裝光纜、皺紋鋼帶鎧裝防蟻光纜、單粗鋼絲鎧裝光纜以及雙粗鋼絲鎧裝光纜等六種。

4.填充物

在光纜纜芯的空隙中注滿填充物(油膏),其作用是保護(hù)光纖免受潮氣侵蝕和減少光纖的相互摩擦。填充物應(yīng)保證在60℃時(shí)不溶化從光纜中流出,在光纜允許的低溫時(shí)不凝固導(dǎo)致光纜的彎曲特性惡化。

光纜結(jié)構(gòu)設(shè)有多重保護(hù),目的就是避免光纖受到外力損傷,確保光纖的傳輸性能和使用壽命等。盡管光纜結(jié)構(gòu)如此嚴(yán)密,在局部損傷塑料外護(hù)層時(shí),若不及時(shí)采取有效補(bǔ)救措施,則可能接著損壞金屬護(hù)套、甚至內(nèi)PE護(hù)層。

2.1.2常用光纜結(jié)構(gòu)

目前,常用的光纜基本結(jié)構(gòu)大體可分為層絞式、骨架式、束管式和帶狀式四種,每種基本結(jié)構(gòu)中既可放置分離光纖,也可放置帶狀光纖,常用光纜的基本結(jié)構(gòu)如圖2－1所示。圖2－1光纜的基本結(jié)構(gòu)

1.層絞式結(jié)構(gòu)

層絞式光纜易于制造,應(yīng)用廣泛,它屬于中心加強(qiáng)元件配置方式。層絞式結(jié)構(gòu)光纜有緊套光纖也有松套光纖。中心加強(qiáng)元件主要包括塑料被覆的多股絞合或?qū)嵭牡匿摻z與FRP兩種增強(qiáng)件(習(xí)慣稱為加強(qiáng)芯),FRP(如芳綸)其強(qiáng)度能滿足光纜要求,主要應(yīng)用于無(wú)金屬光纜。

層絞式光纜是由緊套或松套光纖扭絞在中心加強(qiáng)元件周圍,用包帶方法固定,然后根據(jù)管道、架空或直埋等不同敷設(shè)要求,用PVC或ALPE粘接護(hù)層作外護(hù)層(埋式光纜還增加皺紋鋼或鋼絲鎧裝層)的光纜。

緊套層絞式光纜容納的光纖芯數(shù)有限,且徑向側(cè)壓力會(huì)影響光纜損耗,在成纜時(shí)可采用不同模量的多層塑料材料充當(dāng)緩沖涂層來(lái)降低微彎損耗,施工牽引時(shí)應(yīng)充分考慮到側(cè)壓

力的影響。

松套層絞式光纜采用松套管作為第二道保護(hù),側(cè)壓性能進(jìn)一步提高。

隨著光纖芯數(shù)的增多,光纜會(huì)出現(xiàn)單元式絞合結(jié)構(gòu):一個(gè)松套管就是一個(gè)單元,其內(nèi)可有多根光纖,目前多為直徑250mm的一次涂覆光纖。

層絞式光纜的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是:光纜中容納的光纖數(shù)量多,光纜中光纖余長(zhǎng)易控制,光纜的機(jī)械、環(huán)境性能好,適合直埋、管道敷設(shè),也可用于架空敷設(shè);缺點(diǎn)是:光纜結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)備復(fù)雜,生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)繁瑣,材料消耗多。

2.骨架式結(jié)構(gòu)

骨架式光纜不但可用多芯光纖基本骨架構(gòu)成不同芯數(shù)和性能的光纜,而且對(duì)光纖有良好的保護(hù)性能,側(cè)壓強(qiáng)度高、抗彎性能好,對(duì)光纜線路施工、尤其是管道光纜的穿放十分有利。

骨架式光纜將光纖放置于橫截面為V形或U形的塑料骨架中,相應(yīng)凹槽縱向呈螺旋形或正弦形。

骨架式光纜制造過(guò)程中,骨架間凹槽的幾何形狀確定后,通過(guò)調(diào)節(jié)合適的節(jié)距,使光纖余長(zhǎng)適應(yīng)光纖應(yīng)力和熱膨脹性能的要求,這將影響到光纜的機(jī)械和溫度性能,同時(shí)對(duì)施

工及施工后光纖殘余應(yīng)力的產(chǎn)生有一定影響。

骨架式光纜的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)緊湊、纜徑小、光纖纖芯密度大,施工接續(xù)中無(wú)需清除阻水油膏,接續(xù)效率高;缺點(diǎn)是:制造設(shè)備復(fù)雜(需要專用的骨架生產(chǎn)線)、工藝環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)技術(shù)難度大等。

3.束管式結(jié)構(gòu)

束管式結(jié)構(gòu)相當(dāng)于把松套管擴(kuò)大至整個(gè)纜芯而形成一個(gè)管腔,將光纖束集中放置在管腔內(nèi)并填充油膏,以改善光纖在光纜內(nèi)因側(cè)壓、牽引以及彎曲時(shí)的受力狀態(tài),而加強(qiáng)元件

則由纜芯中央移至光纜的外護(hù)層中,在減小纜芯直徑的同時(shí)將抗拉功能與護(hù)套功能結(jié)合起來(lái),在中心管腔內(nèi)放置若干由色譜標(biāo)識(shí)的一次涂覆光纖束,最終形成接近上百芯的光纜。

束管式光纜具有強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn),尤其耐側(cè)壓性能可防止惡劣施工環(huán)境和可能出現(xiàn)的野蠻作業(yè)的影響,同時(shí)纖芯和加強(qiáng)件分離的結(jié)構(gòu)也提高了傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

束管式光纜的其它優(yōu)點(diǎn)是:

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝簡(jiǎn)捷,光纜截面小、重量輕,適合架空敷設(shè),也可用于管道或直埋敷設(shè);

缺點(diǎn)是:纖芯數(shù)量不宜過(guò)多,松套管擠塑工藝中松套管冷卻不夠,成品光纜中松套管會(huì)出現(xiàn)后縮,光纜中光纖余長(zhǎng)不好控制。

4.帶狀式結(jié)構(gòu)

帶狀式光纜的突出優(yōu)點(diǎn)是可容納大量的光纖,一般在100芯以上,可作為用戶光纜滿足實(shí)際需求。帶狀式光纜是將一次涂覆光纖放入塑料帶內(nèi)制成光纖帶,然后將多層光纖帶放在一起構(gòu)成纜芯,施工時(shí)以光纖帶為單元完成一次接續(xù),以適應(yīng)大量光纖接續(xù)、安裝的需要。

2.2光纜的材料

光纜是由光纖、高分子材料、金屬塑料復(fù)合帶及金屬加強(qiáng)件等共同構(gòu)成的光信息傳輸介質(zhì)。光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是根據(jù)通信系統(tǒng)容量、使用環(huán)境條件、敷設(shè)方式、制造工藝等,通過(guò)合理選用各種材料來(lái)提高光纜的拉伸應(yīng)變性能、滲水性能、溫度循環(huán)特性等機(jī)械、環(huán)境性能。

構(gòu)成光纜的材料除光纖外主要包括高分子材料、復(fù)合材料以及金屬材料等三大類。

1.高分子材料

1)松套管材料

工業(yè)用松套管材料一般為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)和聚碳酸酯(PC)等。PBT以其優(yōu)良的機(jī)械特性、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性以及與光纖用填充阻水油膏和光纜用涂覆阻水油膏的高相容性,而被廣泛地用作光纖松套管材料。

2)聚乙烯護(hù)層材料

聚乙烯(PE)是由乙烯聚合而成的高分子材料,其特點(diǎn)表現(xiàn)在:分子結(jié)構(gòu)緊密,分子鏈間隙極小,滲透性和吸水性弱,具有極高的抗潮性能和較高的絕緣性能;電氣性能和化學(xué)性能很穩(wěn)定;有一定的機(jī)械強(qiáng)度;價(jià)格便宜,易于加工。

3)阻燃護(hù)層材料

光纜作為傳輸介質(zhì),被應(yīng)用于各種室內(nèi)場(chǎng)所、智能大廈、綜合布線系統(tǒng)及各種局域網(wǎng)中,為了人員及樓宇的安全,均應(yīng)考慮光纜線路的阻燃問(wèn)題,要求光纜護(hù)層具有能長(zhǎng)期保護(hù)纜芯、耐熱、耐火、耐溶劑、無(wú)毒、低煙等性能。阻燃護(hù)層材料按其是否含鹵可分為兩類:含鹵阻燃料和無(wú)鹵阻燃料。

4)高密度聚乙烯(HDPE)絕緣材料

高密度聚乙烯(HDPE)絕緣材料是以HDPE為基礎(chǔ)樹脂,再添加金屬鈍化劑、抗氧劑、改性劑等以一定比例加工而成的,具有優(yōu)良的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的電氣性能,因此被廣泛應(yīng)用于光纜的骨架以及填充繩材料。此外,HDPE還具備良好的耐熱應(yīng)力開裂和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能,且與光纜阻水油膏相容性好。

5)阻水油膏

為了防止水和潮氣滲入光纜,需要往松套管內(nèi)縱向注入纖用阻水油膏,并沿纜芯縱向的其他空隙填充纜用阻水油膏,旨在防止各護(hù)層破裂后水向松套管和纜芯縱向滲透,使光

纖表面的微裂紋擴(kuò)張最終導(dǎo)致光纖斷裂,同時(shí)防止水與光纜結(jié)構(gòu)中金屬元件的化學(xué)置換反應(yīng)產(chǎn)生的氫導(dǎo)致光纖氫損。

6)熱熔膠

熱熔膠是由高彈性、高抗張力強(qiáng)度和高伸長(zhǎng)率的熱塑性橡膠與混合樹脂、調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑經(jīng)一定工藝加工而成的一種棕色透明狀的彈性塊狀膠體,主要用于光纜鎧裝層復(fù)合帶

的搭接縫粘接,可以防止光纜鎧裝層橫向和縱向滲水。熱熔膠具有強(qiáng)粘接力的同時(shí),還要求其粘接力必須具有分布均勻,固化速度快,熱穩(wěn)定性、氣化性能好,與其他材料相容性好等特點(diǎn)。

7)聚酯帶

聚酯帶在光纜中用作包扎材料,例如層絞式光纜中,纜芯是以鋼絞線為中心加強(qiáng)件,套塑后光纖繞中心加強(qiáng)件絞合排列,空隙填充纜膏,再由聚酯帶繞包而成。聚酯帶為酯類聚合物,具有良好的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和抗拉強(qiáng)度,同時(shí)具備收縮率小、尺寸穩(wěn)定性好、低溫柔性好、擊穿電壓高、絕緣性能好等特點(diǎn)。

8)阻水帶

光纜的阻水方式有兩種:憎水型阻水和吸水膨脹型阻水。阻水帶依據(jù)的是吸水膨脹阻水機(jī)理,即干性水溶膨脹料阻水。阻水帶是用黏接劑將吸水樹脂粘附在兩層聚酯纖維無(wú)紡布中構(gòu)成的帶狀材料,當(dāng)滲入光纜內(nèi)部的水與阻水帶中的吸水樹脂相接觸時(shí),吸水樹脂就迅速吸收滲入水,其自身體積快速膨脹百倍甚至上千倍,迅速充滿光纜的空隙,從而阻止水分在光纜中進(jìn)一步縱向和橫向流動(dòng)。

9)芳綸紗

架設(shè)在高壓電力輸電線路上的全介質(zhì)自承式光纜(ADSS光纜),其重量不是靠懸掛鋼索支承,而是靠光纜自身配置的抗拉元件玻璃鋼圓棒和芳綸紗來(lái)支承自重和抗拉。芳綸紗的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、抗拉強(qiáng)度高。通常,芳綸紗被放置在光纜的內(nèi)外護(hù)套之間,以提升光纜的縱向抗拉強(qiáng)度。一般,用芳綸紗作為標(biāo)準(zhǔn)元件的ADSS光纜跨度范圍為75~1100m。

2.復(fù)合材料

復(fù)合材料主要有鋼塑復(fù)合帶和鋁塑復(fù)合帶兩種,用于光纜鎧裝層,其作用是隔潮、保護(hù)纜芯免受機(jī)械損傷,提高光纜的側(cè)壓力、耐沖擊力以及電磁屏蔽性能。

復(fù)合材料應(yīng)注意金屬?gòu)?fù)合帶中鋼帶/鋁箔與塑膜的剝離強(qiáng)度、復(fù)合帶間的熱封強(qiáng)度、銷裝搭接縫的黏接強(qiáng)度等,還應(yīng)注意復(fù)合帶的耐水、耐油以及與填充油膏的相容性,以免

發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫,造成氫損。

3.金屬材料

光纜在敷設(shè)和使用過(guò)程中均可能產(chǎn)生軸向應(yīng)力,為保證光纜在所允許的應(yīng)力作用下工作,必須選用金屬材料作為加強(qiáng)元件來(lái)提高光纜的抗拉伸、壓扁和彎曲等的機(jī)械性能。光

纜中的金屬材料指鋼絲或鋼絞線,鋼絲主要有鍍鋅高碳鋼絲、鍍磷高碳鋼絲和鍍鋅低碳鋼絲三種。由于鍍鋅鋼絲容易產(chǎn)生析氫現(xiàn)象,在海底光纜通信系統(tǒng)中已不再使用。

2.3光纜的分類

光纜的種類很多,其分類方法也多,一般根據(jù)光纜的纜芯結(jié)構(gòu)、敷設(shè)方式以及適用環(huán)境來(lái)劃分,具體分類方法如表2－1所示。

2.4光纜的型號(hào)

根據(jù)YD/T9082000《光纜型號(hào)命名辦法》,光纜的型號(hào)是由型式代號(hào)和規(guī)格代號(hào)兩部分構(gòu)成,即:

光纜型號(hào)=型式代號(hào)+規(guī)格代號(hào)。

1.型式代號(hào)

光纜的型式代號(hào)由分類代號(hào)、加強(qiáng)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)特征、護(hù)套和外護(hù)層五部分構(gòu)成,如圖2－2所示。圖2－2光纜的型式代號(hào)

下面對(duì)各部分代號(hào)所表示的內(nèi)容做詳細(xì)說(shuō)明。

1)分類代號(hào)

GY———通信用室(野)外光纜;

GM———通信用移動(dòng)式光纜;

GJ———通信用室(局)內(nèi)光纜;

GS———通信用設(shè)備內(nèi)光纜;

GH———通信用海底光纜;

GT———通信用特殊光纜。

2)加強(qiáng)構(gòu)件代號(hào)

無(wú)符號(hào)———金屬加強(qiáng)構(gòu)件;

F———非金屬構(gòu)件。

3)結(jié)構(gòu)特征

結(jié)構(gòu)特征應(yīng)標(biāo)識(shí)出光纜纜芯結(jié)構(gòu)和光纜派生結(jié)構(gòu)特征,當(dāng)光纜型式有多個(gè)結(jié)構(gòu)特征需要注明時(shí),可用組合代號(hào)表示,其組合代號(hào)是將下列相應(yīng)的各代號(hào)按自上而下的順序排列。

D———光纖帶結(jié)構(gòu);

無(wú)符號(hào)———光纖松套被覆結(jié)構(gòu);

J———光纖緊套被覆結(jié)構(gòu);

無(wú)符號(hào)———層絞結(jié)構(gòu);

G———骨架槽結(jié)構(gòu);

X———纜中心管(被覆)結(jié)構(gòu);

T———油膏填充式結(jié)構(gòu);

無(wú)符號(hào)———干式阻水結(jié)構(gòu);

R———充氣式結(jié)構(gòu);

C———自承式結(jié)構(gòu);

B———扁平形狀;

E———橢圓形狀;

Z———阻燃。

4)護(hù)套代號(hào)

Y——聚乙烯護(hù)套;

V——聚氯乙烯護(hù)套;

U——聚氨酯護(hù)套;

A——鋁聚乙烯粘結(jié)護(hù)套(簡(jiǎn)稱A護(hù)套);

S——鋼聚乙烯綜合護(hù)套(簡(jiǎn)稱S護(hù)套);

W——夾帶平行鋼絲的鋼聚乙烯粘結(jié)護(hù)套(簡(jiǎn)稱W護(hù)套);

L——鋁護(hù)套;

G——鋼護(hù)套;

Q——鉛護(hù)套。

5)外護(hù)層代號(hào)

外護(hù)層是指鎧裝層及鎧裝層外邊的外被層,其代號(hào)用兩組數(shù)字表示,第一組表示鎧裝層,可以是一位或兩位數(shù)字;第二組表示外被層或外套,它應(yīng)是一位數(shù)字。外護(hù)層代號(hào)及其意義如表2－2所示。

2.規(guī)格代號(hào)

光纜的規(guī)格由光纖和導(dǎo)電芯線的相關(guān)規(guī)格構(gòu)成,光纖的規(guī)格與導(dǎo)電芯線的規(guī)格之間用“+”連接。

1)光纖規(guī)格

光纖規(guī)格由光纖數(shù)和光纖類別構(gòu)成。光纖的類別應(yīng)采用光纖產(chǎn)品的分類代號(hào)表示,即用大寫A表示多模光纖,大寫B(tài)表示單模光纖,再以數(shù)字和小寫字母表示不同種類的光纖。多模光纖與單模光纖的具體規(guī)格詳見表2－3和表2－4。

2)導(dǎo)電芯線規(guī)格

導(dǎo)電芯線規(guī)格的構(gòu)成應(yīng)符合YD/T3222013《銅芯聚烯烴絕緣鋁塑綜合護(hù)套市內(nèi)通信電纜》第3.1.6條中銅導(dǎo)電芯線規(guī)格構(gòu)成的相關(guān)規(guī)定。

3.光纜型號(hào)命名舉例

【例1】光纜型號(hào)GYTA5324A1+5×4×0.9其表示意義為松套層絞結(jié)構(gòu),金屬加強(qiáng)元件,鋁聚乙烯黏結(jié)護(hù)套,皺紋鋼帶鎧裝,聚乙烯護(hù)套的通信用室外光纜,包含24根50/125mm的二氧化硅系多模漸變光纖和5根線徑為0.9mm的用于遠(yuǎn)供及監(jiān)測(cè)的銅線四線組。

【例2】光纜型號(hào)GYGTA36B1

其表示意義為金屬加強(qiáng)構(gòu)件,骨架填充式、鋁聚乙烯粘結(jié)護(hù)套通信用室外光纜,包含36根“非色散位移型”類單模光纖。

2.5光纜的機(jī)械和環(huán)境性能

光纜的機(jī)械性能是確保光纜安全敷設(shè)、可靠運(yùn)行和使用壽命的基本條件。由于使用環(huán)境不同,對(duì)應(yīng)要求也會(huì)不同,相關(guān)文檔從實(shí)踐出發(fā)對(duì)架空、管道、埋式以及水底光纜等不同結(jié)構(gòu)光纜的機(jī)械性能和環(huán)境性能制定了具體要求。對(duì)于重要線路或特殊需求,在工程設(shè)計(jì)和訂貨時(shí)可向光纜制造廠商提出明確要求。

1.機(jī)械性能及試驗(yàn)要求

光纜的機(jī)械性能主要包括拉伸、壓扁、沖擊、彎曲、扭轉(zhuǎn)、曲繞、彎折以及卷繞等。光纜機(jī)械性能應(yīng)依據(jù)GB/T7424·22008《光纜基本試驗(yàn)方法》中規(guī)定的各項(xiàng)試驗(yàn)方法、試驗(yàn)條件、指標(biāo)要求進(jìn)行例行試驗(yàn)或驗(yàn)收試驗(yàn)。

2.環(huán)境性能及試驗(yàn)要求

光纜的環(huán)境性能是確保光纜在正常環(huán)境和惡劣條件下達(dá)到設(shè)計(jì)能力的必要條件。國(guó)際電工委員會(huì)提出了諸如溫度循環(huán)、污染、霉菌繁殖、耐火、滲水、冷凍以及核輻射等條件。

我國(guó)關(guān)于光纜環(huán)境性能的試驗(yàn)方法表中有溫度循環(huán)、滲水、復(fù)合物滴流等條件。光纜環(huán)境性能應(yīng)依據(jù)GB/T7424·22008《光纜基本試驗(yàn)方法》中規(guī)定的各項(xiàng)試驗(yàn)方法、試驗(yàn)條件、指標(biāo)要求進(jìn)行例行試驗(yàn)或驗(yàn)收試驗(yàn)。

2.6光纜的端別和纖序

2.6.1端別判斷通信光纜的端別判斷方法與通信電纜類似。一般來(lái)說(shuō),光纜線路工程中要求北為A端、南為B端、東為A端、西為B端,可按設(shè)計(jì)要求,以上游局、站為A端,下游局、站為B端。

1.新光纜

對(duì)于新光纜,紅點(diǎn)端為A端,綠點(diǎn)端為B端;光纜外護(hù)套上的長(zhǎng)度數(shù)字小的一端為A端,另外一端即為B端。

2.舊光纜

由于舊光纜外護(hù)套上的紅綠點(diǎn)和長(zhǎng)度數(shù)字均有可能在施工過(guò)程中被摩擦掉,所以其端別判斷方法為:面對(duì)光纜橫截面,若同一層中的松套管顏色藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白按順時(shí)

針排列則為A端,逆時(shí)針為B端。

2.6.2纖序排定

光纜中松套管單元光纖色譜分為兩種,一種是6芯的,一種是12芯的,前者的色譜排列順序?yàn)樗{(lán)、橙、綠、棕、灰、白,后者的色譜排列順序?yàn)樗{(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉紅、天藍(lán)。

若為6芯單元松套管,則藍(lán)色松套管中的藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白6根纖對(duì)應(yīng)1~6號(hào)纖;緊挨藍(lán)色松套管的橙色松套管中的藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白6根纖對(duì)應(yīng)7~12號(hào)纖;依

此類推,直至排完所有松套管中的光纖為止。

若為12芯單元松套管,則藍(lán)色松套管中的藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉紅、天藍(lán)12根纖對(duì)應(yīng)1~12號(hào)纖;緊挨藍(lán)色松套管的橙色松套管中的藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉紅、天藍(lán)12根纖對(duì)應(yīng)13~24號(hào)纖;依此類推,直至排完所有松套管中的光纖為止。

2.7特種光纜

2.7.1排水管道光纜

1.光纜結(jié)構(gòu)下水道光纜是利用城區(qū)排水管道進(jìn)行敷設(shè)的一種光纜,由于其敷設(shè)環(huán)境的特殊性,要求在設(shè)計(jì)光纜結(jié)構(gòu)時(shí)必須考慮以下因素:

(1)具備防止嚙齒類動(dòng)物啃咬的能力;

(2)環(huán)境溫度與氣候條件相關(guān),也與下水道中排水溫度的情況相關(guān),光纜需具備良好的溫度特性;

(3)水中的化學(xué)物質(zhì)對(duì)光纜的腐蝕應(yīng)予以考慮;

(4)高潮濕和浸水環(huán)境下,須考慮護(hù)套開裂問(wèn)題以及阻水設(shè)計(jì);

(5)下水道光纜需具備阻燃能力。

下水道光纜的結(jié)構(gòu)如圖2－3所示。

圖2－3下水道光纜結(jié)構(gòu)圖

2.敷設(shè)要求

下水道光纜在結(jié)構(gòu)上結(jié)合了ADSS和GYTA的特質(zhì),采用自承式結(jié)構(gòu)掛架于管道上壁,無(wú)需在管道中預(yù)先設(shè)置吊線或吊管,所以其敷設(shè)特點(diǎn)是施工效率高、工程造價(jià)低。

2.7.2路面微槽光纜

1.光纜結(jié)構(gòu)

路面微槽光纜和氣吹光纜具有相似的結(jié)構(gòu),纜徑小、自重輕、抗側(cè)壓、抗拉伸、隔潮性能好。它以不銹鋼松套技術(shù)為基礎(chǔ),芯數(shù)可達(dá)48芯,外徑小于6.0mm,纜重小于60kg/km。其中,不銹鋼管/鋼帶既是光纖的松套保護(hù)管,能提供適當(dāng)?shù)墓饫w余長(zhǎng),也是光纜密封套,可以完全隔絕外界潮氣不使其進(jìn)入套管內(nèi),同時(shí)也是光纜的加強(qiáng)構(gòu)件,用以確保光纜的拉

伸性能和壓扁性能。

不銹鋼管/鋼帶內(nèi)填充了阻水帶,確保了光纜符合滲水性能的要求,其結(jié)構(gòu)如圖2－4所示。我國(guó)路面微槽敷設(shè)光纜由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T14612013《通信用路面微槽敷設(shè)光纜》進(jìn)行規(guī)范。路面微槽光纜和氣吹光纜具有相似的結(jié)構(gòu),纜徑小、自重輕、抗側(cè)壓、抗拉伸、隔潮性能好。它以不銹鋼松套技術(shù)為基礎(chǔ),芯數(shù)可達(dá)48芯,外徑小于6.0mm,纜重小于60kg/km。

其中,不銹鋼管/鋼帶既是光纖的松套保護(hù)管,能提供適當(dāng)?shù)墓饫w余長(zhǎng),也是光纜密封套,可以完全隔絕外界潮氣不使其進(jìn)入套管內(nèi),同時(shí)也是光纜的加強(qiáng)構(gòu)件,用以確保光纜的拉伸性能和壓扁性能。不銹鋼管/鋼帶內(nèi)填充了阻水帶,確保了光纜符合滲水性能的要求,其結(jié)構(gòu)如圖2－4所示。我國(guó)路面微槽敷設(shè)光纜由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T14612013《通信用路面微槽敷設(shè)光纜》進(jìn)行規(guī)范。圖2－4路面微槽光纜結(jié)構(gòu)圖

2.敷設(shè)要求

路面微槽光纜在敷設(shè)過(guò)程中需注意以下幾點(diǎn):

(1)在現(xiàn)有水泥或?yàn)r青道路路面開槽;

(2)開槽寬度小于50mm;

(3)槽道內(nèi)最上層光纜距路面深度不小于80mm;

(4)槽道總深度不大于路面層厚度的2/3。

2.7.3皮線光纜

1.光纜結(jié)構(gòu)

皮線光纜具有良好的抗側(cè)壓能力,更易于敷設(shè),性能更加穩(wěn)定可靠。皮線光纜以單芯、雙芯結(jié)構(gòu)居多,也可做成四芯結(jié)構(gòu),橫截面呈“8”字形,加強(qiáng)件位于兩圓中心,可采用金屬或非金屬結(jié)構(gòu),光纖位于“8”字形的幾何中心。皮線光纜的結(jié)構(gòu)如圖2－5所示。圖2－5皮線光纜的結(jié)構(gòu)

皮線光纜除了最基本的類型以外,還有多種衍生結(jié)構(gòu),最常見的有管道映射光纜(管道入戶形)和自承式“8”字布線光纜(架空入戶形)兩種,如圖2－6所示。圖2－6皮線光纜的衍生結(jié)構(gòu)

2.敷設(shè)要求

管道映射光纜和自承式“8”字布線光纜都屬于室內(nèi)外一體化光纜,室內(nèi)、室外環(huán)境均能適應(yīng),適合于從室外到室內(nèi)的FTTH引入。管道映射光纜由于在皮線光纜的基礎(chǔ)上增

加了外護(hù)層、加強(qiáng)件及阻水材料,所以其硬度和防水性能均有提高,適合于戶外管道敷設(shè)。自承式“8”字布線光纜是在皮線光纜的基礎(chǔ)上增加了一根金屬吊線單元,因此抗拉強(qiáng)度更大,可用于架空敷設(shè),適用于戶外架空引入戶內(nèi)的布線環(huán)境。

2.7.4野戰(zhàn)光纜

1.概述

光纖通信所固有的各種優(yōu)點(diǎn)使它適合于軍事應(yīng)用,如外徑小、重量輕,使其有利于部隊(duì)野戰(zhàn)通信,便于快速架設(shè)和撤收,線路組建快、機(jī)動(dòng)性好、生存力強(qiáng);抗電磁干擾、抗射頻干擾和抗電磁脈沖干擾的性能好,且無(wú)電磁輻射,提高了通信的保密性和安全性,有助于提高部隊(duì)在現(xiàn)代電子戰(zhàn)環(huán)境中的生存能力。

野戰(zhàn)光纜是一種可方便地在田野收、放的戰(zhàn)術(shù)光通信干線。野戰(zhàn)光纜主要用于野戰(zhàn)綜合通信系統(tǒng)中的交換節(jié)點(diǎn)間、交換節(jié)點(diǎn)到用戶中心間的群路信息傳輸及作為無(wú)線接力設(shè)備

的引接設(shè)備的傳輸線,也可作為傳輸手段用于抗干擾及電磁屏蔽特別嚴(yán)格的場(chǎng)合。

近年來(lái),國(guó)外野戰(zhàn)光纜的發(fā)展出現(xiàn)了幾個(gè)明顯的特點(diǎn):

首先,各國(guó)野戰(zhàn)光纜中的光纖基本上采用緊包緩沖結(jié)構(gòu)0.

9~1mm的光纖單元;增強(qiáng)元件以芳綸絲為主,有的伴以FRP;護(hù)套多數(shù)采用阻燃聚氨酯,也有氯丁橡膠和聚酯。

其次,采用一種光纜結(jié)構(gòu)容納不同光纖類型(如多模光纖、單模光纖、色散位移單模光纖、抗核加固光纖、大芯徑光纖等),光纖經(jīng)被覆而形成統(tǒng)一外徑的光纖單元,從而滿足不同的使用要求。

最后,要求采用防核加固光纖以滿足未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需要。

2.光纜材料與結(jié)構(gòu)

1)材料

野戰(zhàn)光纜直接在田野中敷設(shè),光纜本身不再處于任何受保護(hù)的環(huán)境之中,極易受到擠壓、拉伸和磨擦等作用,所以光纜應(yīng)具備堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu);為了便于現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)和后勤運(yùn)輸,避免遭受敵方的攻擊和摧毀,光纜應(yīng)具有重量輕、尺寸小和柔軟的結(jié)構(gòu)。

為賦予野戰(zhàn)光纜良好的耐磨性、高溫和低溫下的柔軟性,通常采用聚氨酯作為保護(hù)層。聚氨酯的彈性好,有利于吸收沖擊能量。黑色阻燃型聚氨酯具有耐氣候性和抑制火焰蔓延的能力,是制造野戰(zhàn)光纜的理想護(hù)層材料。

普通光纜采用廉價(jià)的鋼絲作為加強(qiáng)元件的居多,但是這樣的光纜在柔軟性方面比使用纖維作加強(qiáng)元件的差,在重量方面遠(yuǎn)比用纖維的大,因此野戰(zhàn)光纜均采用纖維材料作加強(qiáng)

元件。可作加強(qiáng)元件的纖維材料有玻璃纖維、尼龍絲、滌綸絲、芳綸絲(美國(guó)杜邦公司的產(chǎn)品為Kevlar,國(guó)產(chǎn)品名為芳綸1414)、碳纖維和硼纖維等,其一般性能列于表2－5中。

2)結(jié)構(gòu)

野戰(zhàn)光纜是一種專為野外和復(fù)雜環(huán)境下臨時(shí)快速布線和反復(fù)收放而設(shè)計(jì)的通信光纜。緊包光纖、芳綸絲和聚氨酯護(hù)層構(gòu)成了最簡(jiǎn)單的野戰(zhàn)光纜,其具有抗張力強(qiáng)、抗壓力強(qiáng)、

柔軟性好、抗彎曲、耐油、耐磨、阻燃、溫度適用范圍廣等特點(diǎn)。它適用于野外通信系統(tǒng)快速布線或反復(fù)收放,雷達(dá)、航空和艦船布線,油田、礦山、港口、電視現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播,通信線路搶修等條件嚴(yán)酷的場(chǎng)合。圖2－7為國(guó)外野戰(zhàn)光纜的四種結(jié)構(gòu),圖中所示尺寸因不同制造商而有所差異。圖2－7野戰(zhàn)光纜典型結(jié)構(gòu)

在圖2－7(d)中,光纖絞合成纜芯之后,在繞制芳綸絲之前先擠包了一層聚氨酯內(nèi)護(hù)層,然后在繞制芳綸絲之后再擠包一層聚氨酯外護(hù)層,它是一種雙層護(hù)套結(jié)構(gòu)。此外,還有單擠包外護(hù)層的單護(hù)層結(jié)構(gòu),采用泡沫塑料內(nèi)護(hù)層和聚氨酯外護(hù)層的雙護(hù)層結(jié)構(gòu)。

3)強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)實(shí)戰(zhàn)需要,野戰(zhàn)光纜應(yīng)具有約1200N的抗拉力。在這種結(jié)構(gòu)的光纜中,抗拉力完全由芳綸絲承擔(dān)。光纜中芳綸絲的實(shí)際用量應(yīng)根據(jù)光纖在光纜中的余長(zhǎng)、整個(gè)成纜加工

過(guò)程中芳綸絲強(qiáng)度的利用率、相應(yīng)于不同繞制方式和繞制角度的斷裂伸長(zhǎng)率及安全系數(shù)等因素進(jìn)行修正。

3.野戰(zhàn)光纜的典型性能

1)重量和尺寸

由于野外隨時(shí)收放作業(yè)的需要,野戰(zhàn)光纜必須重量輕、尺寸小。美國(guó)軍用光纜規(guī)范DODC85045/2中規(guī)定的芯數(shù)、重量和外徑的標(biāo)稱值如表2－6所示。

我國(guó)自行研制的野戰(zhàn)光纜,其芯數(shù)、重量和外徑的標(biāo)稱值如表2－7所示。

2)抗拉能力

根據(jù)美軍軍用光纜總規(guī)范DODC85045C,野戰(zhàn)光纜在拉伸負(fù)荷1780N下的伸長(zhǎng)率應(yīng)小于2%,在此拉力下相對(duì)于無(wú)拉力下的每根光纖附加損耗應(yīng)小于0.5dB;工作拉伸負(fù)荷300N下保持72h,附加損耗應(yīng)小于0.5dB。

國(guó)內(nèi)某企標(biāo)規(guī)定:1100N拉力下保持1min,每根光纖的附加損耗應(yīng)小于0.5dB。

3)溫度特性

按DODC85045C規(guī)定,光纜繞在線筒上和不繞在線筒上均應(yīng)進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)。經(jīng)高、低溫反復(fù)5次循環(huán),在其低溫端或高溫端相對(duì)于室溫下的每根光纖附加損耗應(yīng)小于

0.5dB。低溫端定在-46℃(國(guó)內(nèi)分-45℃和-35℃兩檔),高溫端定在71℃(國(guó)內(nèi)定在55℃)。在兩極端溫度和室溫下的保溫時(shí)間至少4h。

4)擠壓和沖擊

按美軍軍用光纜總規(guī)范規(guī)定,野戰(zhàn)光纜抗擠壓能力定為:施壓2000N/10cm,保持1min,附加損耗小于0.5dB。而英國(guó)BICC研制的野戰(zhàn)光纜,在1000N/5mm下保持10min的最大損耗變化僅為±0.05dB。

按DODC85045C規(guī)定,野戰(zhàn)光纜的抗沖擊能力為1.5N·m,沖擊100次,附加損耗小于0.5dB。國(guó)內(nèi)某企標(biāo)規(guī)定:1N·m,沖擊200次,附加損耗小于0.5dB。英國(guó)BICC

研制的野戰(zhàn)光纜,可在2.5N·m,沖擊200次,最大損耗變化±0.5dB。

4.其它特種軍用光纜

除了戰(zhàn)術(shù)通信用的野戰(zhàn)光纜之外,軍事部門還需要各種各樣的專用光纜。比如,打擊坦克用的導(dǎo)彈制導(dǎo)光纜,打擊軍艦用的魚雷制導(dǎo)光纜,可用直升飛機(jī)進(jìn)行高速布線的消耗性光纜,拖曳或吊放聲納的光纜,系留探測(cè)氣球的光纜等。這些專用光纜在一些發(fā)達(dá)國(guó)家也在不斷完善之中,而在我國(guó)尚處于起步階段。

1)抗微彎能力

標(biāo)準(zhǔn)的50/125mm、NA為0.20的多模光纖,在高張力下,繞于小直徑(Φ50mm)的線軸上時(shí),尤其是在高速放線的剝離點(diǎn)處出現(xiàn)微彎時(shí),會(huì)出現(xiàn)較大的因微彎引起的附加損耗。

2)強(qiáng)度、尺寸與重量

為獲得尺寸小、重量輕的導(dǎo)彈制導(dǎo)光纜,最好使用涂覆外徑為0.3mm的光纖,外加三根芳綸絲,如Kevlar49/217Dtex來(lái)補(bǔ)強(qiáng),外層再用聚酯繞包得到0.55mm的光纜。

若選用一種由高強(qiáng)度、高模量涂覆料制得的高強(qiáng)度光纖,直接繞制成線包,則可以免去補(bǔ)強(qiáng)用的Kevlar絲和包扎用的聚酯,進(jìn)一步降低制導(dǎo)光纜及其繞成的線包的尺寸和重量,將更適用于導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)。

復(fù)習(xí)思考題

1.室外光纜按照纜芯結(jié)構(gòu)可分為哪幾類?分別具有什么特點(diǎn)?

2.光纜受潮、進(jìn)水后有什么危害?光纜在結(jié)構(gòu)上如何防潮、防水?

3.光纜的端別和纖序是如何規(guī)定的?規(guī)定端別的目的和意義是什么?

4.加強(qiáng)件的作用是什么?常見的加強(qiáng)件結(jié)構(gòu)及其布放位置有哪幾種?

5.根據(jù)型號(hào)說(shuō)明以下光纜的結(jié)構(gòu):

(1)GJFBZY12B1

(2)GYTA5312A1

(3)GYTY53+333

(4)GYTA53+33

(5)GYDXTW144B

6.簡(jiǎn)述野戰(zhàn)光纜的結(jié)構(gòu)、用途和分類。

7.野戰(zhàn)光纜的戰(zhàn)術(shù)要求和主要技術(shù)指標(biāo)有哪些?第3章光纜線路工程設(shè)計(jì)3.1光纜線路工程設(shè)計(jì)概3.2中繼段距離設(shè)計(jì)3.3工程設(shè)計(jì)勘測(cè)3.4階段設(shè)計(jì)及要3.5設(shè)計(jì)會(huì)審與審批3.6光纜線路設(shè)計(jì)3.7通信管道設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)思考題

3.1光纜線路工程設(shè)計(jì)概述

1.光纜線路工程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)光纜線路工程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括:

(1)選擇合理的光纜線路路由,并根據(jù)路由的選擇情況組織光纜網(wǎng)絡(luò);

(2)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的原則,確定干線及分支光纜的容量、程式,以及各線路節(jié)點(diǎn)的設(shè)置;

(3)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的原則,確定線路的敷設(shè)方式;

(4)對(duì)光纜線路沿途經(jīng)過(guò)的各種特殊區(qū)段加以分析,并提出相應(yīng)的保護(hù)措施;

(5)對(duì)光纜線路經(jīng)過(guò)之處可能遭到的強(qiáng)電、雷擊、腐蝕、鼠害等影響加以分析,并提出防護(hù)措施;

(6)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的比較,進(jìn)而綜合設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等各方面的因素,提出設(shè)計(jì)方案,繪制相關(guān)圖紙;

(7)根據(jù)工業(yè)與信息化部概(預(yù))算編制要求,結(jié)合工程的具體情況,編制工程概(預(yù))算方案。

2.光纜線路工程的分類及其特點(diǎn)

1)光纜線路工程的分類

(1)按敷設(shè)方式劃分。

光纜線路工程按照敷設(shè)方式的不同,可分為架空光纜、地下光纜(直埋、管道)和水底光纜,架空光纜是架掛在電線桿間的鋼絞線之上,地下光纜則直接埋設(shè)在土壤中,或通過(guò)人孔放入管道中。

(2)按承載業(yè)務(wù)劃分。

光纜線路按其承載業(yè)務(wù)不同,可分為本地傳輸網(wǎng)光纜線路和長(zhǎng)途光纜線路。

2)光纜線路工程的特點(diǎn)

(1)涉及學(xué)科眾多。

(2)涉外關(guān)系復(fù)雜。

(3)政策性強(qiáng)。

(4)經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。

(5)復(fù)雜度高。

3.2中繼段距離設(shè)計(jì)

光傳輸中繼段距離由光纖損耗和色散等因素決定,因此,實(shí)際工程中中繼段距離的設(shè)計(jì)分為兩種情況:

第一種是損耗受限系統(tǒng)中中繼段距離的設(shè)計(jì),即中繼段距離由光發(fā)送點(diǎn)和光接收點(diǎn)之間的光通道損耗決定;

第二種是色散受限系統(tǒng)中中繼段距離的設(shè)計(jì),即中繼段距離由光發(fā)送點(diǎn)和光接收點(diǎn)之間的光通道色散決定。

設(shè)計(jì)光纖通信系統(tǒng)的中繼段距離有三種方案可供選擇:統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法、半統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法和最壞值設(shè)計(jì)法。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法是根據(jù)各參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)來(lái)計(jì)算,需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);

半統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法是利用統(tǒng)計(jì)方法確定部分系統(tǒng)參數(shù);最壞值設(shè)計(jì)法考慮了系統(tǒng)在最壞情況下的保證值,而不管其分布如何,所以它是以犧牲中繼段長(zhǎng)度為代價(jià)滿足系統(tǒng)的性能要求,

屬于純確定法。

長(zhǎng)途光纜線路中繼段系統(tǒng)構(gòu)成如圖3－1所示。S參考點(diǎn)為光發(fā)送點(diǎn),位于緊靠光發(fā)送機(jī)的連接器之后;R參考點(diǎn)為光接收點(diǎn),位于緊靠光接收機(jī)的連接器之前。圖3－1長(zhǎng)途光纜線路中繼段系統(tǒng)示意圖

圖3－1中:

T‘、T——符合ITUT建議的光端機(jī)和數(shù)字復(fù)用設(shè)備的接口;

TX——光端機(jī)或光中繼器的光發(fā)射機(jī);

RX——光端機(jī)或光中繼器的光接收機(jī);

S——緊靠在TX上,光連接器C1

后面的光纖點(diǎn);

R——緊靠在RX上,光連接器C2

前面的光纖點(diǎn);

OF——光纜線路;

C1

、C2

——光連接器;

N——光纖固定接頭。

3.2.1損耗受限系統(tǒng)

損耗受限系統(tǒng)中繼段距離可用式(3－1)估算,即

式(3－1)中:

L——損耗受限中繼段距離(km);

PS

——S點(diǎn)最小平均發(fā)送光功率(dBm),已扣除設(shè)備連接器的損耗和耦合反射噪聲代

價(jià),應(yīng)為光發(fā)器件壽命周期內(nèi)的最小平均發(fā)送光功率;

PR

——R點(diǎn)在滿足一定誤碼率條件下的最小接收靈敏度(dBm),已扣除設(shè)備連接器的損耗;

PP

——光通道功率代價(jià)(dB),因反射、碼間干擾、模分配噪聲和激光器啁啾而產(chǎn)生的光功率代價(jià),光通道功率代價(jià)不應(yīng)超過(guò)1dB,在4次群及以下系統(tǒng)中可忽略不計(jì);

MC

——光纜富余度(dB),是指光纜線路運(yùn)行中的變動(dòng)(維護(hù)時(shí)附加接頭和光纜長(zhǎng)度的增加)以及外界環(huán)境因素引起的光纜性能劣化,S和R點(diǎn)間其他連接器(若配置時(shí))性能劣

化在設(shè)計(jì)中應(yīng)保留必要的富余量,在一個(gè)中繼段內(nèi),光纜富余度不應(yīng)超過(guò)5dB,一般取3~5dB;

AC

——S點(diǎn)和R點(diǎn)之間其他連接器損耗之和(dB),如ODF、水線倒換開關(guān)等,連接器損耗一般取0.

8dB/個(gè);

Af——光纖平均損耗(dB/km),廠家一般提供標(biāo)稱波長(zhǎng)的平均值和最大值,設(shè)計(jì)中按平均值增加0.05~0.08dB/km取值;

AS

——光纖固定接頭平均損耗(dB/km),與光纜質(zhì)量、熔接機(jī)性能、接續(xù)操作水平等因素有關(guān),設(shè)計(jì)中一般取0.05dB/km。

3.2.2色散受限系統(tǒng)

色散受限系統(tǒng)中繼段距離可用式(3－2)估算

式中:

L——色散受限中繼段距離(km);

ε——當(dāng)光源為多縱模激光器時(shí)取0.15,單縱模激光器時(shí)取0.36;

B——線路信號(hào)比特率(Mb/s);

D——光纖色散系數(shù)(ps/(nm·km));

Δλ——光源的均方根譜寬(nm)。

色散受限系統(tǒng)中繼段距離也可用式(3－3)估算,即

式中:

Dmax

——S和R點(diǎn)之間允許的最大色散值(ps/nm);

D——光纖色散系數(shù)(ps/(nm·km))。

S和R點(diǎn)之間允許的最大色散值Dmax一般由光傳輸設(shè)備給出,如6400ps/nm或者12800ps/nm兩擋,或者通過(guò)式(3－4)估算得出,即

3.2.3密集波分復(fù)用系統(tǒng)

1.DWDM系統(tǒng)的光放段設(shè)計(jì)

DWDM線路傳輸系統(tǒng)的光放段一般按等增益?zhèn)鬏斶M(jìn)行設(shè)計(jì)。以中繼段為單元,中繼段內(nèi)各個(gè)光放大器均設(shè)計(jì)為等增益工作狀態(tài),各放大器的輸出光功率均相同,其接收靈敏

度也相同,如光放段的光纜損耗小于放大器的增益較多時(shí),則應(yīng)用光衰減器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

光線路放大器的增益一般為22dB、30dB、33dB等3種類型,根據(jù)光放大器的增益類型,計(jì)算光放段的光功率,再按一個(gè)中繼段內(nèi)最大光功率段選擇光放段。

光放段的長(zhǎng)度一般按式(3－5)計(jì)算,即

式中:

L———光放段距離(km);

G———光放大器增益(dB);

AC———光纖連接器損耗(dB);

αR———光纖損耗系數(shù)(dB/km);

αC———光纜線路余量(dB/km);

αS———光纖熔接平均損耗(dB/km)。

如某G.652單模光纖系統(tǒng)擴(kuò)容改造為DWDM系統(tǒng)工程,工作波長(zhǎng)為1550nm,實(shí)測(cè)光纖雙向平均損耗αR=0.25dB/km(含光纖熔接損耗0.2dB以下的接頭,光纖熔接損耗超

過(guò)0.2dB以上需要進(jìn)行整治),光纜線路余量αC=0.04dB/km,光纖連接器損耗按1個(gè)連接器AC=0.5dB計(jì)算。根據(jù)光纖線路損耗測(cè)試參數(shù)和光放大器的增益,計(jì)算出放大器的增益與所對(duì)應(yīng)的光放段長(zhǎng)度如表3－1所示。

2.DWDM系統(tǒng)中繼段設(shè)計(jì)

中繼段的長(zhǎng)度與容許的光放段數(shù)量需符合光通道色散和信噪比的要求。一個(gè)中繼段光通道容許的色散,多數(shù)廠商的DWDM系統(tǒng)設(shè)為6400ps/nm和12800ps/nm兩擋。根據(jù)

G.652光纖和G.655光纖的色散系數(shù)計(jì)算光通道色散,對(duì)應(yīng)容許的中繼段長(zhǎng)度見表3－2。

DWDM系統(tǒng)單波道的信噪比一般要求大于或等于20dB(或22dB),信噪比的計(jì)算比較復(fù)雜。假如單波道輸出光功率PO=7.0dB,光放大器噪聲系數(shù)Nf=8.0dB,光放段增益

G分別為22dB、30dB、33dB,信噪比可用式(3－6)計(jì)算

式中:

PO———單波道輸出光功率(dBm);

Nf———光放大器的噪聲系數(shù)(dB);

G———光放段增益(dB);

OSNR———單波道信噪比(dB);

58———綜合系數(shù)。

代入數(shù)據(jù)后的計(jì)算結(jié)果見表3－3。

DWDM系統(tǒng)中繼段的配置,需同時(shí)滿足光功率、光放大器增益、光通道色散和光信號(hào)的信噪比要求。另外在傳輸系統(tǒng)的指標(biāo)方面,仍應(yīng)滿足SDH系統(tǒng)關(guān)于抖動(dòng)與誤碼指標(biāo)要

求。對(duì)于中繼段,應(yīng)滿足誤碼率BER小于或等于1×10-12的要求。

3.3工程設(shè)計(jì)勘測(cè)

3.3.1查勘1.準(zhǔn)備工作

1)人員組織查勘小組應(yīng)由設(shè)計(jì)、建設(shè)維護(hù)、施工等單位的相關(guān)成員組成,人員多少視工程規(guī)模大小而定。

2)熟悉相關(guān)文件

了解工程概況和要求,明確工程任務(wù)和范圍,如工程性質(zhì),規(guī)模大小,建設(shè)理由,近、遠(yuǎn)期規(guī)劃等。

3)收集資料

一項(xiàng)工程的資料收集工作將貫穿線路設(shè)計(jì)勘測(cè)的全過(guò)程;主要資料應(yīng)在查勘前和查勘中收集齊全。

4)制定查勘計(jì)劃

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書和所收集的資料,對(duì)工程概貌做出一個(gè)粗略方案。

5)查勘準(zhǔn)備

可根據(jù)不同查勘任務(wù)準(zhǔn)備不同的工具。

2.查勘

1)路由選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求和前期確定的初步方案,進(jìn)行路由選擇。

2)站址選擇

根據(jù)工程設(shè)計(jì)任務(wù)書和設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定選擇分路站、轉(zhuǎn)接站、有人及無(wú)人中繼站,站址選擇具體要求不盡相同。

3)對(duì)外聯(lián)系

管道、光纜需穿越鐵路、公路、重要河流、其它管線以及其它有關(guān)重要工程設(shè)施時(shí),應(yīng)與有關(guān)單位聯(lián)系,重要部位需取得有關(guān)單位的書面同意。

4)資料整理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘的情況進(jìn)行全面總結(jié),并對(duì)查勘資料進(jìn)行下述整理和檢查:

(1)將主體路由、選擇的站址、重要目標(biāo)和障礙在地圖上標(biāo)注清楚;

(2)整理出站間距離及其它設(shè)計(jì)需要的各類數(shù)據(jù);

(3)提出對(duì)局部路由和站址的修正方案,分別列出各方案的優(yōu)缺點(diǎn)并進(jìn)行比較;

(4)繪制出向城市建設(shè)部門申報(bào)備案的有關(guān)圖紙;

(5)將查勘情況進(jìn)行全面總結(jié),并向建設(shè)單位匯報(bào),認(rèn)真聽取意見,以便進(jìn)一步完善方案。

3.3.2測(cè)量

1.測(cè)量前準(zhǔn)備

1)人員配備

根據(jù)測(cè)量規(guī)模和難度,配備相應(yīng)人員,并明確人員分工,定制日程進(jìn)度。光纜線路測(cè)量工作人員配備情況如表3－4所示。

2)工具配備

根據(jù)工程類別和測(cè)量方法的需要配備測(cè)量工具。

2.線路測(cè)量分工和工作要求

光纜線路測(cè)量工作分工和工作要求如表3－5所示。

3.整理圖紙

(1)檢查各項(xiàng)測(cè)繪圖紙。

(2)整理登記資料、測(cè)防資料和對(duì)外調(diào)查聯(lián)系工作記錄。

(3)統(tǒng)計(jì)光纜長(zhǎng)度和各種工作量。

資料整理完畢,測(cè)量組應(yīng)進(jìn)行全面系統(tǒng)的總結(jié),對(duì)路由與各項(xiàng)防護(hù)加固措施作重點(diǎn)的論述。

3.3.3勘測(cè)階段劃分

1.可行性研究及方案查勘

長(zhǎng)途光纜線路及本地傳輸網(wǎng)光纜線路的勘測(cè)工作一般分為初步設(shè)計(jì)查勘和施工圖測(cè)量?jī)蓚€(gè)階段。但對(duì)跨省的長(zhǎng)途干線工程,為了編制規(guī)劃階段工程建設(shè)的可行性研究報(bào)告,同時(shí)作為工程投標(biāo)的參考,首先應(yīng)進(jìn)行光纜線路工程的可行性研究及工程方案查勘工作。

1)工程可行性研究報(bào)告及工程方案查勘的任務(wù)

工程可行性研究報(bào)告及工程方案查勘的任務(wù)包括以下四點(diǎn):

(1)擬定光纜傳輸系統(tǒng)的光纜規(guī)格型號(hào)和多路傳輸設(shè)備的制式;

(2)擬定工程大致路由走向以及重點(diǎn)地段的線路路由方案;

(3)擬定終端站和沿途轉(zhuǎn)接站、分路站、有人及無(wú)人中繼站的建設(shè)方案,建設(shè)規(guī)模及其建筑結(jié)構(gòu)。提出關(guān)鍵性新設(shè)備的研制及與本工程互相配合的方案;

(4)初步確定本工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工程投資估算數(shù)額,論證本工程建設(shè)的可行性。

2)可行性研究報(bào)告和方案查勘應(yīng)搜集的資料

可行性研究報(bào)告和方案查勘應(yīng)搜集的資料詳見表3－6。

3)現(xiàn)場(chǎng)查勘

現(xiàn)場(chǎng)查勘應(yīng)完成以下任務(wù):

(1)將收集的資料和實(shí)地查勘獲得的材料進(jìn)行綜合分析、比較,研究工程建設(shè)方案的可行性,確定重點(diǎn)地區(qū)的路由走向方案;

(2)了解工程沿線的現(xiàn)有通信網(wǎng)組成情況及其發(fā)展規(guī)劃,了解沿線其它部門進(jìn)網(wǎng)的需求;

(3)查勘終端站、轉(zhuǎn)接站、分路站、有人及無(wú)人中繼站的站址方案,其中有人站所屬的城市及具體位置待下一階段確定;

(4)征求工程相關(guān)單位(如規(guī)劃局、軍事保密等)對(duì)光纜線路路由走向及設(shè)站方案的意見;

(5)與建設(shè)單位共同商定查勘的結(jié)論。

2.初步設(shè)計(jì)查勘

由設(shè)計(jì)專業(yè)人員和建設(shè)單位代表組成查勘小組,查勘步驟如下:研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(或可行性報(bào)告)的內(nèi)容與要求;收集與工程有關(guān)的文件、圖紙與資料;在1︰50000地形圖上初步標(biāo)出擬定的光纜路由方案;初步擬定無(wú)人站站址的設(shè)置地點(diǎn),并測(cè)量標(biāo)出相關(guān)位置;制定組織分工、工作程序與工程進(jìn)度安排;準(zhǔn)備查勘工具。

初步設(shè)計(jì)查勘的主要任務(wù)如下:

(1)選定光纜線路路由。選定線路與沿線城鎮(zhèn)、公路、鐵路、河流、水庫(kù)、橋梁等地形地物的相對(duì)位置;選定進(jìn)入城區(qū)所占用街道的位置,根據(jù)現(xiàn)有通信管道或需新建管道的規(guī)程,選定在特殊地段的具體位置。

(2)選定終端站、轉(zhuǎn)接站、有人及無(wú)人中繼站的站址。配