光纜線路工程基礎華信郵電咨詢設計研究院有限公司傳輸設計院技術交流一、光纖通信概論二、光纖、光纜與器件三、線路系統(tǒng)簡介四、光纜線路工程設計五、光纜線路施工六、光纜線路維護目錄一、概論1、光纖通信簡史光纖通信是以激光為信息載體，以光纖為傳輸介質的通信方式。光纖通信技術是近30多年迅猛發(fā)展起來的高新技術；它的誕生和發(fā)展，給世界通信技術帶來了劃時代的革命。1966年美籍華裔科學家高錕提出光纖通信概念。1970年美國CORNING公司首次研制出階躍折射率多模光纖，波長630nm處的衰減系數(shù)小于20dB/km。同年，貝爾實驗室研制出室溫下連續(xù)工作的激光器。1972年，隨著光纖制備工藝的提高，將梯度折射率多模光纖的衰減系數(shù)降至20dB/km。1976年發(fā)現(xiàn)光纖的衰減在兩個長波長區(qū)有：1310nm及1550nm兩個窗口。美國西屋電器公司在亞特蘭大進行了世界上第一個44.736Mbit/s傳輸110km的光纖通信系統(tǒng)現(xiàn)場試驗。1980年制出低衰減光纖，在1550nm的衰減系數(shù)為0.20dB/km接近理論值。與此同時，開發(fā)出適用于長波長地光源：激光器、發(fā)光管、光檢測器。成纜、無源器件、測試儀表等技術日趨成熟。

1981年以后，世界各發(fā)達國家將光通信技術大規(guī)模推入商用。歷經近20年，光纖通信速率由1978年地45Mbit/s提高到目前地40Gbit/s。

我國自70年代初就已開始了光通信技術研究，1977年，武漢郵科院研制出中國第一根多模光纖，其在850nm地衰減系數(shù)為300dB/km。

1979年建立了用多模短波長光纖進行的8Mbt/s、5.7km室內通信系統(tǒng)。

1987年底，建成第一個國產長途光通信系統(tǒng)，由武漢－荊州，全長約250km，傳輸34Mbit/s。

1988年起，國內光纖通信系統(tǒng)的應用由多模光纖轉為單模光纖。

1991年，完成了第一條全國產化140Mbit/s合肥－蕪湖長途直埋單模光纖光纜線路，全長150km。

1993年建立全國產化上海至無錫的大容量565Mbit/s高速系統(tǒng)。

1997年以后，部分廠家研制出622Mbit/s、2.5Gbit/s及其波分復用系統(tǒng)。

我國光纖光纜生產企業(yè)：

制棒拉絲成纜：長飛、富通

買棒拉絲：上海朗訊、南京華新藤倉、深圳特發(fā)、成都中住、西古、富通昭和。

光纜生產企業(yè)：接近200家。2、光纖通信的特點

(1)優(yōu)點：

傳輸頻帶極寬，通信容量很大

傳輸衰減小，距離遠

信號串擾小，傳輸質量高

抗電磁干擾，保密性好

光纖尺寸小，重量輕，便于運輸和敷設

耐化學腐蝕，適用于特殊環(huán)境

原材料資源豐富,節(jié)約有色金屬

(2)缺點：

光纖彎曲半徑不宜過小

光纖的切斷和連接操作技術要求較高

分路、耦合操作繁瑣(3)光纖與電通信傳輸介質的特性比較及應用場合

(4)光纖通信的及應用場合

3、光纖通信系統(tǒng)

由三大部分構成：發(fā)送設備、光纖光纜、接收設備。

調制光源光電檢測放大恢復輸入電信號輸出電信號光發(fā)射機光纖光纜光接收機光纖通信系統(tǒng)的基本構成4、光纖通信的傳輸窗口5、有關光纖光纜的標準體系

ITU-T、ISO、IEC、GB、YD

相關標準內容查

6、光纖通信的發(fā)展趨勢

系統(tǒng)高速化、網絡化

光纖的長波長化

光纖纖芯的高密化

器件的集成化二、光纖與光纜1、光纖1.1光纖的基本知識(1)光纖的結構

光纖由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成。D:多模纖芯的標稱直徑為50μm或62.5μm，單模光纖纖芯的標稱模稱直徑為9～10μm。D125um纖芯（n1）包層（n2）D為光纖纖芯直徑或模場直徑光纖的基本結構光纖一次涂覆層緩沖層二次涂覆層緊套光纖光纖一次涂覆層油膏松套管(PBT)松套光纖(2)光纖的分類按光纖的材料分：石英光纖、塑料光纖(正在研究、試用階段)按光纖剖面折射率分布分：階躍型光纖、漸變型光纖見下圖按傳輸?shù)哪Ｊ椒郑憾嗄９饫w、單模光纖按ITU-T建議分：G.651(漸變型多模光纖)、G.652(普通單模光纖)、

G.653(色散位移光纖DSF)、G.654(1550nm性能最佳光纖)、G.655

光纖(非零色散位移光纖)n1n2n1n2N(r)n2（a）階躍型單模光纖（b）階躍型多模光纖（c）漸變型多模光纖幾種主要的光纖色散補償單模光纖B4G655:A、B非零色散位移單模光纖B1.2G654截止波長位移單模光纖B2G653色散位移單模光纖B1.1、B1.3G652:A、B、C、D非色散位移單模光纖IECITU-T名稱ITU-T與IEC命名對應關系1.2光纖的導光原理n1為纖芯折射率n2為包層折射率12階躍型光纖的導光原理n2n11.3、單模光纖的主要參數(shù)(1)幾何特性：模場直徑9～10μm，偏差小于10％；模場同心度誤差不得大于1μm，實際商用小于0.5μm。(2)彎曲損耗：宏彎損耗G.652在1550nm,100圈直徑為60mm的光纖所增加的損耗不得大于1dB，G.655光纖不應大于0.5dB。(3)衰減：表明了光纖對光能的傳輸損耗，是對光纖質量評定和確定光纖通信系統(tǒng)中繼距離的重要依據(jù)。衰減系數(shù)：α/L與光纖長度無關。產生衰減的原因：光吸收、光散射常用光纖平均衰減：G.652光纖（B1.1）1310nm波長:衰減平均值≤0.36dB/km1550nm波長:衰減平均值≤0.22dB/kmG.655光纖（B4）1550nm波長:衰減平均值≤0.22dB/km

P入P出α＝10lg(P入/P出)（4）色散

光纖數(shù)字通信中，由于光纖中的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分來攜帶的，這些不同的頻率成分和不同的模式成分的傳輸速率不同，從而引起色散。是影響光纖帶寬，限制光纖傳輸容量的參數(shù)。采用色散補償光纖來降低。色散種類：模間色散（單模光纖無模間色散）波長色散（材料色散、波導色散、折射剖面色散）色散表示方法：群時延差常用光纖色散(系數(shù))G.652光纖（B1.1）:（1）在1288～1339nm范圍內色散系數(shù)不大于3.5ps/nm.km（2）1550nm波長的色散系數(shù)不大于18ps/nm.kmG.655光纖（B4）:0.1ps/（nm.km）≤D（λ）≤10.0ps/（nm.km）t1t2L1L2(5)截止波長：λcc

單模光纖通常存在某一波長，當所傳輸?shù)墓獠ㄩL超過該波長時，光纖就只能傳播一種模式(基模)的光，而在該波長之下，光纖可傳輸多種模式(包含高階模)的光。規(guī)定截止波長的目的：確保單模傳輸條件，防止模式噪聲的影響。ITU-T已經定義了三種截止波長：

長2m一次涂覆光纖的截止波長(帶有28cm直徑的環(huán))；

長22m成纜光纖的截止波長(帶80cm直徑的環(huán)和兩端各1m的裸纖)；

長2~20m跳線光纜的截止波長。

參考數(shù)據(jù)：

ITU-TG.652光纖在長2m光纖上的截止波長控制范圍：1100～1280nm，在長22m光纜上小于1260nm(滿足一種指標即可)，G.655光纖未作規(guī)定，但應小于1480nm。(6)光纖的機械特性

拉力強度：由光纖表面的微裂紋決定篩選應力：0.69GPa

靜態(tài)疲勞：微裂紋、水分和一定的應力(7)光纖的非線性效應

在帶有摻鉺放大器密集波分復用大容量、超高速的光纖通信系統(tǒng)中，由于大的光功率引起信號與光纖的相互作用而產生各種非線性效應。非線性效應種類：自相位調制效應(SPM)受激拉曼散射(SRS)四波混頻(FWM)

(8)偏振模色散(PMD)

在單模光纖傳輸中，光波的基模含有兩個相互垂直的偏振態(tài)，以不同的速度傳播，到達光纖另一端的時間差，即為PMD(ps/km1/2)。產生原因：纖芯或包層的不對稱性和玻璃表面的應力、外部應力、彎曲、扭曲等。影響：10Gbit/s及更高速率系統(tǒng)，限制系統(tǒng)性能，脈沖展寬或造成過低的信噪比(SNR)。參考數(shù)據(jù)：G.652A、G.652C、G.655A、G.655B四種光纖PMD值為0.5，G.652B、D、G.655C為0.2。參考公式:限制系統(tǒng)傳輸距離：Lmax=10000/(PMD*B)2------PMD單位ps/km1/2------B單位Gb/s

或1/(10*PMD*B)2------PMD單位s/km1/2

------B單位bit/s1.4光纖的規(guī)格代號

光纖規(guī)格代號由5個部分組成:光纖數(shù)目、光纖類別、尺寸參數(shù)、傳輸性能(使用波長、損耗系數(shù)、模式帶寬)及適用溫度。(1)光纖數(shù)目:光纜中同類別光纖的實際有效數(shù)目的阿拉伯數(shù)字表示。abbcc光纖主要尺寸參數(shù)使用波長光纖類別光纖數(shù)目損耗系數(shù)適用溫度模式帶寬(2)光纖類別的代號及其意義J--------二氧化硅系多模漸變型光纖；Z-------二氧化硅系多模準突變型光纖；X-------二氧化硅纖芯塑料包層光纖；T--------二氧化硅多模突變型光纖；D-------二氧化硅系單模光纖；S-------塑料光纖。(3)光纖主要尺寸參數(shù)用阿拉伯數(shù)字以微米為單位表示多模光纖的芯徑/包層直徑或單模光纖的模場直徑/包層直徑。(4)傳輸性能代號由使用波長、損耗系數(shù)及模式帶寬的代號(a，bb，cc三組數(shù)字代號)構成。用a表示使用波長代號，其阿拉伯數(shù)字代號規(guī)定如下：1--------使用波長850nm區(qū)域，2---------使用波長1310nm區(qū)域，3--------使用波長1550nm區(qū)域。bb表示損耗系數(shù)代號，cc表示模式帶寬系數(shù)代號(單模光纖無此項)。(5)適用溫度代號及其意義A--------適用于－40～＋40攝氏度；B--------適用于－30～＋50攝氏度；C--------適用于－20～＋60攝氏度；D---------適用于－5～＋60攝氏度；例1：某光纖型號為J50/125(12008)C，說明光纖型號的意義。J----多模漸變型，芯徑50μm/包層125μm，工作波長0.85μm，損耗系數(shù)2.0dB/km，帶寬800MHz.km，環(huán)境溫度為－20～＋60攝氏度。例2：D9/125(208)C光纖，表示常規(guī)單模光纖，模場直徑為9μm，包層125μm，工作波長1.31μm，損耗系數(shù)0.8dB/km，環(huán)境溫度為－20～＋60攝氏度。1.5單模光纖的選用選用原則：（1）工作波長因素G.652光纖在1550nm窗口衰減小，且具有EDFA供選用，但其在1550nm窗口色散大，不利于高速系統(tǒng)的長距離傳輸。G.653光纖在1550nm窗口色散為零，但其在波分復用時會出現(xiàn)四波混頻效應，故被限用于單信道高速系統(tǒng)。G.655光纖在1550nm窗口衰減小、色散低，大大減少四波混頻效應，故其可用于遠距離、波分復用、高速系統(tǒng)。新建系統(tǒng)在傳輸速率和價格允許的條件下，應優(yōu)選G.655光纖。擴容系統(tǒng)將原系統(tǒng)的G.652光纖的工作波長選擇到1550nm波長，可用色散補償光纖來解決色散問題。（2）衰減和非線性因素采用EDFA，使系統(tǒng)不受衰減限制。但采用EDFA也帶來一系列問題。對采用波分復用和光纖放大器的高速系統(tǒng)較優(yōu)先選用G.655光纖和G.652光纖。推薦方案工作波長（nm）工作方式傳輸速率（Gbit/s）G.652G.653G.65513101550單信道單信道＜2.5＜2.5直接開通直接開通13101550單信道＞2.5G.652+DCF+EDFA1550＞10直接開通1550波分復用＞10G.652+WDM+EDFA1550單信道密集波分復用＞10直接開通G.652+DCF+DWDM+EDFA陸地干線網的光纖優(yōu)選方案2、光纜2.1、光纜材料2.2、光纜結構及種類2.3、光纜的型號2.1、光纜材料（1）高分子材料

PBT松套管材料：為酯類高聚物，有良好的耐熔性、耐油、耐化學腐蝕的特性。與光纖填充油膏和光纜填充油膏有很好的相容性。通常作為光纖松套管的材料。聚乙烯護套：由不同密度的聚乙烯樹脂與杭氧劑、增塑劑、碳黑、加工改性劑以一定比例均勻混煉造粒制成。按密度不同分為低密聚乙烯（LDPE）、線性低密聚乙烯（LLDPE）、中密聚乙烯（MDPE）、高密聚乙烯（HDPE）。作為光纜護套材料。阻燃護套料：護套PVC阻燃料和無鹵阻燃護套料。主要作為阻燃光纜護套。HDPE絕緣料：是由HDPE基礎樹脂、金屬鈍化劑、抗氧劑、改性劑等以一定比例加工而成。通常作為光纜的骨架、填充繩。填充油膏：在松套管中填充的油膏稱為纖膏，由天然油、無機填料、增粘劑、抗氧劑等加工而成。在光纜其余部分填充的油膏稱為纜膏，由礦物油、丙烯酸鈉等加工而成。熱熔膠：由具有高彈性、高抗張強度和高伸張率的熱塑性橡膠為基礎、與共混賦粘樹脂、調節(jié)劑、穩(wěn)定劑在電熱反應釜中經熔融、均化后澆鑄而成。主要用作對光纜鎧裝復合帶的搭接縫進行粘接，起阻水作用。（2）復合材料鋼塑復合帶和鋁塑復合帶：用于架空、管道和直埋的光纜，一般采用鋼塑復合帶和鋁塑復合帶對纜芯進行軋紋縱包鎧裝，再與PE外護層構成綜合性外護套。光纜經復合帶鎧裝后，除防水隔潮外，還保護纜芯免受機械損傷，并明顯提高光纜的耐測壓力、耐沖擊力，并對光纜加以電磁屏蔽。（3）金屬材料鋼絲：在中心管式光纜中及在外護套中做加強件，在層絞式光纜中作中心加強件，在鎧裝光纜中，在PE小護套外再用鋼絲作鎧裝層，與PE外護套構成具有抗側壓、抗沖擊的綜合性外護套。鋼絲經盤條經數(shù)級拉絲和熱處理，再經表面處理后鍍鋅或鍍磷制得。鋼絞線：由多股鋼絲絞合而成。骨架式合層絞式光纜都是用鋼絞線作為纜的加強件。（1）光纜的結構A、纜芯中心（束）管式：松套光纖無絞合直放在光纜中心位置。對光纜彎曲來講，光纖處于最有利物理位置。光纜生產簡單，所能容納的光纖芯數(shù)少。層絞式：緊套光纖或松套光纖螺旋絞合在中心加強構件上。光纜生產相對復雜，所能容納的纖芯數(shù)多。骨架式：一次涂覆或二次涂覆光纖，放入骨架槽中，構成骨架式光纜。光纜生產最復雜。撕裂繩聚乙烯護套加強芯阻水帶肋標光纖帶涂塑鋁帶骨架芯銅導線2.2、光纜的結構及種類帶狀光纜結構B、護套作用：使纜芯不受外界的機械的、熱的、化學侵蝕，以及外界潮氣的影響。種類：聚乙烯護套（Y）、鋁－聚乙烯粘接護套（A）、鋼－聚乙烯粘接護套（S）。C、鎧裝層當光纜需增加額外的抗拉強度和耐側壓強度時，需在光纜護套上加鎧裝。有皺紋鋼帶縱包鎧裝、鍍鋅鋼帶繞包鎧裝和鋼絲繞包鎧裝。纜芯護套鎧裝層（2）光纜的分類（3）外護層的選擇架空和管道光纜宜采用鋼帶縱包、聚乙烯外護套，光纜內填充混合物等結構，以防止外界水分和潮氣進入。直埋光纜采用聚乙烯內護套＋聚乙烯粘接護套＋皺紋鋼帶縱包鎧裝＋聚乙烯外護層，或聚乙烯內護層＋鋁－聚乙烯粘接護套＋雙鋼帶繞包＋聚乙烯外護層等結構。室內光纜宜采用具有阻燃性能的外護層結構。敷設方式允許張力（N）允許側壓力（N/100mm）短期長期短期架空和管般直埋300010003000特殊直埋2000030005000光纜機械性能要求2.2、光纜的型號

根據(jù)《YD/T908-2000光纜型號命名方法》的規(guī)定，由光纜的型號代號和光纖的規(guī)格兩部分構成，中間用一短線放開。光纜型號是由：分類、加強構件、派生形狀(特性)、護層和外護層5個部分組成。(1)分類代號及意義：GY----通信用室(野)外光纜；GR----通信用軟光纜；GJ----通信用室(局)內光纜；GS----通信設備內光纜；GH----通信用海底光纜；GT----通信用特殊光纜。(2)加強構件的代號及意義：無符號----金屬加強構件；F----非金屬加強構件。(3)派生特征的代號及其意義：B----扁平式結構；C----自承式結構；D----光纖帶結構；G----骨架槽結構；J----光纖緊套被覆結構；S----松套結構；T----填充式結構；X----中心束管結構；Z----阻燃。(4)護層的代號及其意義Y----聚乙烯護層；V----聚氯乙稀護層；U----聚氨酯護層；A----鋁、聚乙烯粘結護層；L----鋁護套；G----鋼護套；Q----鉛護套；S----鋼、鋁、聚乙烯綜合護套。(5)外護層的代號及意義指鎧裝層及鎧裝層外邊的外被層，代號及意義如下表：(6)光纖的規(guī)格代號，參見前面光纖部分。(7)光纜型號舉例：GYSTA03--12J50/125(21008)C參見典型光纜名稱和型號3、光纖(纜)活動連接器

實現(xiàn)光纖(纜)之間活動連接的無源器件。結構：套管結構、雙錐結構、V型槽結構、球面定心結構、透鏡耦合結構等。

主要指標：插入損耗、回波損耗、重復性和互換性。據(jù)不完全統(tǒng)計，國際上常用的光纖(纜)連接器有30多個品種。其中有代表性的有：FC、ST、SC、D4、雙錐、VF0(球面定心)、F-SMA、MT-RJ連接器等。我國用得最多得是FC系列的連接器，另外，還有SC、ST型連接器。

FC型連接器：用螺紋連接，外部零件用金屬材料制作，我國電信網采用的主要品種；

SC型連接器：日本NTT研制，它的插針、套筒與FC完全一樣。外殼采用工程塑料制作，采用矩形結構，便于密集安裝，并可直接插撥。

ST型連接器：AT&T開發(fā)，采用帶鍵的卡口式鎖緊機構，確保連接時準確對中。不同型號插頭互相連接的轉換器：FC/SC、FC/ST、SC/ST

不同種類的變換器：ST/FC、FC/SC、FC/ST、SC/ST、ST/SC

活動連接器跳線(尾纖)：插頭型號、光纖型號、光纖芯徑、光纖芯數(shù)、光纜外徑、光纜長度、插頭數(shù)(單頭、雙頭)、插頭損耗、回波損耗、插針材料、插針端面形狀、套筒材料等各參數(shù)。4、光纖放大器作用：對多個波長信道提供增益，并且增益不受信號偏振的影響，在高速率多信道的傳輸系統(tǒng)中不會產生串擾，在高速傳輸系統(tǒng)中也不會產生脈沖失真。是波分復用系統(tǒng)的關鍵部件。商用器件：摻鉺光纖放大器(EDFA)、拉曼光纖放大器(FRA)。(1)EDFA放大原理：鉺(Er)是一種稀土元素，在制造光纖的過程中，設法向其摻入一定量的3價鉺離(Er3+)便形成了摻鉺光纖。當具有1550nm波長的光信號通過摻鉺光纖時，通過摻鉺光纖的光子，與Er3+相互作用而發(fā)生受激輻射效應，亞穩(wěn)態(tài)能級上的粒子受激輻射向基態(tài)能級躍遷，產生和入射光子同頻、同相、同方向的光子，從而大大增加了信號光中的光子數(shù)量，于是，入射光就得到放大，即實現(xiàn)了信號光在摻鉺光纖的傳輸過程中不斷被放大的功能。目前商用的EDFA增益一般可達30dB以上。應用形式：線路放大器、功率放大器、前置放大器、LAN放大器優(yōu)點：可以擴展電再生距離、具有比特透明性、成本低、擴大用戶數(shù)缺點：工作波段和帶寬局限性(普通低損耗區(qū)間1270～1670nm，而EDFA只能工作在1525～1625nm范圍)、自發(fā)輻射噪聲(當系統(tǒng)級聯(lián)，尤其嚴重)、帶寬有限(80~100nm之間)、系統(tǒng)建設維護成本高。

(2)FRA放大原理：基于光纖中的非線性效應。在一些非線性介質中，高能量的泵浦光散射，將一部分能量轉移到另一頻率的光束上，頻率的下移量是由分子的震動模式決定的，此過程稱為拉曼效應。如果一個弱信號與一個強泵浦光波同時在光纖中傳輸，并使弱信號波長置于泵浦光的拉曼增益帶寬內，弱信號光即可得到放大。應用形式：集總式拉曼光纖放大器、分布式拉曼光纖放大器特點：可以實現(xiàn)全波放大、放大介質是傳輸光纖本身、噪聲系數(shù)低、可以實現(xiàn)分布式放大、增益頻譜寬等。省間中心（北京）省間中心（廣州）省中心（南寧)縣間中心(桂林）縣中心(陽朔）省間中心省間中心（上海）省中心（杭州)縣間中心(寧波）縣中心(余姚）一級干線一級干線二級干線本地網線路（C3）本地網線路（C4）長途干線本地網線路1、我國線路網結構三、線路系統(tǒng)簡介2、長途通信線路系統(tǒng)組成終端站（南寧）有人中繼站（王靈）無人中繼站無人中繼站無人中繼站有人中繼站終端站（桂林）分路站（柳州）有人中繼站中繼段3、本地網通信線路系統(tǒng)組成地區(qū)中心縣中心2縣中心3縣中心4縣中心5縣中心6縣中心1省中心C3層C4層4、城域網通信線路系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)交換中心數(shù)據(jù)匯聚中心4數(shù)據(jù)匯聚中心6數(shù)據(jù)匯聚中心5數(shù)據(jù)匯聚中心2數(shù)據(jù)匯聚中心3數(shù)據(jù)匯聚中心1光纜交接箱光纜交接箱數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)用戶匯聚層接入層四、光纜線路工程設計1、光纜線路建設程序2、工程設計的原則及內容3、傳輸設計4、線路設計5、工程設計勘察6、設計文件編制規(guī)劃階段設計階段準備階段施工階段竣工投產階段項目建議書可行性研究專家評估設計任務書兩階段設計初步設計施工圖設計建設準備計劃安排施工組織設計光纜線路施工設備機械施工線路初驗試運行設備初驗工程移交生產準備系統(tǒng)驗收交付使用1、光纜線路建設程序2、設計原則及內容(1)設計原則:執(zhí)行國家基本方針和通信技術經濟政策，合理利用土地，重視環(huán)境保護。保證通信質量，做到技術先進，經濟合理，安全適用，能夠滿足施工、生產和使用要求。設計中應進行多方案比較，兼顧近期與遠期通信發(fā)展的需求，合理利用原有的網絡設施和裝備，以保證建設項目的經濟效益，不斷降低工程造價和維護費用。設計中采用的產品必須符合國標和部標規(guī)定，未經試驗和鑒定合格的產品不得在工程中使用。設計工作必須執(zhí)行科技進步的方針，廣泛采用適合我國國情的國內外成熟的先進技術。(2)設計內容及過程項目可行性研究報告設計任務書現(xiàn)場查勘初步設計施工圖設計設計內容:通信需求的預測，包括近期和遠期(前期方案階段或規(guī)劃階段完成)；光纜線路路由選擇及確定；光纜線路敷設方式的選擇；光纜接續(xù)及保護措施；光纜線路的防護要求；中繼站站址的選擇與建筑方式；光纜施工注意事項。設計過程:設計會審現(xiàn)場指導與回訪客戶

光傳輸再生段距離由光纖衰減和色散等因素確定。在實際工程運用中，設計方式主要采用兩種情況：(一)衰減受限系統(tǒng)，即再生段距離根據(jù)S和R點之間的光通道衰減決定。(二)色散受限系統(tǒng)，即再生段距離根據(jù)S和R點之間的光通道色散決定。計算方法：最壞值計算法。

3、傳輸設計工作波長：1310nm和1550nm

估算公式：

Psel-Prel-C-Pp-Mc

L=—————————

Af+As其中：

L：衰減受限再生段長度(Km)。

Psel：S點壽命終了時的最小發(fā)送光(dBm)。

Prel：R點壽命終了時的最差靈敏度dBm)。

C：S-R點之間連接器衰減之和(dB)。

Pp：光通道代價(dB)。

Af：光纜中光纖衰耗常數(shù)(dB/Km)。

As：光纜中光纖固定接頭平均衰減(dB/Km)。

Mc：光纜富余度(dB)，3--5dB。

3.1、衰減受限系統(tǒng)3.2、色散受限系統(tǒng)色散受限系統(tǒng)再生段距離用下式估算：L＝Dmax/D式中：Dmax--S和R點之間允許的最大色散值(ps/nm)D--光纖色散系數(shù)(ps/nm.km)實際設計時，應根據(jù)衰減受限式及色散受限式分別計算后，取其兩者較小值即為最大再生段距離。國內兩個主要廠家設備的計算舉例：

再生段長度計算表(衰減受限)

4、線路設計4.1路由選擇光纜線路路由的選擇應以工程設計任務書和通信網發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)，并進行多方案比較，以保證光纜線路安全可靠、走向合理、經濟合理、施工維護方便。選擇光纜路由應以現(xiàn)有地形、地物、建筑設施和既定的建設規(guī)劃為主要依據(jù)，并應考慮有關部門的發(fā)展規(guī)劃。同時，選擇線路距離最短，彎曲較少的路由。盡量沿靠定型的道路敷設光纜，避免將來因道路擴建等原因造成光纜破壞。應選擇在地質穩(wěn)定的地段，在平原地區(qū)要避開湖泊、沼澤和排撈蓄洪地帶，盡量少穿越水塘、溝渠，在山區(qū)，要避開陡峭溝壑、滑坡、泥石流，以及洪水危害、水土流失的地方。盡量與城市道路或公路平行，避免往返穿越道路或鐵路、公路。避免穿越大的廠房、倉庫、礦區(qū)等，不宜通過伐木林區(qū)。光纜線路應盡量遠離高壓線，避開高壓線桿塔及變電站和桿塔的接地裝置，穿越時盡可能與高壓線垂直，最小交越角度不小于450。光纜線路穿越河流，應選擇在河床穩(wěn)定、沖刷較淺的地方，并兼顧大大路由走向，不宜偏離太遠，必要時采用架設飛線方式。對特大河流可選擇橋上敷設。光纜線路路由應遠離水庫，在其上游通過，當必須在水庫的下游通過時應考慮水庫發(fā)生事故，危及光纜安全的保護措施。光纜不應在壩上或壩基下敷設。盡量避開容易遭到雷擊、鼠害、腐蝕、機械損傷等地帶，不能避開時，應考慮采取保護措施。光纜路由應盡量遠離干線鐵路、機場、車站、碼頭等重要設施，和非相關的重大軍事目標。長途光纜線路應沿公路或可通行機動車輛的大路，應順路取直并避開公路用地，路旁設施、綠化地帶，距公路不宜小于50m。光纜線路不宜穿越大的工業(yè)基地、礦區(qū)、城鎮(zhèn)、開發(fā)區(qū)，或靠近村莊。當不能避開時，應滿足規(guī)劃要求，并應采取修建管道等適當?shù)谋Ｗo措施。光纜線路不宜通過森林、果園、茶林、苗圃及其它經濟林場。并應盡量避開地面上的建筑設施和電力、通信桿線等。直埋敷設方式隱蔽性好、安全性高、穩(wěn)定可靠；干線光纜常采用的敷設方式。架空敷設方式建設速度快、造價低，在山區(qū)、水域和自然條件復雜、具有臨時性的場合均采用的敷設方式。本地網光纜在郊外常采用該方式。管道敷設方式安全可靠性高，光纜進城區(qū)一般采用該方式。4.2敷設方式及要求不同的敷設方式應滿足下列要求：直埋敷設方式光纜的埋深視土質、地面建筑不同而不同。直埋光纜與其他建筑物及地下管線間的最小距離應符合規(guī)范要求。安裝光纜時光纜的最小彎曲半徑不得小于光纜外徑的20倍，固定后不小于15倍。同溝敷設光纜平行間距不小于10cm，且不得交叉和重疊。直埋光纜在下列情況下可采用架空方式：

a.穿越深溝、峽谷及建設費用很高的地段；

b.地面或地下障礙物較多，施工困難的地段；

c.因建設規(guī)劃的影響而非永久性地段；

d.發(fā)生明顯地陷或沉降的地段；

e.永久性橋梁且允許吊掛；當最低溫度低于－300C的地區(qū)，經常遭受風暴或砂暴襲擊地段不宜采取架空。架空吊線程式根據(jù)最大負荷允許張力確定；根據(jù)光纜外徑選用光纜掛鉤規(guī)格；管道光纜敷設應考慮占用管孔位置的合理性，為提高管孔的利用率，在大管孔中應穿放塑料子管；長途光纜也可在專用長途光纜塑料管道中敷設，塑料管道采用高密度硅芯管(HDPE)，敷設光纜采用氣吹技術；4.3水底光纜水底光纜的過河方式：埋設(沖槽、截流)、微控機械定向頂管、直接拋放等；過河位置應選擇在河道順直、流速不大、河面較窄、土質穩(wěn)固、河床平緩、兩岸坡度較小的地方；水底光纜底埋設深度應不小于1.5米；頂管深度應滿足水利部門的要求；水深大于8米的區(qū)域，可直接拋放光纜于水底不加掩埋；水底光纜穿越有疏浚計劃的河流，在兩岸應有適當預留；水底光纜盡量不在水中設置接頭；水底光纜穿越通航河流時，在兩岸應設置醒目的光纜標志牌。4.4光纜的接續(xù)光纜接續(xù)一般采用可開啟式光纜接頭盒，接頭盒必須有良好的密封性能；光纖采用熔接法接續(xù)；接續(xù)部位采用不銹鋼熱縮管保護；光纜金屬加強芯可不進行電氣連通；光纖接續(xù)損耗要求在中繼段內雙向平均值不大于0.08dB/個；4.5光纜余線的預留為便于光纜線路的維護使用，在下列位置應考慮光纜的余留：光纜接頭兩側、架空光纜引上桿、轉彎桿、400米直線桿、管道人孔內、直埋光纜爬坡“S”彎、進局站端機側或電纜進線室內。水底光纜岸灘側“S”彎余留。4.6光纜線路防護防雷光纜金屬護套或鎧裝層不進行接地處理，使之處于懸浮狀態(tài)。光纜的所有金屬構件在接頭處不進行電氣聯(lián)通，但局站內光纜金屬構件需接保護接地。在平均雷暴日數(shù)大于20的地區(qū)，直埋光纜防雷應符合下列要求：大地導電率≤100Ω.m的地段，不設防雷線；大地導電率在100～500Ω.m的地段，設一條防雷線；大地導電率≥500Ω.m的地段，設二條防雷線；采用硅芯管敷設光纜，大地導電率≥500Ω.m的地段，設一條防雷線，其余不考慮設置防雷線。架空光纜還可選用下列防雷保護措施：光纜吊線每隔一定距離進行接地處理，一般為2km；

雷害特別嚴重或屢遭雷擊地段可裝設架空地線；如與架空明線合桿則應架設在架空明線下方。防強電應盡量與高壓輸電線保持足夠距離，采用垂直交越，兩側交越桿需接地；與發(fā)電廠或變電站的接地裝置隔距應大于200m，距高壓電桿的接地裝置應大于50m；光纜的金屬護套、金屬加強芯在接頭處不作電氣連通；在接近交流電氣化鐵路的地段，當進行光纜線路施工或檢修時，應將光纜所有金屬構件臨時接地，以保證施工、檢修人員的安全；無法回避時，采用非金屬光纜。防鼠等嚙齒類動物采用鋼帶鎧裝外護套；采用高密度硅芯管保護敷設；通過樹林架空光纜桿上加防護措施，光纜外套高密度子管。防白蟻采用防蟻光纜直埋光纜采用毒土法有白蟻地段，采用硅芯管保護敷設，手孔內填砂。防機械損傷穿越鐵路、公路時應垂直穿越，一般采用定管穿越，鋼管應伸出路基兩側排水溝外1米，距排水溝底不小于0.8米。光纜穿越溝渠、水塘，應在光纜上方鋪水泥蓋板或加塑料管保護。光纜在20度以上斜坡敷設時，應采用“S”形敷設；當在30度以上斜坡且坡長大于30米敷設時，應選用鋼絲鎧裝光纜。同時，斜坡上應砌筑堵塞等防護措施。光纜穿越山澗、溪流等沖刷嚴重底地段時，應根據(jù)具體情況設置漫水坡、擋土墻或其他保護措施；梯田、臺田的堰壩、陡坎和護坡處的光纜溝，根據(jù)具體情況，采取措施以防沖壞光纜和水土流失；5、工程設計勘察5.1、勘測目的為設計取得基礎資料；為確定具體設計方案提供準確和必要的依據(jù)；進一步驗證設計任務書的準確性。5.2、初步設計查勘選定線路路由；選定終端站、中繼站站址；擬定敷設方式，確定光纜型號、規(guī)格；擬定線路上需要防護的地段及措施；擬定維護方式和維護任務的劃分，提出維護工具、儀表和車輛的配備；擬定線路上特殊地段路由走向及敷設措施；向有關部門調查、了解路由沿線有關資料；現(xiàn)場查勘；整理圖紙資料；總結匯報。5.3、施工圖測量施工圖測量是進行光纜線路施工安裝圖紙的具體測繪工作，并對初步設計修改部分的補充勘測。通過施工圖測量，使線路敷設的路由位置，安裝工藝，各項防護、保護措施進一步具體化，為編制工程預算提供準確的資料。請建設單位相關人員一起，深入現(xiàn)場對有關單位進行更詳細的調研，以解決初步設計中所遺留的問題。邀請當?shù)卣嘘P部門的領導深入現(xiàn)場，介紹并核查有關農田、河流、渠道等設施的整治規(guī)劃，以便測量時考慮避讓或采取相應的保護措施。按有關政策及規(guī)定與有關單位或個人洽談需要遷移電桿、少量砍伐樹木、遷移墳墓、路面破復、青苗損壞等的賠償問題。6、設計文件的編制6.1、設計文件的主要內容文件目錄、設計說明和預算編制說明、概預算表、設計圖紙。6.2、設計內容格式初步設計1.概述(1)設計依據(jù)

說明設計文件是根據(jù)什么文件進行編制的，如批準的可行性研究報告，設計任務書，有關工程設計的會議紀要及其它有關文件，原始資料等，并扼要說明這些文件的重點內容及文號。(2)城鄉(xiāng)建設發(fā)展概況及原有線路設備概況

說明工程建設所涉及地區(qū)的政治、經濟地位和發(fā)展情況，原有線路設備程式、容量、使用情況及存在的問題等。(3)工程概況

簡要說明本期工程的性質、規(guī)模、主要建筑方式、傳輸方式。傳輸媒介、傳輸速率等內容。(4)設計范圍及分工

說明本工程的設計范圍，與建設單位及其它設計單位的設計分工。(5)主要工程量表列表說明本期工程主要工程量、光纜條公里數(shù)、桿路桿公里數(shù)、管道管程公里、管孔公里數(shù)、光纜接頭數(shù)、光纜城端接頭芯數(shù)、光纜測試段等內容。(6)技術經濟分析說明本工程總投資及構成的主要費用，如：光纜平均每條公里造價，光纜平均每芯公里造價等。(7)維護體制及人員、車輛的配備說明維護體制建立的原則和方案，配備的人員、車輛及儀表的管理方案。2.線路系統(tǒng)設計方案(1)主要工程量表說明沿線自然條件，交通狀況及穿越障礙情況，各段光纜路由選定的理由，光纜建筑方式選定的理由。(2)光纜結構和主要技術指標說明光纜結構選定的理由，光纜芯數(shù)取定的原則，單盤光纜的光、電、機械主要參數(shù)。(3)線路衰減的確定說明根據(jù)實際的光纜段長，取定的與光纜衰減有關的參數(shù)，如發(fā)射機光功率，接收機靈敏度、設備富余度、平均光纖衰減、光纜富余度、光纖固定接頭平均衰減等。(4)建筑方式說明各路由光纜建筑及安裝要求。(5)光纜的保護要求說明光纜的機械和電氣防護措施及理由。3.概算說明及表格(略)4.圖紙：施工圖設計1.概述(1)設計依據(jù)說明經審核批準的初步設計文件，有關的協(xié)議及會議紀要。(2)設計范圍及分工說明本工程的設計范圍，與相關單位及相關工程的設計分工。(3)建設規(guī)模說明本期工程的建筑方式及規(guī)模。(4)本設計初步設計變更的情況說明根據(jù)審批的初步設計要求在施工圖設計中修改補充的內容，以及變更理由和投資變動情況。2.光纜線路敷設安裝說明(1)線路路由說明沿線自然條件，交通狀況及穿越障礙情況。(2)進局路由說明光纜在局內各機房屋內的走向，安裝方式，固定位置等。(3)敷設及防護要求說明光纜建筑安裝要求及采取的防護措施(4)施工注意事項說明施工方法，施工措施及應達到的技術要求，以及施工單位必須注意的事項。3.預算說明及預算表格(略)4.圖紙五、光纜線路施工與維護1、路由復測2、單盤檢驗3、光纜配盤4、光纜敷設5、光纜接續(xù)與安裝6、光纜成端7、光纜線路測量8、光纜線路防護9、光纜線路維護1、路由復測目的：確定光纜敷設的具體路由位置、丈量地面的準確距離、為光纜配盤、敷設和明確保護地段等提供必要的依據(jù)。方法：定線測距打標樁畫線繪圖登記2、單盤檢驗工作內容：對運達現(xiàn)場的光纜及連接器材的規(guī)格、程式、數(shù)量進行核對、清點、外觀檢查和光電主要特性的測量。不可忽視的工作：光纜長度的檢查L=l(1－p)L為光纜長度、l為測得得光纖長度、p為纖/纜換算系數(shù)。3、光纜配盤目的：為了合理使用光纜，減少光纜接頭和降低光纜接頭損耗，達到節(jié)省光纜和提高光纜通信工程質量得目的。要求：a.根據(jù)路由條件選配滿足設計規(guī)定的不同程式、規(guī)格的光纜。各項傳輸指標滿足系統(tǒng)設計要求。b.同一中繼段內盡量選用同一廠家、整盤光纜配置。c.光纜接頭點位置的選擇。d.光纜端別的配置。e.光纜的預留長度。配盤方法：（1）計算敷設長度L=L管＋L埋＋L架＋L水L為中繼段光纜敷設總長L管為管道光纜敷設長度（實際長度加上預留長度）L埋為直埋光纜敷設長度（地面丈量長度加上預留長度）L架為架空光纜敷設長度（地面丈量長度加上預留長度）L水為水底光纜敷設長度（2）配盤步驟：a.列出光纜路由長度總表、光纜長度總表b.初步配盤：根據(jù)光纜路由長度表中的地面長度，加余量算出各個中繼段底光纜總用量，從光纜長度總表中選擇不同規(guī)格、型號的光纜，使光纜累計長度滿足中繼段總長要求，列出光纜初配結果。c.正式配盤：管道光纜的配盤：采用試湊法、配好調整盤埋式光纜的配盤：按自然段配置、d.編制中繼段光纜配盤圖：站名端別XXA站名端別XXB地面長度：盤號：長度：注：在接頭圓圈內標注接頭類型和接頭序號在橫線上標注光纜敷設方式標明地面長度、光纜長度，并標明標樁或標石號普通接頭安裝地線接頭直埋敷設架空敷設水底敷設管道敷設4、光纜敷設（1）需特別注意的問題拉力：光纖表面可能有裂痕，這種裂痕在受到應力時會擴大而使光纖斷裂。出廠光纖經篩選后具有一定的抗應變能力，但當光纜長期處于受載狀態(tài)時（如垂直敷設）則光纖就會應疲乏而最后發(fā)生斷裂。制造長度：應當盡量加大光纜制造長度，以便減少光纖的接頭，減少接頭損耗。光纖的保護：由于不均勻的側壓和溫度變化等原因，可能使光纖產生微彎而增加光損耗，因此必須予以保護。（2）光纜敷設方式市區(qū)有管道可利用時。初期投資大、管道建設周期長、安全、擴容維護方便管道1、市區(qū)無法直埋又無管道，且暫時無條件建設管道時。2、郊外本地網光纜線路需考慮投資及擴容調整。3、光纜干線遇到路由特別復雜地段（大片石質、水網地帶直埋困難地段、峽谷等）。工程投資少、建設快、安全性低、擴容維護方便架空適用場合特點敷設方式光纜穿越江河、湖泊、海峽等，無橋梁、隧道可資利用時。工程投資大、安全性較架空高水底郊外干線光纜。工程投資大、建設周期長、安全性高、擴容維護方便硅芯管保護直埋郊外干線光纜。工程投資大、建設周期長、安全性較高、擴容維護不方便直埋適用場合特點敷設方式（3）主要光纜敷設方式介紹a、架空敷設利用電桿、拉線、吊線來固定光纜的一種方式。建筑等級取決于氣候、光纜程式等。水泥地錨鋼柄8芯光纜水泥桿7/2.6鋼絞線φ80引上鋼管地面7/2.2鋼絞線-吊線25掛鉤三眼單槽夾板Φ16×80方頭穿釘單吊線抱箍吊線與其它建筑設施的隔距與其它建筑設施最小水平凈距應符合附表二要求。與其它建筑設施最小垂直凈距應符合附表三要求。與其它電氣設施交越時最小垂直凈距應符合附表四要求。鋼絞線的選用鋼絞線應按照光纜重量、負荷區(qū)類別選擇其程式：見表五。掛鉤程式的選用掛鉤程式應按照光纜外徑選用，參見表六。保護措施光纜接頭處，金屬構件電氣斷開，光纜全程不作接地。光纜接頭盒兩側電桿、角桿、跨越桿、終端桿、直線桿(每隔10～15檔)

應裝設避雷針，其接地電阻不超過20歐姆。光纜吊線，每隔2000m做一次防雷保護接地。鋼絞線選擇表架空光纜的布放方法：（1）定滑輪牽引法包括人工牽引、機械牽引（2）光纜盤移動放出法b、直埋光纜敷設方法：先開挖光纜溝，然后布放光纜，最后回填將光纜埋入溝中。光纜挖溝一般有人工、機械挖溝兩種。其光纜埋深應符合下表：

≥1.2溝、渠、水、塘≥1.2穿越鐵路、公路（距路面）≥1.0市區(qū)人行道≥1.2市、郊、村、鎮(zhèn)≥0.8全石質、流砂≥1.0半石質、砂礫土、風化石≥1.2普通土、硬土埋深（米）敷設地段及土質直埋光纜的敷設方法：人工敷設法、機械挖溝敷設法光纜與其它建筑物的隔距見附表一保護措施防機械損傷：過鐵路、高等級公路需用鋼管或機械頂管保護，穿越溝、渠、塘采用鋪水泥蓋板保護，過村莊鋪磚保護，穿越高坎、陡坡、梯田采用石護坡保護等。防強電防雷防白蟻路由標志標石：普通標石、監(jiān)測標石、地線標石、巡檢標石直埋光纜敷設后，需設置永久性標志，以便尋找光纜線路上的特定位置，標志一般安裝在下列位置：光纜接頭點、拐彎點、排流線起止點；同溝敷設光纜的起止點；光纜穿越鐵路、公路及其它障礙物的兩側；光纜與其它地下管線交越處；直線段每隔200～300米設置一處；c、水底光纜敷設方法：水下沖挖機、人工沖挖、水泵沖槽、拋錨慢放、拖輪快放、人工布放等通常對于水位較深、水面較寬地區(qū)采用下列方法：光纜裝船安裝出線架開船敷設附加工作：水線標志牌的安裝d、管道光纜管孔位置選擇：光纜占用孔位應按靠近管孔群兩側、由上而下選用，同一光纜在不管道段落其占有管位相對位置盡量保持不變。管孔內子管敷設在90mm水泥管孔，采用2～4根半硬聚氯乙烯塑料子管保護敷設；子管數(shù)量按孔徑和工程需要確定，數(shù)根子管的等效總外徑應不對于管孔內徑的85％，子管的內徑為光纜外徑的1.2～1.5倍。子管應捆扎在一起，同時布放，管道中間不得有接頭；人孔內本期不用的子管管口要堵塞，避免雜物進入。保護措施光纜接頭盒安裝在人孔常年積水水位以上，人孔中光纜采用塑料軟管保護，并吊掛光纜標志牌，以便識別光纜編號、用途和規(guī)格等內容。管道光纜的敷設方法：（1）機械牽引法集中牽引、分散牽引、中間輔助牽引光纜放纜機放纜機輔助牽引機集中牽引分散牽引放纜機中間輔助牽引（2）人工牽引法（3）機械、人工相結合的方法中間人工輔助牽引方式、終端人工輔助牽引方式、e、硅芯管管道、光纜的敷設常用的硅管：40/33mm、46/38mm。盤長為2000m、1500m（可按需求生產）

高密度聚乙烯硅芯管性能

硅管敷設的基本要領：溝底平坦、拐彎禁急、落差須緩

塑料管道的埋深要求人手孔的設置原則：直線段每隔1公里設置一只手孔。硅管管道轉彎處、河流大堤外側穩(wěn)固地點設置手孔。手孔的建筑地點應選擇地形平坦、地質穩(wěn)定、地勢較高的地方。硅管管道光纜的敷設：氣吹法基本原理：由氣吹機把空壓機生產的高速壓縮氣流及纜線一起送入管道。由于管壁內層固體硅膠極低的摩擦系數(shù)和高壓氣體的流動使光纜在管道內呈懸浮狀態(tài)，從而減小了纜線在管道中的阻力。通常情況下，一臺氣吹機一次可氣吹1000－2000m的長度。若采用多臺氣吹機接力氣吹，長度可達4000－6000m?？諌簷C氣吹機空壓機氣吹機空壓機氣吹機1000-2000mf、局內光纜（普通光纜、阻燃光纜）局內光纜一般從局前人孔經地下室引至光端機；預留在光端機側的光纜盤成纜圈后，固定在電纜進線室或光端機室；光纜在走線架和拐彎處應綁扎牢固；局內光纜應作標志，以便識別；光纜成端后，其金屬構件電氣相互連通，并用單獨導線接到總地線上。

5、光纜接續(xù)與安裝（1）光纖接續(xù)固定接續(xù)：一般采用熔接方式，按一次熔接的纖數(shù)分為單纖熔接和多纖熔接。要求連接損耗要?。?.1dB以下)，連接損耗穩(wěn)定性要好，具有足夠的機械強度和使用壽命，接頭體積小，易于操作，易于放置和保護。是光纜線路施工中使用最普遍的接續(xù)方式?；顒舆B接：采用活動連接器連接，要求連接器損耗要?。?.5dB以下），具有較好的互換性、穩(wěn)定性、不受氣溫影響、體積小重量輕。常用于更換光纖鏈路、光端機設備與光纜線路連接以及光纜線路測試連接。（2）光纜接續(xù)是指光纜的整體連接，包括光纖、加強芯、銅導線、屏蔽層等的連接。一般采用光纜接頭盒連接。光纜接續(xù)要求：接頭盒要有良好的密封性，每根光纖在接頭盒內必須留有60－80cm的預留光纖，接頭盒具有能再拆卸和再連接的性能。（3）光纜接頭盒的安裝架空光纜的接頭一般應安裝在桿旁，并作伸縮彎。管道光纜的接頭應安裝在人孔內，并盡量安裝在較高位置，減少積水浸泡。直埋光纜接頭應安裝在專用接頭坑內，硅芯管保護直埋光纜接頭安裝在手孔內。（4）光纖連接損耗產生的主要原因：光纖的模場直徑的布同。待熔接光纖的