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全区光缆线路代维公司技术 知识培训 通信光缆 施工与维护技术 北京华信乾坤科技公司 1 序言 随着我国通信事业的快速发展,光纤通信网的 施工建设与维护进入了全新的时代。为了满足大 容量、高速率及高端客户对通信的高质量需求， 内蒙古公司对光缆线路维护质量提出了新的要求 ，对维护指标考核更加严格。为此内蒙古公司将 组织全区代维公司进行光缆线路代维技术知识培 训，其目的在于不断提升全区光缆线路代维管理 水平，更好地为市场经营提供优质的网络服务。 2 信息是战略资源。它与资本和劳动力一样是构成生产 力三要素的重要组成部分。21世纪的信息传递技术推 动着通信业呈现出了异乎寻常的发展态势。无论是IP 技术、3G移动通信技术、还是宽带接入网技术和基于 波分复用的光传送网(WDM)技术以及以太网无源光网 络(GPON)通过光分路器实现光纤到户(FTTH)所有这 些,都标志着 “人类正在步入信息时代”并 正在大踏步的 向着“信息化社会”迈进 。 3 信息的传递依靠的是通信网络。在当今,网络传输 的最佳介质是光缆线路。由于光纤特性以及光缆线 路受各种外界极不稳定的环境影响等特定因素 ，中 断通信故障经常发生，给信息传递和客户对通信的 需求带来诸多的不便与困扰。如何实现与保障网络 安全，推动各级传输管理、技术人员在光缆线路施 工与维护工作中掌握和提高质量管理标准与技能水 平，就是我们这次培训需要达到的目的 。 4 第一章 光纤通信基础 光纤通信是以光波为信号载体，以光纤（光导纤维 ）作为传输媒质的一种通信方式。 光纤做为灵活且经济的优质传输介质，目前被广泛 地应用于数字传输方式和数据、语音、图像等通信 领域。 光纤通信承载着各种信息的主要传输,这种新兴技 术是世界新技术革命的重要标志。 5 通信系统的一般结构 6 我国现行通信网结构 1、国际通信网 2、长途通信网 3、本地通信网 国际通信网是为不同国家间的用户服务的，根 据ITU-T建议，国际通信网由三级交换中心和 相应的传输线路构成。 7 现代通信网的未来发展趋势 现代通信网的未来发展趋势可概 括为“六化”，即通信技术数字化 、通信业务综合化、网络互通融 合化、通信网络宽带化、网络管 理智能化和通信服务个人化。 8 下一代网络的特点 下一代网络是可以提供包括语音、数据、和多媒体等 各种业务的综合开放的网络构架有三大特征： 1、采用开放的网络构架体系 2、下一代网络是业务驱动的网络 3、下一代网络是基于统一协议的分组网络 三网融合电信网络、计算机通信网及有线电视网最 终汇聚为统一的IP网络。 9 现代通信传输技术 信息需要在一定的物理媒质中传播，我们 将这种物理媒质称为传输媒质。传输媒质是传 递信号的通道，提供两地之间的传输通路。传 输从大的分类上来区分有两种，一种是电磁信 号在自由空间中传输，这种传输方式叫做无线 传输；另一种是电磁信号在某种传输线上传输 ，这种传输方式叫做有线传输。 10 光纤通信 光纤 是光导纤维的简称。光纤通信是以激光为 载波，以光纤为传输媒质的一种通信方式。光 波的波长为微米级。紫外线、可见光、红外线 都属于光波范围。目前光纤通信使用的波长多 为近红外区内，即波长为 850nm、1310nm 和 1550nm 的三个传输窗口。被广泛用于越洋通 信、长途干线通信、市话通信和计算机网络等 许多需要数据传输的场合。 11 光纤通信发展的现状 光纤通信技术不断创新, 从多模发展到单模，从80年代末 的PDH系统到90年代中期的SDH系统，以及近来的WDM系统。 工作波长从 0.85m 发展到 1.31 m 和 1.55m，传输 速率从几十 Mbt/s 发展到几十 Gbt/s。从G.652到G.655。 另一方面，随着技术的进步和大规模产业的形成，光纤价 格不断下降，应用范围不断扩大，从初期的市话局间中继 到长途干线进一步延伸到用户接入网，从数字电话到有线 电视(CATV)，从单一类型信息的传输到多种业务的传输。 目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统 已成为国家信息基础设施的支柱。 单波长光通信系统速率已达40Gbit/s，再提高比较困难。 一根光纤上可开通200多个波长的系统，因此，WDM 技术的出现，使光纤的带宽资源得到了充分的利用。 12 目前各国光纤通信都在实验和寻求着扩大传输量的 方法，但从目前光纤的实际使用频段传输效能上看 由于大都运用在C与L波段，而且仅使用其中的一小 部分，还有大部分频率未曾使用。目前光纤通信提 高最大传输量的方法主要有两种，一种是提高传输 码速如：155Mbit/s、 622Mbit/s、 2.5Gbit/s、 10、 40、80Gbit/s；另一种是波分复用。 13 光纤通信的特点 光纤通信与电通信方式的主要差异在于： 一是用光波作为载波传输信号，即传输的是光 信号； 二是用光导纤维构成的光缆作为传输线路，即 以光纤作为媒质传输手段； 因此，在光纤通信中起主导作用的是产生光波 的激光器和传输光波的光导纤维。 14 1.传输频带宽、通信容量大 2.传输损耗低 3.不受电磁干扰 4.中继距离长 5.线径细、重量轻 6.资源丰富 7.挠性好 8.不怕潮湿，耐高压，抗腐蚀 9.安全保密 光纤通信的优缺点 15 在光纤通信中，同样也存在着诸多弱点 光纤性质脆，需要适当地涂敷加以保护。此外，为 了保证能承受一定的敷设张力，在光纤结构上也需 要多加考虑。 切断和连接光纤时，需要高精度的切断工具与接续 技术，这在电缆连接时是没有的。 分路耦合不方便。 光纤不能输送中继器所需要的电能。 弯曲半径不宜太小。 6.光纤要有良好的防水、防低温保护。 16 模拟通信与数字通信 模拟通信 任何一个信息都是连续的，称之为模拟量。 模拟通信是通信的基础。 光纤模拟通信系统它传送的是模拟信号，常用 于广播节目、彩色电视节目、工业监视信号、交通 监控信号等的传输。 数字通信定义： 模拟信号经过 数字化手段变成数字信号进行传输交 换。 17 光纤数字通信系统它用来传输电的PCM数字信号。它 的设备较为复杂，但传输质量高，通信距离长，是 广泛采用的系统。 应当指出：模拟通信与数字通信是按照 信道中的信号而不是根据信源输出的原 始信号来划分的。 18 光纤通信系统构成 光纤通信系统基本组成 目前实用的光纤通信系统，普通采用的是数字 编码、强度调制直接检波通信系统。它由 常规的电端机、光端机、光中继器及光纤传输 线路所组成。该系统可分为三大部分：光发送 、光传输和光接收，光发送完成电光转换任务 ，光传输部分的作用是把光信号从发送端传到 接收端，光接收完成光电转换任务。 强度在这里指光强，即单位面积上的光功率， 强度调制是指用信号去直接调制光源的光强， 使之随信号电流成线性变化；直接检波是指信 号直接在接收机的光频上检测为电信号。 19 光纤通信系统方框图光纤通信系统方框图 单信道全光中继数字通信 光-电-光中继的数字通信 20 光纤通信过程：光发送端机将已调制的光波送 入光导纤维，经光导纤维传送至光接收端机。 光接收端机是将光信号变换成电信号的光接收 机。光信号经过光纤传输到达接收端，首先经 光电二极管（PLN）或雪崩光电二极管（APD ）检波变为电脉冲，然后经放大、均衡、判断 等适当处理，恢复为送入发送端时的电信号， 再送至接收电端机。 21 22 光电检测器 在光纤通信系统中，光电检测器的主要作用是把 光纤输出 (光端机接收)到的光信号转换为电信号 。 它是光接收机的关键元件，对光接收机的灵敏度 和延长通信距离有着重要的影响。对光电检测器 的基本要求是：高效率，低噪声，有足够高的响 应速度或足够的带宽，在工作波长上有足够高的 灵敏度，具有接收弱信号的能力；有良好的温度 特性和稳定性；工作电压尽量低，使用简单；体 积小，寿命长。 光电检测器通常采用光电二极管。光电二极管 利用了半导体结受光照之后激励电子而形成电流 的性质。只要有微弱的光，就能检测很大的电流 。 23 长距离光纤通信系统 24 25 第二章 光纤和光缆 光纤是传输光波的介质，因此学习光纤通信 ，首先应对光纤的传光原理以及光纤的结构、 分类和光纤的有关特性有所了解。另外，由于 在实际的光纤通信线路中，为了保证光纤能在 各种敷设条件下和各种环境中使用等原因，就 必须将光纤构成光缆，这样对光缆的相关知识 也需掌握。 26 第一节 光纤通信的工作波长范围 当今用作光通信传输的介质石英光纤的低衰减“窗 口”为0.61.6m的波段范围，就坐落在可见的红光 波段和不可见的近红外波段上。 光波和其它波长的电磁波一样，在真空中的传播速 度是3.00108m/s。(每秒30万公里)光波在均匀介质 中是直线传播的，在介质中的传播速度v与介质中的 光折射率n成反比，即：v=c/n石英玻璃的光折射率 为1.458,所以光波在石英玻璃中的传播速度约为2.00 108m/s。要比在空气中的传播得慢一些。 27 光波在介质中的传播现象(1) 光的折射 入射光线、反射光线、折射光线、法线； 折射定律 1、定义：当光从一种媒质进入到另一种媒质时，在两种 媒质的界面处，一部分光进入到后一种媒质中去，并且改变了 原来的传播方向，这种现象叫光的折射。 2、折射定律 （1）入射光线，、折射光线、法线在同一平面。 （2）入射角正弦和折射角正弦成正比，如果用n 来表示这 个比例常数，则是；sin i/sin r=n 这就是光的折射定率。 3、折射率：入射角正弦与折射角正弦之比n叫做这种媒质 的折射率。 4 、斯奈尔定律： sin i/sin r=n 2/ n 1 sin i * n 1 = sin r* n 2 28 光波在介质中的传播现象(2) 光的反射 定义：光线从一种介质进入另一种介质时，一部分 光线折射进入另一种介质，而一部分光线却返回到 原来的介质中，我们把这种现象称之为光的反射。 反射定律 （1）入射光线、反射光线、法线在同一平面内 (2)反射光线和入射光线分居法线的两侧 (3)反射角1等于入射角1 29 光波在介质中的传播现象(3) 光的全反射 在各种不同的媒质中，光的折射率是不同的 在各种不同的 媒质中，光的折射率是不同的。我们把折射率小的媒质叫做 光疏媒质，把折射率大的媒质叫做光密媒质。光疏媒质和光 密媒质是相对的。如水晶对水来说是光密媒质，对金刚石来 说是光疏媒质。当光线从光密媒质进入光疏媒质时（例如从 水进入空气时），折射角大于入射角。当入射角不断增大， 折射角也跟着增大。逐渐增大光的入射角，将会看到折射光 线离法线越来越远，而且越来越弱，而反射光线越来越强。 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90度时，折射光线 就会完全消失，只剩下反射光线，我们称这种现象叫做全反 射。折射角也跟着增大。逐渐增大光的入射角，将会看到折 射光线离法线越来越远，而且越来越弱；但是，反射光线则 越来越强。当入射角增大到某一角度，使 30 光的全反射 31 临界角的定义与实现光的全反射的必要条件 （1） 折射角变成90度时的入射角叫临界角。当光线 从光密物质（纤芯）射到两种媒质的（与包层 ）界面上时，如果入射角大于临界角，就会发 生全反射现象。 全反射的必要条件： （1）光束必须从光密媒质射向光疏媒质. 光要 从传播速度慢的媒质射向传播速度快的媒质， 由于n=C/ V 即折射率n与光在该媒质中的传 播速度有关，因此该条件要求n1必须大于n2 32 第二节 光纤的基本知识与结构 纤 芯 包 层 护 套 n 纤芯 n 包层 n纤芯 n包 层 33 也就是说：光纤是由两种不同折射率的玻璃材 料拉制而成的。 纤芯的折射率一般是1.463-1.467 包层的折射率一般是1.45-1.46左右 34 9/125 m50/125 m62.5/125 m 头发直径约 80 m 中国执行欧洲标准 光纤的结构与几何尺寸 单模： 8/125m， 9/125m ， 10/125m 多模： 50/125m 欧洲标准 ， 62.5/125m 美国标准 35 光纤的分类 光纤的分类方法很多，可以按材料性质、折射 率分布、套塑方式及按照ITU-T建议进行分类 。 按光纤的制造材料分类 按照光纤制造材料的不同，光纤可分为玻璃（ 石英）光纤和塑料光纤。 按传输模的数量可分为多模光纤和单模光纤。 36 按折射率分布状况分类，多模光纤可分为阶 跃型（突变型）光纤和梯度型（渐变型、自 聚焦型）光纤，单模光纤则分为阶跃型光纤 。 光纤芯部的折射率均匀的称为阶跃型光纤（ 即SI光纤）；光纤芯部的折射率逐渐变化的 谓之梯度光纤（即GI光纤），一般常用的多 模光纤芯部多采用近似抛物线形的折射率分 布。 37 石英光纤按波长分类，可分长波为长波长光 纤和短波长光纤,短波长光纤使用的波长为 0.85m,而长波长光纤的波长为1.3-1.6m 。 38 光纤基本结构划分 光纤结构主要依据一次涂层与二次涂层的相对位置 划分，通常有三种：紧套结构、松套结构和带状结 构。 39 缆芯由光纤芯线组成，它可分为单芯和多芯两种。 二次涂覆主要采用下列两种保护结构： 紧套断面结构（a） 松套断面结构（b） 40 第三节 光纤的分类 按照 ITUT 建议分类 为了使光纤具有统一的国际标准，国际电信联盟 电信小组（ITUT）制订了统一的光纤标准（G 标准）。按该组织 关于光纤分类建议，可以将光纤 分为 G.651 光纤（MMF又称为渐变型多模光纤） 、G.652 光纤（ SMF又称为常规单模光纤或1 31m性能最佳单模光纤）、 G.652 D光纤（又称为 常规单模无水峰光纤) 、G.653 光纤（又称为色散 位移光纤DSF）、G.654 光纤（又称为 1550nm 性能最佳单模光纤）、G.655 光纤（又称为非零色 散位移光纤，主要包括非零色散位移光纤NZDSF 和大有效面积光纤LEAF）等。 41 G.652 G.655 光纤的演进 近10年来，G.652光纤一直占据着市场的主导地位。其主 要优点是；1.具有零色散波长1310nm（小于3.5ps/nm.km) 2.具有低损耗波长1550nm (0.26db/km） 对于单信道、低速率系统G.652光纤是较好的媒质。但是 随着超过18dbm以上的高能量光信号耦合进一根光纤， 而实际的波分复用技术使一根光纤中有了数十条甚至上 百条的光波道。这时较高的光能量聚集在很小的截面上 ，光纤开始呈现出非线性特性。（受激散射和四波混频 ）而四波混频的主要特点是；无色散时四波混频影响加 强，色散太小时影响也加强。因此要求光纤的色散有一 个适当的值。在波道频率间隔相等和光纤的色散很低的 情况下，四波混频将导致大量的信道功率转移。这不仅 使有用信道功率的损失，而且导致了信道间的串扰，严 重影响系统性能。特别是当波道波长接近光纤零色散点 （1310nm)时，这一现象更加突出。 42 G.652光纤的两个明显弱点 1.零色散波长（1310nm）处一是衰耗大；0.34- 0.40/KM,二是色散为零，四波混频非线性效应 加强，影响整个系统。 2.低损耗波长处（1550nm）有大的色散（ 20ps/nm.km）需加色散补偿模块，这样就加大 了插入衰耗，系统必须使用光纤放大器，造成 骨干系统成本的提高。 基于上述特性；利用G.652光纤开通高速、超 高速系统是不是今后发展的方向，需要继续探 讨。 43 G655非零色散位移光纤 一般来讲，四波混频得效率取决于通路间隔和 光纤的色散。通路间隔越窄（DWDM通路间隔 窄）光纤色散越小，不同光波相位匹配就越好 ，四波混合的效率也就越强。而且一旦四波混 合现象产生，就无法用任何均衡技术来消除。 但是如果在生产光纤时有意识地在光纤低损耗 波长上（例如1550nm处）有一定的色散比如大 于0.1ps/nm.km则可有效地抑制四波混合现象， 为此一种专门为高速、超大容量、波分复用系 统设计的新型光纤诞生了，这就是G655非零 色散位移光纤。 44 第四节 光纤的主要特性 通信用光纤的特性很多，其主要特性简单概 括有：传输特性、光学特性、机械特性、温 度特性、几何特性。这里从工程与维护的角 度简单介绍一些必须了解的主要特性。 45 光纤的传输特性 （一） 光纤的传输特性 光纤的传输特性主要包括光纤的损 耗特性、多模光纤的带宽和单模光 纤的色散特性两个方面,这两大特性 将直接影响到光纤通信的中继距离 和通信容量。 46 光纤的损耗特性（1） 光波在光纤中传输时，随着传输距离的增加光 功率将逐渐下降，能量会越来越弱，其中一部 分能量在光纤内部被吸收，一部分可能突破光 纤纤心的束缚，辐射到了光纤外部，这叫做光 纤的传输损耗（或传输衰减） 衰减系数定义: 在稳态条件下,均匀光纤的单位长度光衰减。 47 瑞利散射损耗 固有损耗 吸收损耗 波导结构不完善引起 光损耗 微弯损耗 附加损耗 弯曲损耗 接续损耗 连接器介入损耗 48 49 光纤的附加损耗特性 光纤在使用过程中，不可避免的会产生弯曲，若 弯曲部分的曲率半径小到一定程度时，就会产生 辐射损耗。原因是，当光线进入到弯曲部分时， 原来的入射光线在弯曲部位入射角增大，可能会 破坏光纤的纤芯与包层界面处的全反射条件，造 成传输光线的折射或者泄露，形成损耗。这里光 纤 的弯曲主要有两种情况，一种是光纤的弯曲 半径远远超出光纤的直径，可以叫做宏弯；另一 种情况 是光纤在制作成光缆的过程中或者在使 用的过程中，沿轴向产生的微观弯曲，可以叫做 微弯。 50 接续损耗 光纤接续时,两纤芯之间必须完全吻合,以使接续达到完 善和均匀一致。否则，从一根光纤纤芯出射的光就不 能完全入射到另一根光纤纤芯的纤芯中，一部分光将 进入包层而形成幅射模损耗掉。产生接续损耗的因素 主要来自两个方面，一是由于光纤参数不同，即光纤 芯径不同或相对折射率差不同等引起的损耗，一是由 于接续操作不完善，例如光纤芯轴未对准，纤芯间有 间隙，两轴间有折弯、光纤端面不完整等引起的损耗 。 51 光纤的衰减特性使用条件产生的损耗 1： 活动连接器（法兰盘）产生的损耗 2：各种菲涅耳反射造成的反射损耗插损（负跳 起点到曲线恢复到平滑点之间的高度） 52 光纤的传输特性（二） 光纤的色散（带宽） 色散是光纤的一个重要的传输特性，指的是 光信号沿着光纤传输过程中，由于不同成分 光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。 由于光源发出的光不是单色光，不同波长光 脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此， 色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。光 纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数 字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输 中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现 象，即产生了码间干扰，从而形成传输码的 失误造成差错。 53 色散种类 （1）模式色散 （2）材料色散 (3)波导色散又称结构色散 （4）极化色散 54 偏振模色散（PMD） 单模光纤只能传输一种基模光。基模实际 上是由两个偏振方向相互正交的模场HE11x和 HE11y所组成。若单模光纤存在着不圆度、微 弯力、应力等，HE11x和HE11y存在相位差， 则合成光场是一个方向和瞬时幅度随时间变化 的非线性偏振，就会产生双折射现象。因传播 速度不等，模场的偏振方向将沿光纤的传播方 向随机变化，从而会在光纤的输出端产生偏振 散开。PCVD工艺生产出的单模光纤具有极低 的偏振模散 值（PMD）。 55 t 进进 t t 出 s f t 出 （a） s-慢偏振；f-快偏振 （b） 偏振模色散 (a)X、偏振；(b)入射光脉冲经过双折射晶体 Y偏振 X偏振 光纤的色散特性 偏振模色散 56 光学特性 1. 折射率分布 2、相对折射率差 3、最大理论数值孔经 4. 模场直径 5. 截止波长 57 光纤的主要特性 温度特性 光纤的温度特性，是指在高、低温条件下对光纤损耗的影响，一般是损 耗增大。 低温条件下光纤损耗增大，这是由于光纤涂覆层、套塑层同石英的膨胀 系数不同，因而在低温下光纤受到轴向压缩力而产生微弯，导致损耗增 大。图2-15是光纤低温特性曲线，当随着温度的不断降低，光纤损耗就 不断增大，当降至-55左右时，损耗急剧增加，显然这样的系统是无法 正常运行的。目前光纤的低温特性已普遍达到较好水平，一般在-20时 ，损耗增加在0.1dB/km以下，优质光纤在0.05dB/km以下。光缆施工的接 续，一般应在不低于-5条件下进行。 58 光纤的主要特性 非线性效应和偏振模色散 常规光纤系统中，光功率不大，光纤呈现线性传输 特性。而超高速系统广泛采用的光放大器和多光波 注入提高了入纤光功率，使光纤中的非线性效应显 著起来。在这些高速率密集波分复用（DWDM） 系统中，系统性能的主要限制因素是非线性效应和 偏振模色散（PMD）。 线性或非线性指的是光在其中传输的介质的特性， 而非光本身的特性。在强电场的作用下，任何介质 都呈现非线性，光纤也不例外。 光纤中的非线性效应，一方面可以引起传输信号的 附加损耗，信道之间的串话，信号频率的移动等。 59 四波混频效应 2f1-f2 f1 f2 2f2-fl 频率 四波混频(FWM) 四波混频是指两个以上不同波长的光信号在光纤的非线性 影响下，除了原始的波长信号外还会产生许多额外的混合 成分（或叫边带）信号。 60 通过本节学习， 您将： 第五节光缆的结构 了解各种典型结 构光缆的结构特 点； 61 光缆设计的原则 （1）光纤的余长：根据每管光纤芯数和余长要求，设 计松套管尺寸。 （2）机械强度：根据对光缆机械强度要求，合理选择 光缆中的加强构件、直径以及护层结构、铠装结构等 。 （3）使用场合：根据光缆的使用场合，使用不同结构 的光缆，满足使用场合的要求。 （4）阻水：要注意选用阻水油膏，特别是松套光纤用 阻水油膏的温度特性要好，不能有淅油等。 （5）光缆结构：合理的光缆结构设计，应使松套管尽 量靠近光缆中起支承作用的部件。同时，合理的光缆 结构设计，应对光纤起到最佳的机械保护。 62 光缆结构 光缆的基本结构一般由缆芯、加强构件、填充物和护 层等几部分构成，除了这些基本结构之外，根据实际 需要，还要有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件 。 1. 层绞式光缆类似传统的电缆结构方式，故又称之 为古典光缆，就是把经过套塑的光纤绕在加强芯周围 绞合而构成，中央部位是加强构件，外部是光缆外护 套，松套结构的光纤围绕在加强芯周围。它属于中心 构件配置方式。 63 2.骨架式光缆，关键在具有光纤槽的塑料骨架。材料一般是低 密度聚乙烯，加强芯由多股细钢丝或增强型塑料。骨架式有中 心增强螺旋型、分散增强基本单元型，图2-22为螺旋型结构， 我国采用的骨架式结构式光缆，都是如图2-23所示的方式。图 2-24是采用骨架结构的自承式架空光缆。 3.束管式结构光缆从对光纤的保护来说，束管式结构光缆最 合理。图2-24、2-25是属于分散加强构件配置方式的束管式结 构光缆。由于束管式结构光纤与加强芯分开，因而提高了网络 传输的稳定可靠性。同时束管式结构，由于直接将一次光固化 涂层光纤放置于束管中，所以光缆的光纤数量灵活。 64 光缆的机械物理性能 1、光缆的机械物理性能是确保光缆安全敷设， 可靠运行和使用寿命的基本要求。 2、主要的机械物理性能有八种： 抗拉、抗压、振动、冲击、弯曲、扭转、曲挠 、卷绕、 65 第六节 光缆的分类 1.网络层次 按照电信网网络功能和管理层次，电信网可以划分为 核心网（长途端局以上部分）、中继网（长途端局与 市话局之间以及市话局之间部分）和接入网（端局到 用户之间部分）。由此，可根据光缆服务的网络层次 将光缆分为：干线核心网光缆、中继网光缆和接入网 光缆。 2.光纤状态 按光纤在光缆中是否可自由移动的状态，光缆可分为 松套光纤光缆、紧套光纤光缆。 3.光纤形态 按光纤在缆芯松套管中所呈现的形态是分离的多根光 纤束和光纤带，可将光缆分为光纤束光缆和光纤带光 缆。 66 4.缆芯结构 按缆芯结构的特点不同，光缆又可分为中心管式光缆、层 绞式光缆和骨架式光缆。 5.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、隧道光缆和水底光缆。 6.使用环境 按光缆使用环境场所又可将光缆分为室外光缆和室内光缆 。 特种光缆主要有：缠绕式光缆、光纤复合地线光缆、全介 质自承式光缆、阻燃光缆、防白蚁光缆等。缠绕式光缆是 柔性光缆，其可以借助缠绕设备缠绕在高压电力线上。 阻燃光缆则是指敷入室内外有阻燃要求场所的光缆，现阻 燃泛指的是无卤、低烟、阻燃光缆。 67 光缆型号的编制方法 光缆的种类较多，同其它产品一样，有具体的型式 和规格。根据YD/T908-2000光缆型号命名方法 的规定，目前光缆型号由它的型式代号和光纤的 规格两部分构成，中间用一短线分开。 光缆型式代号主要由五个部分组成 分类 加强构件 光缆结构特征 护套 外护层 光纤芯数 光纤类别 分类加强构件派生外护层 （形状、特性等） 68 （1）分类代号及其意义为: GY 通信用室(野)外光缆 GM 通信用移动式光缆 GJ 通信用室(局)内光缆 GS 通信用设备内光缆 GH 通信用海底光缆 GT 通信用特殊光缆 GR通信用软光缆 69 （2） 加强构件 无符号 金属加强构件 F 非金属加强构件 G 金属重型加强构件 H非金属重型加强构件 70 （3）光 缆 结 构 特 性（派生特性） S 光纤松套被覆结构 J 光纤紧套被覆结构 D 光纤带结构 无 层绞式结构 G 骨架槽结构 X 缆中心管(被覆)结构 T 填充式结构 B 扁平结构 Z 阻燃 C 自承式结构 71 （4）护层的代号及其意义 Y 聚乙烯 V 聚氯乙烯 F 氟塑料 U 聚氨酯 E 聚酯弹性体 A 铝带-聚乙烯粘结护层 S 钢带-聚乙烯粘结护层 W 夹带钢丝的钢带-聚乙烯粘结护层 L 铝 G 钢 Q 铅 72 （5） 外护层的代号及其意义 1)铠装层 0 无铠装 2 双钢带 3 细圆钢丝 4 粗圆钢丝 5 皱纹钢带 6 双层圆钢丝 2)外被层或外套 1 纤维外护套 2 聚氯乙烯护套 3 聚乙烯护套 4 聚乙烯护套加敷尼龙护套 5 聚乙烯管 73 (5+) 外护层的代号列表 代 号 铠装层 代 号 外被层（材料） 0 无 0 无 1 无 1 纤维层外护套 2 双钢带 2 聚氯乙烯护套 3 单细圆钢丝 3 聚乙烯护套 4 粗圆钢丝 4 聚乙烯护套加敷尼龙护套 5 单钢带皱纹纵包 5 聚乙烯管 6 双层圆钢丝 74 光缆型号示例（） 例 1 光缆型号为 GYTA5312A1 其含义为：松套层绞结构、金属加强件、铝 聚乙烯粘结护层、单钢带皱纹纵包式铠装、聚 乙烯外护套，通信用室外光缆，内装 12 芯二 氧化硅系多模渐变型光纤。 例 2 光缆型号为 GYDXS216B1 其含义为： 金属加强件、带状光纤、中心束管式结构、钢 聚乙烯粘结护层，通信用室外光缆，内装 216 根二氧化硅系单模光纤（G.652）。 75 光缆型号示例（二） 例3 光缆型号为 GYTA5396B4 其含义为：松套层绞结构、金属加强件、铝 聚乙烯粘结护层、单钢带皱纹纵包式铠装、聚 乙烯外护套，通信用室外光缆，内装 96 芯二 氧化硅系单模光纤(G655) 76 光缆端别与纤序的识别 光缆中光纤单元、单元内光纤，采用全色谱或 领示色谱来识别光缆的端别与光纤序号。对于 工程测量和接续工作，必须首先注意光缆的端 别和了解光纤纤序的排列。由于各个国家的产 品的色谱排列和标志色不完全一致，所以在施 工中主要按照厂家的规定识别光缆的端别和纤 序，如果厂家没有规定则按照以下要求进行识 别。 一般识别方法是，面对光缆截面，由领示光纤 （或导电线或填充线），以红绿（或蓝黄 等）顺时针为A端；逆时针为B端。 77 光缆A端示意图 红 绿 78 光缆端别与纤序的识别 光纤纤序列排列主要有下列几种方式（以下以A端截面为例）： 1. 以红绿领示电导线或填充线中间的光纤为1号纤，顺时针数 为2号 2. 以红绿领示色紧套、松套（单芯）、骨架（单芯），其红色 为1号纤，绿色为2号纤，顺时针数的3号、4号 3. 以红绿（或蓝、黄）领示色松套（双芯），红（或蓝）为1 管，绿（或黄）2管，红（或蓝）绿顺时针计数。 4. 以蓝、黄领示单元松套（6芯），蓝色为单元（组），黄色2 单元（组），单元管内6芯光纤折全色谱纤序为：蓝、黄、绿、棕 、灰、白。 79 第三章 光缆线路的施工工序与施工准备 本章主要介绍光缆通信工程建设程序和光缆线路工程 特点及施工工序流程，着重讲述了光缆线路的查勘、 路由复测和光缆单盘检验与配盘。 通过学习要求掌握施工各阶段的主要工作内容。光缆 线路工程施工，有很多与普通电缆线路工程相同的地 方，不少施工方法可以运用原有的工艺方法、但由于 光缆的传输介质与电缆有本质的区别，光纤代替金属 导线以及光缆本身的特点，因而光缆工程在施工方法 、标准、要求和施工的主要工序流程都有自己的特殊 要求。设计、施工、维护人员应详细了解和掌握光缆 线路具体施工方法、难度及特殊工序等方面的要求。 80 通信光缆线路工程 通信光缆线路工程多数属于基本建设项目。电 信网的光缆按行政隶属关系可分为各电信运营 商集团直属项目（如光缆一级干线工程）和各 电信运营商分公司地方项目（如光缆二级干线 工程）。市内通信光缆线路工程，多数属于一 个基本建设项目中的一个单项或单位工程。 81 通信光缆线路工程建设程序 一般大中型通信光缆线路工程的建设程序 竣工 投产 施工准备设计 规划 82 施工阶段 通信光缆线路工程的施工包括光缆线路的施工 和设备安装施工两大部分。为了充分保证光缆 工程施工的顺利进行，开工前还必须积极做好 施工组织设计工作。建设单位在与施工单位签 订施工合同后，施工单位应及时编制施工组织 设计和相应的主要准备工作。 光缆线路施工是按施工图设计规定的内容，及 合同要求由施工总承包单位组织与工程量相适 应的一个或几个光缆线路施工单位和设备安装 施工单位组织施工。工程开工时，必须向上级 主管部门呈报施工开工报告，经批准后才可正 式开工。 83 竣工投产阶段 为了充分保证通信光缆系统的施工质量，工程结束 后，必须经过验收才能投产使用。这个阶段的主要 内容包括工程初验、生产准备、工程移交和试运行 以及竣工验收三个方面。 84 光缆线路工程的施工范围 光缆线路工程是光缆通信工程的一个重要组成部分。它与传 输设备安装工程的划分，是以光纤分配架（ODF）或光纤分 配盘（ODP）为分界，其外侧为光缆线路部门，即由本局ODF 或ODP架连接器或中继器上连接器之间，如图 。 光缆线路施工主要包括： 1. 外线部分，2. 无人站部分，3. 局内部分。 光缆线路工程施工范围示意图 85 光缆线路工程施工主要工序流程 一般光缆线路的施工顺序如图所示。也可以把 它划分为准备、敷设、接续、测试和竣工验收 几个阶段。 而光缆线路施工的准备阶段则包括光缆的单盘 检验、路由复测、光缆配盘和路由准备等几部 分。 86 光缆线路路由的选定原则 一条好的光缆线路在建成后，应该是安全稳固，使通信不发 生阻断；符合传输要求、保证通信质量、节约器材、投资经 济合理、施工维护方便。为了满足上述要求，在选择路线时 应注意下列各点： 1. 采取近、直、平的路线，减少大角杆、坡度杆和避免S弯 。 2. 当采取沿公路（保持20m的距离），沿铁路（与路基保持 50m距离），沿乡村大路（保持20m距离）。 3. 应绕避不安全、不稳固地区；如洪水冲淹区、盐碱地、沼 泽地、河滩、堤坝、崩崖、树竹及障碍较多和人烟稠密的市 镇。 4. 应绕避变动性大的地区；如计划发展工厂、矿山、水库、 住宅区、开河、筑路、挖渠、规划风景区以及河道汇合、排 洪道附近等。 5. 应绕避恶劣气候影响的地区；如冰凌严重地区、风口、寒 冷雾大的山阴面，大风暴和常年积雪等地区。 87 6. 应避开易受化学物质损害的地区；如硫酸厂、 化工厂或喷射粉末的工厂附近及其下风地点通过 。 7. 避免与公路、铁路、河道、山谷、高压输电线 多次交越的地点以及在高压线的危险影响和干扰 影响的范围内选线。 在不得已的情况下，线路有可能通过以上应避开 的地点时，应从各方面加以比较并采取适当措施 ，作出最后决定。 8. 线路在不可避免要跨超越河流时，其跨越地点 应选在地势较高，土质稳固，架空光缆线路的飞 线档尽可能短和便于立杆架吊线之处。 88 9. 线路跨越河流需要用水底光缆时（由于跨度大 飞线高时）其敷设位置应选在河道顺直，河床稳定 平坦，两岸不受冲刷，无旋涡，河岸不陡之处，避 免在河道弯曲，水流汇合，沙洲附近，有腐蚀性污 水河段，捕鱼区、船只抛锚区、取沙、炸鱼、新建 码头等区域选择光缆路由。 10. 线路进入市区时，应避开地下水管，下水道， 其它管线，把线路设在已定型的马路一侧。 11. 架空光缆线路如果必须与高压强电线，广播线 和其它电信线接近平行时，应按规定隔距要求。 89 路由复测的主要任务 1.按设计要求核定光缆路由走向、敷设方式、环境条件 以及中继站址。 2.丈量、核定中继段间的地面距离；管道路由要测出各 人（手）孔间距离。 3.核定穿越铁路、公路、河流、水渠以及其它障碍物的 技术措施及地段，并核定设计中各具体措施实施的可能 性。 4.核定“四防”（防强电、防雷、防白蚁、防腐蚀）地段 的长度、措施及实施的可能性。 5.核定、修改施工图设计。 6.核定关于青苗、园林等赔补地段、范围及对困难地段“ 绕行”的可能性。 7.注意观察地形地貌、光缆分屯及敷设提供必要的数据 资料。 8.为光缆配盘、光缆分屯及敷设提供必要的数据资料。 90 路由复测的基本原则 光缆线路路由复测，是经已审批的施工图设计为依 据。复测是核定最后确定路由的位置。 路由变更的要求： 在测量时，一般不得随意改变施工图设计文件所规 定的路由走向、中继站址等。对大于500米以上较大 的路由变更，设计单位应到现场与监理、施工协商 ，建设单位批准后应填报“工程设计变更单”。 对于局部方案变动不大、不增加光缆长度和投资费 用，也不涉及其它部门的原则协议等情况下，可以 适当变动。 为了保证光缆及其它设施的安全，要求光缆布放位 置与地下管道等设施、树木以及建筑物等应有一定 间隔，其中直埋光缆隔距应符合表3-2中的规定。 91 路由复测的一般方法 路由复测的六步骤 定线 测距 打标桩 划线 绘图 登记 92 单盘光缆的检验与配盘 光缆单盘检验主要是对运到施工现场的光缆或光缆 盘的规格与数量进行核对清点、外观检测和测量主要 光电特性。 单盘检验的内容及方法： （1）外观检查 光缆盘的包装是否破损，光缆盘有无变形。开盘检查 光缆外表有无损伤，填充物是否饱满以及在高低温下 是否存在滴漏和凝固现象。 （2）传输性能的检测 ： 传输性能检测的目的在于确保光缆传输质量和性能 的可靠性，包括光纤衰减系数测试和光纤长度测量， 在必要情况下，还应测试光纤其他传输特性参数。各 种测试方法都应符合 ITU 一 T 建议的有关规定。 93 光缆单盘检验的工作内容 外观检查 光缆长度的复测(抽样为100%) 光缆单盘检验项目中光纤损耗量 光纤后向散射信号曲线观察 光缆护层的绝缘检查 94 光缆的配盘 光缆配盘是指根据路由复测计算出的光缆敷 设总长度以及光纤全程传输质量要求，单盘检 验的测试结果，敷设环境、敷设方式等，具体 选配不同程式光缆。以中继段长度为单元，合 理选择、配置单盘光缆（光缆配盘）。光缆配 盘的目的是减少光缆接头、降低接头损耗，节 省光缆并提高光缆通信工程质量。 95 光缆配盘的要求 （1）光缆配盘，应按路由条件满足设计的不同程式 、规格的光缆：配盘总长度、总损耗及总带宽（色 散）等传输指标，应满足规定要求。光缆配盘时， 中继段内若有水线或有特殊类型光缆时应先确定其 位置，然后可从特殊光缆两端配光缆。 （2）应尽量做到整盘配置，以减少接头数量。一般 接头总数不应突破设计规定的数量。 （3）为了降低连接损耗，一个中继段内，应配置同 一厂家的光缆，并尽量按出厂盘号的顺序进行配置 。 （4）为了提高耦合效率，靠（局）站侧的单盘长度 一般不少于1km，并应选择光纤参数接近标准值和一 致性好的光缆。 96 （5）光缆配盘后的接头点位置应满足下列要求： 直埋光缆接头应安排在地势平但和地势 稳固地点，应避开水塘、河流、沟渠及道路等; 管道光缆接头应避开繁忙的交通道口； 架空光缆接头应落在杆上或杆旁2m以内; （6）光缆线路端别确定应满足下列要求： 为了便于连接、维护，要求按光缆的端别、顺序配置 ，除个别特殊情况下，一般端别不得倒置； 长途光缆的端别以局（站）所处的地埋位置来确定： 东西向的线路，东侧为A端，西侧为B端；南北向的线 路，北侧为A端，南侧为B端；中间局（站），顺应上 述规定。 97 （7）配盘工作以整个工程统一考虑，一般以一个中继 段为配置单元。 （8）光缆配盘，应按规定预留长度，以避免浪费。单 盘长度选配应合理，节约光缆，降低工程造价。 （9）配盘时注意，特种光缆可以替代普通光缆，普通 光缆不能替代特种光缆，如直埋光缆可敷设进入管道 ，但管道光缆不得用于直埋。 98 第四章 光缆敷设与防护 本章介绍了管道、埋式、架空、水底光缆、进 局光缆的敷设、防护与安装的内容，以及海底 光纤通信系统、硅管与气吹法敷设光缆和微蜂 窝型导管和气吹集束型光缆的基础知识。学习 本章要了解、掌握架空、管道、直埋、水底、 进局光缆敷设的大致施工程序，施工内容；安 装的操作规程，一般规定，技术规范，安全保 护措施。能针对不同敷设方式配合好工程技术 人员准备所需工具、材料，以便在随工过程中 和日常线路维护过程起到参考作用。 99 第一节 光缆敷设的一般规定 一、按中继段光缆配盘图进行敷设 . 中继段光缆配盘图或按此图制定的敷设作业 计划表是光缆敷设的主要依据，一般不得任意变 动，避免盲目进行。 . 敷设路由必须按路由复测划线进行。若遇特 殊情况必须改动时，应先征得相关部门同意，一 般以不增长敷设长度为原则。 100 二、光缆的变曲半径和牵引张力 . 光缆弯曲半径应大于光缆外径的15倍，施工中 （非静止状态）应大于20倍。 . 光缆布放的牵引张力应不超过光缆允许张力的 80，瞬间最大张力不超过光缆允许张力的100（ 指无金属内护层的光缆）。牵引方式敷设时，主要牵 引力应加在光缆的加强件（芯）上，并防止外护层等 后脱。 . 为避免牵引过程中光纤受力和扭曲，光缆牵引 时，应制作合格的光缆牵引端头。 . 机械牵引时，张力应能调节，并应具有自动停 机（超负荷时）性能，并能自动发出告警。 101 第二节光缆敷设的一般规定 光缆布放的质量要求 1.光缆布放过程中以及安装、回填中均应注意光缆 安全,严禁损伤光缆;发现护层损伤应及时修复. 2.光缆分布完毕,发现可疑时,应及时测量,确认光纤 是否良好.光缆端头必须作严格的密封防潮处理,不得 浸水. 3.未放完的光缆不得在野外放置(无人值守情况下), 埋式缆布放后应及时回土不少于30cm . 102 第三节 管道光缆的敷设与防护 塑料子管布放要求 布放两根以上的同色标子管时，在端头应做好 标志； 子管在人（手）孔内伸出长度不小于20cm； 本工期工程不用的子管，管口应安装塞子； 穿放塑料子管的管孔，应安装塑料管法兰盘以 固定子管 103 人孔内光缆的安装固定与保护 人孔内接续用余留光缆长度与固定保护要求 （1）光缆牵引完毕后，将每个人孔中的余缆沿人 孔壁放至规定的托架上，一般尽量置于上层并采用 蛇皮软管保护，用扎线绑扎固定。 （2）人孔内，供接续用光缆作余留长度一般不少 于7m，由于接续工作尚需一段时间才开始，因此 余留光缆应妥善地盘留于人孔内。 (3)为防止光缆端头进水，端头作好密封处理，需 要时端头要做热缩处理。 (4)余缆盘留固定 余留光缆应按弯曲的要求，盘圈后挂在人孔壁上 或系在人孔内盖上，注意端头不要浸泡于水中。 104 人孔内光缆的安装固定 105 管道光缆的保护措施 1、人孔内的光缆可采用蛇 形软管或者软塑料管保 护。 2、管口应采取堵口措施， 以防止污垢杂物流入管 道，也可防止老鼠在管 孔跑窜啃咬伤害光缆。 3、人孔内的光缆应有明显 识别标志。 4、严寒地区应采取防冻措 施，以满足光纤的低温 特性。 5、管道路面不得有堆放易 燃、易爆、腐蚀性物品 。 6、靠近人（手）孔壁四周 的回填土，不应有直径 大于10cm的砾石、碎砖 等坚硬物，回填土严禁 高出人（手）孔口圈。 7、铁盖与口圈应吻合、盖 合后应平稳、不翘动， 应高于口圈1-3mm，铁 盖的外缘与口圈的内缘 间隙应不大于3mm。 8、手孔的水泥盖板必须完 好无损。 106 第四节 埋式光缆的敷设与防护 挖沟标准 (1)路由走向 挖沟是按路由复测后的划线进行，不能任意改道和偏离； 光缆沟应尽量保持直线路由，沟底要平坦，避免蛇行走向 。 路由弯曲时，要考虑光缆弯曲半径的允许值，避免拐小弯 。 (2)沟深要求 光缆沟的质量，关键在沟深是否达标，不同土质及环境， 对光缆埋深有不同的要求。施工中应按设计规定地段达到 表4-1中的深度标准。特殊地段，达到标准确实有实际困难 时，经主管部门同意，可适当降低有关标准，但应采取保 护措施。 (3)沟的宽度要求 光缆沟的底部宽度一般为30cm，当同沟敷设两条光缆时， 应为35cm，以使两条光缆之间保持5cm的间距。 107 108 (4)光缆同其它地下设施的最小隔距 (5)“”型光缆沟的要求及 “”弯余留的规定： (6)起伏地形的沟深要求 (7)、直埋光缆用于接头使用预留长度的规定