对长途通信传输网络光缆线路建设分析

对长途通信传输网络光缆线路建设分析 摘 要：作为光传输网络物理平台基础的光缆在网络的建设成本（CAPEX）和维护成本（OPEX）中占有举足轻重的地位，特别是其中光纤的选择对于未来传输系统的扩容更是具有决定性的影响。 关键词：长途通信；传输网络；光缆线路建设 引 言 长途通信传输网是承载电信网和信息网的基础网络，目前在我国，光缆传输网是长途通信传输网中的主体网络，是我国主要建设和发展的通信网络，所以长途光缆传输网的质量好坏，直接关系到通信质量和信息传输质量，从而也关系到我国经济发展的速度。 1 光纤光缆的现状 1.1 规模及技术 由于光纤通信具有容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强等优点，伴随“光进铜退”推进，以建设完成的“八纵八横”光缆传输网连接全国31个省（自治区、直辖市），光纤光缆通信网络成为我国主要的传输网络。另一方面，随着光同步数字传输网（SDH）、分组传送技术（PTN）和密集波分复用（DWDM）技术的飞速发展，光纤的传输容量也在以前所未有的速度发展着。 1.2 故障原因 光纤是由很脆弱的玻璃制成，通常其外径为125um单模光纤的纤芯只有78m，多模光纤的纤芯也仅为50m，虽然光缆本身利用FBT加强芯、油膏和塑料外护套等保护光纤，使光缆具有了一定的抗外力强度。但由于大建设时期伴随的野蛮施工、强烈的外力的冲击、加之光缆自身的原因如接头盒的开裂、进水、腐蚀和光缆自然老化等因素，还会常常导致光缆传输系统的故障。光缆线路和铺设是通过地下直埋、架空和管道等方式，具有点多、线长、面广、高度分散的特点，受外力影响大，由于光缆自身的外界原因造成的阻断障碍，涉及光缆的扩容、迁、改、移时对光缆线路进行施工维护等，维护量多且难度大。如何快速检测光缆和故障定位成为通信工程师或技术人员必备技能。 2 长途光缆中继段长度的核准和计算 长途光缆传输中继段的长度在长途光缆传输网中是一个比较重要的指标，它是否符合规范、标准要求将影响到光端机能否无失真的接收到经光缆传输来的光信号。在建设单位选定光传输设备的情况下，通过计算核定设计任务书中给定的光缆敷设长度是否在规范、标准要求范围内。在进行光传输中继段距离计算时，必需考虑衰减受限距离及色散受限距离，为保证在中继段内光缆能够无失真的传输光信号，选择两者之中较小值作为可用传输距离。 2.1 衰减限制 衰减限制中继段长度预算： L=（Ps-Pr-Ac-Pp-Mc）/（Af+As） 式中：Ps平均发射功率； Pr最小灵敏度； Pp光通道代价，也就是设备富余度。由于设备时间效应（设备的老化）和温度因素，设备性能影响所需的余量，也包括注入光功率、光接受灵敏度和连接器等性能一般取1dB或2dB； AcZK（连接器衰减和，包含S和R点间除设备连接器C以外的其他连接器（如ODF等）衰减，如ODF等FC型平均0.8dB/个，PC型平均0.5dB/个，一般取20.5dB；ZK） Af光纤衰减系数（在1310nm中取0.36dB/km，在1550nm中取0.22dB/km）； MC线路富余度，可取0.050.1dB/km，在一个中继段内，光缆富裕度不宜超过5dB。一般计算距离小于30km时取0.1dB/km，大于30km时取3dB； 注：当MC取0.1dB/km时预算公式改为L=（Ps-Pr-Ac-Pp）/（Af+As+Mc）。 As光纤接头平均衰减（活接头取0.5dB/个，死接头取0.08dB/个）。 注：上面计算中继段距离的取值，仅作为参考。 为了满足衰减限制可通过下面方法求得：最长限制传输距离：Ps取最小平均发射功率，Pr取光口最小接收灵敏度，得出长限制距离L；最短限制传输距离：Ps取最大平均发射功率，Pr取光口接收过载功率，Mc取0，得出短限制距离L。 2.2 色散限制 色散限制的中继段长度：Ld=Dmax/D 式中：Dmax光传输收发两点间的允许的最大色散值； D光纤色散系数，在G.652光纤中1310nm取3.5Ps/nm?km，在1550nm取18Ps/nm?km。中继段长度范围：1min（L，Ld）。 3 光缆线路故障处理 由于光缆线路的复杂性，在光缆线路障碍中，对于不同性质的障碍采取不同的定位方法。虽然都是使用OTDR对光缆故障点进行定位，但是测试定位时的参数设置、计算方式均有所区别。 3.1 部分系统阻断障碍 如果障碍是某一系统障碍，在排除设备故障的前提下，精确调整OTDR仪表的折射率、脉宽和波长，使之与被测纤芯的参数相同，尽可能减少测试误差。再将测出的距离信息与维护资料核对看障碍点是否在接头处。 （1）若通过OTDR曲线观察障碍点有明显的菲涅尔反射峰（菲涅尔反射是瑞利散射的特例，它是在光纤的折射率突变时出现的特殊现象），与资料核对和某一接头距离相近，可初步判断为盒内光纤障碍（光纤盒内断裂多为镜面性断裂，有较大的菲涅尔反射峰）。修复人员到现场后，可先与机房人员配合进一步进行判断，然后进行处理。 （2）若障碍点与接头距离相差较大，则为缆内障碍。这类障碍隐蔽性较强，如果定位不准，盲目查找就可能造成不必要的人力和物力的浪费，如直埋光缆大量土方开挖，架空光缆摘挂大量的挂钩等，延长障碍历时。 3.2 光缆全阻障碍 对于光缆线路全阻障碍，查找较为容易，一般为外力影响所致。利用OTDR测出障碍点与局（站）间的距离，结合维护资料，确定障碍点的地理位置，指挥巡线人员沿光缆路由查看是否有建设施工，架空光缆是否有明显的拉伤、火灾等，一般可找到障碍点。若无法找到就需要用上面介绍的方法进行精确计算，确定障碍点。 3.3 由光纤衰耗过大引起的障碍 用OTDR测试系统障碍纤芯，如果发现障碍是衰耗空变引起的，可基本判定障碍点位于某接头出处，多是由于弯曲损耗造成的。盒内余留光纤盘留不当或热缩管脱落等形成小圈，使余纤的曲率半径过小。另外，接头盒进水也造成接头处障碍的主要原因。打开接头盒后，可进一步进行判断，将正常纤芯绕在手指上，使其曲率半径过小，此时用OTDR测试（1550nm）该处会有一大衰耗点，若该衰耗点与障碍光纤衰耗位置一致，则障碍点即为该点。再仔细查看障碍光纤有无损伤或盘小圈，若有小圈将其放大即可，否则进行重接处理。 3.4 机房线路终端障碍 如果障碍发生在终端机房内，在障碍端测试时，由于OTDR仪表净化不出规整曲线，在对端测试可以发现障碍纤芯测试曲线正常。为精确定位，需要加一段能避开仪表盲区的尾纤，一般长度不少于500m，先精确测出尾纤长度，再接入障碍光纤测试。 4 结束语 建成后的网络应能充分适应业务和技术的不断发展。光纤的选择更是如此，它关系到今后1015年传输系统的发展，是一项十分谨慎的工作。因此，在网络规划和设计阶段必须充分考虑到光纤新技术和传输系统新技术的应用情况，关注新技术的发展，确保我国长途骨干网建设和网络扩容的顺利实施。 参考文献 1段玉梅.光纤技术发展的特点