长途通信光缆设计

长途通信光缆设计时需要着重考虑的几个方面摘 要：文中就长途通信光缆线路工程在勘测设计中需要就路由选择、敷设方式、中继段长度、线路的防护以及保护、光缆接续损耗控制等需要着重考虑的几个方面进行了简要阐述，要求工程设计人员在工程设计中严格按照规范以及标准要求精心设计，确保工程设计文件质量，充分发挥设计文件在工程施工中得指导作用，确保工程建成后安全畅通的投入使用。关键词：长途光缆设计着重考虑目前在我国，长途通信传输网是承载电信网和信息网最基本的基础网络，光缆传输网是长途通信传输网中的主体骨干网络，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。影响长途光缆传输网的质量有很多因素，工程的建设质量是影响传输网质量的最重要最直接的因素之一。在工程建设过程中包含有立项、设计、施工、验收等几个关键的步骤。以下就长途光缆工程在设计中需要着重考虑的几个方面作简要阐述。一、 长途光缆线路路由的选择光缆线路路由的选择非常重要，路由选择的是否安全合理，是影响光缆线路使用寿命的直接因素之一。在勘测长途光缆径路时，主要从以下几个方面来考虑选择合理、安全的光缆径路路由：1、 光缆线路路由方案的选择，应以工程设计任务书和干线通信网络规划为基础，进行多方案比较。光缆线路径路的选定要稳定安全可靠、经济合理、便于施工和维护。2、 选择径路路由时，应以现有的地形地物、建筑设施和既定的建设规划为主要依据，并充分考虑铁路、公路、水利、长输管道等有关部门发展规划的影响。3、 光缆径路路由，在符合大路由走向的前提下，宜靠近公路，顺路取直，并避开路边设施和计划扩建以及改建地段。4、 光缆线路路由应选择在地质稳固、地势较为平坦的地段，尽量减少翻山越岭，避开湖泊、沼泽、排涝蓄洪等可能因自然或人为因素造成危害的地段，尽量少穿越水塘、沟渠，在障碍较多的地段应合理绕行，不宜强求长距离直线。5、 光缆线路穿越河流，当过河地点附近存在可供光缆敷设的永久性桥梁时，光缆宜在桥上通过。二、 长途光缆线路系统制式及容量的选择在长途光缆线路工程设计中，系统制式及容量的选择要遵从以下原则：1、长途干线光缆所用的光纤类型必须符合ITU-T相关建议和我国国家及行业标准。2、光纤类型和使用窗口的选择应当根据业务需求预测，综合考虑业务类型、网络基本结构和业务量的发展趋势，并具有支持未来传输系统的能力。3、缆中光纤数量的配置应充分考虑到网络冗余要求、未来预期系统制式、传输系统数量、网络可靠性、新业务发展、光缆结构和其他部门的光纤需求等因素。三、 长途光缆敷设方式和光缆程式的选择1、 长途通信省际干线光缆线路在非市区地段敷设时应以采用管道或直埋方式为主。省内干线光缆线路除管道和直埋方式外也可采用架空方式。一般来说，从光缆线路的安全、使用寿命、工程造价等方面综合考虑，宜采用直埋方式。2、 长途干线光缆线路在市区内敷设应以采用管道方式为主。对不具备管道敷设条件的地段，可采用简易塑料管道、槽道或其他适宜的敷设方式。3、 长途干线光缆在下列情况下可采用局部架空敷设方式（局部架空时，可不改变光缆程式结构）：1) 必须穿越峡谷、深沟等采用其他敷设方式不能保证安全或建设费用过高的地段。2) 地下或地面存在其他设施，施工特别困难、原有设施业主不允许穿越或赔补费用过高的地段。3) 因环境保护、文物保护等原因无法采用其他敷设方式的地段。4) 地表下陷、地质环境不稳定的地段。5) 其他不能采用管道或直埋方式敷设的地段，如陡峻山岭等。4、 长途干线光缆应采用无金属线对的光缆。根据工程需要，在雷害或强电危害严重地段可选用非金属构件的光缆，在蚁害严重地段可采用防蚁光缆。5、 光缆护层结构的选择应符合下列规定：1) 直埋光缆：PE内护层+防潮铠装层+PE外护层，或防潮层+ PE内护层+铠装层+PE外护层，宜选用GYTA53、GYTA33、GYTS、GYTY53或其他更为优良的结构；2) 管道或采用塑料管道保护的光缆：防潮层+PE外护层，宜选用GYTA、GYTS、GYTY53、GYFTY或其他更为优良的结构。3) 防蚁光缆：直埋光缆结构+防蚁外护层。6、 光缆的机械性能应当符合下列规定：光缆的允许拉伸力和压扁力光缆类型允许拉伸力（N）允许压扁力（N/100mm）短期长期短期长期管道15006001000300直埋3000100030001000四、 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。1、衰减限制衰减限制中继段长度预算 L=(Ps-Pr-Ac-Pp-Mc)/(Af+As)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劣一般取1dB或2dBAc：连接器衰减和，包含S和R点间除设备连接器C以外的其它连接器（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2*0.5dB。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0.05-0.1dB/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：1）、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。2）、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。2、色散限制色散限制的中继段长度 Ld= Dmax/D 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：lmin(L,Ld)。五、 光缆接续损耗设计长途光缆线路的接续损耗是一项非常重要的指标，一般来说长途光缆线路的中继段距离比较长，接续质量的好坏直接影响到光缆线路建成后能否正常无失真的传输光信号。目前我国在光缆接续方面，对接续的方式进行了规范性的要求，而对于光纤接续损耗值尚无具体的规范要求。1、 光缆光纤接续采用熔接法。2、 光纤接续损耗按照传输设备的性能等各方面指标单个接续点应0.08dB（在实际施工中用OTDR检测，取双向平均值）。极个别的接续点难以达到上述要求，也要控制在0.3dB以内。3、 一个光中继段内单纤平均接续损耗根据建设单位的具体要求进行设计，一般是控制在0.04-0.08dB以内。六、 光缆线路保护设计光缆线路的保护设计也是设计中一项重要内容，光缆线路在特殊地段的保护设计是否合理，将直接影响到光缆线路在建成后的安全性和光缆的使用寿命。1、 光缆线路穿越铁道及不能开挖的公路时，采取顶钢管方式保护（保护钢管应长出路沟0.5-1米）。2、 光缆线路穿过机耕路、农村大道以及市区或易动土地段时，采取铺硬塑管、红砖、水泥盖板等保护措施。3、 光缆穿越需疏浚的沟渠和要挖泥取肥、植藕湖塘时，除保证埋深要求外，要在光缆上方覆盖水泥板或水泥沙袋保护。4、 光缆穿过汛期山洪冲刷严重的沙河时，采取人工加销或砌漫水坡等保护措施。5、 光缆穿越落差为1m以上的沟坎、梯田时采用石砌护坡，并用小泥沙浆勾缝。落差在0.8-1m时可用三七土护坡落差小于0.8m时，可以不做护坡，但需多层夯实。6、 光缆敷设在易受洪水冲刷的山坡时，缆沟两头应做石砌堵塞。7、 光缆引上（下）电杆（或墙）时，采用钢管保护。8、 光缆线路经过大桥在桥上敷设时，30m以上大桥采用钢槽保护，并在钢槽内铺垫避震物；30m以下大桥采用钢管保护。9、 在某些特殊地带直埋线路沟深达不到规范要求时，在光缆上方盖水泥盖板（或玻璃钢槽）保护。10、 所有采用钢管保护的地方，在钢管内均必须穿放塑料子管，子管长度至少要在钢管两端各伸出0.5-1m。11、 架空光缆在与电力线交越处，要进行绝缘保护。七、 长途光缆线路防护设计长途光缆线路的防护设计是光缆线路设计中一项重要的内容，它关系到光缆线路在建成后能否安全畅通的使用。光缆线路防护设计应主要从防强电和防雷这两个方面考虑。1、光缆线路防强电1) 在选择光缆路由时，应与现有强电线路保持一定的隔距，当与之接近时应计算在光缆金属构件上产生的危险影响不应超过规范规定的容许值。2) 光缆线路与强电线路交越时，宜垂直通过；在困难情况下，其交越角度应不小于45度。3) 光缆接头处两侧金属构件不作电气连通，也不接地4) 当上述措施无法满足安全要求时，可增加光缆绝缘外护层的介质强度、采用非金属加强芯或无金属构件的光缆5) 在与强电线路平行地段进行光缆施工或检修时，应将光缆内的金属构件作临时接地。2、光缆线路防雷：年平均雷暴日数大于20日的地区，以及有雷击历史的地段，光缆线路应采取防雷保护措施。1) 依照下列原则设置防雷线。I、 10100m的地段，可不设防雷线。II、 10为100m500m的地段，设一条防雷线。III、 10500m的地段，设两条防雷线。IV、 防雷线的连续布放长度应不小于2km。2) 光缆接头处两侧金属构件不作电气连通。3) 局站内的光缆金属构件应接防雷地线4) 雷害严重地段，光缆可采用非金属加强芯或无金属构件的结构形式。5) 光缆线路应尽量绕避雷暴危害严重地段的孤立大树、杆塔、高耸建筑、行道树、树林等易引雷目标。在无法避开时，应采用消弧线、避雷针等措施对光缆线路进行保护6) 架空线路的杆路上按照规范具体要求设置避雷针。7) 架空线路吊线不