光缆培训资料(全面).ppt

光缆通信工程,培训资料,主讲：,目录,光纤和光缆,光纤概述,光缆的测试,光缆线路的施工,光缆线路线路维护和管理,1.1光纤通信发展概况光纤通信：以光波为载波，以光导纤维（简称光纤）为传输介质的一种通信方式。光纤通信是由光通信逐步发展演变而来。1.1.1光通信发展史烽火台火光光电话半导体激光器玻璃制光导纤维石英光纤,光纤概述,1.1.2光纤发展的阶段第一代光纤通信系统波长:0.85m短波长(多模光纤)传输速率:50-100Mb/s光纤损耗:2.5-3dB/km中继距离：10km第二代光纤通信系统波长：1.31m（长波长多模或单模光纤）传输速率:140Mb/s光纤损耗:0.55-1dB/km中继距离：20-50km,光纤概述,1.1.2光纤发展的阶段第三代光纤通信系统波长：1.31m（长波长单模光纤）传输速率：PDH的各次群光纤损耗:0.3-0.5dB/km中继距离：50-100km第四代光纤通信系统传输速率：可达2.5Gb/s中继距离：80-120km第五代光纤通信系统DWDM技术,光纤概述,1.2光在电磁波中的位置光波与无线电波相似，也是一种电磁波，只是它的频率比无线电波的频率高得多。光纤通信所用光波的波长范围：0.8-1.8m短波长：0.8-0.9m长波长：1.0-1.8m超长波长：2.0光纤通信采用的三个通信窗口短波长：0.85m长波长：1.31m和1.55m,波长、频率和光速之间的关系式：,光在真空中的传播速度约为,1.3光纤通信系统的基本组成1.3.1光纤通信系统的基本组成,光发射机光发射机，即发端光端机，主要作用是将来自于电端机的电信号转变为光信号，并将光信号送入到光纤中传输。光纤光缆光纤是光纤通信的传输介质，主要作用是将光信号由发端传送到收端。,光接收机光接收机，即收端光端机，其主要作用是将光纤传送过来的光信号转变为电信号，然后经进一步的处理在送到接收端的电端机去。光中继器光信号在光纤中传输一定距离后，由于受到光纤损耗和色散的影响，光信号的能量会衰减，波形也会产生失真，从而导致通信质量恶化。为此，在光信号传输一定距离后就要设置光中继器，其作用是对衰减了的光信号进行放大，恢复失真了的波形。,1.3.2光纤通信系统的分类按传输信号分类数字光纤通信系统模拟光纤通信系统按传输波长分类短波长光纤通信系统长波长光纤通信系统按光纤传输模式数量分类多模光纤通信系统单模光纤通信系统,1.4光纤通信的特点1.4.1光纤通信的优点传输频带宽，通信容量大中继距离长抗电磁干扰保密性能好，无串话原材料资源丰富，节省有色金属体积小，重量轻，便于敷设和运输,1.4.2光纤通信的缺点抗拉强度低光纤连接空难光纤怕水下表列出了光缆和其他几种传输介质特性的比较。,1.5光纤通信的发展趋势向超高速系统发展向超大容量WDM系统演进向全光网络方向发展想光孤子通信方向发展向用户网的光纤化发展,目录,光纤和光缆,光纤概述,光缆的测试,光缆线路的施工,光缆线路线路维护和管理,2.1光纤的结构和分类2.1.1光纤的结构,光纤结构示意图,2.1.1光纤的结构纤芯直径的直径单模光纤：8-10m多模光纤：50m包层直径：125m,2.1.2光纤的分类（1）按光纤折射率分布来分阶跃型光纤如果纤芯折射率是均匀不变的常数n1，包层折射率也是均匀不变的常数n2，且在纤芯和包层的界面折射率发生突变，即由n1突变为n2，则这种光纤成为阶跃型光纤。渐变型光纤如果纤芯折射率不是常数，而是随着半径的加大而逐渐减小，到了纤芯和包层界面降至包层的折射率n2，则这种光纤成为渐变型光纤。,2.1.2光纤的分类（2）按光纤中传输模式数量来分多模光纤多模光纤就是可以传输多个模式的光纤。多模光纤的折射率分布可采用阶跃型和渐变型，前者称为阶跃型多模光纤，后者称为渐变型多模光纤。单模光纤单模光纤就是只能传输一种模式的光纤。单模光纤只能传输基模，不存在模式色散，具有比多模光纤大得多的带宽，故单模光纤使用大容量、长距离传输。,2.1.2光纤的分类（3）按光纤的工作波长来分短波长光纤短波长光纤的工作波长在0.8m-0.9m范围内，具体工作窗口0.85m，主要用于短距离、小容量的光纤通信系统中。长波长光纤长波长光纤的工作波长在1.1-1.8m范围内，有1.31和1.55m两个工作窗口，主要用于长距离、大容量的光通信系统中。,2.1.2光纤的分类（4）按制造光纤的材料来分石英光纤全塑光纤（5）按ITU-T建议来分为了使光纤具有统一的国际标准，ITU-T制定了统一的光纤标准。G.652光纤(常规单模光纤)G.653光纤(色散位移单模光纤)G.654光纤(1.55m性能最佳单模光纤)G.655光纤(非零色散位移单模光纤),2.1.3光纤的几何参数为了实现光纤的低损耗连接,光纤制造商对光纤的几何参数进行了严格的控制和筛选。按照ITU-T的建议，对光纤的几何参数，即纤芯直径、包层直径、纤芯不圆度、包层不圆度、纤芯和包层的同心度等提出了严格的要求。（1）纤芯直径纤芯直径，主要是对多模光纤的要求。ITU-T建议的多模光纤直径有（50.03）m（欧洲标准）、（62.53）m（美国标准）等几种。,2.1.3光纤的几何参数（2）包层直径包层直径又称光纤的外径，是指裸光纤的直径。无论多模光纤还是单模光纤，ITU-T规定通信用光纤的外径均为（1253）m。（3）纤芯/包层不圆度不圆度包括纤芯的不圆度和包层的不圆度，用下式表示：,式中，,和,分别是纤芯（或包层）的最大和最小直径；D是,纤芯（或包层）的标准直径。光纤的不圆度将影响连接时的对准效果，增大接头损耗。因此，ITU-T规定：纤芯不圆度6%，包层不圆度2%。,（4）同心度同心度是指纤芯中心和包层中心之间的距离与芯径D之比，即,ITU-T规定，光纤同心度误差6%。,2.2光纤的导光原理2.2.1光的反射和折射,（1）反射定律和折射定律反射定律是指反射光线位于入射光线和法线所决定的平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,即1=2折射定律是指折射光线和入射光线分居法线两侧,不论入射角怎样改变,入射角的正弦值和折射角的正弦值之比等于介质2的折射率n2与介质1的n1之比,即n1sin1=n2sin2,（2）光密介质和光疏介质介质的折射率表示介质的传光能力,某一介质的折射率n等于光在真空中的传播速度c与在该介质中的传播速度之比v之比,即,相对来说,传光速度大(折射率小)的介质称为光疏介质,传光速度小(折射率大)的介质称为光密介质.,（3）光的全反射产生全反射必须满足两个条件：光线从光密介质射向光疏介质。入射角大于临界角。,2.2.2光在光纤中的射线传播光纤的传输特性在很大程度上取决于它的折射率分布，光纤的折射率分布有很多类型，但主要的是阶跃型和渐变型。（1）光在阶跃型光纤中的传播在阶跃型光纤中，纤芯的折射率为常数n1，包层的折射率为常数n2，并且n1n2。设光纤周围为空气，其折射率为n0，当光线以入射角0射到光纤端面时，将有一部分光线射入纤芯。由于阶跃型光纤的纤芯折射率为常数，故前心中的光线将沿直线传播，当纤芯中的光线以入射角1射至芯-包界面时，也将产生反射和折射，具体其传播可分为三种情况。临界状态时的光线的传播由于n1n2，所以纤芯和包层界面存在一产生全反射的临界角c。在临界状态时，即1=c，芯-包界面的折射光线不再进入包层，而是在纤芯和包层的界面掠射。,部分光进入包层的传播当入射角1c时，此时芯-包界面既有一部分光线反射回纤芯，又有一部分光折射进包层。由于包层中的折射光线损耗大，每折射一次能量就损耗一些，因此这条光线经几次反射和折射后，很快就损耗掉了，而不能在纤芯中传输。全反射的传播当1c时，光线将在芯-包界面产生全反射，即光线全部反射回纤芯，而反射回纤芯中的光线又以同样的入射角射到纤芯与包层的另一界面再次产生全反射，如此不断反复，光线就从一端传输到另一端。根据上面的分析，要使光线在纤芯中传播，必须使其在芯-包界面产生全反射。,由光纤的端面的折射定律可知，光纤端面的入射角0减小，芯-包界面的入射角1就增大，反之亦然。若设c是与临界角c相对应的光纤端面的入射角，称之为受光角或孔径角，则当0c时，有1c。上述分析表明，当光线以入射角0射至光纤端面时，如果0c，则1c，那么光线不能在芯-包界面产生全反射，此时将有部分光纤折射进入包层不再成为有用的传播，成为辐射模。只有当0c时，才能使1c，即才能使纤芯中的光线在芯-包界面不断产生全反射而封闭在纤芯中传播，成为传导模。这种菜纤芯中产生全反射并穿过轴心的光射线称为子午射线。对于阶跃型光纤，其导光原理可以概括为：纤芯的折射率n1必须大于包层的折射率n2，即首先要满足光波导田间n1n2；在光纤的芯-包界面上满足全反射条件，即入射角必须,大于临界角（12）；为保证能在芯-包界面上发生全反射，光线在光纤端面上的入射角必须小于孔径角，即0c（2）光在渐变型光纤中的传播对于渐变型光纤的导光原理，可以按照阶跃型光纤的分析思路做近视处理。2.2.3光纤的光学参数光纤不仅具有芯径、外径、同心度等几何参数，还有“相对折射率差”、“数值孔径”等光学参数。相对折射率差,数值孔径,2.2.4光纤中的模式传输（1）光纤中的模式横电波横磁波混合波（2）光纤的归一化频率为了表征光纤中所能传播模式数目的多少，引入光纤的一个特征参数，即光纤的归一化频率，其表示式为：,式中：a-光纤的纤芯半径-光波的工作波长n1、n2-纤芯、包层的折射率-光纤的相对折射差,由于V值是一个无量纲参数，又与光波的频率成正比，因此被称为光纤的归一化频率。V值的大小不仅可以判断一根光纤师傅是单模传输，而且也决定多模光纤中传输导模的数目。（3）多模光纤和单模光纤按照光纤中传输模式数量的多少，光纤可以分为多模光纤和单模光纤。多模光纤多模光纤就是允许多个模式在其中传输的光纤。多模传输时光纤的归一化频率V2.045，且随着V值的增加，光纤中传输的模式数也越多。当前通信用多模光纤的芯径和外径一般为50m和125m，最大相对折射率差约为1%。,多模光纤由于存在模式色散，其带宽较窄，通信容量也较小，但多模光纤的芯径打，对光纤连接插头和连接器的要求都不高，使用起来比单模光纤方便，因此广泛用于低码速、短距离的光通信系统中。单模光纤在给定的工作波长上，只能传输一种模式的光纤称为单模光纤。单模光纤只能传输基模（HE11)模，它不存在模式色散，因此具有比多模光纤大得多的带宽，有利于高码速、长距离的传输。单模光纤的传输条件是：0V2.045此时，光纤中除基模（HE11模）以外，其余模式均截止，即可实现单模传输。单模传输时，由于V2.045，因此，要求光纤的纤芯半径很小，但太小，在制作、耦合、连接上都会造成困难。如果采取小的，就可容许较大的，这也是为什么通信用光纤制成弱导光纤的原因之一。,（4）单模光纤的特性参数截止波长截止波长是单模光纤所特有的一个参数，通常可用它来判断光纤是否处于单模的工作方式。如前所述，单模传输时光纤的归一化频率应满足：,由上式可求得V=2.045的对应的波长，称为截止波长，用,表示。,只有当工作波长大于截止波长，即c时，才能保证单模工作,模场直径模场直径也是单模光纤所特有的一个参数。从理论上讲，单模光纤中只有一种模式（基模）传输，但单模光纤中的基模场并没有完全集中在纤芯中，有相当部分的能量存在于包层中。所以不能像多模光纤那样用纤芯直径表示截面上的传光范围，只能用模场直径来表示。模场直径是衡量单模光纤横截面上基模场分布的一个物理量。模场直d是单模光纤产品出厂时必须给出的参数之一。ITU-T规定，在1.31m波长上，模场直径的标称值应当在9-10m范围内，容差为1m。,2.3光纤的损耗和色散特性损耗和色散是光纤的两个主要传输特性，他们分别决定光纤通信系统的传输距离和通信容量。2.3.1光纤损耗的概念光波在光纤中传输时，随着传输的增加光功率逐渐减小的现象称为光纤的损耗。光纤的损耗用表示,（dB/km),式中：Pi、P0-光纤的输入、输出功率；L-光纤的长度；-每千米光纤的损耗值，单位为dB/km。光纤的损耗关系到光纤通信系统传输距离的长短，光纤的损耗与波长的关系曲线即损耗波谱曲线，关系到工作波长的选择。2.3.1.1产生光纤损耗的原因（1）吸收损耗本征吸收杂质吸收（2）散射损耗瑞利散射损耗波导散射损耗非线性散射损耗,（3）弯曲和微弯曲损耗弯曲损耗弯曲半径越大，弯曲损耗越小，一般认为，当弯曲半径大于10cm时，弯曲损耗可以忽略不计。微弯曲损耗微弯曲是由于光纤成缆时产生的不均匀侧压力引起的。微弯曲使得纤芯和包层的界面出现局部凸凹，从而引起模边换而产生损耗。,2.3.2.光纤的色散当信号在光纤中传输时，随着传输距离的增加，由于光信号的各频率（或波长）成分或各模式成分的传播速度不同，从而引起光信号的畸变和展宽，这种现象称为光纤的色散。,2.3.2.1色散的分类（1）模式色散在多模光纤中，由于各个模式在同一波长下的传播速度不同而引起的时延差称为模式色散。,只有多模光纤才存在模式色散。在单模光纤中由于只有一种模式传输，没有模式色散，所以单模光纤的色散比多模光纤小得多，即其通信容量比多模光纤大的多，这也是单模光纤获得广泛应用的原因之一。阶跃型光纤的模式色散渐变型光纤的模式色散,（2）材料色散光纤材料的折射率随光波波长的变化而变化，使光信号中不同波长成分的传播速度不同，从而引起脉冲展宽的现象，称为材料色散。在光线通信系统中，由于实际光源发出的光波并不是单一波长，而是具有一定的谱线宽度。光在其中的传播速冻也是随波长的变化而变化的。当具有一定谱线宽度的光源发出的光波在光纤中传输时，不同波长的光波将有不同的传播速度，在到达输出端时将产生时延差，从而使脉冲展宽，引起材料色散。（3）波导色散从理论上讲，光纤中的光波只在纤芯中传输，但由于光纤的几何结构、形状等方面的不完善，使得光波的一部分在纤芯中传输，而另一部分在包层中传输，由于纤芯和包层的折射率不同，而造成脉冲展宽的现象，称为波导色散,2.3.2.2单模光纤的色散对于单模光纤，不存在模式色散，只有材料色散和波导色散，典型的单模光纤与波长的关系曲线如图所示。,从图中可以看出，在1.27m附近，材料色散为零，而在1.31m附近，材料色散与波导色散相抵消，单模光纤的总色散为零。,通常把零色散在1.31m附近的光纤称为常规单模光纤，即G.652光纤。从光纤的损耗特性的分析可知，在=1.55m处单模光纤的损耗最低，但色散值很大，约为18ps/kmnm，如果改变光纤的结构使零色散波长由1.31m移至1.55m，则在1.55m处可获得最小损耗和零色散。把零色散在1.55m附近的单模光纤称为色散位移单模光纤，即G.653光纤，这种光纤在1.55m处具有的良好的特性使之称为单波长、大容量、超长距传输的最佳选择。然而随着WDM的发展EDFA的应用，发现色散位移单模光纤有一致的弱点，即工作区内的零色散点将使光纤出现非线性，尤其是四波混频，严重的影响波分复用的性能。为了解决G.653光纤中严重的四波混频效应，对G.653光纤的零色散点进行了移动，如果在1.55m附近光纤有较小的色散值，如在1.53-1.56m范围内，色散为1-4ps/km.nm，这样就能有效遏制非线性效应。于是又设计出一种在1.55m附近有较小色散值的光纤，这种光纤称为非零色散位移光纤，即G.655光纤，G.655光纤适用于大容量的密集波分复用系统。,2.5光缆的结构和分类2.5.1光缆的结构光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成符合化学、机械和环境特性的结构。不论何种结构形式的光缆，基本上都是由缆芯、加强元件和护层三部分组成。（1）缆芯缆芯结构应满足一下基本要求：使光纤在缆内处于最佳位置和状态，保证光纤传输性能稳定。在光缆受到一定打拉、侧压等外力时，光纤不应承受外力影响。缆芯中的加强元件应能经受允许拉力。缆芯截面应尽可能小，以降低成本缆芯内有光纤、套管或骨架和加强元件，在缆芯内还需填充油膏，具有可靠的防潮性能，防止潮气在缆芯中扩散。,（2）护层光缆的护层只要是对已成缆的光纤芯起保护作用，避免受外界机械力和环境损坏，使光纤能适应于各种敷设场合，因此要求护层具有耐压力、防潮、温度特性好、重量轻、耐化学浸蚀和阻燃等特点。光缆的护层可分为内护层和外护层。内护层一般采用聚乙烯或聚氯乙烯等，外护层可根据敷设条件而定，采用铝带和聚乙烯组成的LAP外护套加钢丝铠装等。（3）加强元件加强元件主要是承受敷设安装时所加的外力。光缆加强元件的配置方式一般分为“中心加强元件”方式和“外周加强元件”方式。一般层绞式和骨架式光缆的加强元件均处于缆芯中央，属于“中心加强元件”（加强芯）；中心管式光缆的加强元件从缆芯移到护层，属于“外周加强元件”。加强元件一般,有金属钢线和非金属玻璃纤维增强塑料（FRP)。使用非金属加强元件的非金属光缆能有效地反之雷击。2.5.2典型结构的光缆常用的光缆结构有层绞式、骨架式、中心束管式和带状四种。（1）层绞式光缆,层绞式光缆是经过套塑的光纤在加强芯周围绞合而成的一种结构。层绞式结构光缆，收容光纤数有限，多数为6-12芯，也有24芯的。随着光纤数的增多，出现单元式绞合：一个松套管就是一个单元，其内可有多根光纤。生产时先绞合成单元，再挤制松套管，然后再绞合成缆。（2）骨架式光缆,骨架式光缆是将紧套光纤或一次涂覆光纤放入螺旋形塑料骨架凹槽内而构成，骨架的中心是加强元件。在骨架式光缆的一个凹槽内，可放置一根或几根涂覆光纤，也可放置光纤带，从而构成大容量的光缆。骨架式光缆对光纤保护较好，耐压、抗弯性能较好，但制造工艺复杂。（3）中心束管式光缆,中心束管式光缆是将树根一次涂覆光纤或光纤束放入一个大塑料套管中，加强元件配置在塑料套管周围而构成,（4）带状式光缆,带状式光缆结构是将多根一次涂覆光纤排列成行制成带状光纤单元，然后再把带状光纤单元放入在塑料套管中，形成中心束管式结构；也可以把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。带状结构光缆的优点是可容纳大量的光纤（一般在100芯以上），满足作为用户光缆的需要；同时每个带状光缆单元的接续可以一次完成，以适应大量光纤接续、安装的需要。,2.5.3光缆的种类（1）按传输性能、距离和用途分类市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。（2）按光纤的种类分类多模光缆、单模光缆。（3）按使用环境和场合分类室外光缆、室内光缆和特种光缆。（4）按光纤芯数多少分类单芯光缆和多芯光缆。（5）按缆芯结构分类层绞式光缆、骨架式光缆、中心束管式光缆和带状式光缆。（6）按敷设方式分类管道光缆、直埋光缆、架空光缆、水底光缆。,2.6光缆的型号根据ITU-T的有关建议，目前光缆的型号是由光缆的型式代号和光纤的规格代号两部分构成，中间用一短横线分开。2.6.1光缆的型式代号光缆的型式代号由分类、加强构件、派生特征、护套和外乎层5个部分组成。,（1）光缆分类的代号及其意义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（2）加强构件的代号及其意义无符号：金属加强构件F：非金属加强构件（3）派生特征的代号及其意义光缆结构特征应能表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组合代号表示，其组合代号按下列相应的各代号自上而下顺序排列。,D:光纤带结构无符号:光纤松套被覆结构J:光纤紧套被覆结构无符号:层绞结构G:骨架槽结构X:中心束管结构T:油膏填充式结构Z:自承式结构B:扁平形状Z:阻燃（4）护套的代号及其意义Y:聚乙烯护套V:聚氯乙烯护套U:聚氨酯护套A:铝-聚乙烯粘结护套（A护套）,S:钢-聚乙烯粘结护套（S护套）W:夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套（W护套）L:铝护套G:钢护套Q:铅护套（5）外护层代号及其意义外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层。,2.6.2光纤的规格代号光纤的规格代号由光缆中光纤的数目和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格（光纤数和类别）的光纤时，中间应用“+”号连接。,（1）光纤数目用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。（2）光纤类别光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示，按IEC60793-2(2001)的标准规定，用大写字母A表示多模光,纤，大写字母B表示单模光纤，再以数字和小写字母表示不同的种类、类型的光纤。多模光纤,单模光纤,目录,光纤和光缆,光纤概述,光缆的测试,光缆线路的施工,光缆线路线路维护和管理,3.1概述3.1.1光缆线路施工的特点（1）光缆的制造长度较长一般光缆的标准制造长度为2km（有时也可根据用户要求来确定），70公里以上的超长中继段的埋式光缆为2km。（2）光缆的抗张能力较小光缆所需的抗张强度，主要由加强构件来承担。一般光缆的抗张力为100300kg，而直埋光缆为600800kg，特殊光缆（如水底光缆）由光缆制造设计部门提出抗拉强度值。（3）光缆直径较小，重量较轻例如单模10芯以下的光缆，其直径在11mm以内，单位长度的重量在90kg/km以下。（4）光纤的连接技术要求较高，接续较复杂光纤的接续需要在高温下，将光纤端面熔融，然后靠石英玻璃的粘度而粘合在一起。因而，在连接时需用的机具就较为复杂，而且技术要求也比电缆高。,光缆线路施工技术概述,3.2光缆线路的施工3.2.1光缆线路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）为分界线，其外侧为光缆线路部分，即由本局光纤分配架或光纤分配盘连接器（或中继器上连接器）至对方局光纤分配架或光纤分配盘（或中继器上连接器）之间,光缆线路施工技术施工,光缆线路工程施工范围示意图,光缆线路施工又分为以下集中情况:（1）外线部分光缆线路外线部分的施工内容主要包括光缆的敷设、光缆敷设后各种保护措施的实施以及光缆的接续。（2）无人站部分无人站部分的施工内容主要包括无人中继器机箱的安装和光缆的引入、光缆成端、光缆内全部光纤与中继器上连接器尾纤的接续以及铜导线和加强芯的连接。（3）局内部分局内光缆的布放。光缆全部光纤与终端机房、有人中继站机房内光纤分配架或光纤分配盘或中继器上连接器尾纤的接续、铜导线、加强芯、保护地等终端连接。中继段光电指标的竣工测试。,3.2.2光缆线路的施工程序一般光缆线路的施工程序如下图所示，主要划分为准备、敷设、接续、测试和竣工验收五个阶段,光缆线路施工技术概述,3.3.3光缆线路的施工程序光缆的单盘检验：检查光缆的外观、光纤的有关特性及信号线等。路由复测：按施工设计图，复核路由的具体走向、敷设条件、环境条件以及接头的具体位置，地面距离、配盘、分屯等。光缆配盘：是根据复测路由计算敷设总长度和合理地选配光缆盘长。路由准备：管道光缆敷设前管道清理、预放铁丝或预放塑料导管，架空敷设前预放钢丝绳、挂钩，直埋敷设前光缆沟的开挖、接头坑的设置等。它将为工程的顺利进行和光缆的安全敷设提供便利条件。,光缆线路施工技术概述,3.2.3光缆线路的施工程序光缆敷设：根据敷设方式，将单盘光缆架挂到电杆上或拉放到管道内、或放入光缆沟中。光缆接续安装：包括光纤接续、铜导线、铝护层、加强芯的连接、接头损耗的测量。接头套管的封装以及接头保护的支装等。中继测量：包括光纤特性（如光纤的总衰减等）测试和铜线电性能的测试等。光缆竣工验收：提供施工图、修改路由图及测量数据等技术资料，并做好随工检验和竣工验收工作，以提供合格的光纤线路，确保系统的调测。,光缆线路施工技术概述,光缆的单盘检验,光缆的单盘检验一、概念及目的二、内容及方法,光缆线路施工技术光缆单盘检测,一、光缆单盘检验的概念及目的光缆在敷设之前，必须进行单盘检验。检验工作：对运到现场的光缆及连接器材的规格、程式、数量进行核对、清点、外观检查和光电主要特性的测量。确认光缆、器材的数量、质量是否达到设计文件或合同规定的有关要求。光缆的单盘检验，对确保工程的工期、施工质量，对保证今后的通信质量、工程经济效益、维护使用及线路寿命，都有不可低估的影响。即使工期十分紧张，也不能草率进行，而必须以科学的态度、高度的责任心和正确的检验方法，执行有关的技术规定。,光缆线路施工技术光缆单盘检测,二、光缆单盘检验的内容及方法单盘数据的收集(盘面数据记入工程竣工资料)光缆长度的复测(注意纤长与缆长的区别)光缆单盘损耗测量(三种方法的取定)光缆护层的绝缘检查其它器材的检查单盘检验适合在现场进行，检验后不宜长运输。检验后的光缆、器材应作记录，并在缆盘上标明盘号、外端端别、长度、程式（指埋式、管道、架空、水下等）以及使用段落（配盘后补上）。,光缆线路施工技术光缆单盘检测,二、光缆单盘检验的内容及方法光缆单盘损耗测量光纤的光损耗，是指光信号沿光纤波导传输过程中光功率的衰减。不同波长的衰减是不同的。单位长度上的损耗量称损耗常数，单位为dBkm。单盘检验，主要是测量出其损耗常数。损耗的现场测量方法及选择：切断测量法后向测量法插入测量法,光缆线路施工技术光缆单盘检测,二、光缆单盘检验的内容及方法切断测量法：是以N次测量为基础的带破坏性的方法单盘光缆切断测量示意图,光缆线路施工技术光缆单盘检测,二、光缆单盘检验的内容及方法后向测量法：是一种非破坏性且具有单端（单方向）测量特点的方法单盘光缆后向测量法示意图,光缆线路施工技术光缆单盘检测,二、光缆单盘检验的内容及方法插入测量法：又称介入损耗法，这也是一种非破坏性的测量方法单盘光缆插入测量法示意图,光缆线路施工技术光缆单盘检测,现场测量方法的比较和选择,三种现场测量方法比较表,光缆线路施工技术光缆单盘检测,光缆护层的绝缘检查光缆护层的绝缘，是指通过对光缆金属护层如铝纵包层（LAP）和钢带或钢丝铠装层的对地绝缘的测量来检查光缆外护层（PE）是否完好。护层对地绝缘测量a绝缘电阻的测量b绝缘强度的测量,光缆线路施工技术光缆单盘检测,金属护层对地绝缘电阻测试示意图,光缆线路施工技术光缆单盘检测,其它器材的检查其它器材的检查包括光缆连接器材、光纤连接器（带尾纤）、管道用塑料套管、光缆保护材料和无人中继箱及其附件的数量清点、质量检查。光缆接头护套（盒）及其附件检查a清点数量b质量检查,光缆线路施工技术光缆单盘检测,埋式管道光缆接头护套及其零件表（示例）,埋式管道光缆接头护套及其零件表（示例）,管道塑料子管及其它保护管检查a塑料子管的检查b埋式光缆保护管的检查,塑料子管特性表,无人站安装器材的检查a无人中继器箱的检查b尾巴光缆的检查光缆连接器及终端架（盘）的检查a光纤连接器的检查b终端架（盘）的检查c连接器配合的检查,光缆的路由复测,光缆的路由复测光缆线路的路由复测，是光缆线路工程正式开工后的首要任务。复测是以施工图设计为依据，对沿线路由进行必不可少的测量、复核。以确定光缆敷设的具体路由位置、丈量地面的正确距离，为光缆配盘、敷设和保护地段等提供必要的数据。对优质、按期完成工程的施工任务起到保证作用。,光缆线路施工技术光缆路由复测,一、复测的主要任务1、复测任务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站址。丈量、核定中继段间的地面距离；管道路由并测出各人孔间距离。核定穿越铁道、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。核定“三防”（防机械损伤、防雷、防白蚁）地段的长度、措施及实施可能性。核定、修改施工图设计。核定关于青苗、园林等赔补地段、范围以及对困难地段“绕行”的可能性。注意观察地形地貌，初步确定接头位置的环境条件。为光缆配盘、光缆分屯及敷设提供必要的数据资料。,光缆线路施工技术光缆路由复测,埋式光缆与其它建设设施间的净距（m）,注：采用钢管保护时，与水管、煤气管、石油管交叉跨越时净距可降为0.15m。,架空光缆与其它设施、树木间最小水平净距（m）,架空光缆与其它建筑、树木间最小垂直净距（m）,路由复测的方法（1）路由复测小组的组成路由复测小组由施工单位组织，通常，小组成员由施工、维护、建设和设计单位的人员组成。复测工作应在配盘前进行。（2）路由复测的一般方法定线起始点、拐角、中间直线杆测距常用100M地链（山区用50M）测量地面实际距离打标桩如8.152KM标桩上书写为8+152，100M打计数桩，1KM打重点桩，拐角打标记桩划线用白灰粉或石灰划线定位绘图市区用1：500或1：1000郊外用1：2000绘制，平面用1：500-5000，断面用1：50-100登记长度、位置、土质、设施、防护、加固等,光缆的配盘,3.2.3.4光缆的配盘光缆配盘的目的光缆配备是为了合理使用光缆，减少光缆接头和降低接头损耗，达到节省光缆和提高光缆通信工程质量的目的。光缆配盘的方法（1）配盘的基本步骤a列出光缆路由长度总表,B列出光缆总表,各中继段光缆分配表,（2）中继段光缆配盘的方法步骤a配置方向b进局光缆的要求c光缆布放长度的计算根据下列公式计算出光缆的布放长度L=L埋+L管+L架+L水+L坡L埋为直埋光缆敷设长度L埋=L埋（丈）+L埋（预）L管为管道光缆敷设长度L管=L管（丈）+L管（预）L架为架空光缆敷设长度L架=L架（丈）+L架（预）L水为水底光缆的敷设长度L水=（L1+L2+L3+L4+L5）（1+a）,d管道光缆配算方法必须掌握下列要领路由地面距离必须丈量准确，并应与维护部门原始图核对。选配光缆单盘长度和接头人孔应合适，这是配盘的重点。e埋式光缆配盘方法要领对于一般的中继段其总长度符合前表(中继段光缆分配表）对于光缆计划用量紧张的中继段，必须采取“定缆、定位”配置。埋式光缆，在配盘时应根据光缆敷设情况配好“调整盘”。,f编制中继段光缆配盘图,光缆的敷设,为了保证光缆敷设的安全和成功，光缆敷设时，应遵守下列规定:(1)光缆的弯曲半径应不小于光缆外径的15倍，施工过程中应不小于20倍。(2)布放光缆的牵引力不应超过光缆最大允许张力的80，瞬间最大牵引力不得超过光缆的最大允许张力，而且主要牵引力应作用在光缆的加强芯上。(3)有A，B端要求的光缆要按设计要求的方向布放。(4)为了防止在牵引过程中扭转损伤光缆，光缆牵引端头与牵引索之间应加入转环。光缆的牵引端头可以预制，也可以现场制作。(5)布放光缆时，光缆必须由缆盘上方放出并保持松弛的弧形。光缆布放过程中应无扭转，严禁打背扣、浪涌等现象发生。,光缆线路施工技术光缆的敷设,光缆的敷设了保证光缆敷设的安全和成功，光缆敷设时，应遵守下列规定。(6)机械牵引敷设时，牵引机速度调节范围应为020m/min，且为无级调速,牵引张力也可以调节，且当牵引力超过规定值时，应能自动告警并停止牵引。(7)人工牵引敷设时，速度要均匀，一般控制在10mmin左右为宜，且牵引长度不宜过长，可以分几次牵引。(8)为了确保光缆敷设质量和安全，施工过程中必须严密组织并有专人指挥。备有良好联络手段。严禁未经训练的人员上岗和无联络工具的情况下作业。,光缆线路施工技术光缆的敷设,光缆的敷设一、架空光缆的敷设二、管道光缆的敷设三、直埋光缆的敷设四、水线光缆的敷设五、局内光缆的敷设,光缆线路施工技术光缆的敷设,一、架空光缆的敷设架空杆路具有投资省，施工周期短的优点。因此，长途省内干线较多地采用架空敷设方式，利用已有的长途省内杆路或部分农、市话杆路附挂光缆。国家省际干线及市话中继线路一般不采用架空方式，但在地形复杂地段存在难以穿越的障碍或者由于市区城市规划未定型等情况下，省际干线也可采用局部或临时过渡性质的架空敷设方式。但在超重负荷区，气温低于-30地区，大跨度数量多的地区，以及沙暴严重或经常遭受台风袭击的地区长途干线光缆不宜采用架空敷设。架空光缆主要有钢绞线支承式和自承式两种，我国优先采用钢绞线支承式。钢绞线支承式光缆的架设又分为吊挂式和缠绕式两种方式，缠绕式具有施工效率高、抗风压能力强和便于维护的优点，但由于其施工条件限制较多，一般不推荐采用。,光缆线路施工技术光缆的敷设,一、架空光缆的敷设1杆路与吊线架空光缆线路施工分新建光缆线路与利用原有杆路整治后架设两种情况。新建线路依据架设光缆的种类、环境条件以及其他安全因素等进行设计。我国按照风力、冰凌、温度三要素划分为四种负荷区光缆线路跨越小河或其他障碍时，可采取长杆档设计。一般在轻负荷区，杆距超过70m；中负荷区杆距超过65m；重负荷区杆距超过50m均属长杆档。除有吊挂光缆的正吊线外，还需加设副吊线，一般副吊线采用73.0钢绞线,光缆线路施工技术光缆的敷设,一、架空光缆的敷设,我国负荷区的划分,光缆线路施工技术光缆的敷设,长杆档架空光缆敷设，要求吊挂光缆后长杆档内的光缆垂度与整个线路基本一致,光缆线路施工技术光缆的敷设,架空光缆在每根杆处均应作伸缩弯，以防止光缆热胀冷缩引起光纤应力。架空光缆每隔一定距离在电杆上盘留预留缆，以备光缆修理时使用。,光缆线路施工技术光缆的敷设,架空光缆引上安装方式及要求。杆下用钢管保护，以防止人为损伤，上吊部位应留有伸缩弯，以防气候变化的影响。,光缆线路施工技术光缆的敷设,钢绞线与挂钩程式的选用,光缆线路施工技术光缆的敷设,2、吊挂式光缆的架设为了不损伤光缆的护层，一般采取滑轮牵引方式：在光缆盘一侧（始端）和牵引侧（终端）各安装导向索和两个导线滑轮，并在电杆的合适位置安装一个大号滑轮（或者紧线滑轮）。再在吊线上每隔2030m安装一个导引滑轮（安装人员坐滑车操作较好），每安装一个滑轮将牵引绳顺势穿入滑轮，采取人工或者牵引机在端头处牵引（注意张力控制）。光缆牵引完毕，再由一端开始用光缆挂钩将光缆吊挂在吊线上，取下导引滑轮。挂钩间距为（50士3）cm，电杆两侧的第一个挂钩距吊线在杆上的固定点约为25cm，要求挂钩程式一致，搭扣方向一致。,光缆线路施工技术光缆的敷设,光缆滑轮牵引架设方法示意图,光缆线路施工技术光缆的敷设,3、缠绕式架设新式的小型自动缠绕机的开发成功使得缠绕法架设既质量好又省力省时，成为一种较为理想的架设方式，卡车后部用液压千斤支架架起光缆盘，卡车缓慢向前行驶，光缆通过输送软管和导引器送出，同时固定在导引器上的牵引线拉动缠绕机随车移动。缠绕机分为转动和不可转动两部分。不可转动部分由牵引线带动沿光缆移动，通过一个磨擦滚轮带动扎线匣绕吊线和光缆转动，实现光缆布放，绕、扎一次自动完成。光缆布放到电杆处时，运用卡车的升降座位将操作人员送上去，完成杆上的伸缩弯、固定扎线及将光缆缠绕机移过杆上安装好。这种施工方式省工、省时、省力，架设效率很高，但只限于可以行驶卡车的线路路面。,光缆线路施工技术光缆的敷设,卡车架设缠绕光缆,光缆线路施工技术光缆的敷设,光缆预放,光缆线路施工技术光缆的敷设,人工牵引缠绕布放,光缆线路施工技术光缆的敷设,（4）架空光缆的接地保护为保护架空线路设备和维护人员安全，应使架空光缆的金属护层及光缆钢吊线接地。下表列出了线型接地体在不同土壤中不同长度下的接地电阻值,线型接地体在水平敷设时的延伸长度,光缆线路施工技术光缆的敷设,架空杆路的接地电阻,土壤电阻（m）,接地电阻,土壤性质,管型接地装置图,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设1清洗管道（1）管孔摸底：按设计规定的管道路由的占用管孔，检验是否空闲以及进、出口的状态。按光缆配盘图核对接头位置所处地貌和接头安装位置，并观察（检查）是否合理和可能。（2）管孔试通方法：制作穿管孔用竹片，一般竹片数量为连接后的总长度不少于200m。目前多数用低压聚乙烯塑料穿管（孔）器代替竹片。（3）制作管孔清洗工具：对于新管路以及淤泥较多的陈旧管道，采用传统的管孔清洗工具比较有效。管孔也可用直径合适的圆木试通，由于目前管孔内绝大多数用塑料子管布放光缆，因此圆木的直径按布放的塑料子管直径考虑。注意在工具制作时，各相关物件应牢固以避免中途脱落或折断给洗管工作带来麻烦。,光缆线路施工技术光缆的敷设,管孔清洗工具示意图,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设1清洗管道（4）清洗步骤：打开人孔铁盖后，应等待一段时间或用排气扇排出有毒气体，若人孔内有积水时应用抽水机排除。用穿管器或竹片慢慢穿至下一人孔后，始端与清洗刷等连好，注意清洗工具末端接好牵引铁线。然后由第一人孔抽出穿管器或竹片。用同样方法继续洗通其它管道。淤泥太多时，可用水灌入管孔内进行冲刷使管孔畅通。对于陈旧管道，道路两旁树根长入管孔缝造成故障时，可用汽车帮助拉拖，对于管道接口错位无法通过时应算准具体位置由建设单位组织修复或更换其它管孔。（5）机器洗管法：对于塑料管道，采用自动减压式洗管技术。由于塑料管道密封性较高，利用气洗方式洗管比较先进。对于水泥管道，由于密封性差和摩擦力大不宜采用气压洗管方式，,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设2、预放塑料子管随着通信的大力发展，城市电信管道日趋紧张，根据光缆直径小的优点，为充分发挥管道的作用，提高经济、社会效益，人们广泛采用对管孔分割使用的方法，即在一个管孔内采用不同的分隔形式可布放34根光缆。用得较多的是在一个90的管孔中预布放3根塑料子管的分隔方法。,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设2、预放塑料子管(1）塑料子管的质量检查对于城市中90mm标准管孔，可容纳3/4英寸塑料子管3根，二英寸塑料子管1根或1英寸塑料子管3根。3/4英寸子管用于布放直径为不大于15mm的光缆。l英寸子管适合于直径小于20mm的光缆。(2)子管内预放牵引绳索在子管内布放光缆，必须在放缆前在子管内预放一根牵引绳索。预放的时间、方式主要有下列几种。竹片穿引法用空压机将尼龙线吹入子管内用6mm弹簧钢作穿引针进行预放牵引绳索。,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设2、预放塑料子管(3)塑料子管的敷设方法用6mm弹簧钢作穿引针，首先穿人管孔内，将弹簧钢的一端固定在塑料管顶端的钢筋架上（钢筋为自制，夹住3根或4根子管）；另一端用人工或用普通电缆拖车或用绞线盘拖拽。将3根或4根子管用铁线捆扎牢固，然后通过转环用牵引钢绞绳或铁线，由人工或拖车拖拽。敷设塑料子管，应避免扭曲，其方法是，在子管前边加了转环，最好每隔25m，用聚丙烯扎带将3或4根子管绑扎在一起。注:条件允许时，应将各根子管颜色加以区分,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设3.光缆牵引端头的制作方法简易式夹具式牵引头预制型牵引端头网套式牵引端头,光缆线路施工技术光缆的敷设,牵引端头的种类和制作方法,简易式夹具式预期式网套式,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设4.管道光缆的敷设方法（1）机械牵引法：集中牵引法分散牵引法中间辅助牵引法（2）人工牵引法：每个人孔中有12人帮助拉；一般一个人在手拉拽时的牵引力为30kg。常用的办法是采用“蛙跳”式敷设法，即摆成“”形（3）机械与人工相结合的敷设方法：比较符合中国国情中间人工辅助牵引方式，加快了敷设速度，又充分利用了现场人力，提高了劳动效率终端人工辅助牵引方式，延长了一次牵引的长度，减少人工牵引方法时的“蛙跳”次数，提高了敷设速度。,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,光缆敷设机械方法示意图,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,管道光缆机械牵引示意图,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设5、管道光缆的敷设步骤（1）估算牵引张力、制定敷设计划：路由摸底调查制定光缆敷设计划（2）拉入钢丝绳：一般用铁线或尼龙绳。（3）光缆及牵引设备的安装：光缆盘放置及引入口安装光缆引出口处的安装拐弯处减力装置的安装管孔高差导引器的安装中间牵引时的准备工作（4）光缆牵引：光缆端头制作并接至钢丝绳；按牵引张力、速度要求开启终端牵引机；光缆引至辅助牵引机位置后，将光缆安装好，辅助机以终端牵引机同样的速度运转；留足接续及测试用的长度；若需将更多的光缆引出人孔，必须注意引出人孔处内导轮及人孔口壁摩擦点的侧压力，要避免光缆受压变形。注：敷设时必须保持通信畅通，以备急用,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,光缆入孔处的安装,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,光缆引出口处的安装（一）,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,光缆引出口处的安装（二）,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,拐弯处减力装置的安装,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,管孔高差导引器的安装,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设6.人孔内光缆的安装（l）直通人孔内光缆的固定和保护光缆牵引完毕后，由人工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。为了光缆今后的安全，一般采用蛇皮软管或PE软管保护，并用扎线绑扎使之固定。（2）接续用余留光缆在人孔中的固定人孔内供接续用光缆余留长度一般不少于8m，由于接续工作往往要过几天或更长的时间，因此余留光缆应妥善地盘留于人孔内。具体要求如下。光缆端头作好密封处理：为防止光缆端头进水，应采用端头热可缩帽作热缩处理。余缆盘留固定：余留光缆应接弯曲的要求，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。,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,人孔内光缆的固定和保护,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设,人孔内光缆的固定和保护,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设7.硅芯管管道及光缆的“高压气流推进法”简称气吹法，是通过光缆喷射器产生的一个轻微的机械推力和流经光缆表面的高速高压气流，使光缆在塑料管内处于悬浮状态并带动光缆前进，从而减少了光缆在管道内的摩擦损伤。该方法操作简便，气吹距离长，而且由于有安全保护装置，一旦缆线前进中遇到阻力过大时会自动停止，因此不会对缆线构成任何损伤，是一种很好的敷设方法。,光缆线路施工技术光缆的敷设,二、管道光缆的敷设7.硅芯管管道光缆敷设气吹法通常情况下，一台气吹机一次可气吹10002000m的长度，制约的因素主要有地形、管道内径与光缆外径之比、光缆的单位长度质量、材料和施工时的环境温度及湿度等。若采用多台气吹机接力气吹，光缆的盘长可选择4km或6km。在高速公路上，一般1km设置一个手孔，作为气吹点和应急电话、监控等分支处理点，在有光缆接头处（每2km或4km）设置一个人井。在野外易开挖地段敷设根数较少的硅管时，如通信干线工程，只要在有光缆接头处加上密封接口，就可作为气吹点或接力气吹点，穿缆之后拧紧接口，管道依然保持封闭一体的状态。,光缆线路施工技术光缆的敷设,硅芯管的特点、物理性能及技术参数a主要特点：高密度聚乙烯硅芯管是目前用量最大最先进的通信用光缆保护套管，采用特种HDPE原料加硅料共同挤压复合而成。b规格和盘长：建设光缆管道常用的HDPE硅芯管规格主