第1章概论（光缆工程）公用

通信光缆与电缆工程重庆邮电大学通信与信息工程学院教授胡庆光缆电缆工程课程内容概述光缆工程光缆通信线路工程设计光缆线路施工光缆线路测试与维护通信电缆

综合布线通信电缆串音和防串音措施通信电缆施工通信电缆配线设计光缆电缆发展光纤、光缆和光器件通信系统、通信网基础第1章第2章第3章第4章第5章电缆线路测试和维护第6章第7章第8章第9章第0章课程前言电缆工程第10章第11章基本概念组成和主要设备部件

工程设计

参考文献《通信光缆与电缆线路工程》胡庆编人民邮电出版2011.3《通信光缆与电缆工程》胡庆编人民邮电出版2005.3《光缆及工程应用》胡先志等人邮出版1999.8《综合布线》吴柏钦等人民邮电出版2008.7第1章绪论

本章要点通信系统概念/通信网概念光纤通信发展

/光纤通信的特点

电缆与光缆在各方面的区别光缆传输系统基本构成通信电缆的发展

通信电缆线路的传输方式电缆传输系统基本构成通信电缆的用途1.1通信系统、通信网及其传输技术信号的传输既可以采用无线方式，又可以采用有线方式。采用无线方式的叫无线通信，采用有线方式的叫有线通信。有线通信是目前通信领域中的主体，其传输线路主要由架空明线、对称电缆、同轴电缆和光缆等构成。无线通信？1.1.1现代通信系统模型分处A、B两地的任意两用户（人与人，机器与机器，人与机器）间的信息传递是通过通信系统实现的，通信系统由发信终端设备、传输信道、交换设备、收信终端设备组成，如图1-1所示。图1-1

通信系统示意图????????????通信系统组成消息变换成与传输信道相适配的电信号或光信号，并提供额定的信号功率，让信号进入该信道。1.发信终端设备2.传输信道3.收信终端设备4.噪声1.1.1.通信系统组成传输信道是信号传输通道的简称，通常由自由空间、光缆、全塑市话电缆、同轴电缆等构成。其主要功能是把信号自A点（发信终端）迅速无误的输送到B点（收信终端）。

1.发信终端设备3．收信终端设备

2.传输信道4.噪声1.1.1.通信系统组成收信终端设备功能是将从信道传输来的信号进行衰减补偿，消除或减小畸变和噪声对有用信号的干扰，将接收下来的电信号或光信号进行反变换，重现消息原貌。1.发信终端设备2．传输信道3．收信终端设备4.噪声噪声会使有用信号发生畸变，使终端设备、传输信道、交换设备工作在非线性状态。当噪声叠加在有用信号上时，会降低有用信号的信噪比，进而降低了通信质量。

如图1-2所示的实际通信系统例子，进一步了解一个完整的通信系统的一般结构图1-2通信系统一般结构

重邮校园网设计拓扑图1.1.2现代通信网概念对于离散分布的n个用户，若要让其中任意两用户能互相通信，最简单方法是用传输线把各用户分别一一连接起来，如图1-3所示。若自高空向地面俯视，可以看到有很多传输设备与传输线路纵横交错地分布在大地上，犹如罩着一个鱼网，故称为“通信网”。

图1-3多用户通信网结构示意图通信网可以从不同角度分类:

*通信的业务来分

:电话网（电信网）、电报网、数据网等.*计算机数据业务来分

：以太网等

通信网实质上是由用户终端设备、传输设备、交换设备和相应的信令、协议、标准等软件构成。1.1.2.通信网概念

信令系统是通信网的神经系统。比如，电话要接通，必须传递和交换必要的信令，完成各种呼叫处理、接续、控制与维护管理等功能。信令系统可使网路作为一个整体而正常运行，有效完成任何用户之间的通信。

2.传输信道3.交换设备4.收信终端设备5.噪声1.发信终端设备6.信令7.协议8.标准硬件软件1.1.2.通信网概念协议是通信网中用户与用户、用户与网资源、用户与交换中心间完成通信或服务所必须遵循的规则和约定的共同“语言”。这种语言能使通信网合理运行，正确控制。2.传输信道3.交换设备4.收信终端设备5.噪声1.发信终端设备6.信令7.协议8.标准1.1.2现代通信网概念标准是由权威机构建议的协议，是通信网应遵守的条款。2.传输信道3.交换设备4.收信终端设备5.噪声1.发信终端设备6.信令7.协议8.标准图1-4目前我国的电话网结构1.1.3现代通信传输技术图1-5现代通信传输方式现有的传输线有架空明线、对称电缆、同轴电缆、金属波导管和光纤等。各类结构，如图1-6所示无线电传播的传输介质是对流层、平流层或电离层，传播方式有直射波，反射波，地波，散射波等，如图1-7所示§1.2光纤通信的发展

1.2.1光纤通信简史

一．光纤通信简史

1.光器件的发展1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器

1962年半导体激光器出现，材料为GaAS。

1970年，首次研制出在室温下连续工作的双异质结半导体激光器.2.光纤发展1966年，英籍华人学者高锟和霍克哈姆

发表关于传输介质新概念的论文,指出利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径.根据介质波导理论共同提出光纤通信的概念。

1970年，美国康宁公司首次研制出阶跃多模光纤，其在波长为630nm处的衰减系数小于20dB／km.1972年，康宁公司将梯度多模光纤的衰减系数降至4dB/km。3.光纤系统发展第一阶段（1966～1976年），在这个时期，短波长=0.85μm,低速率=45或34Mb／s多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km.

第二阶段（1976～1986年），在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长=0.85μm发展到长波长=1.31μm(和1.55μm),传输速率=140～565Mb／s的单模光纤通信系统．中继传输距离为100～50km。第三阶段（1986～1996年），在这个时期，实现了1.55μm色散移位单模光纤通信系统。传输速率=2.5～10Gb/s，无中继传输距离=150～100km。光纤通信发展现状目前，正在开展研究的光纤通信新技术，例如，超大容量的波分复用（WavelengthDivisionMultiPlexing，WDM）光纤通信系统和超长距离的光孤子(Soliton)通信系统，4．光纤通信发展趋势

1．系统高速化、网络化

2．新一代光纤的开发

3．光缆纤芯的高密化（空分复用）

1．2．2光纤线路传输特点

与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优缺点如下：

1．优点：

（1）传输频带极宽，通信容量很大。

（2）传输衰减小，距离远。

（3）信号串扰小，传输质量高。

（4）抗电磁干扰，保密性好。

（5）光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设。

（6）耐化学侵蚀，适用于特殊环境。（6）耐化学侵蚀，适用于特殊环境。（7）原料资源丰富。

（8）节约有色金属。

2．缺点：（1）光纤性质脆，需要适当地涂敷加以保护（2）光纤弯曲半径不宜过小。

（3）对切断和连接光纤时，操作技术娴熟

（4）分路、耦合不方便。

1.2.3光纤（光缆）线路传输方式一．光缆传输系统构成

由发送设备、传输线路、接收设备三大部分构成

图1-8

光缆传输系统示意图光缆传输系统各部分作用电发射端机的作用是对来自信息源的信号将行模／数转换并做多路复用处理。光发射机（如激光器或发光二极管）的作用是实现电/光转换，即把电信号调制成光信号，送入光纤传输至远方。光接收机（如光电二极管）的作用是实现光/电转换，即把来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生恢复原形后，送至电接收机，完成数字信号的分接以及数/模转换。光纤的作用是实现光信号传输.二.光缆传输系统的应用

1.

光纤通信在通信骨干网、本地网传输系统中的应用2．光纤通信在用户接入网中的应用3．光纤在电视、数据传输中的应用

1．2．4通信光纤光缆的应用1.光纤在通信骨干网、本地网传输系统中的应用2．光纤在用户接入网中的应用3．光纤在电视、数据传输中的应用

4.光纤在计算机校园网络的应用5.光纤在桥梁工程结构健康监测中的应用传

输

线

型结

构双

线

对

称

型同

轴

型

明

线电

缆

中

小

微对扭式星绞组线质金

属

线铁.铝.铜铝、铜铜铜（超导）线径1.6~4.0(mm)0.32~1.2(mm)2.6/9.5(mm)1.2/4.4(mm)0.7~2.9(mm)线路建筑方式架空架空、地下（直埋、管道、隧道）、水底暴露型

隐蔽型§1.3电缆通信的发展

表1-1各种传输线型和敷设方式表1-2不同传输线型及各自的占用频带

1.3.2全塑电缆线路的传输特点1．全塑电缆电特性好，传输质量优良2．便于机械化、自动化施工3.维护方便、故障少、使用寿命长4.投资经济1.3.3电缆线路传输方式1.3.3

电缆线路传输方式

1．二线制与四线制

图1-12二线制频分传输方式利用一对金属传输线完成来、去两个方向的信号传输，称为二线制通信。在本地网中的用户线路，

1-13四线制（来、去各是一对线）1.14二线二线线路

2．单电缆制和双电缆制

.单电缆制1.双电缆制

1-1.3.4通信电缆的应用1.架空明线及应用架空明线是将金属裸导线架设在电线杆上的一种常用通信线路。它主要由导线（金属裸导）、电杆、线担、隔电子和拉线等组成，如图1-6(a)所示。2、全塑对称电缆的应用

目前全塑对称电缆在用户接入网中应用最广泛，它是用多股芯线按一定规则扭绞而成。典型的用户接入方式，如图1-15所示。图1-15

用户接入网结构

3、