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文档简介
线路通信工程原理
目录第1章通信基础知识 21.1通信系统概念以及通信网构成 21.1.1通信系统概念 21.1.2通信网构成 31.2通信线路的发展过程 41.2.1通信线路简史 41.2.2我国通信线路的发展 51.2.3通信电缆的发展 51.3模拟信号与数字信号 61.3.1基本概念 61.3.2通信的数字化 7第2章通信电缆线路 92.1通信电缆分类以及用途 92.1.1全塑电缆的概念 92.1.2全塑电缆的分类 92.2全色谱全塑通信电缆的结构与类型 102.2.1电缆的结构 102.2.2电缆的类型 152.3全塑电缆线路的施工 162.3.1电缆的单盘检验与配盘 162.3.2架空全塑电缆的敷设 172.3.3墙壁电缆及楼内电缆敷设 212.3.4电缆管道的建筑与管道电缆的敷设 242.3.5全塑电缆的接续 262.3.6电缆的入局与成端 302.3.7电缆配线概述 312.3.8用户引入线与引入设备 322.3.9电缆线路的配线 322.4全塑电缆线路的维护 342.4.1全塑电缆线路常见故障 352.4.2全塑电缆线路的维护要求 352.4.3全塑电缆线路的故障测试 37第3章通信光缆线路 393.1光通信的基本原理与特点 393.1.1光纤通信的发展概况 393.1.2光波波谱 403.1.3光纤通信系统的基本构成及原理 403.2光纤与光缆 423.2.1光纤 423.2.2光纤传输原理 443.2.3光纤的主要特性 463.2.4光缆的种类与结构 483.3光缆线路的施工与维护 563.3.1光缆线路的施工及验收 563.3.2光缆路由复测 583.3.3光缆单盘检验 593.3.4光缆敷设一般规定 613.3.5架空光缆的敷设施工 633.3.6直埋光缆的敷设施工 673.3.7管道光缆的敷设施工 683.3.8进局光缆的敷设施工 713.3.9光缆接续及成端 723.3.10光缆线路的测试 803.3.11光缆线路的维护 83第4章接入网 864.1铜线接入概述 864.1.1接入网的概念 864.2XDSL技术 874.2.1非对称数字用户线(ADSL) 874.2.2超高速数字用户环路VDSL 924.3以太网接入技术 944.3.1基于以太网的的宽带接入网 944.3.2基于以太技术的宽带接入网发展前景 954.3.3双绞线的标准接法 954.4混合光纤/同轴电缆接入技术 964.4.1HFC简介 974.4.2HFC组网方案 984.4.3HFC系统的优势 99通信工程安装工安全培训教材PAGE2
第1章通信基础知识1.1通信系统概念以及通信网构成1.1.1通信系统概念(一)、通信系统的模型图1-11.信源:要传递的信息,如语音、图像、数据、文字等;2.变换器:将信息源的原始信息转变为便于传输的信号,再送到信道上去传输的设备。如电话机中的送话器,它将人讲话的声音信号转变成电信号送到线路上去传输;3.信道:完成由信源到目的地传输任务的传输通路。在有线通信中,信道主要是指通信线路;4.中继设备或交换设备:中继设备是指对经过一定长度线路传输后的信号进行放大、恢复的线路中间设备,(如中继器、放大器等);交换设备是指通信系统中选择接续用的中间设备(如交换机),它的主要作用是根据用户要求,完成不同用户之间的电路连接;5.反变换器:将沿信道传输过来的信号变换成信源原来的信息,与变换器所起的作用相反,如电话机中的受话器;6.噪声:在信息的传递过程中,由于存在各种外界的或内部的因素,产生各种各样的干扰,我们统称为噪声。噪声是我们线路工程人员必须重视的一个问题,因为它将直接影响通信质量;7.信宿:信息的归宿,即信息传递的目的地,如人、计算机等。(二)、通信系统分类1.按业务分:语音、数据和图象三大类;2.按信道分:有线通信(传输介质为电缆、光缆等)、无线通信(传输介质为无线电波、红外线等)(三)、电话通信系统基本模型电话通信系统的基本构成由传输、交换和用户终端等三部分组成。图1-21.1.2通信网构成若干个通信系统互相连接组成通信网,那么若干个电话通信系统互相连接就组成了电话通信网。一般通信网的质量要求:接通的任意性与快速性、信号传输的透明性与传输质量的一致性、网路的可靠性与经济合理性。电话通信网的质量要求:接续质量、传输质量、稳定质量。一个完整的现代通信网,除了有传递各种用户信息的业务网之外,还需要有若干支撑网。现代通信网的构成如图1—3所示。图1—3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。(一)、我国现代电话通信网的三级结构现代电信网不但要传电话还要传数据业务,传统的电话网已不能满足要求。由于长途交换机容量增加,全国光缆干线建成,以及各省内本地网的扩大,我国现代电话通信网在了解原有五级电话网中多级汇接,转接次数多、呼损大、传输质量低、可靠性差等缺陷后,形成了三级结构,具体如图2-4所示:图1-41、本地电话网:是指在一个统一号码长度的编号区内,由端局、汇接局、局间中继线、长市中继线,以及用户线、电话机组成的电话网。特点:在一个长途编号区内只有一个本地网,同一个本地网的用户之间呼叫只拨本地电话号码,而呼叫本地网以外的用户则需按长途程序拨号。2、国内长途电话网:是指全国各城市间用户进行长途通话的电话网,网中各城市都设一个或多个长途电话局,各长途局间由各级长途电路连接起来。3、国际长途电话网:是指将世界各国的电话网相互连接起来进行国际通话的电话网。为此,每个国家都需设一个或几个国际电话局进行国际去话和来话的连接,我国设有3个国际局(北京、上海和广州)。一个国际长途通话实际上是由发话国的国内网部分、发话国的国际局、国际电路和受话国的国际局以及受话国的国内网等几部分组成的。1.2通信线路的发展过程1.2.1通信线路简史1、1844年,在美国华盛顿与巴尔的摩之间建造的电报线路;2、1876年,电话问世;3、1941年,美国建成了第一条同轴电缆线路;4、1970年,用于通信的激光器和光纤研制成功;5、1976年,美国在亚特兰大用含有144根光纤的光缆建成了第一条光纤通信实验系统;6、1988年,第一条横跨大西洋的海底通信光缆敷设成功。成为欧美两大洲之间的骨干通信线路。1.2.2我国通信线路的发展1、19世纪70年代,电信传入我国;2、1962年,在北京和石家庄之间开通了我国设计制造的60路载波长途高频对称电缆;3、1976年,我国开通了自己设计制造的1800路京沪杭同轴电缆线路;4、1978年,我国研制成功通信光缆。1.2.3通信电缆的发展通信电缆是在架空明线的基础上发展、演变而来的。它经历了纸绝缘市话电缆、长途对称通信电缆、同轴电缆、波导管及光缆等几个主要阶段。全塑电缆是伴随光缆一起出现的,光缆和全塑电缆已成为目前国内有线通信中的主体传输介质。导致通信线路逐步发展的最主要原因是社会发展要求传输介质的传输频带越宽越好。其发展过程及特点,如表1-1所示:发展过程介质名称特点最早开始架空明线一对线最多能开通28个话路19世纪末空气纸绝缘市话电缆容量很小,传输距离6KM20世纪初长途对称通信电缆传输距离可达30KM20世纪30年代同轴电缆较高的传输频带宽、较长传输距离20世纪40-50年代波导管中继距离为50~60km,通话容量为20~50万路20世纪60年代光导纤维(光纤)衰减小,中继距离长、目前最好的传输媒介与光缆同期全塑电缆构成全色谱、重量轻、便于施工和布线与架空明线线路相比,电缆线路的主要特点是:通信容量大、复用程度高,每路成本低;电气性能稳定、传输质量高;安全性、保密性好;使用年限长等,但传输衰减较大,初建投资大,建设周期长,施工维护技术比较复杂等。1.3模拟信号与数字信号1.3.1基本概念信号是指有一定意义的、由某个载体传输的数据。信号的载体包含光信号、声信号和电信号等。例如:当我们说话时,声波是信号传输的载体,声波所表示的数据是信号的意义。人们通过对光、声、电信号的发送和接收,知道双方要表达的数据(消息)。信号分为“模拟信号”和“数字信号”两大类,如图2-5所示图1-5(一)、模拟信号模拟信号是对日常生活中实体的一种表达方式,在数学上此信号表示为在某区间内连续变化的值。以电话通信为例,进行电话通信时,线路中传送的电信号的大小是随着发话人声音大小、强弱而变化的,好像是在“模仿”人的说话声音。信号的波形是连续的,这种信号就叫作“模拟信号”。传送模拟信号的通信就叫作“模拟通信”。模拟信号在传输过程中要经过许多设备的处理和转送,这些设备难免要产生一些噪声和干扰。此外,如果是有线传输,线路附近的电气设备也要产生电磁干扰;如果是无线播送,则更加“开放”,空中的各种干扰根本无法抗拒。这些干扰很容易引起信号失真,也会带来一些噪声。这些失真和附加的噪声,还会随着传送距离的增加而积累起来,严重影响通信质量。具体体现在我们打电话时常常遇到听不清、杂音大的现象;电视图像上时有杂色点闪烁等。(二)、数字信号数字信号是用一连串脉冲来代表所要传送的信息的,不同的脉冲组合代表不同的信息。数字信号在数学上表示为在某区间内离散变化的值。因此,信号的波形是离散的、不连续的,因为脉冲只有有、无两种状态,所以可以用二进制数字,即0和1的组合来代表,信号是二进制数字的形式。传送数字信号的通信就叫做“数字通信”。1.3.2通信的数字化(一)、实现通信数字化的初衷数字通信与模拟通信相比有许多明显的优点:首先是抗干扰的能力强,因为所传送的信息是包含在脉冲的有无之中的,只要干扰或噪声不超过能判断脉冲“有”或“无”的限度,就能保证通信质量;其次是能实现远距离传送,通信距离可以不受限制,这是因为数字通信是采用“再生中继”的方式,就是在传输中可将受到损耗或一定程度损伤的数字信号再生成原来的数字信号,而避免干扰和噪声的积累,这就使得通信的质量不受距离的影响;此外,数字信号能同时适应各种通信业务的要求,即电话、电报、数据、传真、图像等多种信号全都能变成数字信号,在同一个通信网(综合业务数字网)中进行传输。数字化的通信便于采用大规模、超大规模集成电路;便于缩小通信设备的体积、增强功能、实现加密;便于实现通信网的计算机管理等许多优点。因此通信的数字化是现代通信技术发展的基础,也是实现综合化、宽带化、智能化等的基础。(二)、实现通信的数字化的基本原理1、信号发送端进行模数变换:把模拟信号在传送之前先变成数字信号再传送,这个转变的过程叫做“模数变换”。模拟信号数字化经历三个基本过程:⑴、第一个过程是“抽样”,就是以相等的间隔时间来抽取模拟信号的样值,使连续的信号变成离散的信号;⑵、第二个过程叫“量化”,就是把抽取的样值变换为最接近的数字值,表示抽取样值的大小;⑶、第三个过程是“编码”,就是把量化的数值用一组二进制的数码来表示。经过这样三个过程可以完成模拟信号的数字化,这种方法叫作“脉冲编码”。2、信号接收端进行数模变换:数字信号传送到接收端后,需要有一个还原的过程,即把收到的数字信号再变回模拟信号,为接收者所能理解,这个过程叫作“数模变换”。经过还原后的信号可再现原始的声音或图像信息。复习思考题1、通信系统是由哪几部分组成的?各部分的作用如何?2、一般通信网、电话通信网的质量要求主要有哪些?3、现代通信网的未来发展趋势是什么?4、电缆线路与架空明线线路相比有何特点?5、模拟信号数字化经历哪几个基本过程?
第2章通信电缆线路2.1通信电缆分类以及用途对于本地网,由于受普通电话用户端机性能的限制,目前广泛采用重量轻、便于施工和布线的全塑通信电缆,它的绝缘层、护套、包带等均采用高分子化合物——塑料制成,并将芯线绝缘层染上不同的颜色,构成全色谱,极大方便了工程安装、日常使用和维护。全塑电缆的特点:电特性好,传输质量优良;便于机械化、自动化施工;维护方便、故障少、使用寿命长;投资经济。2.1.1全塑电缆的概念“全塑”电缆——指凡是电缆的芯线绝缘层、缆芯包带层和护套均采用高分子聚物-塑料制成的电缆;芯线——由金属导线和绝缘层组成。导线的线质为电解软铜,铜线的线径主要有0.32、0.4、0.5、0.6、0.8mm等五种;芯线扭绞——将一对线的两根导线或一个四线组的四根导线均匀地绕着同一轴线旋转。电缆芯线沿轴线旋转一周的纵向长度称为扭绞节距;扭绞目的——为了减少线对之间的电磁藕合,提高线对之间的抗干扰能力,便于电缆弯曲和增加电缆结构的稳定性,线对(或四线组)应当进行扭绞。2.1.2全塑电缆的分类全塑电缆分为普通型和特殊型两大类,而特殊型又包括填充型、自承式和室内电缆等。1.按电缆结构类型分——非填充型和填充型;2.按导线材料分——铜导线和铝导线;3.按芯线绝缘结构分——实心绝缘、泡沫绝缘、泡沫/实心皮绝缘;4.按线对绞合方式分——对绞式和星绞式;5.按芯线绝缘颜色分——全色谱和普通色谱;
6.按缆芯结构分——同心式(层绞式)、单位式、束绞式、SZ绞;7.按屏蔽方式分——单层涂塑铝带屏蔽、多层铝及钢金属带复合屏蔽,而屏蔽带又分绕包和纵包;8.按护套分——单层塑料护套、双层塑料护套、综合护套、粘接护套、密封金属/塑料护套和特种护套;9.按外护层分——单层、双层钢带铠装和钢丝铠装塑料护层;10.按用途分——传输模拟信号和传输数字信号;11.按敷设方式分——架空、管道、直埋、水底电缆等。
2.2全色谱全塑通信电缆的结构与类型2.2.1电缆的结构主要包括电缆的缆芯结构、色谱、端别、屏蔽层、电缆护套和外护层。(一)、缆芯结构缆芯主要由芯线、芯线绝缘层、缆芯绝缘、缆芯扎带及包带层等组成。1、芯线——由金属导线和绝缘层组成。导线是用来传输电信号的,要求具有良好的导电性能、足够的柔软性和机械强度,同时还要求便于加工、敷设和使用。2、芯线绝缘层简称绝缘——芯线绝缘的优劣对于信号传输及使用是十分重要的。理想的电缆芯线绝缘应具有介电常数低、介质损耗小和绝缘强度高;并具有一定的机械强度、耐老化和性能稳定等特点。目前广泛使用的缆芯结构是单位式。(二)、色谱根据芯线绝缘的颜色可将全塑市内通信电缆分为普通色谱单位式缆芯和全色谱单位式缆芯。1.普通色谱单位式缆芯普通色谱电缆的单位束一般是50对或100对。单位式市内通信电缆的缆芯组成单位(子单位、基本单位、超单位)均用非吸湿性带色扎带疏扎加以区分,并要求颜色鲜明易辨,在规定条件下不褪色,不污染相邻芯线。普通色谱对绞同心式缆芯线对的颜色有蓝/白对,红/白对,(分子为a线色谱,分母为b线色谱)两种,每层中有一对特殊颜色的芯线,作为该层计算线号的起始标记,这一对线称为标记(或标志)线对,作为本层最小线号,其它线对称为普通线对。如普通线对为红/白对则标记线对为蓝/白对,反之如普通线对为蓝/白对则标记线对为红/白对。100对及以上的市内通信电缆设置备用线对,备用线对数为电缆对数的1%,色谱与普通线对相同。2.全色谱单位式缆芯全色谱的含义是指电缆中的任何一对芯线,都可以通过各级单位的扎带颜色以及线对的颜色来识别,换句话说给出线号就可以找出线对,拿出线对就可以说出线号。全色谱全塑电缆线对序号的编排从中心层第一个单位开始分配,线对序号从中心到外层按由小到大的顺序排列。全色谱单位式缆芯的单位束可根据单位束内线对的多少,将这些单位束分为基本单位U、超单位S、超单位SD。(1)、基本单位U每个U单位内含25对线,其色谱为由白/蓝——紫/灰的25种全色谱组合。每一单位外部都捆有双色单股扎带,U单位的“扎带全色谱”是由“白/蓝——紫/棕”的24种组合,所以U单位的扎带循环周期为25×24=600对,即从601对开始,U单位的扎带又变成白/蓝。如表2-1所示:线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色线对编号颜色a线b线a线b线a线b线a线b线a线b线1白蓝6红蓝11黑蓝16黄蓝21紫蓝2桔7桔12桔17桔22桔3绿8绿13绿18绿23绿4棕9棕14棕19棕24棕5灰10灰15灰20灰25灰表2-1全色谱基本单位U(25对)电缆切面如图2-1所示:图2-1全色谱U单位(25对)(2)、超单位SS=U+U=25+25=50对,从1—25对为第一个U单位,从26—50为第二个U单位,为了形成圆形结构的缆芯,同一U单位内的芯线又被分成两束线,如1~12,13~25,但这两束线的扎带颜色仍然一致(即均为蓝/白)。S单位的扎带颜色为单色,即一个S单位含有5条扎带,1~600为白色,601~1200为红色,1201~1800为黑色,1801~2400为黄色,2401~3000为紫色,之后又重复白色,所以说S单位扎带颜色的循环周期为600X5=3000对。电缆切面如图3-2所示:38-501-12桔白蓝白26-3713-25桔白蓝白图2-2全色谱S单位(50对)(3)、超单位SDSD=U+U+U+U=100对,其中U1-U2对应第一个SD单位即SD1;U3-U4为第2个SD单位即SD2。SD单位的扎带颜色和S单位一样,循环周期也为600X5=3000对,只不过是在相同电缆对数的前提下,若采用S单位形成缆芯,则扎带数量是SD单位的两倍。电缆切面如图2-3所示:U4U176-1001-25棕白蓝白U3U251-7526-50绿白桔白图2-3全色谱SD单位(100对)3、全色谱单位式规格程式全塑电缆的规格程式(芯线总绞合方式)可分为基本单位、子单位、50对超单位、100对超单位。(1)基本单位(代号为U)——由10对线对或25对线对组成;(2)子单位把一个基本单位25对分为12对和13对(12对+13对=25对),称为2个子单位(或半单位);(3)50对超单位(代号为S)——由2个基本单位(25对)组成;(4)100对超单位(代号为SD)——由4个基本单位(25对)组成;(5)150对(代号为SC)、200对(代号为SB)组成同一基本单位的子单位,扎带颜色是相同的。当电缆内既有50对又有100对超单位时,若用100对超单位序号计数,2个50对超单位占一个序号;而用50对超单位序号计数时,1个100对超单位则要占用两个序号。单位式缆芯是把10、25(12+13)、50、100个线对采用编组方法分成单位束,然后再将若干个单位束分层绞合而成单位式缆芯,对于大对数市内通信电缆在接续、配线和安装电话时都较方便。为了保证成品电缆具有完好的标称对数,100对及以上的全色谱单位式电缆中设置备用线对(又叫做预备线对),其数量均为标称对数的1%,最多不超过6对(其中0.32及以下线径最多不超过10对),备用线对作为一个预备单位或单独线对置于缆芯的间隙中。备用线对的各项特性与标称线对相同。备用线对的线序及色谱如表2—2所示:线序12345678910色谱白红白黑白黄白紫红黑红黄红紫黑黄黑紫黄紫表2—24、其它缆芯结构⑴、全色谱对绞同心式缆芯全色谱对绞同心式缆芯是由若干个规定色谱的线对按同心方式分层绞合而成。全色谱对绞同心式缆芯每层的第一对线为桔(黄)白,最后一对线为绿/黑,其余偶数线对为红/灰,奇数线对为蓝/棕重复循环排列构成。全色谱对绞同心式缆芯每层均疏扎特定的扎带,扎带的色谱如表2—3所示。层的位置中心及偶数层奇数层扎带颜色蓝桔表2—3(2)、束绞式缆芯束绞式缆芯是许多线对以一个方向绞合成束状结构,其特点是生产效率高,但束内线对位置不固定,相互有挤压。束绞式缆芯可作为单位式缆芯中的一个单位,也可单独使用于市内通信电缆中。(3)、SZ绞缆芯SZ绞是一种专门缆芯绞合工艺,它是将被绞合的绝缘线对按顺时针及逆时针方向旋转,从而得到左向及右向的绞合,所以SZ绞又称为“左右绞”。左右绞的缆芯,在一定长度上,既有左向又有右向的绞合。(三)、端别全塑电缆的端别100对以下的单位式全塑电缆不分端别。100对以上单位式全塑电缆施工布放时要按规定区分A、B端并按要求布放。单位式全塑电缆端别:面对电缆端面,抓起同一层中的任何两个单位(基本单位或超单位均可)如果这两个单位中的基本单位扎带颜色按白、红、黑、黄、紫顺时钟排列则为A端,反之则为B端。全塑市内通信电缆A端用红色标志,又叫内端伸出电缆盘外,常用红色端帽封合或用红色胶带包扎,规定A端面向局方。另一端为B端用绿色标志,常用绿色端帽封合或绿色胶带包扎,一般又叫外端,紧固在电缆盘内,绞缆方向为反时针,规定外端(B端)面向用户。单位式全塑电缆A、B端的布放:1、汇接局——分局,以汇接局为A端2、分局——支局,以分局为A端;3、端局——交接箱,以端局为A端;4、交接箱——用户,以端局为A端。汇接局、分(支)局、交接箱之间布放电缆时,端别要力求做到局内统一。可以以一个交换区域的中心侧为A端,也可以以局号大小来划分,或以区域交换的汇接局、分(支)局、交接箱侧为A端。2.2.2电缆的类型电缆型号是识别电缆规格程式和用途的代号。按照用途、芯线结构、导线材料、绝缘材料、护层材料、外护层材料等,分别用不同的汉语拼音字母和数字来表示。按照国家标准,全塑电缆型号的表示方法和意义为:1、类型H市内通信电缆;HP配线电缆HJ局用电缆。2、绝缘Y实心聚烯经绝缘;YF泡沫聚烯经绝缘;YP泡沫/实心皮聚烯经绝缘。3、屏蔽护套A涂塑铝带粘接屏蔽聚乙烯护套;S铝、钢双层金属屏蔽聚乙烯护套V聚氯乙烯护套。4、特征T石油膏填充;G高频隔离;C自承式。电缆同时有几种特征存在时,型号字母顺序依次为T、G、C。5.外护层23一一双层防腐钢带绕包铠装聚乙烯外护层;32一一单层细钢丝铠装聚乙烯外护层;43一一单层粗钢丝铠装聚乙烯外护层;53一一单层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外护层;553一一双层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外护层。[示例]HYA—200×2×0.4
HYA—200×2×0.4表示铜芯、实心聚烯烃绝缘、涂塑铝带粘接屏蔽、容量200对、对绞式、线径为0.4mm的市内通信全塑电缆。综合:1、普通式全塑电缆:广泛用于架空、管道、墙壁及暗管等施工形式,其典型型号为HYA、HYFA、HYPA三大类;2、填充式全塑电缆:其型号为HYAT,HYFAT,HYPAT;3、自承式全塑电缆:其型号有HYAC,HYPAC;4、室内用全塑电缆:型号为HPVV。2.3全塑电缆线路的施工2.3.1电缆的单盘检验与配盘为了保证工程质量,电缆敷设前应进行单盘检验和配盘工作。(一)、电缆的单盘检验
单盘电缆检验的主要项目有:全塑电缆传输端别(A、B端)标记检验、不良线对检验、绝缘电阻检验及耐压检验等。1.不良线对检验⑴、断线:电缆芯线断开;⑵、混线:芯线相碰触(又名短路)。本对线间相碰为自混;不同线对间芯线相碰为它混;⑶、地气:芯线与金属屏蔽层(地)相碰,又称接地;⑷、反接:本对芯线的a、b线在电缆中间或接头中间错接;⑸、差接:又称鸳鸯对;⑹、交接:本对线在电缆中间或接头中间错接到另一对芯线,产生错号,称跳对。
由于不良线对检验手续繁杂,费工费时,对于有信誉的厂商,可查阅电缆出厂检验记录,一般在工程上可不再进行。否则一定要进行不良线对检验。单盘电缆检验只做断线检验、混线检验和地气检验。2.绝缘电阻的测量
绝缘电阻测量包括线间和单线对地(金属屏蔽层)的绝缘电阻。
在温度为200C,相对湿度为80%时,全塑通信电缆绝缘电阻一般填充型每公里不小于3000MΩ;非填充型每公里不小于10000MΩ(500V高阻计)(二)、电缆的配盘1.配盘目的各盘电缆的电特性不可能完全一样,长度也可能不同,按一定的要求将每盘电缆进行编组、配盘,把长度不等和电气性能不同的电缆安排在预定的段落内,以保证传输质量和合理的经济效果。这种选盘配放电缆的工作叫“配盘”。应尽量做到全线路电缆规格程式相同。2.配盘依据电缆配盘必须以单盘电缆检验记录、线路图、电缆分歧点、递减点的分布等为依据。2.3.2架空全塑电缆的敷设架空电缆是将电缆吊挂在距地面有一定高度电杆上的一种电缆敷设方式,具有施工简便,建设费用低等优点。所以在离交换机房配线较远、用户数较少而变动较大、地下管道建设有困难的地方被广泛应用。
架空电缆一般适宜300对以下的全塑电缆,由于电缆本身有一定的重量,机械强度较差,所以除自承式电缆外,必须另设电缆吊线,并用挂钩把电缆托挂在吊线下面。1、电缆敷设前检查工作
首先要对单盘电缆的规格、对数、电气性能等进行检查,符合要求后才能进行敷设。电缆敷设前后不得有机械损伤,敷设时电缆必须从电缆盘上方放出,避免与支架、障碍物或地面摩擦与拖拉。电缆弯曲的曲率半径必须大于电缆外径的15倍。2、架空全塑电缆线路的组成⑴、电缆:全塑电缆的对数依据吊线程式、负荷区类别和单位长度上的电缆重量来确定。⑵、杆路以及附件电杆的标准:水泥杆的规格型号举例:YD-8.0-15-1.27:邮电,杆长8米,杆梢直径15公分,容许弯度1.27T.M(吨.米);专用铁件:吊线抱箍、担夹、U型抱箍等;杆距:一般市区杆距定为35-40米,郊区杆距定为45-50米;电杆埋深:不同的电杆种类和土质的埋深不同。通常在普通土8米的电杆为1.5米。⑶、电杆拉线及其附属装置①、拉线种类使用场合:种类有:落地拉线、高状拉线、吊板拉线和V型拉线以及杆间拉线;使用场合有:角杆、跨越杆和终端杆。②、地猫装置:当前使用水泥盘。
⑷、吊线电缆吊线一般为7/2.2、7/2.6和7/3.0的镀锌钢绞线。吊线的敷设包括吊线的选用、安装吊线夹板、布放吊线、吊线接续、做终结(死头)、收紧吊线等。吊线夹板装置:
①、电缆吊线一般采用三眼单槽夹板(简称吊线夹板)固定在电杆上,夹板在电杆上的位置,应能使所挂电缆符合最小垂直距离;②、吊线夹板至杆梢的最小距离一般不小于50公分,如因特殊情况可略为缩短,但不小于25公分;③、在同一电杆上装设两层吊线时,两吊线间距离为40公分。布放吊线:
布放吊线时,应先把已选择好的钢绞线盘放在具有转盘装置的放线架上,然后转动放线架上的转盘即可开始放线,布放吊线一般采用下列三种方法:①、把吊线放在电杆上吊线夹板的线槽里并把外面的螺帽略微旋紧,以不使吊线脱出线槽为度,随后即可牵引;②、将吊线放在电杆和夹板间的螺帽上,但在直线上每隔6根电杆和转弯线路上所有具有离杆拉力的角杆上(即外角杆上),仍须把吊线放在夹板的线槽里[方法同①];③、先把吊线布放在地上,然后用人工把吊线逐段搬到电杆与夹板间的螺帽上(一般用杆叉)。但采用此法必须以不使吊线受损、不妨碍交通、不会使吊线无法引上电杆等为原则;④、在布放吊线过程中应尽可能使用整条的钢绞线,以减少中间接头,并要求在一个杆档内不得有一个以上的接头。
吊线接续:另缠法:此法使用3.0毫米镀锌钢线进行另缠,要求缠扎均匀紧密,缠线不得有伤痕或锈蚀,缠线总长度的偏差不得超过2公分。如图2-4所示。图2-4②、夹板法:采用三眼双槽夹板接续吊线。夹板程式应与吊线相适应,7/2.6及以下的吊线用一副三眼双槽夹板,其夹板线槽的直径应为7毫米;7/3.0吊线应采用两副三眼双槽夹板,夹板线槽的直径为9毫米,夹板的螺帽必须拧紧,无滑丝现象。③、“U”形钢线卡法:此法采用10mm的“U”形钢线卡(必须附弹簧垫圈)代替三眼双槽夹板,将钢绞线夹住。
收紧吊线:
①、吊线布放后即可在线路的一端作好终结,在另一端收紧;
②、收紧吊线的方法可根据吊线张力、工作地点和工具配备等情况而定。一般可采用紧线钳、手拉葫芦或手搬葫芦等来收紧。吊线的连结(俗称吊线结):
①、吊线沿架空电缆的路由布放,要形成始端、终端、交叉和分歧。由于更换电缆程式或角深过大等原因,要求对电缆做出不同的结,以增强线路的稳固性和规格标准化;②、吊线连结的程式通常有:终端结(终结)、假终结、十字结、丁字结和辅助结等;③、制作的方法有另缠法、夹板法和“U”形钢卡法,夹板法和“U”形钢卡法采用较多。
3.架空电缆方法
架设吊挂式全塑电缆线路有预挂挂钩法、动滑轮边放边挂法、定滑轮牵引法和汽车牵引动滑轮托挂法。(1)、预挂挂钩法:适用于架设距离200m左右并有障碍物的地方,如图2-5所示:图2-5(2)、动滑轮边放边挂法:适用于杆下无障碍物,虽不能通行汽车,但可以把电缆放在地面上,且架设的电缆距离又较短的情况。如图3-6所示:图2-6(3)、定滑轮牵引法:适用于杆下有障碍物不能通行汽车的情况下。(4)、汽车牵引动滑轮托挂法:适用于杆下无障碍物而又能通行汽车,架设距离较大,电缆对数较大的情况。
4、电缆挂钩、吊扎⑴、挂电缆挂钩时,要求距离均匀整齐,挂钩的间隔距离为50公分,电杆两旁的挂钩应距吊线夹板中心各25公分,挂钩必须卡紧在吊线上,托板不得脱落;⑵、架空电缆在吊线接头处,不用挂钩承托,改用单股皮线吊扎或挂带承托;⑶、架空电缆架设时,每隔5~8档在电杆处留余弯一处。如图2-7所示。图2-72.3.3墙壁电缆及楼内电缆敷设
我国城市电话已普遍进入寻常人家,特别在城市住宅小区,利用墙壁敷设全塑通信电缆,可以免去立杆路、铺管道等工作,因此建筑时应预设暗管暗线,以满足楼内用户的需要。(一)、墙壁电缆1、墙壁电缆与其它管线的间隔标准
墙壁电缆跨越街道、院落时,最低点距地面应不小于4.5米。在有过街楼宇的地方穿越,不应低于过街楼宇底层的高度。墙壁电缆与其它管线的最小间隔,应符合表2-4的规定:其它管线平行净距(米)交叉净距(米)避雷系统接地引线10.3工作保护地线0.050.02电力线0.150.05给水管0.150.02压缩空气管0.150.02热力管(无包封)0.50.5表2-4墙壁电缆与其它管线的最小间距(二)、墙壁电缆的敷设方式
墙壁电缆的敷设方式有自承式、吊线式、卡钩式(卡固式),一般沿室外墙壁敷设时宜采用自承式或吊线式,室内墙壁敷设时宜采用卡钩式。1、自承式墙壁电缆(1)、电缆直线架设安装方法:自承式电缆沿墙直线架设可采用角钢墙担。电缆直线架设安装方法如图2-8所示:图2-8(2)、自承式墙壁电缆的安装技术要求:①、各终端、中间支持物应安装牢靠,整齐水平;②、中间支持物间距应在10米以下,间距均匀;③、终端、转角支持物应使用终端转角墙担。中间支持物应使用角钢墙担;④、墙壁自承式电缆与钢线在吊线分离处应用尼龙扎带绑扎牢固;⑤、转角处余兜为20~30公分。2、吊线式墙壁电缆(1)、吊线程式及支撑物的间距标准
吊线式墙壁电缆与吊挂式架空电缆相似,只是吊线的支撑物是利用墙上的支撑物与终端的固定物。吊线式墙壁电缆的吊线程式及支撑物的间距应符合要求。(2)、吊线式墙壁电缆敷设形式
吊线式墙壁电缆,在墙壁上的敷设形式有水平敷设与垂直敷设。①、当吊线水平敷设时其终端可用有眼拉攀,中间的支持物用吊线支架装设。终端装置和中间支持物均用金属膨胀螺栓固定在墙壁上;②、吊线垂直固定在墙壁上,两支持物间最大跨距应小于20米,其终端固定物可采用终端拉攀装置、有眼拉攀装置或双插墙担装置;(3)、电缆的吊线终端
吊线式墙壁电缆各种终端、中间支持物,应装设牢固、横平竖直、整齐美观,各支撑点应尽量水平。
吊线式墙壁电缆的吊线终端,一般使用U型钢卡,其制作方法如图2-9所示。图2-93、
楼内电缆的敷设(1)、楼内暗管
①、楼内暗管是指在建筑物内预埋的敷设通信电缆的管路,暗管一般采用钢管或塑料管;
②、暗管两端管口应衬垫橡皮,以保护电缆,水平有缝管的接缝应置于管身的上方。暗管转弯的曲率半径应大于可穿放最大电缆的最小曲率半径,转角角度必须大于90度,一根暗管不得有两个以上的转角且不得有“S”弯;③、水平暗管内的电缆布放
首先根据设计规定进行现场核实管孔位置、电缆规格程式,检查暗管管口并把管口倒钝,以便布放过程中保护电缆。由两人在两端向前或向后牵动管内引线,检查管路是否畅通,如发现管路不够畅通,应检查原因,必要时,应在布放的电缆上使用润滑剂,然后用网套牵引头牵引电缆,进入该段暗管;④、垂直暗管内的电缆布放
垂直暗管内的电缆布放与水平暗管内的电缆布放基本相同,一般采用自上而下布放,需要时也可自下而上布放。如果跨楼层布放,跨层的楼面需有人监护电缆,直到布放完毕。⑵、电缆槽
在未设暗管的楼房,可加装“U”形电缆槽,电缆槽的槽体为聚氯乙烯塑料(PVC)制成,“U”形槽的底部用螺钉固定在墙上,然后扣上其槽盖,线路装设或检修时,只需打开槽盖就能施工,十分方便。
(3)、楼内电缆的走向
楼内电缆从楼房旁边的手(或人)孔引入,在适当地点设总配线箱,楼房内如有用户交换机,则在靠近交换机室的附近引入,如无交换机室则应在楼的中部或配线线路的汇集点引入,然后根据用户情况再设若干配线箱(或暗线箱),如图2-10所示。图2-10楼内电缆从总配线箱到各配线箱一般选取垂直通道,也可通过楼梯道上下连通,一般每一层楼布放一条电缆,且不复接。(4)、室内配线箱
室内配线箱内装若干块20或50对的穿线板与挂线板,箱的上下壁均设有电缆引入孔,外侧设有箱门,既可装于墙内也可设于墙上。单元式住宅楼,一般采用墙内配线箱。在配线箱内余长,应圈好绑扎在配线箱内,并用棉纱等材料堵塞管孔与电缆间的空隙及空余的管孔。2.3.4电缆管道的建筑与管道电缆的敷设
电缆管道是用以穿放通信电缆的一种地下管线建筑。在地下电缆线路中以应用管道建筑为主,管道材料以混凝土管和塑料管为主,因为混凝土管成本低,而塑料管重量轻、管壁光滑、接续简单、密闭性好、绝缘性能好等优点,塑料管近年来得到广泛应用。管孔断面的排列组合,应遵守高大于宽的原则,在地形受到限制时,可采用卧铺或并铺的方法。(一)、管道系统的组成
电缆管道是由人孔、手孔、管路三部分构成的,按照使用性质和分布段落分类,可分为用户管道和局间主干管道。1、用户管道
用户管道是从电话局电缆进线室引出,穿放用户电缆的管道,按其使用要求,可分为主干管道和配线管道。(1)主干管道采用多孔管道建筑形式,一般用来穿放400对以上的主干电缆。标准的管孔直径为90毫米,为了适应现代通信的需要和塑料管道的普遍使用,管孔直径可以在:25毫米——110毫米。为了便于抽穿和经常维护、检修电缆,在多孔管道中,每隔120~150米设置人孔或手孔一个。主干管道一般应建筑在人行道上或车行道的一侧。
(2)配线管道
作为主干管道的分支,配线管道常常直接引入邻近的用户建筑物内,用于穿放配线电缆。由于配线电缆对数较小(300对以下),管孔直径可以小一些,管孔数量也可以少一些(一般为2~3个)。为了便于用户配线和维护检修,每隔50~100米设置手孔一个。
在用户密度不高的地区,可以不作配线管道,而利用主干管道由人孔或手孔引上电杆,采取架空电缆配线方式。2、局间主干管道
为了节约费用,实际工作中一般用户电缆与中继电缆合用—条管道,使得用户管道与主干管道的划分,本质上失去了明确的界限。(二)、管道及人(手)孔的埋深
管道埋入地下深度,一般如下表所示。人(手)孔的深度,应结合人孔两侧管道进入人孔内的高度而定。如表2-5所示:管道程式路面——管顶最小埋深(米)人行道车行道铁路轨道混凝土管铁管石棉水泥塑料管表2-5(三)、管道段长
两个相邻人孔中心线间的距离,叫做管道段长,管道段长越长建筑费用就越经济。但由于电缆在管孔中穿放时所承受的张力随着段长而增加,电缆本身将受到一定的损害,为了减少或避免这种损害,电缆不论穿在直线管道中还是弯曲管道中,承受的终端张力以不超过1500公斤为准。
直线管道允许段长一般应限制在150米内,在实际工作中通常按120-130米为一个段长。
弯曲管道应比直线管道相应缩短,采用弯曲管道时,它的曲率半径一般应不小于36米,在一段弯曲管道内不应有反向弯曲即“S”弯曲,在任何情况下也不得有U形弯曲出现。
(四)、人(手)孔位置的选择、类型、基础、附属设备1、人(手)孔的位置
人(手)孔的位置一般不宜选在下列地点:(1)、重要的公共场所或交通繁忙的房屋建筑门口;(2)、影响交通的路口;(3)、极不坚固的房屋或其它建筑物附近;(4)、有可能堆放器材或其它有覆盖可能的地点;(5)、消火栓、污水井、自来水井等地点附近。2、人(手)孔类型人孔分为直通型人孔、拐弯型人孔、分歧型人孔、扇型人孔、局前人孔和特殊型人孔等。直通型有长方形人孔和腰鼓形人孔两种。2.3.5全塑电缆的接续全塑电缆芯线接续是全塑电缆敷设施工中的一个重要组成部分,在质量上要求较高。必须接续可靠和长时期保持应有的性能,以保证通信畅通。适合架空、直埋或管道等各种使用场合。(一)、电缆芯线的编号与对号
电缆芯线的编号与对号是保证电缆芯线接续质量的一项重要工作。1、电缆芯线的编号
全色谱电缆芯线顺序是由中心层起向外层顺序编号的。
一般规定A端线号是面向电缆按顺时针方向进行编号;而B端线号则按反时针方向进行编号。
全塑全色谱电缆的线序使用原则为“由远到近,从小到大”。2、电缆芯线的对号
电缆芯线对号的目的,主要是核对和辨认一段全塑电缆的芯线序号,防止造成错接的一种手段。对号时一般以靠近电话局或交接箱的一端为准,用放音对号器与另一端对号,使两端线序一致。
(二)、全塑电缆常用接续方法1、全塑电缆芯线压接接续的原理
导线连接后其电阻值决定于导体材料的电阻、两接触面间的接触电阻和因污染或氧化而产生的薄膜电阻。因而芯线的接续除了要考虑增大和保持接触面间的压力外,还要做到两点:(1)要除去或刺穿任何存在于导线表面上的不导电薄膜。(2)让这些接触面上没有或不产生新的氧化膜,这就需要有足够牢固的气密接触面。2、全塑电缆芯线压接接续的要求(1)在芯线接续过程中,要除去或刺穿导线表面的不导电薄膜;(2)在接头处要有一个紧密的接触面,形成一个可靠的气密面接触状态;(3)接续后要在芯线接头处长期保持稳定与持久的压力;(4)芯线接头应加硅脂保护,以便与外界空气隔离,以免再生成新的氧。(三)、全塑电缆芯线接续规定
1、电缆芯线接续前检查,合格后方可进行电缆接续;
2、全塑电缆芯线接续必须采用压接法,不得采用扭接法;
3、电缆芯线的直接、复接线序必须与设计要求相符,全色谱电缆必须色谱、色带对应接续;
4、电缆芯线接续不应产生混线、断线、地气、串音及接触不良,接续后应保证电缆的标称对数全部合格;
5、对于填充型全塑电缆的清洗应使用专用清洗剂。(四)、全塑电缆芯线接续方法全塑电缆芯线的接续方法主要采用扣式接线子和模块式接线子接续法。扭接法工序多、费工时、要求有技术熟练的工人操作、且接续不牢靠,已逐步被模块式接线子接续法取代。1、扣式接线子接续法
扣式接线子接续法是我国广泛采用的小对数全塑全色谱电缆芯线接续方式。2、模块式接线子接续法
模块式接线子也称为模块型卡接排,简称模块或卡接排。具有接续整齐、均匀、性能稳定、操作方便和接续速度快等优点。
一般模块式接线子一次接续25对。
利用模块式接线子可进行直接、桥接和搭接,大对数电缆常用。⑴、模块式接线子的结构
模块式接线子由底板、主板和盖板三部分组成。主板由基板、U形卡接片、刀片组成。基板由塑料制成上、下两种颜色。靠近底板一侧与底板颜色相同,一般为金黄色,靠近盖板一侧与盖板颜色一致,一般为乳白色。一般用底板与主板压接局方芯线,主板与盖板压接用户芯线。模块式接线子的结构如图3-11所示。图2-11⑵、模块式接线子的压接工具
用模块式接线子接续时,要用专用的压接工具,压接工具主要由接线架和压接器两部分组成。接线架
接线架包括有接线机头1~2个、支架管(电缆固定架)、接线机头支架、电缆扣带2个、检线梳及试线塞子、工具箱等组成,如图2-12所示。图3-12②、压接器:如图2-13所示。图2-13⑶、模块式接线子接续规定①、按设计要求的型号选用模块式接线子;②、接续配线电缆芯线时,模块下层接局端线,上层接用户端线;③、接续主干电缆芯线时,模块下层接B端线,上层接A端线;④、接续不同线径芯线时,模块下层接细线径线,上层接粗线径线;⑤、模块排列整齐,松紧适度,线束不交叉,接头呈椭圆形;⑥、无接续差错,芯线绝缘电阻合格。⑷、全塑电缆的接头封合
电缆线路的故障大部分发生在电缆接头封合处,因此选用合适的封合材料和方式正确进行全塑电缆接头封合对设计、施工和维护工作具有极其重要的意义。全塑电缆接头封合的技术要求①、具有较强的机械强度,接头应能承受一定的压力和拉力;②、具有良好的密封性,能达到气闭要求;③、便于施工和维护方便,操作简单;④、具有较长的使用寿命。全塑电缆接续套管的封合方法①、热接法:热缩套管封合法、注塑“O”型套管封合法和辅助“O”型套管包封法。②、冷接法:用于架空电缆、墙壁电缆和楼层电缆(采用带硅脂的接线子接续,防潮性能较好)等,接续套管有多用接线盒、接线筒、玻璃钢“C”型套管、装配式套管(剖管)等。前三种接续套管主要应用于架空电缆,后一种适用于填充型或充气型电缆。2.3.6电缆的入局与成端(一)、电缆进局方式
由于通信规模的不断扩大,进出交换端局的电缆数量、程式不尽相同。进局方式一般采用组合管道或隧道。1.组合管道
由各种不同管径的电缆管道组合在一起形成的管道群就称为组合管道,它是根据不同的电缆外径选择一定比例的不同管径的管道组合而成。2.隧道
在出局人孔到地下电缆进线室之间修筑隧道是进局电缆较为理想的一种方式,在隧道两侧的墙壁上安装上多层铁架,可使电缆方便而有序的敷设。
(二)、电缆在地下进线室的排列和上线
1、概述
电缆由管道或隧道进入电缆室后,其走向、排列和在电缆铁架托板上的位置应按设计处理。2、端局电缆的配线装置
总配线架(MDF)安装在测量室内,所有局内电话的外线均应接至MDF,再由MDF接至相关设备。通过MDF可以随时调整配线和测试局内外线,并可使局内线免受外来雷电及强电流的损伤,所以MDF是全局通信线路的枢纽,电缆进线室如图2-14所示。MDF一般由横列、直列铁架,成端电缆线把、保安器弹簧排、保安器、实验弹簧排、端子板和用户跳线等部分组成。图2-14通过MDF可以随时调整配线和测试局内外线,并可使局内线免受外来雷电及强电流的损伤,所以MDF是全局通信线路的枢纽。2.3.7电缆配线概述
局内通信网按照用户分布状况,从出局电缆开始,将电缆芯线分配到各个配线点,既能保证用户当前需要,又能适应未来的发展,这种分配芯线的方式称作“电缆配线”或用户电缆线路的配线。(一)、交接箱1、交接箱的分类⑴、按交接箱内有无接线端子分为无端子交接箱和有端子交接箱;⑵、按其接续方式不同分为压接式和卡接式两大类,卡接式又分为接线子卡接式和模块卡接式,模块卡接式细分为直卡式和旋转式;⑶、按交接箱安装位置不同分为架空式交接箱、落地式交接箱。2、交接箱的安装⑴、落地式交接箱的安装;⑵、架空式交接箱的安装。3、交接箱的芯线连接⑴、采用双面旋转模块直接接入背面,旋转端子接入芯线;⑵、采用单面旋转模块采用扣式接线子或模块接线子接入芯线;⑶、接续完毕后,进行对号、绝缘性能测试。确认合格后,模块支架恢复原位。4、交接箱的接地:⑴、落地式交接箱屏蔽线接地
交接箱的屏蔽线连接板与箱体相互绝缘,电缆屏蔽线连接在连接板上并接一个地线,箱体在基座的其中一个固定螺丝上做好地线;⑵、架空交接箱屏蔽线接地交接箱的屏蔽线连接板与箱体绝缘,屏蔽线连接在连接板上,接一个地气棒,箱体及站台应另接一个地气棒接地。(二)、分线箱(盒)1、分线箱(盒)的分类和结构⑴、分类:按其接续方式不同可分为压接式和卡接式两大类;按其安装方式不同可分为挂式和嵌式两种;⑵、规格:分线盒按其容量可分为5、10、20、30、50、100回线等规格;⑶、标记:完整标记由标准号、规格构成;⑷、结构形式:由箱(盒)体、箱(盒)盖和接线排构成。2、分线箱(盒)安装分线箱(盒)是配线电缆和用户线汇接的终端设备。分线箱(盒)在电杆及墙壁上安装,不论采用木质或金属背架均要求牢固、端正、接地良好。2.3.8用户引入线与引入设备从电缆分线箱(盒)到用户话机的这一段线路叫用户引入线。用户引入线分为两部分,即用户室外皮线与用户话机接线。2.3.9电缆线路的配线
用户线路一般分为三部分:主干电缆线路是从局内总配线架到交接箱的一段线路;配线电缆线路是从交接箱到分线箱(盒)的一段电缆线路;用户引入线是从分线箱(盒)到用户话机的一段线路(皮线或小对数电缆)。1、电缆线路的配线方式局内通信线路的配线有直接配线、复接配线、自由配线和交接配线等几种方法。⑴、直接配线
直接配线是把电缆芯线直接分配到分线箱(盒)上,分线箱(盒)之间不复接,彼此之间没有通融性。⑵、复接配线电缆的复接方式分为全部复接和部分复接两种:①、全部复接:主干电缆全部复接是指两条配线电缆的对数和线序完全相同,而两条电缆的分线箱(盒)的数目和线序分配可以不必相同。②、部分复接:电缆一部分线对相复接的配线,称为部分复接。复接配线:①、复接是为了适应用户变化,即同一对线接入两三个分线箱(盒)内,这样增加了设备的通融性,同时提高了电缆芯线的使用率;②、复接可以按需要在少数分线箱(盒)间进行,也可在整条电缆上进行系统的复接;③、复接配线应根据用户密度、发展速度、末期用户数、配线区分割等因素综合考虑。⑶、交接配线经过交接箱内跳线的跳接,灵活连接主干电缆和配线电缆的配线方式叫做交接配线,如图2-15所示。图2-15在交接箱内能分隔线对,因此对障碍线对的调度、测试等维护工作都比较方便。通常最广泛采用的是交接配线方式。交接区的容量确定
①、交接区的容量应按最终进入交接箱的主干电缆所服务的范围确定,一般主干电缆对数分为200对、400对、600对、800对、1000对、1200对、2400对等几档;
②、根据近期预测,引入主干电缆在100对以上的园区、楼宇内可单独设立交接区;
③、交接区容量的确定要因地制宜,不能拼凑用户数,以维持交接区的稳定,避免用户线路的变动。交接配线适用范围①、一般适用于用户密集区域,其范围是由交接箱配出若干条配线电缆,以每100对电缆所覆盖的地区作为一个交接配线区;②、将线序直接分配至各分线箱(盒)设备上,配线区电缆芯线利用率在70%左右。交接配线电缆①、从交接箱引出的配线电缆,应根据电缆的条数,顺序编成交01号、交02号等电缆;②、交接箱之间如果设有联络电缆,则编号为联交1#、联交2#等;③、为了保证交接箱的正常维护使用,应做到MDF、交接箱等设备与图纸、用户卡片、交接配线表等与原始记录准确相符。配线表①、电缆配线表的内容包括电缆编号、线序、配线架列号、交接箱编号、所在园区名称、简明配线图、用户电话号码及所占线序、分线设备编号、容量、线序、芯线障碍情况等;2.4全塑电缆线路的维护全塑市话电缆线路设备的维护分为日常巡查、障碍查修、定期维修、障碍抢修。对于各种维修项目都规定维修指标。2.4.1全塑电缆线路常见故障1、混线:同一线对的芯线由于绝缘层损坏相互接触称为混线也叫自混。相邻线对芯线间由于绝缘层损坏相碰称为它混。接头内受过强拉力或受外力碰损使芯线绝缘层受伤的部位常造成混线情况。2、地气:电缆芯线绝缘层损坏碰触屏蔽层称为地气,它是因受外力磕、碰、砸等磨损坏缆芯护套或工作中不慎使芯线接地而形成。3、断线:电缆芯线一根或数根断开称为断线,这种现象一般是由于接续或敷设时不慎使芯线断裂、受外力损伤、强电流烧断所致。4、绝缘不良:电缆芯线之间以塑料为绝缘层,由于绝缘物受到水和潮气的侵袭,使绝缘电阻下降,造成电流外溢的现象称为绝缘不良。它一般是由接头在封焊前驱潮处理不够、或因电缆受伤浸水、或充气充入潮气等原因造成芯线绝缘长期下降所致。5、串、杂音:在一对芯线上,可以听到另外用户通话声音,叫串音;用受话器试听,可以听到“嗡嗡”或“咯咯”的声音,称为杂音。线路的串、杂音主要是由于电缆芯线错接,或破坏了芯线电容的平衡、线对接头松动引起电阻不平衡、外界干扰源磁场窜入等影响而造成。实际电缆故障可能是几种类型障碍的组合。比如:芯线接地故障同时会造成线对自混;在电缆浸水、受潮比较严重时,所有的芯线及芯线对地之间的绝缘电阻均很低,就同时存在自混、接地和它混故障现象。2.4.2全塑电缆线路的维护要求1、线路维护项目⑴、维护项目分为日常巡查、故障查修、定期维修和故障抢修;⑵、维护工作必须做到①、严格按照上级主管部门批准的安全操作规程进行;②、根据实际工作,制订出翔实的维护工作方案后方可实施;③、作好原始记录,遇到重大问题应请示有关部门并及时处理;④、对重要用户、专线及重要通信时段要加强线路维护,保证通信。2、线路维护指标及测试要求⑴、全塑市话电缆线路的维护指标及测试周期,如表3-6所示序号测试项目测试分项测试周期1绝缘电阻空闲主干线对绝缘电阻1次/年,每条电缆抽测>5对用户线路全程绝缘电阻自动,1次/3-7天用户线路绝缘电阻投入运行时测试,以后按需测试2单根导线直流电阻投入运行时或故障修复后测试用户线路环阻3用户线路传输衰减投入运行时或线路质量劣化时测试4近端串音衰减投入运行时测试,以后按需测试远端串音防卫度5电缆屏蔽层连通电阻投入运行时测试,以后每年测试一次表2-6维护指标及测试周期⑵、全塑电缆绝缘电阻维护指标最小值见表3-7。线路类型线路情况维护指标用户电缆线路主干电缆空闲线对,测试电压250V50兆欧用户线路(连接有MDF保安单元和分线设备),测试电压100V30兆欧用户线路(包括引入线及用户终端设备),测试电压100V500千欧注:投入运维时,各类电缆线路的绝缘电阻指的是每吊线对导线间或导体与地间的电阻表2-7绝缘电阻维护指标最小值⑶、全塑电缆屏蔽层连通电阻维护指标(20℃①、全塑主干电缆:≤2.6Ω/km②、全塑架空配线电缆:≤5.0Ω/km注:电缆屏蔽层连通电阻系指施工中的屏蔽层用屏蔽连接线全线连通后测试的电阻值。3.线路设备定期维护项目和周期⑴、线路(见表2—8)项目维护内容周期备注架空线路整理、更换挂钩、检修吊线1次/年根据巡检情况,随时增加次数清除电缆、吊线上的杂物不定期进行检修杆路、线担1次/半年根据环境情况,随时增减次数管道线路人孔检修1次/两年清除孔内杂物,抽除孔内积水人孔盖检查随时进行报告巡检情况,随时处理配线室检修1次/半年检查电缆井和地下室积水、杂物1次/月汛期增加次数表2—8线路维护项目和周期⑵、防雷(见表3—9)项目维护内容周期备注防雷接地装置、接地电阻测试1次/年雷雨季节前进行设备保护地线、接地电阻测试1次/年雷雨季节前进行防雷地线、屏蔽线接地电阻测试1次/年雷雨季节前进行MDF保安排测试、检查、调整1次/年雷雨季节前进行、每次雷雨后检查表2—9防雷维护项目和周期⑶、交接箱、分线箱(盒)(见表3—10)项目维护内容周期备注交接箱内部装置清扫、接地线检查不定期进行结合巡检工作进行跳线整理、线序核对1次/季加固、清洁、补漆1次/两年按技术要求维护接地电阻测试1次/两年分线箱(盒)内部装置清扫、整理引入皮线1次/两年清除孔内杂物,抽除孔内积水补漆1次/两年报告巡检情况,随时处理接地电阻测试20%/两年表2—10交接箱、分线箱(盒)维护项目和周期2.4.3全塑电缆线路的故障测试在日常维护工作中,电缆发生故障时应尽快的恢复通话,必要时采取“先重点后一般”和“抢多数,修个别”的原则,迅速排除故障并防止扩大范围,确保电话畅通。这样就需要维检人员在排除故障时,首先应判断故障的性质,并选择仪器及时测定故障位置,再进行修复工作。要做到测量结果准确,应做到以下几点:1、对于测量基本原理和仪表的使用方法必须熟练掌握;2、对于线路的变更(交接跳线、用户档案)要有准确的记录;3、测量过程中,应注意温度对导线电阻的影响;4、测量时操作要小心、测量要耐心、观察要细心。电缆线路故障测试的基本步骤:一般有故障性质诊断、故障测距与故障定点三个步骤。1.故障性质诊断在线路出现故障后,使用兆欧表、万用表、综合测试仪等确定线路障碍性质与严重程度,以便分析判断故障的大致范围和段落、选择适当的测试方法;2.故障测距使用专用测试仪器测定电缆障碍的距离又叫粗测,即初步确定障碍的最小区间;3.故障定点根据仪器测距结果,对照图纸资料,标出障碍点的最小区间,然后携带仪器到现场进行测试,作精确障碍定位。复习思考题1、何为全塑通信电缆芯线扭绞?扭绞的目的是什么?2、全色谱25对基本单位的线对色谱是如何配置的?3、全塑通信电缆(单位式)的A、B端是如何确定的?3、全塑通信线路施工中电缆配盘的目的、依据是什么?4、简要说明你是怎样识别HYA100×2×0.4电缆芯线1~100线序的?5、电缆线路故障种类有哪些?6、电缆线路故障测试的基本步骤?
第3章通信光缆线路3.1光通信的基本原理与特点3.1.1光纤通信的发展概况利用光导纤维作为光传输媒介的光纤通信,其发展只有二三十年的历史。1966年7月,英藉华裔学者高锟博士(K.C.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)在PIEE杂志上发表了一篇十分著名的文章《用于光频的光纤表面波导》,该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性,并设计了通信用光纤的波导结(即阶跃光纤)。更重要的是科学地预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性,即加强原材料提纯,加入适当的掺杂剂,可以把光纤的衰耗系数降低到20dB/km以下。以后的事实发展雄辩地证明了高锟博士文章的理论性和科学大胆预言的正确性,所以该文被誉为光纤通信的里程碑。1970年美国康宁玻璃公司根据高锟文章的设想,用改进型化学相沉积法(MCVD法)制造出当时世界上第一根超低耗光纤,成为使光纤通信爆炸性竞相发展的导火索。1970年,美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续波工作的砷化镓铝半导体激光器,为光纤通信找到了合适的光源器件。光纤通信的发展有以下三个阶段:第一阶段(1966~1976年),从基础研究到商业应用的开发时期,实现了短波长(0.85μm)低速率(45或34Mb/s)多模光纤通信系统,无中继距离约10km;第二阶段(1976~1986年),大发展时期,光纤从多模发展到单模,工作波长从短波长发展到长波长(1.31和1.55μm),实现了1.31μm、传输速率140~565Mb/s的单模光纤传输系统(PDH),其无中继距离为50~100km;第三阶段(1986年~),全面深入开展新技术研究,实现了1.55μm单模光纤通信系统(SDH),速率达2.5~10Gb/s,无中继距离为100~150km;1996年后,研发波分复用光纤通信系统(WDM),每波长传输速率10或40Gb/s及光波网络。3.1.2光波波谱光波是电磁波,其波长在微米级、频率为1014Hz数量级。由图4-光电磁波波谱图中可以看出,红外线、可见光、紫外线均属于光波的范畴。目前光纤使用的波长范围是在近红外区内。光纤通信初期,根据光纤的本征特性光纤通信波长使用0.85μm、1.31μm和1.55μm三个窗口。目前由于光纤技术的飞速发展,新一代光纤已突破了三个低衰耗窗口的瓶径,实现了全波段使用(1260nm-1625nm)。光纤通信新材料和新技术的应用,提高了光波可利用率,使光纤通信容量大幅度提高。图4-1光电磁波波谱图3.1.3光纤通信系统的基本构成及原理(一)、光纤通信原理光纤通信过程: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。它与一般通信过程所不同的主要两点:一是传输光信号;二是利用光纤作为媒质传输手段。基本光纤通信系统组成如图4-2所示。图4-2基本光纤通信系统组成图(二)、光纤通信的主要优点1、频带宽、通信容量大一根光纤的带宽在理论上能容纳107路4MHZ的视频或1010路的4KHZ音频,而同轴电缆带宽为60MHZ,能传输104路4KHZ音频,光纤带宽为同轴电缆的100万倍。按话路计算一对光纤按目前的2.5Gb/s的通信系统计算,就可达到28800个话路。加上密集波分后话路将非常可观。2、损耗低,传输距离远目前光纤采用的SiO2玻璃介质,纯净度很高,光纤损耗极低。光纤平均损耗在0.2~0.4db/km,中继距离达几十、上百公里。3、信号串扰小,保密性能好由于光波具有良好的相干性,随着光器件的不断进步,不同光纤的光信号、同根光纤的不同波长间不会产生干扰,因此,光纤通信比传统的无线和其他有线通信具有更好的保密效果。4、抗电磁干扰,传输质量佳由于光纤是非金属的介质材料,且传输的是光信号,因此,它不受电磁干扰,传输质量较好。5、尺寸小、重量轻,便于敷设和运输由于光纤的纤芯直径仅125微米,经过表面涂覆后尺寸为0.25mm,制成光缆后,直径一般为十几毫米;要比电缆线径细,重量轻,这样在长途干线或市内线路上,空间利率高,且便于制造多芯光缆。(三)、光纤通信的主要缺点光纤通信与传统的电缆相比,也存在以下几个特殊问题。1、光纤性质脆,需要涂覆加以保护。此外,为了能承受一定地敷设张力,在光纤结构上需要多加考虑。2、对切断和连接光纤时,需要高精度技术和仪表器具。3、光路的分路、耦合不方便。4、光纤不能输送中继器所需要的电能。5、弯曲半径不宜太小。尽管存在上述问题,但是从目前技术上来说,都可以克服的,不影响光纤的广泛应用。(四)、光纤通信系统主要分类1、按波长分类(1)短波长光纤通信系统,工作波长在0.8-0.9μm范围,典型值为0.85μm。这种系统的中继间距离较短,目前使用较少。(2)长波长光纤通信系统,工作波长1.0-1.6μm范围,通常采用1310nm-1550nm两种波长。这类系统的中继距离较长,尤其是在1550nm波长,利用单模光纤传输时,中继距离可达100km。(3)超长波长光纤通信系统,采用非石英系光纤。2、按光纤的模式分类(1)多模光纤通信系统,采用石英多模梯度光纤作为传输介质,因传输频率受到限制,一般应用于155Mbit/s以下的系统。(2)单模光纤通信系统,采用石英单模光纤作为传输介质,传输容量大,距离长,目前多采用这种类型。3.2光纤与光缆3.2.1光纤(一)、光纤的结构通信用的光纤是指由透明通光性良好的材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层被覆,并将射入纤芯的光信号,经包层界面的全反射,使光信号保持在纤芯中传播的媒体,达到传输通信信号的目的。光纤的基本结构如图2-3所示。光纤结构的关键就是保证纤芯的折射率n1比包层的折射率n2稍大。通信用光纤的外径一般为125μm,但纤芯直径存在差异,例如多模光纤的为50μm左右,单模光纤的为10μm左右。图4-3裸光纤的结构图只有纤芯和包层的光纤,就是光纤接续时剥除涂敷层后的裸光纤。它的强度较差,尤其是柔软性差,如图4-4所示为使用最广泛的两种光纤的结构。图a为紧套光纤,如常见的尾纤,图b为松套光纤,经过着色处理过的光缆中的光纤芯线。图4-4套塑光纤的结构(二)、光纤的种类光纤的分类方法很多,主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、材料性质和套塑方法等归纳的,现将各种常用的分类方法,举例如下。1、按工作波长:紫外光纤、可见光光纤、近红外光纤、红外光纤(波段为0.85μm、1.3μm、1.55μm、1.625μm)。通信常用的为红外光纤,具体分类和使用见表4-1。分类短波长光纤长波长光纤波段(μm)0.8--1.6使用范围短距离,单信道单信道,长距离PDHSDH、长距离、WDMDWDM典型光纤G651G652BG655BG655C、G656表4-1通信常用光纤分类表2、按折射率分布:阶跃(突变)(SI)型、渐变(梯度)(GI)型、其它(如三角型、双包层型、凹陷型等)。三种常用光纤结构及传输情况如图4-5。(a)阶跃型多模光纤(SIF)(b)渐变型多模光纤(GIF)(c)单模光纤(SMF)图4-5三种基本类型的光纤3、标识序号123456789101112色谱蓝桔绿棕灰白红黑黄紫粉红天蓝表4-312芯光纤全色谱标识规则3.2.2光纤传输原理(一)、光纤的导光原理光是一种频率极高的电磁波,而光纤本身是一种介质波导,因此光在光纤中的传输理论是十分复杂的。要想全面地了解它,需要应用电磁场理论、波动光学理论、甚至量子场论方面的知识。但作为一个光纤通信系统工作者,无需对光纤的传输理论进行深入探讨与学习。
为了便于理解,我们从几何光学的角度来讨论光纤的导光原理,这样会更加直观、形象、易懂。更何况对于多模光纤而言,由于其几何尺寸远远大于光波波长,所以可把光波看作成为一条光线来处理,这正是几何光学的处理问题的基本出发点。
1、光在阶跃光纤中的传播
传播轨迹了解了光的全反射原理之后,不难画出光在阶跃光纤中的传播轨迹,即按“之”之形传播及沿纤芯与包层的分界面掠过,如图4-6所示。nn0200n2n1图4-62、光在渐变光纤中的传播①定性解释由图4-7,渐变光纤的折射率分布是在光纤的轴心处最大,而沿剖面径向的增加而折射率逐渐变小。采用这种分布规律是有其理论根据的。假设光纤是由许多同轴的均匀层组成,且其折射率由轴心向外逐渐变小,图4-73、光在单模光纤中的传播光在单模光纤中的传播轨迹,简单地讲是以平行于光纤轴线的形式以直线方式传播,如图4-8所示。n1n1n2图4-8这是因为在单模光纤中仅以一种模式(基模)进行传播,而高次模全部截止,不存在模式色散。平行于光轴直线传播的光线代表传播中的基模。3.2.3光纤的主要特性(一)、传输特性1、损耗光纤的损耗又称衰减,很大程度上决定光纤通信的中继距离。损耗用损耗常数来a(λ)来表达,表示单位长度的某一波长光功率信号的衰减值,它的表达式为:10lgpi/poa(λ)=(dB/km)L上公式中:Pi为输入端输入光功率,Po为输出端输出光功率,L为传输长度。光纤产生损耗的原因很多,其类型主要有固有损耗、外部损耗和应用损耗等(见表4-4)。损耗种类产生原因固有损耗吸收损耗:由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗:主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。外部损耗光纤、光缆制造工艺导致微弯辐射损耗。应用损耗施工安装和使用运行中产生,如:张力、弯曲、挤压、潮气等造成的。表4-4光纤损耗类型及原因分析表随着光纤制造技术的提高,损耗已达到或接近理论值,如单模光纤,在1.3μm波长上的损耗达到0.30db/km,在1.55μm波长上的损耗达到0.18—0.19db/km。2、光纤色散(1)色散光纤不仅受损耗的限制,同时光信号的传输还
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