現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)第2章

1、2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 第二章第二章 傳輸網(wǎng)工程設(shè)計(jì)傳輸網(wǎng)工程設(shè)計(jì) 近年來(lái)，光通信研究機(jī)構(gòu)和廠商在單纖容量、超長(zhǎng)傳輸距離、光放大器、光信號(hào)復(fù)用等技術(shù)方面的研究日漸深入，不斷地推出新的產(chǎn)品，這積極地促進(jìn)了傳輸網(wǎng)的發(fā)展。本章主要講解有關(guān)傳輸網(wǎng)的規(guī)劃、計(jì)算、選型和光纖線路敷設(shè)，以及SDH、DWDM的工程設(shè)計(jì)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 第一節(jié) 傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)概述 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)用戶對(duì)傳輸距離和傳輸容量（話路數(shù)或比特率）及其分布的要求，按照國(guó)家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)前設(shè)備的技術(shù)水平，經(jīng)過(guò)綜合考慮和反復(fù)計(jì)算，選擇最佳路由、局站設(shè)置、傳輸體制和傳輸速率，以及光纖、光纜和傳輸設(shè)

2、備的基本參數(shù)和性能指標(biāo)，以使系統(tǒng)的實(shí)施達(dá)到最佳的性能價(jià)格比。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 傳輸網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)總體設(shè)想傳輸網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)總體設(shè)想 結(jié)合傳輸設(shè)備的大量引入和中繼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對(duì)現(xiàn)有中繼傳輸網(wǎng)進(jìn)行改造。SDH傳輸設(shè)備作為傳輸網(wǎng)的骨干和基礎(chǔ)，用以滿足新建局的中繼傳輸要求。減少現(xiàn)有PDH，擴(kuò)大SDH比重，逐步向全MSTP、WDM傳輸網(wǎng)過(guò)渡，可適當(dāng)考慮開通ASON等。 要規(guī)劃對(duì)本地中繼傳輸網(wǎng)采用分層結(jié)構(gòu)的建設(shè)：即中繼傳輸分為骨干層和外圍層兩個(gè)層面，其中骨干層面由傳輸中心節(jié)點(diǎn)組成，采用大容量的傳輸平臺(tái)，構(gòu)成全網(wǎng)的骨干層部分，并以此為基礎(chǔ)和外圍層一起構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)

3、 傳輸網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則傳輸網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則 高效靈活、安全可靠、便于管理維護(hù)，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展要求。 積極采用新技術(shù)、新設(shè)備規(guī)劃傳輸網(wǎng)。 合理地充分利用現(xiàn)有的光纖、光纜和傳輸設(shè)備，以節(jié)省工程投資，提高經(jīng)濟(jì)效益。 將長(zhǎng)、市中繼傳輸與市話局間的中繼傳輸統(tǒng)一組網(wǎng)，以提高經(jīng)濟(jì)效益。 盡量減少各局間中繼電路的轉(zhuǎn)接次數(shù)，一般在兩次三段，最多不超過(guò)三次四段。 在傳輸通路上選擇不同的物理路由，盡可能使每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)都有兩條以上傳輸通道接入傳輸網(wǎng)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 大容量中繼系統(tǒng)盡量不采用在低速率傳輸設(shè)備上疊加的方式，而選用高速率的傳輸設(shè)備，以利于發(fā)展。 兩局間有多個(gè)傳輸通道時(shí)，其

4、中繼系統(tǒng)盡可能地分散安排在不同的傳輸系統(tǒng)。 對(duì)于外圍層面，根據(jù)其地理位置、線路路由條件及業(yè)務(wù)量等具體情況，適當(dāng)組織本地中繼傳輸網(wǎng)，最終接入骨干網(wǎng)層面。 為確保通信傳輸?shù)耐〞澈桶踩煽?，在骨干層傳輸通路上，選用2.5Gbit/s以上的大容量SDH傳輸設(shè)備。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) (11) 對(duì)外層各傳輸節(jié)點(diǎn)盡量采用子網(wǎng)保護(hù)環(huán)方式接入傳輸網(wǎng)的骨干層面。為確保中繼傳輸?shù)陌踩?，每個(gè)端要對(duì)兩個(gè)以上的傳輸中心節(jié)點(diǎn)設(shè)置傳輸通路，即實(shí)現(xiàn)雙重歸屬的方式。 (12)外圍層的傳輸設(shè)備宜選用622Mbit/s以上的SDH傳輸設(shè)備組成子網(wǎng)，以提高傳輸設(shè)備的使用效率，且便于結(jié)合當(dāng)時(shí)實(shí)際情況靈活地去分期實(shí)施。 (1

5、3)由端局匯接的各模塊局及支局，可利用調(diào)整下來(lái)140Mbit/s的PDH設(shè)備或新增SDH的STM-1設(shè)備，以解決其中繼系統(tǒng)的傳輸問題。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 傳輸網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案?jìng)鬏斁W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案 傳輸網(wǎng)組織的規(guī)劃方案，應(yīng)按本地交換網(wǎng)絡(luò)組織方案進(jìn)行考慮。 根據(jù)本地網(wǎng)內(nèi)的局所布局、容量安排、地理?xiàng)l件及交換網(wǎng)絡(luò)組織與中繼系統(tǒng)數(shù)量，同時(shí)考慮現(xiàn)有中繼傳輸系統(tǒng)的情況，結(jié)合中繼傳輸網(wǎng)的組織原則，提出中繼傳輸網(wǎng)的規(guī)劃方案。 傳輸環(huán)路上的光纜盡量避免在同一段上并行，以提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性。 傳輸網(wǎng)傳輸通道留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以滿足一定時(shí)期內(nèi)中繼系統(tǒng)正常變動(dòng)的要求及以后移動(dòng)通信、數(shù)據(jù)通信等業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

6、2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)二、傳輸網(wǎng)工程設(shè)計(jì) 1、中繼距離、中繼距離 中繼距離的設(shè)計(jì)有3種方法：最壞情況法（參數(shù)完全已知）、統(tǒng)計(jì)法（所有參數(shù)都是統(tǒng)計(jì)定義）和半統(tǒng)計(jì)法（只有某些參數(shù)是統(tǒng)計(jì)定義）。在實(shí)際工程應(yīng)用中，最壞情況設(shè)計(jì)法分為兩種設(shè)計(jì)方式，一種是衰減受限系統(tǒng)，即再生段距離由S和R之間的光通道衰減決定；另一種是色散受限系統(tǒng)，即再生段距離由S和R之間的光通道色散決定。圖2.1給出了無(wú)中繼器和中間有一個(gè)中繼器的數(shù)字光纖線路系統(tǒng)的示意圖。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)圖2.1 數(shù)字光纖線路系統(tǒng)T、T：光傳輸設(shè)備和數(shù)字復(fù)接、分接設(shè)備的接口；Tx：光發(fā)射機(jī)或中繼器發(fā)射端；Rx：光接收機(jī)或中繼器接

7、收端；C1、C2：光纖連接器；S：靠近Tx的連接器C1的接收端；R：靠近Rx的連接器C2的發(fā)射端。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 對(duì)于波長(zhǎng)為0.85m的多模光纖，由于損耗大，中繼距離一般在20km以內(nèi)。多模光纖的傳輸速率很低，例如GIF光纖的傳輸速率在0.1Gbit/s以上就受到色散限制；單模光纖的損耗大幅度降低，中繼距離可達(dá)200km。在1.31m零色散波長(zhǎng)附近，當(dāng)傳輸速率超過(guò)1Gbit/s時(shí)，中繼距離才受色散限制。在1.55m波長(zhǎng)上，由于色散大，通常要用單縱模激光器，理想系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)5Gbit/s，但實(shí)際系統(tǒng)由于光源調(diào)制產(chǎn)生頻率啁啾，導(dǎo)致譜線展寬，傳輸速率一般限制為2Gbit/s。而

8、采用色散移位光纖和外調(diào)制技術(shù)，可以使傳輸速率達(dá)到20Gbit/s .2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)以下將光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸速率與距離的乘積（以下將光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸速率與距離的乘積（B L）大體歸納為：大體歸納為： 85m，SIF光纖：BL=0.011=0.01(Gbit/s)km。 0.85m，GIF光纖：BL=0.120=2.0 (Gbit/s)km。 1.31m，SMF光纖：BL=1125=125 (Gbit/s)km。 1.55m，SMF光纖：BL=275=150 (Gbit/s)km。 1.55m，DSF光纖：BL=280=160 (Gbit/s)km。2022-6-6現(xiàn)代通信工程

9、設(shè)計(jì) 衰減受限系統(tǒng)中繼計(jì)算衰減受限系統(tǒng)中繼計(jì)算 傳輸衰減受限系統(tǒng)再生段距離可按照ITU-T建議G.957，用式（2.1）估算。 （2.1）式中： L衰減受限再生段長(zhǎng)度（km）。 PtS點(diǎn)平均發(fā)送功率（dBm），已扣除設(shè)備連接器C的衰減（損耗一般為0.31dB/對(duì)）和LD耦合反射噪聲代價(jià)。Pt取決于所用光源，對(duì)單模光纖通信系統(tǒng)，LD的平均發(fā)射光功率一般為39dBm，LED的平均發(fā)射光功率一般為2025dBm。trpecfsmPPPMALAAA2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) PrR點(diǎn)接收靈敏度（dBm），已扣除設(shè)備連接器C的衰減。Pr取決于光測(cè)檢器和前置放大器的類型，并受誤碼率的限制，隨傳輸速率

10、的變化而變化。表2.1給出了長(zhǎng)途光纖通信系統(tǒng)的BERav11010時(shí)的接收靈敏度Pr（參考值）。表2.1BERav11010時(shí)的接收靈敏度Pr傳輸速率/（Mbit/s）標(biāo)稱波長(zhǎng)/nm靈敏度/dBm傳輸速率/（Mbit/s）標(biāo)稱波長(zhǎng)/nm靈敏度/dBm8.448131049139.264131037（或42）34.3681310414139.264131030（或33）2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) Pp光通道功率代價(jià)（dB），因反射、碼間干擾、分配噪聲等產(chǎn)生的總退化。光通道功率代價(jià)最多不超過(guò)2dB。 Me光纜富余量（dB），是考慮光纜線路在以后維護(hù)時(shí)附加接頭和增加光纜長(zhǎng)度，如外界環(huán)境因素引起

11、的光纜性能劣化、S和R點(diǎn)間其他連接器（若配置時(shí)）性能劣化等，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)保留必要的富余量。 AcS、R點(diǎn)間其他連接器衰減之和（dB），如光配線架、倒換開關(guān)等的連接衰減。FC型連接器平均衰減0.8dB/個(gè)，PC型連接器平均衰減0.5dB/個(gè) 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) Af光纜光纖平均衰減（dB/km），廠家一般提供標(biāo)稱波長(zhǎng)的平均值和最大值。設(shè)計(jì)中，Af取決于光纖類型和工作波長(zhǎng)，例如標(biāo)稱波長(zhǎng)為1310nm的單模光纖，Af為0.40.45dB/km；標(biāo)稱波長(zhǎng)為1550nm時(shí)，Af為0.220.25dB/km。 As光纜固定接頭平均衰減（dB/km），與光纜質(zhì)量、熔接機(jī)性能、操作水平有關(guān)。工

12、程設(shè)計(jì)中As可取0.05dB/km。 Am每公里光纖線損耗余量（dB/km）。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 例2.1 STM-4長(zhǎng)途光通信系統(tǒng)，使用G.652光纖，工作波長(zhǎng)選定1310nm。各項(xiàng)參數(shù)最壞值選定如表2.2所示，計(jì)算其中繼距離。 表2.2 參數(shù)最壞值表光 參 數(shù)最 壞 值光 參 數(shù)最 壞 值發(fā)送光功率（Pt）3dBm光纜光纖平均衰減（Af）0.40dB/km接收靈敏度（Pr）28dBm光纜固定接頭平均衰減（As）0.05dB/km其他連接器衰減Ac（含兩個(gè)連接器）20.8dB光纜富余量（Me）4dB光通道功率代價(jià)（Pp）0.5dB光纖線損耗余量（Am）0.1dB/km2022-

13、6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)根據(jù)式（2.1）可得出其中繼長(zhǎng)度為3( 28)0.5420.834km0.400.050.1L 也就是最大再生段距離為34km。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 色散受限系統(tǒng)中繼計(jì)算色散受限系統(tǒng)中繼計(jì)算 根據(jù)原CCITT建議，對(duì)于實(shí)際的單模光纖通信系統(tǒng)，色散受限系統(tǒng)再生段距離可用式（2.2）估算。 （2.2）式中： L色散受限再生段長(zhǎng)度（km）。 當(dāng)光源為多縱模激光器（MLM-LD）時(shí)，取0.115；當(dāng)光源為單縱模激光器（SLM-LD）時(shí)，取0.306。 B線路碼速率（Mbit/s），它要隨線路碼型的不同而有所變化。610LBD2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) ( ? )

14、光源的均方根譜寬（nm），或稱光源譜線寬度。 D 光纖色散系數(shù)ps/(nmkm)，它取決于工作波長(zhǎng)附近的光纖色散特性。對(duì)于G.652規(guī)范的單模光纖，波長(zhǎng)為12851330nm，D不得超過(guò)3.5ps/(nmkm)；波長(zhǎng)為12701340nm，D不得超過(guò)6ps/(nmkm)。S和R兩點(diǎn)之間最大色散CL（ps/nm）的容限如表2.3所示。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)標(biāo)稱速率/ (Mbit/s)標(biāo)稱波長(zhǎng)/nmBER11010S和R之間的容限最大損耗/dB最大色散/(ps/nm)8.448131040不要求34.368131035不要求（多縱模）139.264131015502828300（多縱模）

15、4139.264131015502424120（多縱模）表2.3 S和R之間數(shù)字光纖線路的容限 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 例2.2 計(jì)算140Mbit/s單模光纖通信系統(tǒng)的中繼傳輸距離。 設(shè)線路碼型為5B6B，線路碼速率B=1406/5=168Mbit/s，D=3.0s/nmkm， =2.5nm。把這些數(shù)據(jù)代入式（2.2），得到中繼距離L為 6100.11591km168 3.02.5L2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 又知Pt=3dBm，Pr=42dBm，Pp=0.5dB，Me=3dB，Af=0.35dB/km，Am=0.1dB/km，As=0.03dB/km，Ac=0.6dB，把這

16、些數(shù)據(jù)代入式（2.1），可得另一種計(jì)算的中繼距離L為 在工程設(shè)計(jì)中，中繼距離通常取較小的值，即73km。3( 42)0.530.673km0.350.030.1L 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 由于光纖制造工藝的偏差，光纖的零色散波長(zhǎng)不會(huì)全部等于標(biāo)稱波長(zhǎng)值，而是分布在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)；同樣，光源的峰值波長(zhǎng)也是分配在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)，并不總是和光纖的零色散波長(zhǎng)度相重合。色散受限系統(tǒng)再生段距離也可用式（2.3）估算。 maxDLD式中： DmaxS和R點(diǎn)之間的最大色散值（ps/nm）； D 光纖色散系數(shù)（ps/nmkm）。（2.3） 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 例如，1310nm波長(zhǎng)區(qū)最大

17、色散Dmax=710ps/nm，即 式中，分母取3.5，為采用G.652光纖，工作波長(zhǎng)為1310nm時(shí)的色散系數(shù)取值。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)衰減受限式（2.1）及色散受限式（2.2）或式（2.3）分別計(jì)算后，取其兩者中的較小值作為最大再生段距離。 max710202.9km3.5DLD2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)光纜結(jié)構(gòu)光纜結(jié)構(gòu)（1）纜芯 纜芯通常包括被覆光纖（或稱芯線）和加強(qiáng)件兩部分。根據(jù)纜芯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，光纜可分為4種基本類型。 層絞式：把松套光纖繞在中心加強(qiáng)件周圍絞合而構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的纜芯可以增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度，改善溫度特性。 骨架式：把緊套光纖或一次被覆光纖放入中心加強(qiáng)件周圍的螺旋形塑料骨架

18、凹槽內(nèi)而構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的纜芯抗側(cè)壓力性能好，有利于對(duì)光纖的保護(hù)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 中心束管式：把一次被覆光纖或光纖束放入大套管中，加強(qiáng)件配置在套管周圍而構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)件同時(shí)起著護(hù)套的部分作用，有利于減輕光纜的重量。 帶狀式：把帶狀光纖單元放入大套管內(nèi)，形成中心束管式結(jié)構(gòu)，也可以把帶狀光纖單元放入骨架凹槽內(nèi)或松套管內(nèi)，形成骨架式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu)，這種光纜已廣泛應(yīng)用于接入網(wǎng)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)（2）護(hù)套 護(hù)套起著對(duì)纜芯的機(jī)械保護(hù)和環(huán)境保護(hù)作用，要求具有良好的抗側(cè)壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。不同的使用環(huán)境和敷設(shè)方式對(duì)護(hù)套的材料和結(jié)構(gòu)有不同的要求。 一般光纜有室內(nèi)

19、光纜、架空光纜、埋地光纜和管道光纜等；特種光纜常見的有電力網(wǎng)使用的架空地線復(fù)合光纜、跨越海洋的海底光纜、易燃易爆環(huán)境使用的阻燃光纜以及各種不同條件下使用的軍用光纜等。不同類型的光纜，其護(hù)套也不同。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)光纖類型光纖類型（1）G.652光纖G.652光纖是目前最常用的單模光纖，主要應(yīng)用在1310nm波長(zhǎng)區(qū)開通長(zhǎng)距離622Mbit/s及其以下系統(tǒng)，在1550nm波長(zhǎng)區(qū)開通2.5Gbit/s，10Gbit/s和N2.5Gbit/s波分復(fù)用系統(tǒng)。（2）G.653光纖G.653光纖是將零色散波長(zhǎng)由1310nm移到最低衰減的1550nm波長(zhǎng)區(qū)的單模光纖，用于在1550nm波長(zhǎng)區(qū)開

20、通長(zhǎng)距離10Gbit/s及以上系統(tǒng)，但由于工作波長(zhǎng)零色散區(qū)的非線性影響，產(chǎn)生嚴(yán)重的四波混頻效應(yīng)，不支持波分復(fù)用系統(tǒng)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) （3）G.654光纖 1550nm波長(zhǎng)衰減最小單模光纖。一般多用于長(zhǎng)距離海底光纜系統(tǒng)，損耗在0.20dB/km以下。 （4）G.655光纖 非零色散位移單模光纖。主要用于在1550nm波長(zhǎng)區(qū)開通10Gbit/s及其以上和波分復(fù)用的高速傳輸系統(tǒng)。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)4光纜選擇 光纜的外護(hù)層要達(dá)到防水、防潮、耐腐蝕、防嚙齒動(dòng)物的損壞，對(duì)鼠咬或白蟻嚴(yán)重的地區(qū)采用金屬帶皺紋縱包或尼龍護(hù)套層加以保護(hù)。 光纖數(shù)量應(yīng)考慮未來(lái)寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，留有一定

21、余量。 光纜的填充方式常采用油膏填充式，以防止水分浸入，避免傳輸性能劣化。 光纖護(hù)層應(yīng)選擇在抗側(cè)壓、拉伸應(yīng)變能力、衰減穩(wěn)定性等方面性能較好的松套光纖。對(duì)敷設(shè)位固定、溫度范圍變化不大的場(chǎng)合，也可以采用緊套光纖。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 外護(hù)層應(yīng)選擇架空和管道，光纜宜采用鋼帶縱包、聚乙烯外護(hù)層、光纜內(nèi)填充混合物等結(jié)構(gòu)，以防止外界水分和潮氣進(jìn)入。 直埋光纜應(yīng)采用聚乙烯內(nèi)護(hù)層+聚乙烯粘接護(hù)套+皺紋鋼帶縱包鎧裝+聚乙烯外護(hù)層等結(jié)構(gòu)。 室內(nèi)光纜宜采用具有阻燃性能的外護(hù)層結(jié)構(gòu)。 根據(jù)不同的敷設(shè)方式，光纜允許承受張力和側(cè)壓力是不相同的，其機(jī)械性能應(yīng)符合表2.5中的規(guī)定。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)

22、敷 設(shè) 方 式允許張力/N允許側(cè)壓力/(N/100mm)短 期長(zhǎng) 期短 期架空和管道1500300100一般直埋300010003000特殊直埋2000030005000 表2.5 光纜機(jī)械性能要求2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 第二節(jié)第二節(jié) 光纜線路敷設(shè)光纜線路敷設(shè) 線路選擇線路選擇 應(yīng)盡量選擇最短、彎曲較少的線路。 應(yīng)選擇在地質(zhì)穩(wěn)定的地段，在平原地區(qū)，要避開湖泊、沼澤和排澇蓄洪等地帶； 應(yīng)盡量與城市道路或公路平行，避免往返穿越道路或公路。 應(yīng)避免穿越大的廠房、倉(cāng)庫(kù)、礦區(qū)等，不宜穿過(guò)果園、林區(qū)。 應(yīng)盡量避開易遭到雷擊、腐蝕等地帶。 應(yīng)以通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)，并進(jìn)行多種方案比較，以保證光纜線

23、路安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工維護(hù)方便。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)光纜敷設(shè)光纜敷設(shè) 光纜架空敷設(shè)：適用于穿越河溝、峽谷直埋特別困難的地段；施工特別困難或賠償費(fèi)用過(guò)高的地段；已有桿路并可以 利用架掛的地段；市區(qū)暫時(shí)無(wú)條件建設(shè)管道的地段。 光纜管道敷設(shè)：適用于長(zhǎng)途、市話、農(nóng)話通信光纜線路。這種敷設(shè)方式采用的是市話電信管道或市、縣合建的管道，主要用在一級(jí)、二級(jí)干線過(guò)市區(qū)，市話、農(nóng)話線路。 光纜線路在農(nóng)村野外地區(qū)敷設(shè)一般采用直埋方式，在環(huán)境條件不適合采用直埋方式或直埋方式施工費(fèi)用過(guò)大等情況下，可以采用其他的敷設(shè)方式。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 管道光纜管道光纜 （1）管孔位置的選擇 光纜占用管

24、孔位置應(yīng)按靠近管孔群兩側(cè)并由上到下進(jìn)行選用。同一條光纜各相鄰管道段所占用的管孔位置不宜改變，當(dāng)其中某個(gè)管道段空閑管孔不具備上述要求時(shí)，應(yīng)占用管孔群中同一側(cè)的管孔，盡量使占用管孔的相互位置靠近。每條光纜單獨(dú)占用一個(gè)子管管孔。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)（2）長(zhǎng)度及張力計(jì)算管道光纜的布放長(zhǎng)度的計(jì)算公式見式（2.5）。 （2.5） 式中： L丈地面丈量長(zhǎng)度（km）； L預(yù)各種預(yù)留長(zhǎng)度（km）。LLL丈預(yù)管2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 牽引力直線路由張力估算公式見式（2.6）。 （2.6）式中： 摩擦因數(shù)，塑料子管與光纜間的摩擦因數(shù)為0.33； 所牽引長(zhǎng)度的每米光纜質(zhì)量（kg/m）； L 直

25、線段的長(zhǎng)度（m）。FL2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)牽引力轉(zhuǎn)彎路由張力估算公式見式（2.7）。 （2.7） 式中： F1轉(zhuǎn)彎前承受的張力； e 張力增大系數(shù)； e自然對(duì)數(shù)的底； 兩直線路由的交叉角。21eFF2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)（3）管孔內(nèi)子管敷設(shè) 水泥管道的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑為90mm，而光纜外徑較小，為了有效地利用管孔，在選用的管孔內(nèi)先穿放24根半硬質(zhì)聚氯乙烯塑料子管。 塑料子管數(shù)量應(yīng)按管孔的直徑大小和工程需要確定，但數(shù)根塑料子管的等效總外徑不大于管道孔內(nèi)徑的85%，塑料子管的內(nèi)徑為光纜外徑的1.21.5倍。 數(shù)根塑料子管應(yīng)捆扎在一起，同時(shí)穿放在人孔或手孔間的塑料子管不允許有接頭。20

26、22-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 如現(xiàn)行工程不用塑料子管時(shí)，管口應(yīng)堵塞封閉，以避免其他物件進(jìn)入子管內(nèi)。（4）保護(hù)措施 光纜接頭盒必須安裝在人孔或手孔中常年積水水位以上的位置，并采取保護(hù)托架或其他方法承托和固定。人孔或手孔中的光纜應(yīng)采用塑料軟管保護(hù)并綁扎在電纜托板上，同時(shí)采用醒目的標(biāo)志，以便識(shí)別光纜編號(hào)、用途和規(guī)格等內(nèi)容。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)水底敷設(shè)長(zhǎng)度計(jì)算水底敷設(shè)長(zhǎng)度計(jì)算 水底光纜的敷設(shè)長(zhǎng)度是根據(jù)河寬和河床地形、流速以及弧形布放增加長(zhǎng)度、布放余量等進(jìn)行計(jì)算的，具體計(jì)算公式為 （2.8）式中：L1水底光纜兩終端間的直線丈量長(zhǎng)度；L2終端固定、過(guò)堤、“S”形敷設(shè)、岸灘接頭等項(xiàng)增加長(zhǎng)度；L3

27、兩終端間各預(yù)留增加長(zhǎng)度；L4布放平面弧度增加長(zhǎng)度；L5水中立面弧度增加長(zhǎng)度；L6施工余量；d自然彎曲增長(zhǎng)率。123456()(1)LLLLLLLd2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 第三節(jié)第三節(jié) SDH工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)SDH工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮有一定的冗余度，選用的設(shè)備應(yīng)可以平滑升級(jí)，盡可能滿足中、長(zhǎng)期業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)的要求。各種物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型如圖2.2所示。圖2.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)SDH系統(tǒng)光接口系統(tǒng)光接口 按照應(yīng)用場(chǎng)合不同，光接口劃分為3類，即局內(nèi)通信、短距離局間通信和長(zhǎng)距離局間通信。用代碼表示時(shí)，第一個(gè)字母表示適用場(chǎng)合：字母I表示局內(nèi)通信，字母S表示短距離局間

28、通信，字母L表示長(zhǎng)距離局間通信。字母后的第一位數(shù)字表示SDH的等級(jí)，第二位數(shù)字表示工作波長(zhǎng)區(qū)或窗口和所用的光纖類型（1或空白表示1310nm工作波長(zhǎng)區(qū)，所用的光纖為G.652光纖；2表示1550nm工作波長(zhǎng)區(qū)，所用的光纖為G.652光纖和AG.654光纖；3表示1550nm工作波長(zhǎng)區(qū)，所用的光纖為G.653光纖）。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖2.3給出了SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種應(yīng)用形式，可在組網(wǎng)設(shè)計(jì)中參考。圖2.3 SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種應(yīng)用形式2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 同步終端復(fù)用器（TM）：其作用是把多路低速信號(hào)復(fù)用成1路高速信號(hào)，或反過(guò)來(lái)把1路高速信號(hào)分接

29、成多路低速信號(hào)。 分插復(fù)用器（ADM）：其作用是在高速信號(hào)中分接（或插入）部分低速信號(hào)。 同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）：具有1個(gè)或多個(gè)信號(hào)端口，可以對(duì)任意端口之間的信號(hào)進(jìn)行可控連接（包括再連接），它兼有復(fù)用、配線、保護(hù)/恢復(fù)、監(jiān)控及網(wǎng)管等功能。 再生器（REG）：位于傳輸鏈路中途，其作用是能夠接收STM-N信號(hào)，并經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚恚剐盘?hào)按照規(guī)定的幅度、波形、定時(shí)特性繼續(xù)向前傳輸。 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)備（NMS）：具備配置、告警、性能、維護(hù)和安全功能。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 二纖單向通道保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量等于所有進(jìn)入環(huán)的業(yè)務(wù)量的總和，即節(jié)點(diǎn)處ADM的系統(tǒng)容量STM-N。二纖單向復(fù)用段保護(hù)

30、環(huán)的分析與二纖單向通道保護(hù)環(huán)一樣。四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)中，業(yè)務(wù)量的路由僅僅是環(huán)的一部分，業(yè)務(wù)通道可以重新使用，即允許更多的支路信號(hào)從環(huán)中進(jìn)行分插，因而網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量可以增加很多。極端情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的全部系統(tǒng)容量都進(jìn)行分插，于是整個(gè)環(huán)的業(yè)務(wù)容量可達(dá)到單個(gè)節(jié)點(diǎn)ADM系統(tǒng)容量的K倍（KSTMN）。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)只能利用一半的時(shí)隙，因此環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量為（K/2）STMN。對(duì)于四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要采用兩個(gè)ADM，因而成本較高。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) SDH連接功能連接功能 SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有完成業(yè)務(wù)的直通、廣播、分插和交叉等連接功能，如圖2.4所示。圖2.4 SDH網(wǎng)

31、絡(luò)設(shè)備的連接功能2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)圖2.5 某市各站點(diǎn)的具體地理分布和可用光纜狀況SDH設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例 某市各站點(diǎn)的具體地理位置分布和可用光纜狀況如2.5所示。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)站 點(diǎn)SDH業(yè)務(wù)（線路）SDH業(yè)務(wù)（支路）A3STM-642STM-16、16STM-1(E)、16STM-1(O)B4STM-648STM-4、16STM-1(O)C4STM-6416STM-1(E)、8STM-4D2STM-644STM-16、16STM-1(E)E2STM-162STM-16、16STM-1(E)A-12STM-16A-22STM-16B-12STM-64D-12S

32、TM-16D-22STM-16E-12STM-16E-22STM-16表2.16 各待規(guī)劃站點(diǎn)的SDH業(yè)務(wù)需求2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)圖2.6 城域骨干網(wǎng)工程組網(wǎng)規(guī)劃示意圖2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)地 名 代 號(hào)網(wǎng) 元 名 稱地 名 代 號(hào)網(wǎng) 元 名 稱ANE1A-2NE11BNE2B-1NE20CNE3D-1NE40DNE4D-2NE41ENE5E-1NE50A-1NE10E-2NE51表2.17 實(shí)際地名代號(hào)與網(wǎng)元名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)系2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)圖2.7 以太網(wǎng)透明傳輸組網(wǎng)方式2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 在本網(wǎng)絡(luò)中，STM-64環(huán)配置為二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)

33、，符合ITU-T G.841建議要求，并且保護(hù)倒換時(shí)間小于50ms；STM-16鏈配置為1+1線形復(fù)用段保護(hù)方式，其倒換時(shí)間均小于ITU-T G.841建議的50ms。STM-64環(huán)還可以配置為環(huán)帶鏈的SNCP方式，保護(hù)倒換時(shí)間小于50ms。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 第四節(jié) DWDM工程設(shè)計(jì) 本節(jié)介紹的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)主要以開封至洛陽(yáng)的DWDM工程設(shè)計(jì)為例，其波分復(fù)用系統(tǒng)產(chǎn)品選用北電公司的OPTera LH320G和OPTera LH80G。 一、一、DWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) DWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2.8所示，其功能分為：光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元、TMUX單元、光復(fù)用/解復(fù)用單元、光放大單元、光監(jiān)控信道單

34、元和管理單元等。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)圖2.8 DWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)DWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2.8所示，采用單纖雙向傳輸，按照波長(zhǎng)將光通道分為紅光和藍(lán)光，紅光和藍(lán)光相互隔離，實(shí)現(xiàn)雙向全雙工的通信，在一根光纖中兩個(gè)方向光信號(hào)可同時(shí)傳輸 。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) TMUX：傳輸多路復(fù)用單元，由1塊10Gbit/s盤和4塊2.5Gbit/s盤組成，實(shí)現(xiàn)4路2.5Gbit/s信號(hào)復(fù)用到1路符合ITU-T G.692建議的STM-64信號(hào)中。 M32/D32：光復(fù)用/解復(fù)用單元，為32波的合/分單元，具有將32個(gè)波長(zhǎng)通道復(fù)用進(jìn)入主信道/從主信道將32波解復(fù)用出來(lái)的功能；提供在線監(jiān)測(cè)光口，可

35、以由該光口接入光譜分析儀，在不中斷業(yè)務(wù)的情況下，監(jiān)測(cè)主信道的光譜；自身帶有1個(gè)備波通道，在緊急情況下倒接波道。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) MOR：光放大單元，它可以將紅、藍(lán)光耦合在一根光纖上傳輸，因此MOR分為兩種：收紅發(fā)藍(lán)和收藍(lán)發(fā)紅。其典型增益為發(fā)送端13（或15）dB、接收端25dB。圖2.9所示為MOR原理框圖。其內(nèi)部放大器OBA的單波最佳輸入光功率為6dBm，增益為15dBm；放大器OPA的單波最佳輸入光功率為19dBm，增益為25dBm。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) OSC：光監(jiān)控單元，它用于實(shí)現(xiàn)對(duì)雙向光監(jiān)控通道的處理，完成終端站光監(jiān)控通道光信號(hào)的收、發(fā)處理。光監(jiān)控信道的

36、載波波長(zhǎng)為1510nm和1625nm。 C：耦合器（Coupling）。在發(fā)送端，4個(gè)2.5Gbit/s業(yè)務(wù)信號(hào)經(jīng)TMUX復(fù)用為一個(gè)符合ITU-T G.692建議的10Gbit/s信號(hào)，然后接入合波單元M32進(jìn)行合波，再將合波信號(hào)接入光放大單元MOR進(jìn)行信號(hào)的放大和紅、藍(lán)光耦合，然后接入耦合器，監(jiān)控信號(hào)通過(guò)OSC直接接入耦合器，耦合器把業(yè)務(wù)信號(hào)和監(jiān)控信號(hào)耦合后送往對(duì)端；在接收端(略）。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 二、二、DWDM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 1主信道光功率計(jì)算 在發(fā)送端，業(yè)務(wù)信號(hào)光功率計(jì)算主要是由TMUX到M32，再到MOR內(nèi)的光后置放大器OBA，然后通過(guò)耦合器送出。從DWDM產(chǎn)品技

37、術(shù)手冊(cè)可知，為了保證通道平坦度，MOR內(nèi)OBA放大器單波輸入功率最佳值為6dBm，M32合波插損為4dB，TMUX輸出光功率指標(biāo)為10+1.5dBm。2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) （1）發(fā)送端光功率 發(fā)送端光放大單元MOR內(nèi)的OBA輸入、輸出功率分別為 （波數(shù) ）（2.9） （2.10） 如果單波輸入功率最佳值取6dBm，波數(shù)取2，則根據(jù)式（2.9）可得OBA輸入光功率為POBAI = 6+10lg23dBm 如增益為15dB，則根據(jù)式（2.10）可得OBA輸出光功率為POBAO= 3+15 =12dBm 如耦合器的插損為1dB，則發(fā)送端最外端的光功率為PO= 121 =11dBmOBAI

38、10lgP單波輸入功率最佳值OBAOOBAIPP 增益2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) （2）接收端光功率 接收端光放大單元MOR內(nèi)OPA放大器的單波輸入功率是19dBm，考慮耦合器插損為1dB，則光放大單元MOR內(nèi)OPA放大器的總輸入光功率為POPAI = 19+10lg2+115dBm 光放大單元MOR內(nèi)OPA的增益為25dB，所以O(shè)PA放大器單波輸出光功率為POPAO= 15+25=10dBm2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 如D32分波插損為4dB，則通過(guò)D32單波輸出光功率為6dBm?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整D32自身所帶的各個(gè)波道可調(diào)衰減器，使D32輸出的各個(gè)單波光功率為6dBm，則對(duì)應(yīng)的每個(gè)

39、TMUX輸入功率為6dBm。如果考慮接收端增加有色散波長(zhǎng)模塊，則按照色散波長(zhǎng)模塊插損為6dB，再調(diào)整衰減器，使D32輸出的單波光功率為6dBm，即可滿足TMUX單元10Gbit/s光接口的指標(biāo)。 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 2中繼距離的計(jì)算 圖2.11 用功率表示的傳輸系統(tǒng) 前面講到的中繼距離計(jì)算，所有參數(shù)基本都是按最壞值考慮，是較為保守的。這里給出在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中采用的另一種方法，如圖2.11所示，A站點(diǎn)發(fā)送參考點(diǎn)為S，B站點(diǎn)接收參考點(diǎn)為R，S點(diǎn)與R點(diǎn)間傳輸功率受限距離為 （2.11）outin()/LPP 圖2.11 用功率表示的傳輸系統(tǒng) 2022-6-6現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì) 式中：PoutS點(diǎn)單信道的輸出功率，可取Pout=7.5dBm；PinR點(diǎn)單信道最小允許輸入功率， 可取