第三章通信線路

1、3.1 引言引言 3.2 架空明線架空明線3.3 電纜電纜3.4 光纜光纜3.5 波導管波導管第三章通信線路第三章通信線路 問題1：固話用戶甲與固話用戶乙通話，至少需經(jīng)過那些設(shè)備？ 問題2：移動用戶甲與移動用戶乙通話，至少需經(jīng)過那些設(shè)備？3.1 引引 言言 類型類型有形介質(zhì)有形介質(zhì)雙絞線雙絞線同軸電纜同軸電纜光纜光纜無線電無線電微波微波紅外線紅外線激光激光衛(wèi)星衛(wèi)星無形介質(zhì)無形介質(zhì) 通信線路的作用作為傳輸信息的媒介 對傳輸媒介的基本要求容量大、經(jīng)濟、安全、穩(wěn)定、壽命長 通信線路的發(fā)展歷史：架空明線：鐵線、銅線、鋁線架空明線：鐵線、銅線、鋁線1843年，在莫爾斯的組織領(lǐng)導下，從華盛頓到巴爾的摩之間

2、建成了全球第一條電報線路（架空明線），全長64.37公里。 1844年5月24日，莫爾斯心情激動地坐在華盛頓國會大廈聯(lián)邦最高法庭會議廳中，右手緊握電鍵，當著眾人的面，用他改進后的電報機“莫爾斯電報機”向40英里外的巴爾的摩發(fā)出了歷史上第一份長途電報：“上帝創(chuàng)造了何等的奇跡！” 中國于1877 年在臺灣修建了中國第一條架空電報線路， 1879年，又建成天津到塘沽的軍用架空電 報線路。 電纜線路：市話電纜、對稱電纜、同軸電纜電纜線路：市話電纜、對稱電纜、同軸電纜 19世紀50年代開始出現(xiàn)海底電纜，用以傳送電報。1876年發(fā)明電話。隨著市內(nèi)電話用戶日益增多，出現(xiàn)了可以容納許多對導線的對稱電話電纜。1

3、899年,美國人M.I.普平發(fā)明電纜加感線圈,在對稱電纜的芯線上每隔一定距離接入加感線圈，通話距離可增加34倍。1941年美國建成第一條 480路同軸電纜線路，此后，容量更大的同軸電纜載波電話系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。 中國最早的通信電纜線路是沿海的海底電纜和大城市的市內(nèi)電話電纜。20世紀30年代，在中國東北地區(qū)敷設(shè)了可以開通低頻載波電話的長途對稱電纜。1962年，中國設(shè)計制造的60路載波長途對稱電纜，在北京和石家莊間投入使用。1976年,中國設(shè)計制造的1800路4管中同軸電纜在北京、上海、杭州間敷設(shè)成功并投入使用。 光纜線路：單模光纖、多模光纖光纜線路：單模光纖、多模光纖1970年，美國康寧公司研制

4、出第一根符合實用技術(shù)要求的低損耗光導纖維。年，美國康寧公司研制出第一根符合實用技術(shù)要求的低損耗光導纖維。1977年，美國敷設(shè)了年，美國敷設(shè)了世界上第一條光導纖維的電話線路。世界上第一條光導纖維的電話線路。1978年加拿大進行試驗，為一個小鎮(zhèn)的年加拿大進行試驗，為一個小鎮(zhèn)的150個家庭敷設(shè)光纜個家庭敷設(shè)光纜線路并提供電話、電視、廣播等。線路并提供電話、電視、廣播等。80年代初我國開始生產(chǎn)光纖。年代初我國開始生產(chǎn)光纖。1978年，在上海鋪設(shè)了第一條長年，在上海鋪設(shè)了第一條長1.8公里可傳送公里可傳送120路電話的光纖通信線路。路電話的光纖通信線路。1993年年12月月15日，中國第一條海底光纜日，

5、中國第一條海底光纜上海南匯上海南匯至日本九州宮崎海底光纜系統(tǒng)正式開通至日本九州宮崎海底光纜系統(tǒng)正式開通 。1 18 84 43 3架空架空明線明線1 18 87 76 6電話電話發(fā)明發(fā)明1 19 94 41 1同軸同軸電纜電纜1 18 85 5x x海底海底電纜電纜對稱對稱電纜電纜1 19 97 76 61 19 97 77 7光光纜纜1 18 83 36 6世界世界1 18 87 77 7架空架空明線明線1 19 93 3x x對稱對稱電纜電纜1 19 97 70 0光纖，光纖，程控交換機程控交換機同軸同軸電纜電纜1 19 97 78 8光光纜纜電報信號電報信號1 19 99 9x x開始大

6、規(guī)模開始大規(guī)模建設(shè)光纜建設(shè)光纜電報電話信號電報電話信號電報電話信號多媒體信號電報電話信號多媒體信號數(shù)字信號數(shù)字信號數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號我國我國電報電報發(fā)明發(fā)明通信線路現(xiàn)狀通信線路現(xiàn)狀架空明線架空明線已淘汰，但桿路技術(shù)被保留。已淘汰，但桿路技術(shù)被保留。對稱電纜對稱電纜長途對稱電纜已淘汰，但在局域網(wǎng)中大量應(yīng)用。長途對稱電纜已淘汰，但在局域網(wǎng)中大量應(yīng)用。同軸電纜同軸電纜長途同軸電纜已淘汰，但在有線電視網(wǎng)中大量應(yīng)用。長途同軸電纜已淘汰，但在有線電視網(wǎng)中大量應(yīng)用。市話電纜市話電纜固話運行商有大量市話電纜在網(wǎng)運行，末端接入還在固話運行商有大量市話電纜在網(wǎng)運行，末端接入還在 繼續(xù)

7、新建，但隨著接入技術(shù)的演進，將逐步淘汰。繼續(xù)新建，但隨著接入技術(shù)的演進，將逐步淘汰。光纜光纜除接入網(wǎng)外，均已采用光纜。在接入網(wǎng)中光纜離用戶除接入網(wǎng)外，均已采用光纜。在接入網(wǎng)中光纜離用戶 已越來越近，正在逐步替代銅纜。已越來越近，正在逐步替代銅纜。由電桿支持架于地面上的裸導線通信線路，簡稱明線線路。這是一種有線電通信線路，用于傳送電報、電話、傳真等。3.2 架空明線架空明線1918年開始利用明線線路傳送載波電話。中國最早開放業(yè)務(wù)的長距離明線線路是天津和上海間的電報線路，建成于1881年，全長3075華里(約1537.5公里)。結(jié)構(gòu) 明線線路每隔50米左右豎立一根電桿。每根電桿一般安裝15個橫擔,

8、可架掛120余對導線。導線通常為銅線、鋁線或鋼線（又稱鐵線）。導線固定在絕緣子（又稱隔電子）上。絕緣子一般采用瓷材料或玻璃材料制成，使導線和導線之間以及導線和大地之間保持絕緣（見圖）。中國使用的導線直徑有2.5毫米、3.0毫米、4.0毫米等幾種架空明線的一對導線構(gòu)成一個回路，兩端連接電話機,可以傳送1路電話。如果回路的兩端再連接載波電話機，則除原來開通的1路電話外,還可多傳送若干路電話。例如，一對銅線或鋁線連接 3路載波電話機后，可多傳送3路電話；再連接12路載波電話機,又可多傳送12路電話，總共可同時傳送16路電話。鋼線對高頻的衰減比銅、鋁線大，所以一對鋼線除開通1路電話外,一般只能再開通3

9、路載波電話，即同時傳送4路電話。 同一桿路上的各對導線，由于長距離平行架掛，會因電磁感應(yīng)產(chǎn)生相互間的串音干擾。每隔一定距離將一對導線的兩根交換掛設(shè)位置，可使串音相互抵消，這種措施稱為交叉。采用不同的交叉制式，可以開通的電話電路數(shù)也不相同。采用中國1966年設(shè)計的新 8式交叉的明線線路,容量可達200多個電話電路。在同一桿路的導線中，還可選出幾對銅線或鋁線各加開一套短距離的高12路載波電話，使容量增加到300多個電話電路。電信號經(jīng)由線路傳送時，隨著傳送距離的增長而逐漸衰減，當線路長達一定程度時，必須用增音機將電信號放大再繼續(xù)傳送，才能使接收端收到的電信號不致過于微弱。例如傳送12路載波電話的銅線

10、回路或鋁線回路，大約每隔100公里就需要加裝一部增音機。3.3 電纜線路市話電纜對稱電纜同軸電纜漏泄電纜市話電纜1、市內(nèi)電話網(wǎng)2、市話電纜及其他常用材料1 市話網(wǎng)基本構(gòu)成市話匯接局農(nóng)話匯接局端局固定電話基干電路低呼損電路高效電路我國電話網(wǎng)參考當量及傳輸損耗要求我國電話網(wǎng)參考當量及傳輸損耗要求長途網(wǎng)全程參考當量及傳輸損耗（1）國內(nèi)長途模擬網(wǎng) 國內(nèi)任何兩個用戶間進行長途電話接續(xù)時，全程參考當量應(yīng)不大于33dB，全程傳輸損耗不大于33dB。（2）國內(nèi)長途數(shù)字網(wǎng) 國內(nèi)任何兩個用戶間進行長途電話接續(xù)時，全程參考當量應(yīng)不大于22dB，全程傳輸損耗不大于22dB。 本地網(wǎng)全程參考當量及傳輸損耗（1）本地模擬

11、網(wǎng) 全程參考當量應(yīng)不大于30dB，全程傳輸損耗不大于29dB。7端局端局匯接局匯接局支局PBX73.5141113.529dB傳輸損耗參考當量1244430.50.511SRERRE（2）本地數(shù)字網(wǎng) 全程參考當量應(yīng)不大于22dB（或市內(nèi)接續(xù)18.5dB），全程傳輸損耗不大于22dB （或市內(nèi)接續(xù)18.5dB） 。7端局端局匯接局匯接局支局PBX7傳輸損耗參考當量1237（或3.5）SRERRE8（或4.5）22dB（18.5dB）2、市話電纜纜芯內(nèi)護層外護層導線：銅線絕緣層：聚乙烯導線材料：電解銅芯徑：0.32、0.4 、0.5、 0.6、 0.8毫米絕緣層材料：聚乙烯、聚丙烯等，通常著色以利

12、辨認。結(jié)構(gòu)：實心、泡沫、泡沫/實心兩根導線對絞后組成一對，相鄰導線間扭絞節(jié)距不同。內(nèi)護層屏蔽層：采用金屬材料（鋁帶、銅帶、鋼帶）和繞包、縱包方式。護套：采用黑色聚乙烯或聚氯乙稀材料組合方式：簡單組合（單層、雙層、綜合)、粘接（鋁/塑粘接護套解決電纜防潮問題）。具有內(nèi)護套的電纜主要用于架空和管道（充氣維護）敷設(shè)場合外護層內(nèi)襯層：聚乙烯或聚氯乙稀薄膜帶鎧裝層：鋼帶、鋼絲外被層：黑色聚乙烯或聚氯乙稀電纜主要參數(shù)環(huán)阻：音頻通信時可等效為直流電阻絕緣電阻填充型電纜3000M.km，非填充型電纜10000M.km衰減線徑(mm)0.320.40.50.60.8環(huán)阻(歐姆)472296190131.673.

13、2衰減(分貝)2.11.641.331.060.67用戶線最長傳輸距離(km) 3.34.25.26.610.420、800hz時電纜的參考環(huán)阻和衰減值 對稱電纜對稱電纜（symmetricalcable）由兩根線質(zhì)、線徑及對地絕緣電阻相同的絕緣導線構(gòu)成一對傳輸回路，并由多對這樣的導線絞合而成的通信電纜。 雙絞線（復習）對稱電纜有低頻對稱電纜、高頻對稱電纜和高低頻對稱電纜三類。低頻對稱電纜用來傳輸話音頻率（3003 400 Hz），高頻對稱電纜傳輸?shù)念l率高于話音頻率，用于15路二線分頻傳輸系統(tǒng)時，最高頻率可達156 kHz。高低頻對稱電纜是纜芯內(nèi)既有高頻四線組，又有低頻四線組。對稱電纜的電場和

14、磁場是開放式的，這種開放式的交變電磁場勢必在鄰近的對稱回路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢，這就是串音干擾，而且頻率越高串音干擾越嚴重。因此，除回路衰減外，高頻對稱電纜回路間的串音是限制傳輸距離的重要因素。為了減小串音，除了從結(jié)構(gòu)上采用對絞、復對絞和星絞外，還要在施工中采用各種交叉組合和集中平衡的方法來降低干擾。低頻對稱電纜的串音主要來自回路間的電容耦合和回路對地的電容不平衡。高頻對稱電纜的串音除了電容耦合與對地電容不平衡外，回路間的磁耦合、回路的衰減與相移以及經(jīng)由第三回路的串音等都對本回路產(chǎn)生影響。寶（雞）鳳（州）段鐵路長途對稱電纜線路全長91km，這條線路的開通，邁出了由架空明線轉(zhuǎn)向地下電纜的關(guān)鍵性一步。1

15、958年6月15日，我國第一條電氣化鐵路寶成線寶鳳段開工建設(shè)，這一天就被定為中鐵電氣化局集團第一工程有限公司的成立紀念日。同軸電纜同軸電纜同軸電纜是指有兩個同心導體，而導體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。絕緣層塑料封套網(wǎng)狀屏蔽層中心銅線同軸對的外導體本身就是對內(nèi)導體的屏蔽，大大減少了互相干擾和外界干擾，傳輸效率提高，話路容量增加。1同軸電纜的分類（1）按照適宜傳輸?shù)男盘柗诸惏磦鬏斝盘枌⑼S電纜分成：基帶同軸電纜、寬帶同軸電纜?；鶐S電纜主要用于基帶同軸電纜主要用于數(shù)字信號的基帶通信，它的屏蔽網(wǎng)用銅線做成網(wǎng)狀的，特征阻抗為50。寬帶同軸電纜主要用于模擬信號的寬帶通信，如閉路電視系統(tǒng)中的傳輸線路，

16、它的屏蔽導線常用鋁沖壓成的，特征阻抗為75。 （2）按直徑的不同分類按直徑可將同軸電纜分為：粗細、細纜兩種。粗纜網(wǎng)絡(luò)必須安裝收發(fā)器和收發(fā)器電纜，安裝難度大，造價高。因為有了更好的產(chǎn)品如光纖電纜等來取代它，目前粗同軸電纜已經(jīng)不常使用了。 在局域網(wǎng)中，細纜的最大傳輸距離可達925m,粗纜的最大傳輸距離可以達到2500m。鐵路采用的同軸電纜大多為小同軸大綜合通信電纜，這種電纜除了同軸以外，還附有低頻4線組，因此，一根電纜除了作長途干線通信外，還可以兼做鐵路區(qū)段通信用。成昆線小同軸綜合電纜和300路載波系統(tǒng)的開發(fā)成功，為鐵路電纜多路通信奠定了基礎(chǔ)，被認為是中國鐵路通信發(fā)展史上的第二個里程碑。漏泄電纜漏

17、泄電纜漏泄同軸電纜（Leaky Coaxial Cable） ，簡稱漏纜，由于這種電纜具有同軸電纜和線型天線的雙重功能，也稱為輻射電纜 （RadiatingCable）或同軸天線（Coaxial Antenna） 。由于漏泄同軸電纜的場強覆蓋具有明顯的優(yōu)越性，因而在隧道移動通信中得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)地鐵無線通信用漏泄同軸電纜（以下簡稱漏纜）主要分為：地鐵專用無線通信（列車調(diào)度）用漏纜、公安、消防專用漏纜、民用通信用（移動、聯(lián)通）漏纜。漏泄同軸電纜，是一種特殊的同軸電纜，與普通同軸電纜的區(qū)別在于：其外導體上開有用作輻射的周期性槽孔。普通同軸電纜的功能，是將射頻能量從電纜的一端傳輸?shù)诫娎|的另

18、一端，并且希望有最大的橫向屏蔽，使信號能量不能穿透電纜以避免傳輸過程中的損耗。但是，漏泄電纜的設(shè)計目的則是特意減小橫向屏蔽，使得電磁能量可以部分地從電纜內(nèi)穿透到電纜外。當然，電纜外的電磁能量也將感應(yīng)到電纜內(nèi)。八字形槽孔漏泄電纜，20 世紀 60 年代末源于日本，具有耦合效率高、特性容易控制等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于我國的鐵路無線列調(diào)通信系統(tǒng)。橢圓形槽孔漏泄電纜由美國發(fā)明，橫槽式漏泄電纜則是西德的專利，這兩類漏泄電纜輻射特性的頻帶都很寬，其中橫槽式漏泄電纜被大量采用。漏泄電纜， 最初是為了解決地下隧道之類特殊環(huán)境內(nèi)無線電波難以傳輸問題而發(fā)展起來的。早在 1956 年，美國蒙克（Monk）等人首先提出

19、了漏泄通信原理，即在地下隧道中敷設(shè)一條泄漏傳輸線， 使其與移動電臺相連， 用以代替隧道天線。20 世紀 60 年代， 美國、 日本、 西歐各國都相繼開展了漏泄通信的研究工作。漏泄電纜的場強覆蓋比較均衡，應(yīng)用涉及到 80MHz至 2800MHz 的整個頻譜，如表 所示。漏泄電纜的應(yīng)用 按漏泄原理的不同， 漏泄電纜分為三種基本類型： 耦合型、 輻射型和漏泄型。其中，漏泄型可以歸屬輻射型。耦合型漏纜有許多不同的結(jié)構(gòu)形式，例如，在外導體上開一長條形槽，或開一組間距遠小于波長的小孔，或在漏纜兩邊開縫。輻射型漏纜外導體上， 按一定規(guī)律連續(xù)開制不同形式的槽孔， 槽孔有八字形、斜一字形、橫一字形等，而電磁波就

20、是這些槽孔產(chǎn)生的試驗證明，對特定方式的開槽，試驗證明，對特定方式的開槽，1050 米的泄漏段間距，米的泄漏段間距，可以滿足可以滿足1000MHz 以下所有通信的需要。以下所有通信的需要。 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL47長日光燈管長日光燈管 . . 和傳統(tǒng)電燈泡的差別和傳統(tǒng)電燈泡的差別.輻射型電纜和天線的差別就象是輻射型電纜和天線的差別就象是輻射型漏纜優(yōu)勢輻射型漏纜優(yōu)勢 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL48 輻射漏纜輻射漏纜 安裝時間長 信號波動范圍小 在火車里的穿透損耗最佳 最小的陰影衰落 寬頻帶 天線天線 較容易安裝

21、信號波動范圍大 火車里的穿透損耗大 高陰影衰落 窄頻帶輻射型漏纜優(yōu)勢輻射型漏纜優(yōu)勢漏泄電纜的應(yīng)用領(lǐng)域（1）450MHz 鐵路無線列調(diào)通信及鐵路無線列調(diào)通信及 GSM-R車站固定臺發(fā)出的信號， 經(jīng)中繼器傳給隧道里的漏泄電纜， 漏泄電纜一面向前傳輸一面向外輻射，其輻射信號被沿線行駛的列車移動臺所接收。反之，列車移動臺發(fā)出的信號，也可以通過漏泄電纜和中繼器傳到車站固定臺。而且，在兩個或多個移動臺之間，也可利用該漏泄電纜實現(xiàn)直接相互通信。這樣，就較好地解決了火車進隧道后無法收到列調(diào)無線信號的難題。 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL512009年至今鐵路應(yīng)用成功案例年至

22、今鐵路應(yīng)用成功案例-石太高速鐵路客運專線石太高速鐵路客運專線 石太高速鐵路客運專線 設(shè)計最高時速：270公里/小時 線路全長 190km 隧道累計長度110Km 2009年1月1日正式開通運營 GSM-R 覆蓋系統(tǒng).110Km泄漏同軸電纜（RCT7-CPUS-3A-RN） 公網(wǎng)覆蓋系統(tǒng)GSM900/1800; CDMA850；3G220Km泄漏同軸電纜（ RCT7-CPUS-3A-RN） CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL52 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL53（2 ）公眾移動通信公眾移動通信的室內(nèi)、地下和隧道覆蓋，是漏泄電纜

23、目前應(yīng)用最多的領(lǐng)域。其主要優(yōu)點是：延伸移動通信的覆蓋范圍比較方便，能較好地解決覆蓋盲區(qū)，節(jié)省功率和頻率資源，避免同其它無線系統(tǒng)的相互干擾。（3 ）礦山坑道通信早在 1966 年，為了提高生產(chǎn)效率及保障礦工安全，英國和比利時就開展了煤礦坑道 VHF 無線通信的研究工作，且很快集中研究漏泄電纜的應(yīng)用問題，并于 1970 年建成世界上第一個煤礦坑道無線通信系統(tǒng)，通信距離達 9 公里。隨后，應(yīng)用漏泄電纜的礦山坑道通信得到了迅速發(fā)展。 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL54（4 ）有線電視系統(tǒng)有線電視系統(tǒng)采用泄漏電纜進行傳輸，主要好處是：節(jié)省有線傳輸器材，提高電視傳輸質(zhì)量

24、，電視機可以隨意移動。（5 ）資源保護系統(tǒng)1973 年，為了保護自然資源地區(qū)或其它重要地區(qū)，加拿大科學家提出“導波雷達” （Guided radar 或 Cable radar）概念，至今已經(jīng)獲得很大發(fā)展。導波雷達的基本原理是，在被保護區(qū)域的周界，敷設(shè)兩條泄漏電纜，一條發(fā)射，一條接收，若有入侵者越過周界便產(chǎn)生報警。 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL55 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL56GSM-R 漏纜型號漏纜型號 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL57 CommScopePRIVATE AN

25、D CONFIDENTIAL58 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL59 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL60 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL61 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL62 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL63漏纜連接器安裝說明漏纜連接器安裝說明安裝需要的工具：毫米刻度尺、裁紙刀、鋸弓、板銼、毛刷、熱風槍或汽油噴燈。 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL64 CommScopePRIV

26、ATE AND CONFIDENTIAL65 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL66 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL67 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL68 CommScopePRIVATE AND CONFIDENTIAL693.4 光纖通信光纖通信3.4.1 3.4.1 光纖的概述光纖的概述是一種傳輸光束的細而柔韌的媒質(zhì)，是數(shù)據(jù)傳輸中最高效的一種傳輸介質(zhì)。一、光纖1、光纖的傳輸特性、光纖的傳輸特性2、光纖的類型、光纖的類型3、光纖的選用、光纖的選用衰減衰減表明了光纖對光能的傳輸損耗，是對

27、光纖質(zhì)量評定和確定光纖通信系統(tǒng)中繼距離的重要依據(jù)。 產(chǎn)生衰減的原因：產(chǎn)生衰減的原因：光吸收、光散射 常用光纖平均衰減：常用光纖平均衰減：G.652光纖（B1.1）1310nm波長: 衰減平均值0.36 dB/km1550nm波長: 衰減平均值0.22 dB/kmG.655光纖（B4）1550nm波長: 衰減平均值0.22 dB/km1600nm波長: 衰減平均值0.36 dB/km （2）色散）色散光纖數(shù)字通信中，由于光纖中的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分來攜帶的，這些不同的頻率成分和不同的模式成分的傳輸速率不同，從而引起色散。是影響光纖帶寬，限制光纖傳輸容量的參數(shù)。色散種類：色散種類

28、：模間色散（單模光纖無模間色散） 波長色散（材料色散、波導色散、折射剖面色散）色散表示方法：色散表示方法：群時延差常用光纖色散常用光纖色散G.652光纖（B1.1）（1）在12881339nm范圍內(nèi)色散系數(shù)不大于3.5 ps/nm.km（2）1550nm波長的色散系數(shù)不大于18 ps/nm.kmG.655光纖（B4）（1）1530 nmminminmax1565 nm（2）0.1ps/（nm.km）DminD（）Dmax10.0ps/（nm.km）（3）DmaxDmin+5.0 ps/（nm.km）t1t2L1L2（3）光纖的非線性效應(yīng)）光纖的非線性效應(yīng)在帶有摻鉺放大器密集波分復用大用量、高速

29、度的光纖通信系統(tǒng)中，由于大的光功率引起信號與光纖的相互作用而產(chǎn)生各種非線性效應(yīng)。影響系統(tǒng)性能和限制再生中繼距離。非線性效應(yīng)種類：受激散射受激散射:發(fā)生在當光信號與光纖中的聲波或系統(tǒng)振動的相互作用的調(diào)制系統(tǒng)中，這種相互作用使光散射或?qū)⒐庖浦灵L波長。 折射率擾動：折射率擾動：在低的光功率的作用下，石英玻璃光纖的折射率是保持恒定的，但是用摻鉺光纖放大器獲得高的光功率，通過改變所傳輸信號的光強度能夠引起光纖的折射率的變化。2、光纖的類型（1）多模光纖）多模光纖幾何參數(shù)要求值芯徑50m6包層直徑125m2.4芯不園度4包層不園度2芯/包層同心度誤差6B、梯度型多模光纖梯度型多模光纖纖芯折射率呈梯度分布，

30、性能特征比階躍型光纖好的多。在直徑相同的情況下，梯度型多模光纖的芯徑大大小于階躍型多模光纖，使梯度型多模光纖具有更好的抗彎曲性。芯/包層直徑（m）工作波長（m）帶寬（MHz)數(shù)值孔徑衰減系數(shù)(dB/km)應(yīng)用場合50/1250.85,1.320015000.20.240.81.5數(shù)據(jù)鏈路62.5/1250.85,1.330010000.260.290.82局域網(wǎng)85/1250.85,1.3120010000.260.32短距離系統(tǒng)、局域網(wǎng)100/1450.85,1.31005000.260.2934局域網(wǎng)幾何參數(shù)要求值模場直徑（9 10）m10包層直徑1252 m芯不園度6包層不園度2芯/包層

31、同心度誤差1 m（2）單模光纖）單模光纖B、色散位移單模光纖（色散位移單模光纖（ITU-TG653)通過改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形狀，將最小零色散點從1310nm位移到1550nm，實現(xiàn)1550處最低衰減和零色散波長一致。色散位移光纖非常適合于長距離單信道高速光放大系統(tǒng)，其最富生命力的應(yīng)用場合為單信道數(shù)千里的信號傳輸?shù)暮５坠饫w通信系統(tǒng)。該光纖在EDFA通道進行波分復用信號傳輸時存在的嚴重問題是在1550nm波長區(qū)的色散產(chǎn)生了四波混頻非線性。C、1550nm最低衰減光纖（最低衰減光纖（ITU-TG654)采用特殊方式制造的在1550nm工作窗口具有極小的衰減：0.18db/km。由于制造特

32、別困難，使光纖十分昂貴，主要用在傳輸距離很長，且不能插入有源器件的無中繼的海底光纖通信系統(tǒng)。D、非零色散位移光纖（非零色散位移光纖（ITU-TG655)在EDFA波長帶1530 1565nm的范圍，非零色散具有最小和最大色散。特定的最小色散保證該色散足以抑制FWM非線性，特定的最大色散要保證該色散足夠的大，以允許單信道速率為2.5Gbit/s的信號傳輸距離大于1000公里和以10Gbit/s的信號傳輸距離大于300公里，而無需進行色散補償。該光纖主要用于密集波分復用傳輸系統(tǒng)。E、色散平坦光纖色散平坦光纖在1310 1550nm波段范圍內(nèi)都是低色散，且具有兩個零色散波長。這種光纖折射率剖面結(jié)構(gòu)復

33、雜，制造難度大，光纖的衰減大，離實用距離還很遠。F、色散補償光纖色散補償光纖隨著光纖放大器的應(yīng)用，衰減對光纖通信系統(tǒng)的距離已不成問題，而色散且嚴重阻礙1310nm零色散單模光纖在1550nm的升級擴容。色散補償光纖是一種在1550 nm波長處有很大的負色散的單模光纖。當1310nm單模光纖系統(tǒng)升級擴容至1550nm波長工作區(qū)時，其總色散呈正色散值，通過在該系統(tǒng)中加入很短的一段負色散光纖，即可抵消常規(guī)單模光纖升級擴容至1550nm高速率、遠距離、大容量的傳輸。性能模場直徑（ m）1550 nm截至波長（nm）零色散波長（nm）工作波長（nm）衰減系數(shù)（dB/km）1550nm色散系數(shù)（ps/nm

34、.km）1550nm要求值61260155015501-80 150（3）塑料光纖）塑料光纖塑料光纖以其制造簡單、價格便宜、耦合容易，系統(tǒng)有源、無源器件成本低等優(yōu)點，正在得到大力發(fā)展。塑料光纖主要用于短距離高速數(shù)據(jù)通信中代替銅纜傳輸高速數(shù)據(jù)信號。由于其的純介質(zhì)特性可以確保電磁兼容性，與信號速率無關(guān)，即無輻射和敏感性問題，提供了一種內(nèi)在固有的升級能力。3、光纖的選用（單模光纖） 選用原則：（1）工作波長因素）工作波長因素G.652光纖在1550nm窗口衰減小，且具有EDFA供選用，但其在1550nm窗口色散大，不利于高速系統(tǒng)的長距離傳輸。G.653光纖在1550nm窗口色散為零，但其在波分復用時

35、會出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)，故被限用于單信道高速系統(tǒng)。G.655光纖在1550nm窗口衰減小、色散低，大大減少四波混頻效應(yīng)，故其可用于遠距離、波分復用、高速系統(tǒng)。新建系統(tǒng)在傳輸速率和價格允許的條件下，應(yīng)優(yōu)選G655光纖。擴容系統(tǒng)將原系統(tǒng)的G.652光纖的工作波長選擇到1550nm波長，可用色散補償光纖來解決色散問題。（2）衰減和非線性因素）衰減和非線性因素對采用波分復用和光纖放大器的高速系統(tǒng)較優(yōu)先選用G.655光纖和G.652光纖。（3）色散因素）色散因素對高速系統(tǒng)色散是限制系統(tǒng)中繼距離的主要因素之一。推薦方案工作波長（nm）工作方式傳輸速率（Gbit/s）G.652G.653G.6551310155

36、0單信道單信道2.52.5直接開通直接開通13101550單信道2.5G.652+DCF+EDFA155010直接開通1550波分復用10G.652+WDM+EDFA1550單信道密集波分復用10直接開通G.652+DCF+ DWDM+ EDFA注：注：DCF色散補償光纖，色散補償光纖，EDFA摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器二、光纜二、光纜1、光纜材料、光纜材料2、光纜結(jié)構(gòu)及種類、光纜結(jié)構(gòu)及種類3、光纜的選型、光纜的選型1、光纜材料 （1）高分子材料）高分子材料 PBT松套管材料松套管材料：為酯類高聚物，有良好的耐熔性、耐油、耐化學腐蝕的特性。與光纖填充油膏和光纜填充油膏有很好的相容性。通常作為

37、光纖松套管的材料。聚乙烯護套聚乙烯護套：由不同密度的聚乙烯樹脂與杭氧劑、增塑劑、碳黑、加工改性劑以一定比例均勻混煉造粒制成。按密度不同分為低密聚乙烯（LDPE）、線性低密聚乙烯（LLDPE）、中密聚乙烯（MDPE）、高密聚乙烯（HDPE）。作為光纜護套材料。阻燃護套料阻燃護套料：護套PVC阻燃料和無鹵阻燃護套料。主要作為阻燃光纜護套。HDPE絕緣料：絕緣料：是由HDPE基礎(chǔ)樹脂、金屬鈍化劑、抗氧劑、改性劑等以一定比例加工而成。通常作為光纜的骨架、填充繩。填充油膏：填充油膏：在松套管中填充的油膏稱為纖膏，由天然油、無機填料、增粘劑、抗氧劑等加工而成。在光纜其余部分填充的油膏稱為纜膏，由礦物油、丙

38、烯酸鈉等加工而成。熱熔膠：熱熔膠：由具有高彈性、高抗張強度和高伸張率的熱縮性橡膠為基礎(chǔ)、與共混賦粘樹脂、調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑在電熱反應(yīng)釜中經(jīng)熔融、均化后澆鑄而成。主要用作對光纜鎧裝復合帶的搭縫進行粘接，起阻水作用。（2）復合材料）復合材料鋼塑復合帶和鋁塑復合帶：鋼塑復合帶和鋁塑復合帶：用于架空、管道和直埋的光纜，一般采用鋼塑復合帶和鋁塑復合帶對纜芯進行軋紋縱包鎧裝，再與PE外護層構(gòu)成綜合性外護套。光纜經(jīng)復合帶鎧裝后，除防水隔潮外，還保護纜芯免受機械損傷，并明顯提高光纜的耐測壓力、耐沖擊力，并對光纜加以電磁屏蔽。（3）金屬材料）金屬材料鋼絲：鋼絲：在中心管式光纜中及在外護套中做加強件，在層絞式光纜中作

39、中心加強件，在鎧裝光纜中，在PE小護套外再用鋼絲作鎧裝層，與PE外護套構(gòu)成具有抗側(cè)壓、抗沖擊的綜合性外護套。鋼絲經(jīng)盤條經(jīng)數(shù)級拉絲和熱處理，再經(jīng)表面處理后鍍鋅或鍍磷制得。鋼絞線：鋼絞線：由多股鋼絲絞合而成。骨架式合層絞式光纜都是用鋼絞線作為纜的加強件。2、光纜的結(jié)構(gòu)及種類 （1）光纖的結(jié)構(gòu)）光纖的結(jié)構(gòu)緊套結(jié)構(gòu)：緊套結(jié)構(gòu)：一般采用尼龍進行二次涂覆，尼龍與一次涂覆的硅橡膠是緊密結(jié)合的，機械保護主要是靠硅橡膠的緩沖作用?？估?、抗側(cè)壓能力較差。松套結(jié)構(gòu)：松套結(jié)構(gòu)：二次涂覆的PBT與一次涂覆光纖不緊密接觸，松套PBT呈管狀，在管內(nèi)與一次涂覆光纖之間充有纖用阻水油膏，一次涂覆光纖在松套管內(nèi)有自由移動的空間。

40、抗拉、抗側(cè)壓能力較好。（2）光纜的結(jié)構(gòu)）光纜的結(jié)構(gòu)A、纜芯纜芯中心（束）管式：中心（束）管式：松套光纖無絞合直放在光纜中心位置。對光纜彎曲來講，光纖處于最有利物理位置。光纜生產(chǎn)簡單，所能容納的光纖芯數(shù)少。層絞式：層絞式：緊套光纖或松套光纖螺旋絞合在中心加強構(gòu)件上。光纜生產(chǎn)相對復雜，所能容納的纖芯數(shù)多。骨架式：骨架式：一次涂覆或二次涂覆光纖，放入骨架槽中，構(gòu)成骨架式光纜。光纜生產(chǎn)最復雜。 涂塑皺紋鋼帶 松套管填充物 松套管 金屬加強芯 阻水環(huán) 光纖 聚乙烯雙面涂塑鋼帶阻水材料聚乙烯內(nèi)護套涂塑鋁帶外護聚乙烯光纖松套管填充物松套管纜芯填充物中心加強芯撕裂繩聚乙烯護套加強芯阻水帶肋標光纖帶涂塑鋁帶骨架

41、芯銅導線 束管式束管式 松套層絞式松套層絞式 骨架式骨架式 B、護套護套作用：使纜芯不受外界的機械的、熱的、化學侵蝕，以及外界潮氣的影響。種類：聚乙烯護套（Y）、鋁聚乙烯粘接護套（A）、鋼聚乙烯粘接護套（S）。C、鎧裝層鎧裝層當光纜需增加額外的抗拉強度和耐側(cè)壓強度時，需在光纜護套上加鎧裝。有皺紋鋼帶縱包鎧裝、鍍鋅鋼帶繞包鎧裝和鋼絲繞包鎧裝。（3）光纜的種類）光纜的種類按纜芯結(jié)構(gòu)分：按纜芯結(jié)構(gòu)分：中心（束）管式、層絞式、骨架式。按敷設(shè)方式分：按敷設(shè)方式分：架空光纜、管道光纜、直埋光纜、水底光纜。按使用環(huán)境分：按使用環(huán)境分：室內(nèi)光纜、室外光纜。特種光纜特種光纜：水底光纜（鋼絲鎧裝）、光/電混合光纜、無鹵阻燃光纜（室內(nèi)用）、非金屬光纜（用于強電感應(yīng)場合）、復合地