通信光纜工程(PPT)第3章

1、第3章 光纜通信工程設(shè)計 3.1 光纜通信工程的建設(shè)程序3.2 中繼段長度的確定3.3 光纜線路工程的查勘3.4 光纜工程的圖紙繪制3.5 光纜在AN中的應(yīng)用3.1 光纜通信工程的建設(shè)程序光纜通信工程主要包括光纜線路工程和設(shè)備安裝工程兩個部分 。3.1.1 規(guī)劃階段1項目建議書的提出主要內(nèi)容：（1）項目提出的背景、建設(shè)的必要性和主要依據(jù)；（2）建設(shè)規(guī)模、地點等初步設(shè)想；（3）工程投資估算和資金來源；（4）工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)、社會效益估計。2可行性研究研究的主要內(nèi)容如下。（1）項目提出的背景，投資的必要性和意義；（2）可行性研究的依據(jù)和范圍；（3）電路容量和線路數(shù)量的預(yù)測，提出擬建規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃；（

2、4）實施方案論證，包括通路組織方案、光纜、設(shè)備造型方案以及配套設(shè)施；（5）實施條件，對于試點性質(zhì)工程尤其應(yīng)闡述其理由；（6）實施進(jìn)度建議；（7）投資估計及資金籌措；（8）經(jīng)濟(jì)及社會效果評價。3專家評估4設(shè)計任務(wù)書的編寫包括以下主要內(nèi)容。（1）建設(shè)目的、依據(jù)和建設(shè)規(guī)模；（2）預(yù)期增加的通信能力，包括線路和設(shè)備的傳輸容量； （3）光纜線路的走向，設(shè)備安裝局、站地點及其配套情況；（4）經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測、投資回收年限估計以及引進(jìn)項目的用匯額、財政部門對資金來源等的審查意見。3.1.2 設(shè)計階段設(shè)計階段的主要任務(wù)就是編制設(shè)計文件并對其進(jìn)行審定。3.1.3 準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段的主要任務(wù)是做好工程開工前的準(zhǔn)備工作

3、，它包括建設(shè)準(zhǔn)備的計劃安排。 3.1.4 施工階段光纜通信工程的施工包括光纜線路的施工和設(shè)備安裝施工兩大部分。 施工組織設(shè)計的主要內(nèi)容如下。（1）工程規(guī)模及主要施工項目；（2）施工現(xiàn)場管理機(jī)構(gòu)； （3）施工管理，包括工程技術(shù)管理、器材、機(jī)具、儀表、車輛管理；（4）主要技術(shù)措施；（5）質(zhì)量保證和安全措施；（6）經(jīng)濟(jì)技術(shù)承包責(zé)任制；（7）計劃工期和施工進(jìn)度。3.1.5 竣工投產(chǎn)階段這個階段的主要內(nèi)容包括工程初驗、生產(chǎn)準(zhǔn)備、工程移交和試運(yùn)行以及竣工驗收等幾個方面。初驗應(yīng)由主管部門組織設(shè)計單位、檔案、建設(shè)銀行以及設(shè)計、施工等單位進(jìn)行。生產(chǎn)準(zhǔn)備是指工程交付使用前必須進(jìn)行的生產(chǎn)、技術(shù)和生活等方面的必要準(zhǔn)備

4、。 試運(yùn)行是指工程初驗后到正式驗收、移交之間的設(shè)備運(yùn)行。 竣工驗收是對整個光纜通信系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和指標(biāo)抽測。 3.2 中繼段長度的確定光中繼段內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計可分成兩個步驟。第一個步驟：設(shè)計方案。 第二個步驟：系統(tǒng)預(yù)算。 3.2.1 設(shè)計方案損耗、色散限制長途光中繼段的系統(tǒng)構(gòu)成如圖3.2所示。圖3.2 長途中繼段內(nèi)系統(tǒng)示意圖 （1）傳輸功率損耗的考慮根據(jù)圖3.2，由傳輸功率損耗來確定的最大中繼段長度為 入纖平均光功率Ps入纖平均光功率Ps，一般為9dBm、6dBm和3dBm三擋（見表3-1）。 接收機(jī)靈敏度PT靈敏度總是與誤碼率相聯(lián)系的，由于在280km或420km數(shù)字段的平均誤碼率（BERav

5、）要求為1109，所以，規(guī)定每個中繼段內(nèi)，誤碼率小于等于11010時，測量的最低平均光功率，應(yīng)不劣于表3-2所示之值 。 接收機(jī)動態(tài)范圍Dr 設(shè)備富余度Me 連接器損耗Ac 光纜配線架連接器損耗Ad 光通道功率代價Po 光纖損耗系數(shù)Af 平均每km光纖接頭衰減As 光纜線路富余度Mc 11 中繼段傳輸衰減的要求（2）傳輸線路色散的考慮色散主要包括線路自身（光纖色散系數(shù)D及中繼距離L）和激光器的譜寬（）等方面的因素。表3-3列出了S-R點間所允許的最大色散值（設(shè)為Dt），利用此值，線路和端機(jī)也可分別進(jìn)行設(shè)計。 3.2.2 系統(tǒng)預(yù)算系統(tǒng)預(yù)算包括損耗預(yù)算和色散預(yù)算。設(shè)根據(jù)損耗預(yù)算得出的最大中繼距離為

6、Lmax，根據(jù)色散預(yù)算得出的最大中繼距離為Lmax若LmaxLmax，則稱系統(tǒng)為色散限制系統(tǒng)，即系統(tǒng)的中繼距離主要由光纖的色散來確定；若LmaxLmax，則稱系統(tǒng)為損耗限制系統(tǒng)，即系統(tǒng)的中繼距離主要由光纖的損耗來確定。 下面舉兩種最為常見的設(shè)計類型來說明損耗預(yù)算和色散預(yù)算的方法。（1）確定中繼距離 損耗預(yù)算如果從系統(tǒng)沿途功率損耗的角度考慮，則最大中繼距離如式（3-2-1），即 色散預(yù)算 如果從系統(tǒng)單模光纖色散的角度考慮，最大中繼段距離為所以，實際中繼距離L的范圍應(yīng)為3.2.3 密集波分復(fù)用系統(tǒng)的設(shè)計密集波分復(fù)用系統(tǒng)（DWDM）傳輸線路的局站設(shè)備，分為終端站、轉(zhuǎn)接站、中繼站和光放站，對應(yīng)的傳輸線

7、路為光放段、中繼段和復(fù)用段。DWDM線路傳輸系統(tǒng)設(shè)計，需根據(jù)光功率、色散和信噪比的計算結(jié)果，確定光放大器的增益類型和中繼段內(nèi)允許的光放段數(shù)量。1DWDM系統(tǒng)的光放段設(shè)計DWDM線路傳輸系統(tǒng)的光放段一般按等增益?zhèn)鬏斶M(jìn)行設(shè)計。 光線路放大器的增益一般為22dB，30dB，33dB等3種類型，根據(jù)光放大器的增益類型，光放段的長度一般按下式計算式中：L光放段長度(km)；G光放大器增益(dB)；Ac光纖連接器衰減(dB)；r光纖衰減系數(shù)(dB/km)；c光纜線路余量(dB/km)； s光纖熔接平均損耗(dB/km)。根據(jù)光纖線路衰減測試參數(shù)和光放大器的增益，計算出放大器的增益與所對應(yīng)的光放段長度，如表

8、3-6所示。2DWDM系統(tǒng)中繼段設(shè)計中繼段的長度與容許的光放段數(shù)量需符合光通道色散和信噪比的要求。如果光纖的色散系數(shù)按光通道色散計算，容許的中繼段長度如表3-7所示。3DWDM系統(tǒng)單波道的信噪比DWDM系統(tǒng)單波道的信噪比一般要求大于或等于20dB（或22dB），信噪比的計算比較復(fù)雜。信噪比可用下式計算OSNR=58+P0NfG10lgN式中：Po單波道輸出光功率(dBm)；Nf光放大器的噪聲系數(shù)(dB)；G光放段增益(dB)；OSNR單波道信噪比(dB)；58綜合系數(shù)；N光放大段數(shù)量。計算結(jié)果如表3-8所示。3.3 光纜線路工程的查勘所謂查勘，即到現(xiàn)場進(jìn)行查看和勘測，根據(jù)設(shè)計規(guī)范和現(xiàn)場的實際條

9、件決定路由、施工方式及保護(hù)措施等內(nèi)容的過程，是一項艱苦細(xì)致的工作。 3.3.1 查勘的基本要求1光纜線路路由的選擇2敷設(shè)方式及要求3水底光纜線路（1）水底光纜線路的過河位置（2）水底光纜的最小埋設(shè)深度4光纜線路的防護(hù)（1）光纜線路的防雷措施（2）光纜線路防強(qiáng)電（3）直埋光纜防機(jī)械損傷3.3.2 光纜工程方案查勘1光纜工程方案查勘的主要任務(wù)2光纜工程方案查勘的內(nèi)容（1）向工程沿線相關(guān)部門收集資料（2）路由及站址的查勘（3）工程方案查勘的資料整理3.3.3 初步設(shè)計查勘1初步設(shè)計查勘的主要任務(wù)和要求2初步設(shè)計查勘內(nèi)容3.3.4 施工圖的測繪1施工圖測量的任務(wù)2測量方法（1）現(xiàn)場測繪法標(biāo)桿法 直線的

10、測量方法 直線段測量法 平行線測量法 直角的做法 角桿的測量拉線測量 拉線方向的測定a單方拉線方向（角桿拉線）測定法b雙方拉線方向測定法c三方拉線方向的測定法d四方拉線測定法 拉線出土位置的確定 拉線洞位置的確定河谷寬度與高度的測量 河谷寬度的測量 高度的測量（2）圖測法（3）航測法3.4 光纜工程的圖紙繪制 3.4.1 繪圖軟件介紹1AutoCAD系列2Visio系列3.4.2 施工圖實例分析1實例一：管道光纜施工圖分析2實例二：架空光纜施工圖分析3實例三：直埋光纜施工圖分析 3.5 光纜在AN中的應(yīng)用3.5.1 OANOAN（光接入網(wǎng)）的兩種主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別是PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）和HFC（

11、混合光纖同軸網(wǎng)） 1ATM-PON技術(shù)（見圖3.30）2ATM-PON+xDSL技術(shù)3SCM-PON技術(shù)（見圖3.31，圖3.32）4DWDM-PON技術(shù)（見圖3.33）5SPON技術(shù)（見圖3.34）3.5.2 光城域網(wǎng)城域網(wǎng)一般以城市行政區(qū)為單位，跨度在100km左右的范圍內(nèi)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般為無源星型網(wǎng)和環(huán)型網(wǎng)。 3.5.3 光纜在LAN中的應(yīng)用1光纜在大樓中的安裝（1）水平布線：水平布線是指從用戶工作區(qū)（WA）的墻上插座到電信機(jī)房的水平交叉連接（HC），參見圖3.37，它也包括電信機(jī)房的任何光纖跳線。 （2）骨干光纜：骨干光纜布線如圖3.38所示，它提供了電信機(jī)房水平交叉連接同中間交叉連接

12、，或主交叉連接設(shè)備間或光纜入口設(shè)施之間的光纖連接，這部分布線同水平布線一樣也是星形結(jié)構(gòu)。 （3）工作區(qū)光纜：將墻上插座上的水平光纜同桌面計算機(jī)相連，這種光纜通常是一種短的單芯或雙芯的光纖跳線。（4）電信機(jī)房：它是大樓中的一個房間，用于水平交叉連接和中間交叉連接，提供骨干布線和水平布線、兩個或更多的骨干光纜或入口光纜與骨干光纜之間的連接。（5）設(shè)備間：放置電信設(shè)備的房間，所有的骨干光纜都連接到這里，這里是星形拓?fù)涞墓颤c，通常主交叉連接光纖分配盤也位于這里。（6）入口設(shè)施：外面光纜進(jìn)入大樓并與大樓骨干光纖相連接的地方。210/100Mbit/SLAN對于工作在10或100Mbit/s的LAN系統(tǒng)，安裝所