第三章 通信線路

3.1引言3.2架空明線3.3電纜3.4光纜3.5波導(dǎo)管第三章通信線路

問(wèn)題1：固話用戶甲與固話用戶乙通話，至少需經(jīng)過(guò)那些設(shè)備？

問(wèn)題2：移動(dòng)用戶甲與移動(dòng)用戶乙通話，至少需經(jīng)過(guò)那些設(shè)備？3.1引言

類型有形介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纜無(wú)線電微波紅外線激光衛(wèi)星無(wú)形介質(zhì)

通信線路的作用－作為傳輸信息的媒介

對(duì)傳輸媒介的基本要求－容量大、經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)

通信線路的發(fā)展歷史：架空明線：鐵線、銅線、鋁線1843年，在莫爾斯的組織領(lǐng)導(dǎo)下，從華盛頓到巴爾的摩之間建成了全球第一條電報(bào)線路（架空明線），全長(zhǎng)64.37公里。1844年5月24日，莫爾斯心情激動(dòng)地坐在華盛頓國(guó)會(huì)大廈聯(lián)邦最高法庭會(huì)議廳中，右手緊握電鍵，當(dāng)著眾人的面，用他改進(jìn)后的電報(bào)機(jī)──“莫爾斯電報(bào)機(jī)”向40英里外的巴爾的摩發(fā)出了歷史上第一份長(zhǎng)途電報(bào)：“上帝創(chuàng)造了何等的奇跡！”中國(guó)于1877年在臺(tái)灣修建了中國(guó)第一條架空電報(bào)線路，1879年，又建成天津到塘沽的軍用架空電報(bào)線路。電纜線路：市話電纜、對(duì)稱電纜、同軸電纜19世紀(jì)50年代開(kāi)始出現(xiàn)海底電纜，用以傳送電報(bào)。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(duì)導(dǎo)線的對(duì)稱電話電纜。1899年,美國(guó)人M.I.普平發(fā)明電纜加感線圈,在對(duì)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3～4倍。1941年美國(guó)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(guó)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(jì)30年代，在中國(guó)東北地區(qū)敷設(shè)了可以開(kāi)通低頻載波電話的長(zhǎng)途對(duì)稱電纜。1962年，中國(guó)設(shè)計(jì)制造的60路載波長(zhǎng)途對(duì)稱電纜，在北京和石家莊間投入使用。1976年,中國(guó)設(shè)計(jì)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：?jiǎn)文９饫w、多模光纖1970年，美國(guó)康寧公司研制出第一根符合實(shí)用技術(shù)要求的低損耗光導(dǎo)纖維。1977年，美國(guó)敷設(shè)了世界上第一條光導(dǎo)纖維的電話線路。1978年加拿大進(jìn)行試驗(yàn)，為一個(gè)小鎮(zhèn)的150個(gè)家庭敷設(shè)光纜線路并提供電話、電視、廣播等。80年代初我國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)光纖。1978年，在上海鋪設(shè)了第一條長(zhǎng)1.8公里可傳送120路電話的光纖通信線路。1993年12月15日，中國(guó)第一條海底光纜——上海南匯至日本九州宮崎海底光纜系統(tǒng)正式開(kāi)通。1843架空明線1876電話發(fā)明1941同軸電纜185x海底電纜對(duì)稱電纜19761977光纜1836世界1877架空明線193x對(duì)稱電纜1970光纖，程控交換機(jī)同軸電纜1978光纜電報(bào)信號(hào)199x開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)光纜電報(bào)＋電話信號(hào)電報(bào)＋電話信號(hào)＋多媒體信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)＋模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)我國(guó)電報(bào)發(fā)明通信線路現(xiàn)狀架空明線－已淘汰，但桿路技術(shù)被保留。對(duì)稱電纜－長(zhǎng)途對(duì)稱電纜已淘汰，但在局域網(wǎng)中大量應(yīng)用。同軸電纜－長(zhǎng)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－固話運(yùn)行商有大量市話電纜在網(wǎng)運(yùn)行，末端接入還在繼續(xù)新建，但隨著接入技術(shù)的演進(jìn)，將逐步淘汰。光纜－－－除接入網(wǎng)外，均已采用光纜。在接入網(wǎng)中光纜離用戶已越來(lái)越近，正在逐步替代銅纜。由電桿支持架于地面上的裸導(dǎo)線通信線路，簡(jiǎn)稱明線線路。這是一種有線電通信線路，用于傳送電報(bào)、電話、傳真等。3.2架空明線1918年開(kāi)始利用明線線路傳送載波電話。中國(guó)最早開(kāi)放業(yè)務(wù)的長(zhǎng)距離明線線路是天津和上海間的電報(bào)線路，建成于1881年，全長(zhǎng)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1～5個(gè)橫擔(dān),可架掛1～20余對(duì)導(dǎo)線。導(dǎo)線通常為銅線、鋁線或鋼線（又稱鐵線）。導(dǎo)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(dǎo)線和導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線和大地之間保持絕緣（見(jiàn)圖）。中國(guó)使用的導(dǎo)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(duì)導(dǎo)線構(gòu)成一個(gè)回路，兩端連接電話機(jī),可以傳送1路電話。如果回路的兩端再連接載波電話機(jī)，則除原來(lái)開(kāi)通的1路電話外,還可多傳送若干路電話。例如，一對(duì)銅線或鋁線連接3路載波電話機(jī)后，可多傳送3路電話；再連接12路載波電話機(jī),又可多傳送12路電話，總共可同時(shí)傳送16路電話。鋼線對(duì)高頻的衰減比銅、鋁線大，所以一對(duì)鋼線除開(kāi)通1路電話外,一般只能再開(kāi)通3路載波電話，即同時(shí)傳送4路電話。同一桿路上的各對(duì)導(dǎo)線，由于長(zhǎng)距離平行架掛，會(huì)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(duì)導(dǎo)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(kāi)通的電話電路數(shù)也不相同。采用中國(guó)1966年設(shè)計(jì)的新8式交叉的明線線路,容量可達(dá)200多個(gè)電話電路。在同一桿路的導(dǎo)線中，還可選出幾對(duì)銅線或鋁線各加開(kāi)一套短距離的高12路載波電話，使容量增加到300多個(gè)電話電路。電信號(hào)經(jīng)由線路傳送時(shí)，隨著傳送距離的增長(zhǎng)而逐漸衰減，當(dāng)線路長(zhǎng)達(dá)一定程度時(shí)，必須用增音機(jī)將電信號(hào)放大再繼續(xù)傳送，才能使接收端收到的電信號(hào)不致過(guò)于微弱。例如傳送12路載波電話的銅線回路或鋁線回路，大約每隔100公里就需要加裝一部增音機(jī)。3.3電纜線路市話電纜對(duì)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(guó)電話網(wǎng)參考當(dāng)量及傳輸損耗要求長(zhǎng)途網(wǎng)全程參考當(dāng)量及傳輸損耗（1）國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途模擬網(wǎng)國(guó)內(nèi)任何兩個(gè)用戶間進(jìn)行長(zhǎng)途電話接續(xù)時(shí)，全程參考當(dāng)量應(yīng)不大于33dB，全程傳輸損耗不大于33dB。（2）國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途數(shù)字網(wǎng)國(guó)內(nèi)任何兩個(gè)用戶間進(jìn)行長(zhǎng)途電話接續(xù)時(shí)，全程參考當(dāng)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(dāng)量及傳輸損耗（1）本地模擬網(wǎng)全程參考當(dāng)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PBX＜7＜3.51＜4111＜3.5＜29dB傳輸損耗參考當(dāng)量＜12＜4＜4＜4＜30.50.511SRERRE（2）本地?cái)?shù)字網(wǎng)全程參考當(dāng)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PBX＜7傳輸損耗參考當(dāng)量1237（或3.5）SRERRE8（或4.5）＜22dB（18.5dB）2、市話電纜纜芯內(nèi)護(hù)層外護(hù)層導(dǎo)線：銅線絕緣層：聚乙烯導(dǎo)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，通常著色以利辨認(rèn)。結(jié)構(gòu)：實(shí)心、泡沫、泡沫/實(shí)心兩根導(dǎo)線對(duì)絞后組成一對(duì)，相鄰導(dǎo)線間扭絞節(jié)距不同。內(nèi)護(hù)層屏蔽層：采用金屬材料（鋁帶、銅帶、鋼帶）和繞包、縱包方式。護(hù)套：采用黑色聚乙烯或聚氯乙稀材料組合方式：簡(jiǎn)單組合（單層、雙層、綜合)、粘接（鋁/塑粘接護(hù)套－解決電纜防潮問(wèn)題）。具有內(nèi)護(hù)套的電纜主要用于架空和管道（充氣維護(hù)）敷設(shè)場(chǎng)合外護(hù)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(shí)可等效為直流電阻絕緣電阻填充型電纜≥3000MΩ.km，非填充型電纜≥10000MΩ.km衰減線徑(mm)0.320.40.50.60.8環(huán)阻(歐姆)472296190131.673.2衰減(分貝)2.11.641.331.060.67用戶線最長(zhǎng)傳輸距離(km)3.34.25.26.610.420℃、800hz時(shí)電纜的參考環(huán)阻和衰減值對(duì)稱電纜（symmetrical

cable）由兩根線質(zhì)、線徑及對(duì)地絕緣電阻相同的絕緣導(dǎo)線構(gòu)成一對(duì)傳輸回路，并由多對(duì)這樣的導(dǎo)線絞合而成的通信電纜。雙絞線（復(fù)習(xí)）對(duì)稱電纜有低頻對(duì)稱電纜、高頻對(duì)稱電纜和高低頻對(duì)稱電纜三類。低頻對(duì)稱電纜用來(lái)傳輸話音頻率（300～3400Hz），高頻對(duì)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(shí)，最高頻率可達(dá)156kHz。高低頻對(duì)稱電纜是纜芯內(nèi)既有高頻四線組，又有低頻四線組。

對(duì)稱電纜的電場(chǎng)和磁場(chǎng)是開(kāi)放式的，這種開(kāi)放式的交變電磁場(chǎng)勢(shì)必在鄰近的對(duì)稱回路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這就是串音干擾，而且頻率越高串音干擾越嚴(yán)重。因此，除回路衰減外，高頻對(duì)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(duì)絞、復(fù)對(duì)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(lái)降低干擾。低頻對(duì)稱電纜的串音主要來(lái)自回路間的電容耦合和回路對(duì)地的電容不平衡。高頻對(duì)稱電纜的串音除了電容耦合與對(duì)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(duì)本回路產(chǎn)生影響。寶（雞）鳳（州）段鐵路長(zhǎng)途對(duì)稱電纜線路全長(zhǎng)91km，這條線路的開(kāi)通，邁出了由架空明線轉(zhuǎn)向地下電纜的關(guān)鍵性一步。1958年6月15日，我國(guó)第一條電氣化鐵路寶成線寶鳳段開(kāi)工建設(shè)，這一天就被定為中鐵電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司的成立紀(jì)念日。同軸電纜同軸電纜是指有兩個(gè)同心導(dǎo)體，而導(dǎo)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(duì)的外導(dǎo)體本身就是對(duì)內(nèi)導(dǎo)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?hào)分類按傳輸信號(hào)將同軸電纜分成：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(hào)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50Ω。寬帶同軸電纜主要用于模擬信號(hào)的寬帶通信，如閉路電視系統(tǒng)中的傳輸線路，它的屏蔽導(dǎo)線常用鋁沖壓成的，特征阻抗為75Ω。（2）按直徑的不同分類按直徑可將同軸電纜分為：粗細(xì)、細(xì)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(jià)高。因?yàn)橛辛烁玫漠a(chǎn)品如光纖電纜等來(lái)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(xì)纜的最大傳輸距離可達(dá)925m,粗纜的最大傳輸距離可以達(dá)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(zhǎng)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(kāi)發(fā)成功，為鐵路電纜多路通信奠定了基礎(chǔ)，被認(rèn)為是中國(guó)鐵路通信發(fā)展史上的第二個(gè)里程碑。漏泄電纜漏泄同軸電纜（LeakyCoaxialCable），簡(jiǎn)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（CoaxialAntenna）。由于漏泄同軸電纜的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋具有明顯的優(yōu)越性，因而在隧道移動(dòng)通信中得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)地鐵無(wú)線通信用漏泄同軸電纜（以下簡(jiǎn)稱漏纜）主要分為：地鐵專用無(wú)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(dòng)、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(dǎo)體上開(kāi)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|的另一端，并且希望有最大的橫向屏蔽，使信號(hào)能量不能穿透電纜以避免傳輸過(guò)程中的損耗。但是，漏泄電纜的設(shè)計(jì)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(dāng)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(jì)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(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于我國(guó)的鐵路無(wú)線列調(diào)通信系統(tǒng)。橢圓形槽孔漏泄電纜由美國(guó)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(wú)線電波難以傳輸問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的。早在1956年，美國(guó)蒙克（Monk）等人首先提出了漏泄通信原理，即在地下隧道中敷設(shè)一條泄漏傳輸線，使其與移動(dòng)電臺(tái)相連，用以代替隧道天線。20世紀(jì)60年代，美國(guó)、日本、西歐各國(guó)都相繼開(kāi)展了漏泄通信的研究工作。漏泄電纜的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋比較均衡，應(yīng)用涉及到80MHz至2800MHz的整個(gè)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(dǎo)體上開(kāi)一長(zhǎng)條形槽，或開(kāi)一組間距遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的小孔，或在漏纜兩邊開(kāi)縫。輻射型漏纜外導(dǎo)體上，按一定規(guī)律連續(xù)開(kāi)制不同形式的槽孔，槽孔有八字形、斜一字形、橫一字形等，而電磁波就是這些槽孔產(chǎn)生的試驗(yàn)證明，對(duì)特定方式的開(kāi)槽，10～50米的泄漏段間距，可以滿足1000MHz以下所有通信的需要。長(zhǎng)日光燈管...

...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漏纜優(yōu)勢(shì)輻射漏纜安裝時(shí)間長(zhǎng)信號(hào)波動(dòng)范圍小在火車?yán)锏拇┩笓p耗最佳最小的陰影衰落寬頻帶 天線較容易安裝信號(hào)波動(dòng)范圍大火車?yán)锏拇┩笓p耗大高陰影衰落窄頻帶輻射型漏纜優(yōu)勢(shì)

漏泄電纜的應(yīng)用領(lǐng)域（1）450MHz鐵路無(wú)線列調(diào)通信及GSM-R車站固定臺(tái)發(fā)出的信號(hào)，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(hào)被沿線行駛的列車移動(dòng)臺(tái)所接收。反之，列車移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)，也可以通過(guò)漏泄電纜和中繼器傳到車站固定臺(tái)。而且，在兩個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)之間，也可利用該漏泄電纜實(shí)現(xiàn)直接相互通信。這樣，就較好地解決了火車進(jìn)隧道后無(wú)法收到列調(diào)無(wú)線信號(hào)的難題。2009年至今鐵路應(yīng)用成功案例-----石太高速鐵路客運(yùn)專線石太高速鐵路客運(yùn)專線設(shè)計(jì)最高時(shí)速：270公里/小時(shí)線路全長(zhǎng)190km隧道累計(jì)長(zhǎng)度110Km2009年1月1日正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)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）（2）公眾移動(dòng)通信公眾移動(dòng)通信的室內(nèi)、地下和隧道覆蓋，是漏泄電纜目前應(yīng)用最多的領(lǐng)域。其主要優(yōu)點(diǎn)是：延伸移動(dòng)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(wú)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(guó)和比利時(shí)就開(kāi)展了煤礦坑道VHF無(wú)線通信的研究工作，且很快集中研究漏泄電纜的應(yīng)用問(wèn)題，并于1970年建成世界上第一個(gè)煤礦坑道無(wú)線通信系統(tǒng)，通信距離達(dá)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。（4）有線電視系統(tǒng)有線電視系統(tǒng)采用泄漏電纜進(jìn)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，電視機(jī)可以隨意移動(dòng)。（5）資源保護(hù)系統(tǒng)1973年，為了保護(hù)自然資源地區(qū)或其它重要地區(qū)，加拿大科學(xué)家提出“導(dǎo)波雷達(dá)”（Guidedradar或Cableradar）概念，至今已經(jīng)獲得很大發(fā)展。導(dǎo)波雷達(dá)的基本原理是，在被保護(hù)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(guò)周界便產(chǎn)生報(bào)警。GSM-R漏纜型號(hào)漏纜連接器安裝說(shuō)明安裝需要的工具：毫米刻度尺、裁紙刀、鋸弓、板銼、毛刷、熱風(fēng)槍或汽油噴燈。3.4光纖通信3.4.1光纖的概述光導(dǎo)纖維是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的媒質(zhì)，簡(jiǎn)稱為光纖，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2、光纖的類型3、光纖的選用1、光纖的傳輸特性（1）衰減表明了光纖對(duì)光能的傳輸損耗，是對(duì)光纖質(zhì)量評(píng)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：光吸收、光散射

常用光纖平均衰減：G.652光纖（B1.1）1310nm波長(zhǎng):衰減平均值≤0.36dB/km1550nm波長(zhǎng):衰減平均值≤0.22dB/kmG.655光纖（B4）1550nm波長(zhǎng):衰減平均值≤0.22dB/km1600nm波長(zhǎng):衰減平均值≤0.36dB/km

（2）色散光纖數(shù)字通信中，由于光纖中的信號(hào)是由不同的頻率成分和不同的模式成分來(lái)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：模間色散（單模光纖無(wú)模間色散）波長(zhǎng)色散（材料色散、波導(dǎo)色散、折射剖面色散）色散表示方法：群時(shí)延差常用光纖色散G.652光纖（B1.1）（1）在1288～1339nm范圍內(nèi)色散系數(shù)不大于3.5ps/nm.km（2）1550nm波長(zhǎng)的色散系數(shù)不大于18ps/nm.kmG.655光纖（B4）（1）1530nm≤λmin≤λ≤λminmax≤1565nm（2）0.1ps/（nm.km）≤Dmin≤｜D（λ）︳≤Dmax≤10.0ps/（nm.km）（3）Dmax≤Dmin+5.0ps/（nm.km）t1t2L1L2（3）光纖的非線性效應(yīng)在帶有摻鉺放大器密集波分復(fù)用大用量、高速度的光纖通信系統(tǒng)中，由于大的光功率引起信號(hào)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:發(fā)生在當(dāng)光信號(hào)與光纖中的聲波或系統(tǒng)振動(dòng)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(zhǎng)波長(zhǎng)。

折射率擾動(dòng)：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(guò)改變所傳輸信號(hào)的光強(qiáng)度能夠引起光纖的折射率的變化。2、光纖的類型（1）多模光纖纖心包層涂覆層多模光纖結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)要求值芯徑50μm±6％包層直徑125μm±2.4％芯不園度＜4％包層不園度＜2％芯/包層同心度誤差＜6％50/125多模光纖標(biāo)準(zhǔn)幾何參數(shù)A、階躍型多模光纖纖芯/包層折射率呈階躍分布，光纖具有大的芯徑和大的數(shù)值孔徑，以利于更有效地與非相干光源耦合。主要用于系統(tǒng)鏈路、局部區(qū)域網(wǎng)、傳感器等B、梯度型多模光纖纖芯折射率呈梯度分布，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（μm）工作波長(zhǎng)（μm）帶寬（MHz)數(shù)值孔徑衰減系數(shù)(dB/km)應(yīng)用場(chǎng)合50/1250.85,1.3200～15000.2～0.240.8～1.5數(shù)據(jù)鏈路62.5/1250.85,1.3300～10000.26～0.290.8～2局域網(wǎng)85/1250.85,1.31200～10000.26～0.32短距離系統(tǒng)、局域網(wǎng)100/1450.85,1.3100～5000.26～0.293～4局域網(wǎng)梯度型多模光纖特性表幾何參數(shù)要求值模場(chǎng)直徑（9～10）μm±10％包層直徑125±2μm芯不園度＜6％包層不園度＜2％芯/包層同心度誤差1μm單模光纖標(biāo)準(zhǔn)幾何參數(shù)n1n2纖心包層涂覆層單模光纖結(jié)構(gòu)（2）單模光纖A、非色散位移單模光纖（ITU-TG652)零色散波長(zhǎng)在1310nm，在1550nm處衰減最小，但有較大的正色散（＋18ps/nm.km）。目前絕大多數(shù)傳輸系統(tǒng)都采用非零色散位移光纖，但在1550nm波長(zhǎng)的大色散成為高速系統(tǒng)中光纖中繼距離延長(zhǎng)的瓶頸。利用G652光纖進(jìn)行速率大于2.5Gbit/s的信號(hào)長(zhǎng)途傳輸時(shí)，必須引入色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償，并需引入更多的摻鉺光纖放大器來(lái)補(bǔ)償由色散補(bǔ)償產(chǎn)生的損耗。B、色散位移單模光纖（ITU-TG653)通過(guò)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(diǎn)從1310nm位移到1550nm，實(shí)現(xiàn)1550處最低衰減和零色散波長(zhǎng)一致。色散位移光纖非常適合于長(zhǎng)距離單信道高速光放大系統(tǒng)，其最富生命力的應(yīng)用場(chǎng)合為單信道數(shù)千里的信號(hào)傳輸?shù)暮５坠饫w通信系統(tǒng)。該光纖在EDFA通道進(jìn)行波分復(fù)用信號(hào)傳輸時(shí)存在的嚴(yán)重問(wèn)題是在1550nm波長(zhǎng)區(qū)的色散產(chǎn)生了四波混頻非線性。C、1550nm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。由于制造特別困難，使光纖十分昂貴，主要用在傳輸距離很長(zhǎng)，且不能插入有源器件的無(wú)中繼的海底光纖通信系統(tǒng)。D、非零色散位移光纖（ITU-TG655)在EDFA波長(zhǎng)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(hào)傳輸距離大于1000公里和以10Gbit/s的信號(hào)傳輸距離大于300公里，而無(wú)需進(jìn)行色散補(bǔ)償。該光纖主要用于密集波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。E、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(gè)零色散波長(zhǎng)。這種光纖折射率剖面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，光纖的衰減大，離實(shí)用距離還很遠(yuǎn)。F、色散補(bǔ)償光纖隨著光纖放大器的應(yīng)用，衰減對(duì)光纖通信系統(tǒng)的距離已不成問(wèn)題，而色散且嚴(yán)重阻礙1310nm零色散單模光纖在1550nm的升級(jí)擴(kuò)容。色散補(bǔ)償光纖是一種在1550nm波長(zhǎng)處有很大的負(fù)色散的單模光纖。當(dāng)1310nm單模光纖系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容至1550nm波長(zhǎng)工作區(qū)時(shí)，其總色散呈正色散值，通過(guò)在該系統(tǒng)中加入很短的一段負(fù)色散光纖，即可抵消常規(guī)單模光纖升級(jí)擴(kuò)容至1550nm高速率、遠(yuǎn)距離、大容量的傳輸。性能模場(chǎng)直徑（μm）1550nm截至波長(zhǎng)（nm）零色散波長(zhǎng)（nm）工作波長(zhǎng)（nm）衰減系數(shù)（dB/km）1550nm色散系數(shù)（ps/nm.km）1550nm要求值6≤1260＞15501550≤1-80～150色散補(bǔ)償單模光纖參數(shù)（3）塑料光纖塑料光纖以其制造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、耦合容易，系統(tǒng)有源、無(wú)源器件成本低等優(yōu)點(diǎn)，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(hào)。由于其的純介質(zhì)特性可以確保電磁兼容性，與信號(hào)速率無(wú)關(guān)，即無(wú)輻射和敏感性問(wèn)題，提供了一種內(nèi)在固有的升級(jí)能力。3、光纖的選用（單模光纖）

選用原則：（1）工作波長(zhǎng)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(zhǎng)距離傳輸。G.653光纖在1550nm窗口色散為零，但其在波分復(fù)用時(shí)會(huì)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(yuǎn)距離、波分復(fù)用、高速系統(tǒng)。新建系統(tǒng)在傳輸速率和價(jià)格允許的條件下，應(yīng)優(yōu)選G655光纖。擴(kuò)容系統(tǒng)將原系統(tǒng)的G.652光纖的工作波長(zhǎng)選擇到1550nm波長(zhǎng)，可用色散補(bǔ)償光纖來(lái)解決色散問(wèn)題。（2）衰減和非線性因素對(duì)采用波分復(fù)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）色散因素對(duì)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(zhǎng)（nm）工作方式傳輸速率（Gbit/s）G.652G.653G.65513101550單信道單信道＜2.5＜2.5直接開(kāi)通直接開(kāi)通13101550單信道＞2.5G.652+DCF+EDFA1550＞10直接開(kāi)通1550波分復(fù)用＞10G.652+WDM+EDFA1550單信道密集波分復(fù)用＞10直接開(kāi)通G.652+DCF+DWDM+EDFA陸地干線網(wǎng)的光纖優(yōu)選方案注：DCF色散補(bǔ)償光纖，EDFA摻鉺光纖放大器二、光纜1、光纜材料2、光纜結(jié)構(gòu)及種類3、光纜的選型1、光纜材料

（1）高分子材料

PBT松套管材料：為酯類高聚物，有良好的耐熔性、耐油、耐化學(xué)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。通常作為光纖松套管的材料。聚乙烯護(hù)套：由不同密度的聚乙烯樹(shù)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(hù)套材料。阻燃護(hù)套料：護(hù)套PVC阻燃料和無(wú)鹵阻燃護(hù)套料。主要作為阻燃光纜護(hù)套。HDPE絕緣料：是由HDPE基礎(chǔ)樹(shù)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：在松套管中填充的油膏稱為纖膏，由天然油、無(wú)機(jī)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、丙烯酸鈉等加工而成。熱熔膠：由具有高彈性、高抗張強(qiáng)度和高伸張率的熱縮性橡膠為基礎(chǔ)、與共混賦粘樹(shù)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(duì)光纜鎧裝復(fù)合帶的搭縫進(jìn)行粘接，起阻水作用。（2）復(fù)合材料鋼塑復(fù)合帶和鋁塑復(fù)合帶：用于架空、管道和直埋的光纜，一般采用鋼塑復(fù)合帶和鋁塑復(fù)合帶對(duì)纜芯進(jìn)行軋紋縱包鎧裝，再與PE外護(hù)層構(gòu)成綜合性外護(hù)套。光纜經(jīng)復(fù)合帶鎧裝后，除防水隔潮外，還保護(hù)纜芯免受機(jī)械損傷，并明顯提高光纜的耐測(cè)壓力、耐沖擊力，并對(duì)光纜加以電磁屏蔽。（3）金屬材料鋼絲：在中心管式光纜中及在外護(hù)套中做加強(qiáng)件，在層絞式光纜中作中心加強(qiáng)件，在鎧裝光纜中，在PE小護(hù)套外再用鋼絲作鎧裝層，與PE外護(hù)套構(gòu)成具有抗側(cè)壓、抗沖擊的綜合性外護(hù)套。鋼絲經(jīng)盤(pán)條經(jīng)數(shù)級(jí)拉絲和熱處理，再經(jīng)表面處理后鍍鋅或鍍磷制得。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(qiáng)件。2、光纜的結(jié)構(gòu)及種類

（1）光纖的結(jié)構(gòu)緊套結(jié)構(gòu)：一般采用尼龍進(jìn)行二次涂覆，尼龍與一次涂覆的硅橡膠是緊密結(jié)合的，機(jī)械保護(hù)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)：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(dòng)的空間。抗拉、抗側(cè)壓能力較好。裸光纖一次涂覆二次涂覆緊套結(jié)構(gòu)纖膏PBT套管UV固化光纖松套結(jié)構(gòu)（2）光纜的結(jié)構(gòu)A、纜芯中心（束）管式：松套光纖無(wú)絞合直放在光纜中心位置。對(duì)光纜彎曲來(lái)講，光纖處于最有利物理位置。光纜生產(chǎn)簡(jiǎn)單，所能容納的光纖芯數(shù)少。層絞式：緊套光纖或松套光纖螺旋絞合在中心加強(qiáng)構(gòu)件上。光纜生產(chǎn)相對(duì)復(fù)雜，所能容納的纖芯數(shù)多。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(fù)雜。撕裂繩聚乙烯護(hù)套加強(qiáng)芯阻水帶肋標(biāo)光纖帶涂塑鋁帶骨架芯銅導(dǎo)線帶狀光纜結(jié)構(gòu)B、護(hù)套作用：使纜芯不受外界的機(jī)械的、熱的、化學(xué)侵蝕，以及外界潮氣的影響。種類：聚乙烯護(hù)套（Y）、鋁－聚乙烯粘接護(hù)套（A）、鋼