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文檔簡介
線路通信工程原理
目錄第1章通信基礎(chǔ)知識 21.1通信系統(tǒng)概念以及通信網(wǎng)構(gòu)成 21.1.1通信系統(tǒng)概念 21.1.2通信網(wǎng)構(gòu)成 31.2通信線路的發(fā)展過程 41.2.1通信線路簡史 41.2.2我國通信線路的發(fā)展 51.2.3通信電纜的發(fā)展 51.3模擬信號與數(shù)字信號 61.3.1基本概念 61.3.2通信的數(shù)字化 7第2章通信電纜線路 92.1通信電纜分類以及用途 92.1.1全塑電纜的概念 92.1.2全塑電纜的分類 92.2全色譜全塑通信電纜的結(jié)構(gòu)與類型 102.2.1電纜的結(jié)構(gòu) 102.2.2電纜的類型 152.3全塑電纜線路的施工 162.3.1電纜的單盤檢驗與配盤 162.3.2架空全塑電纜的敷設(shè) 172.3.3墻壁電纜及樓內(nèi)電纜敷設(shè) 212.3.4電纜管道的建筑與管道電纜的敷設(shè) 242.3.5全塑電纜的接續(xù) 262.3.6電纜的入局與成端 302.3.7電纜配線概述 312.3.8用戶引入線與引入設(shè)備 322.3.9電纜線路的配線 322.4全塑電纜線路的維護(hù) 342.4.1全塑電纜線路常見故障 352.4.2全塑電纜線路的維護(hù)要求 352.4.3全塑電纜線路的故障測試 37第3章通信光纜線路 393.1光通信的基本原理與特點 393.1.1光纖通信的發(fā)展概況 393.1.2光波波譜 403.1.3光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理 403.2光纖與光纜 423.2.1光纖 423.2.2光纖傳輸原理 443.2.3光纖的主要特性 463.2.4光纜的種類與結(jié)構(gòu) 483.3光纜線路的施工與維護(hù) 563.3.1光纜線路的施工及驗收 563.3.2光纜路由復(fù)測 583.3.3光纜單盤檢驗 593.3.4光纜敷設(shè)一般規(guī)定 613.3.5架空光纜的敷設(shè)施工 633.3.6直埋光纜的敷設(shè)施工 673.3.7管道光纜的敷設(shè)施工 683.3.8進(jìn)局光纜的敷設(shè)施工 713.3.9光纜接續(xù)及成端 723.3.10光纜線路的測試 803.3.11光纜線路的維護(hù) 83第4章接入網(wǎng) 864.1銅線接入概述 864.1.1接入網(wǎng)的概念 864.2XDSL技術(shù) 874.2.1非對稱數(shù)字用戶線(ADSL) 874.2.2超高速數(shù)字用戶環(huán)路VDSL 924.3以太網(wǎng)接入技術(shù) 944.3.1基于以太網(wǎng)的的寬帶接入網(wǎng) 944.3.2基于以太技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)發(fā)展前景 954.3.3雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)接法 954.4混合光纖/同軸電纜接入技術(shù) 964.4.1HFC簡介 974.4.2HFC組網(wǎng)方案 984.4.3HFC系統(tǒng)的優(yōu)勢 99通信工程安裝工安全培訓(xùn)教材PAGE2
第1章通信基礎(chǔ)知識1.1通信系統(tǒng)概念以及通信網(wǎng)構(gòu)成1.1.1通信系統(tǒng)概念(一)、通信系統(tǒng)的模型圖1-11.信源:要傳遞的信息,如語音、圖像、數(shù)據(jù)、文字等;2.變換器:將信息源的原始信息轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌趥鬏數(shù)男盘?,再送到信道上去傳輸?shù)脑O(shè)備。如電話機(jī)中的送話器,它將人講話的聲音信號轉(zhuǎn)變成電信號送到線路上去傳輸;3.信道:完成由信源到目的地傳輸任務(wù)的傳輸通路。在有線通信中,信道主要是指通信線路;4.中繼設(shè)備或交換設(shè)備:中繼設(shè)備是指對經(jīng)過一定長度線路傳輸后的信號進(jìn)行放大、恢復(fù)的線路中間設(shè)備,(如中繼器、放大器等);交換設(shè)備是指通信系統(tǒng)中選擇接續(xù)用的中間設(shè)備(如交換機(jī)),它的主要作用是根據(jù)用戶要求,完成不同用戶之間的電路連接;5.反變換器:將沿信道傳輸過來的信號變換成信源原來的信息,與變換器所起的作用相反,如電話機(jī)中的受話器;6.噪聲:在信息的傳遞過程中,由于存在各種外界的或內(nèi)部的因素,產(chǎn)生各種各樣的干擾,我們統(tǒng)稱為噪聲。噪聲是我們線路工程人員必須重視的一個問題,因為它將直接影響通信質(zhì)量;7.信宿:信息的歸宿,即信息傳遞的目的地,如人、計算機(jī)等。(二)、通信系統(tǒng)分類1.按業(yè)務(wù)分:語音、數(shù)據(jù)和圖象三大類;2.按信道分:有線通信(傳輸介質(zhì)為電纜、光纜等)、無線通信(傳輸介質(zhì)為無線電波、紅外線等)(三)、電話通信系統(tǒng)基本模型電話通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成由傳輸、交換和用戶終端等三部分組成。圖1-21.1.2通信網(wǎng)構(gòu)成若干個通信系統(tǒng)互相連接組成通信網(wǎng),那么若干個電話通信系統(tǒng)互相連接就組成了電話通信網(wǎng)。一般通信網(wǎng)的質(zhì)量要求:接通的任意性與快速性、信號傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質(zhì)量的一致性、網(wǎng)路的可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性。電話通信網(wǎng)的質(zhì)量要求:接續(xù)質(zhì)量、傳輸質(zhì)量、穩(wěn)定質(zhì)量。一個完整的現(xiàn)代通信網(wǎng),除了有傳遞各種用戶信息的業(yè)務(wù)網(wǎng)之外,還需要有若干支撐網(wǎng)?,F(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成如圖1—3所示。圖1—3現(xiàn)代通信網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢可概括為“六化”,即通信技術(shù)數(shù)字化、通信業(yè)務(wù)綜合化、網(wǎng)絡(luò)互通融合化、通信網(wǎng)絡(luò)寬帶化、網(wǎng)絡(luò)管理智能化和通信服務(wù)個人化。(一)、我國現(xiàn)代電話通信網(wǎng)的三級結(jié)構(gòu)現(xiàn)代電信網(wǎng)不但要傳電話還要傳數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),傳統(tǒng)的電話網(wǎng)已不能滿足要求。由于長途交換機(jī)容量增加,全國光纜干線建成,以及各省內(nèi)本地網(wǎng)的擴(kuò)大,我國現(xiàn)代電話通信網(wǎng)在了解原有五級電話網(wǎng)中多級匯接,轉(zhuǎn)接次數(shù)多、呼損大、傳輸質(zhì)量低、可靠性差等缺陷后,形成了三級結(jié)構(gòu),具體如圖2-4所示:圖1-41、本地電話網(wǎng):是指在一個統(tǒng)一號碼長度的編號區(qū)內(nèi),由端局、匯接局、局間中繼線、長市中繼線,以及用戶線、電話機(jī)組成的電話網(wǎng)。特點:在一個長途編號區(qū)內(nèi)只有一個本地網(wǎng),同一個本地網(wǎng)的用戶之間呼叫只撥本地電話號碼,而呼叫本地網(wǎng)以外的用戶則需按長途程序撥號。2、國內(nèi)長途電話網(wǎng):是指全國各城市間用戶進(jìn)行長途通話的電話網(wǎng),網(wǎng)中各城市都設(shè)一個或多個長途電話局,各長途局間由各級長途電路連接起來。3、國際長途電話網(wǎng):是指將世界各國的電話網(wǎng)相互連接起來進(jìn)行國際通話的電話網(wǎng)。為此,每個國家都需設(shè)一個或幾個國際電話局進(jìn)行國際去話和來話的連接,我國設(shè)有3個國際局(北京、上海和廣州)。一個國際長途通話實際上是由發(fā)話國的國內(nèi)網(wǎng)部分、發(fā)話國的國際局、國際電路和受話國的國際局以及受話國的國內(nèi)網(wǎng)等幾部分組成的。1.2通信線路的發(fā)展過程1.2.1通信線路簡史1、1844年,在美國華盛頓與巴爾的摩之間建造的電報線路;2、1876年,電話問世;3、1941年,美國建成了第一條同軸電纜線路;4、1970年,用于通信的激光器和光纖研制成功;5、1976年,美國在亞特蘭大用含有144根光纖的光纜建成了第一條光纖通信實驗系統(tǒng);6、1988年,第一條橫跨大西洋的海底通信光纜敷設(shè)成功。成為歐美兩大洲之間的骨干通信線路。1.2.2我國通信線路的發(fā)展1、19世紀(jì)70年代,電信傳入我國;2、1962年,在北京和石家莊之間開通了我國設(shè)計制造的60路載波長途高頻對稱電纜;3、1976年,我國開通了自己設(shè)計制造的1800路京滬杭同軸電纜線路;4、1978年,我國研制成功通信光纜。1.2.3通信電纜的發(fā)展通信電纜是在架空明線的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它經(jīng)歷了紙絕緣市話電纜、長途對稱通信電纜、同軸電纜、波導(dǎo)管及光纜等幾個主要階段。全塑電纜是伴隨光纜一起出現(xiàn)的,光纜和全塑電纜已成為目前國內(nèi)有線通信中的主體傳輸介質(zhì)。導(dǎo)致通信線路逐步發(fā)展的最主要原因是社會發(fā)展要求傳輸介質(zhì)的傳輸頻帶越寬越好。其發(fā)展過程及特點,如表1-1所示:發(fā)展過程介質(zhì)名稱特點最早開始架空明線一對線最多能開通28個話路19世紀(jì)末空氣紙絕緣市話電纜容量很小,傳輸距離6KM20世紀(jì)初長途對稱通信電纜傳輸距離可達(dá)30KM20世紀(jì)30年代同軸電纜較高的傳輸頻帶寬、較長傳輸距離20世紀(jì)40-50年代波導(dǎo)管中繼距離為50~60km,通話容量為20~50萬路20世紀(jì)60年代光導(dǎo)纖維(光纖)衰減小,中繼距離長、目前最好的傳輸媒介與光纜同期全塑電纜構(gòu)成全色譜、重量輕、便于施工和布線與架空明線線路相比,電纜線路的主要特點是:通信容量大、復(fù)用程度高,每路成本低;電氣性能穩(wěn)定、傳輸質(zhì)量高;安全性、保密性好;使用年限長等,但傳輸衰減較大,初建投資大,建設(shè)周期長,施工維護(hù)技術(shù)比較復(fù)雜等。1.3模擬信號與數(shù)字信號1.3.1基本概念信號是指有一定意義的、由某個載體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。信號的載體包含光信號、聲信號和電信號等。例如:當(dāng)我們說話時,聲波是信號傳輸?shù)妮d體,聲波所表示的數(shù)據(jù)是信號的意義。人們通過對光、聲、電信號的發(fā)送和接收,知道雙方要表達(dá)的數(shù)據(jù)(消息)。信號分為“模擬信號”和“數(shù)字信號”兩大類,如圖2-5所示圖1-5(一)、模擬信號模擬信號是對日常生活中實體的一種表達(dá)方式,在數(shù)學(xué)上此信號表示為在某區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值。以電話通信為例,進(jìn)行電話通信時,線路中傳送的電信號的大小是隨著發(fā)話人聲音大小、強(qiáng)弱而變化的,好像是在“模仿”人的說話聲音。信號的波形是連續(xù)的,這種信號就叫作“模擬信號”。傳送模擬信號的通信就叫作“模擬通信”。模擬信號在傳輸過程中要經(jīng)過許多設(shè)備的處理和轉(zhuǎn)送,這些設(shè)備難免要產(chǎn)生一些噪聲和干擾。此外,如果是有線傳輸,線路附近的電氣設(shè)備也要產(chǎn)生電磁干擾;如果是無線播送,則更加“開放”,空中的各種干擾根本無法抗拒。這些干擾很容易引起信號失真,也會帶來一些噪聲。這些失真和附加的噪聲,還會隨著傳送距離的增加而積累起來,嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。具體體現(xiàn)在我們打電話時常常遇到聽不清、雜音大的現(xiàn)象;電視圖像上時有雜色點閃爍等。(二)、數(shù)字信號數(shù)字信號是用一連串脈沖來代表所要傳送的信息的,不同的脈沖組合代表不同的信息。數(shù)字信號在數(shù)學(xué)上表示為在某區(qū)間內(nèi)離散變化的值。因此,信號的波形是離散的、不連續(xù)的,因為脈沖只有有、無兩種狀態(tài),所以可以用二進(jìn)制數(shù)字,即0和1的組合來代表,信號是二進(jìn)制數(shù)字的形式。傳送數(shù)字信號的通信就叫做“數(shù)字通信”。1.3.2通信的數(shù)字化(一)、實現(xiàn)通信數(shù)字化的初衷數(shù)字通信與模擬通信相比有許多明顯的優(yōu)點:首先是抗干擾的能力強(qiáng),因為所傳送的信息是包含在脈沖的有無之中的,只要干擾或噪聲不超過能判斷脈沖“有”或“無”的限度,就能保證通信質(zhì)量;其次是能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送,通信距離可以不受限制,這是因為數(shù)字通信是采用“再生中繼”的方式,就是在傳輸中可將受到損耗或一定程度損傷的數(shù)字信號再生成原來的數(shù)字信號,而避免干擾和噪聲的積累,這就使得通信的質(zhì)量不受距離的影響;此外,數(shù)字信號能同時適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)的要求,即電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等多種信號全都能變成數(shù)字信號,在同一個通信網(wǎng)(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))中進(jìn)行傳輸。數(shù)字化的通信便于采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路;便于縮小通信設(shè)備的體積、增強(qiáng)功能、實現(xiàn)加密;便于實現(xiàn)通信網(wǎng)的計算機(jī)管理等許多優(yōu)點。因此通信的數(shù)字化是現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),也是實現(xiàn)綜合化、寬帶化、智能化等的基礎(chǔ)。(二)、實現(xiàn)通信的數(shù)字化的基本原理1、信號發(fā)送端進(jìn)行模數(shù)變換:把模擬信號在傳送之前先變成數(shù)字信號再傳送,這個轉(zhuǎn)變的過程叫做“模數(shù)變換”。模擬信號數(shù)字化經(jīng)歷三個基本過程:⑴、第一個過程是“抽樣”,就是以相等的間隔時間來抽取模擬信號的樣值,使連續(xù)的信號變成離散的信號;⑵、第二個過程叫“量化”,就是把抽取的樣值變換為最接近的數(shù)字值,表示抽取樣值的大??;⑶、第三個過程是“編碼”,就是把量化的數(shù)值用一組二進(jìn)制的數(shù)碼來表示。經(jīng)過這樣三個過程可以完成模擬信號的數(shù)字化,這種方法叫作“脈沖編碼”。2、信號接收端進(jìn)行數(shù)模變換:數(shù)字信號傳送到接收端后,需要有一個還原的過程,即把收到的數(shù)字信號再變回模擬信號,為接收者所能理解,這個過程叫作“數(shù)模變換”。經(jīng)過還原后的信號可再現(xiàn)原始的聲音或圖像信息。復(fù)習(xí)思考題1、通信系統(tǒng)是由哪幾部分組成的?各部分的作用如何?2、一般通信網(wǎng)、電話通信網(wǎng)的質(zhì)量要求主要有哪些?3、現(xiàn)代通信網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢是什么?4、電纜線路與架空明線線路相比有何特點?5、模擬信號數(shù)字化經(jīng)歷哪幾個基本過程?
第2章通信電纜線路2.1通信電纜分類以及用途對于本地網(wǎng),由于受普通電話用戶端機(jī)性能的限制,目前廣泛采用重量輕、便于施工和布線的全塑通信電纜,它的絕緣層、護(hù)套、包帶等均采用高分子化合物——塑料制成,并將芯線絕緣層染上不同的顏色,構(gòu)成全色譜,極大方便了工程安裝、日常使用和維護(hù)。全塑電纜的特點:電特性好,傳輸質(zhì)量優(yōu)良;便于機(jī)械化、自動化施工;維護(hù)方便、故障少、使用壽命長;投資經(jīng)濟(jì)。2.1.1全塑電纜的概念“全塑”電纜——指凡是電纜的芯線絕緣層、纜芯包帶層和護(hù)套均采用高分子聚物-塑料制成的電纜;芯線——由金屬導(dǎo)線和絕緣層組成。導(dǎo)線的線質(zhì)為電解軟銅,銅線的線徑主要有0.32、0.4、0.5、0.6、0.8mm等五種;芯線扭絞——將一對線的兩根導(dǎo)線或一個四線組的四根導(dǎo)線均勻地繞著同一軸線旋轉(zhuǎn)。電纜芯線沿軸線旋轉(zhuǎn)一周的縱向長度稱為扭絞節(jié)距;扭絞目的——為了減少線對之間的電磁藕合,提高線對之間的抗干擾能力,便于電纜彎曲和增加電纜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,線對(或四線組)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行扭絞。2.1.2全塑電纜的分類全塑電纜分為普通型和特殊型兩大類,而特殊型又包括填充型、自承式和室內(nèi)電纜等。1.按電纜結(jié)構(gòu)類型分——非填充型和填充型;2.按導(dǎo)線材料分——銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線;3.按芯線絕緣結(jié)構(gòu)分——實心絕緣、泡沫絕緣、泡沫/實心皮絕緣;4.按線對絞合方式分——對絞式和星絞式;5.按芯線絕緣顏色分——全色譜和普通色譜;
6.按纜芯結(jié)構(gòu)分——同心式(層絞式)、單位式、束絞式、SZ絞;7.按屏蔽方式分——單層涂塑鋁帶屏蔽、多層鋁及鋼金屬帶復(fù)合屏蔽,而屏蔽帶又分繞包和縱包;8.按護(hù)套分——單層塑料護(hù)套、雙層塑料護(hù)套、綜合護(hù)套、粘接護(hù)套、密封金屬/塑料護(hù)套和特種護(hù)套;9.按外護(hù)層分——單層、雙層鋼帶鎧裝和鋼絲鎧裝塑料護(hù)層;10.按用途分——傳輸模擬信號和傳輸數(shù)字信號;11.按敷設(shè)方式分——架空、管道、直埋、水底電纜等。
2.2全色譜全塑通信電纜的結(jié)構(gòu)與類型2.2.1電纜的結(jié)構(gòu)主要包括電纜的纜芯結(jié)構(gòu)、色譜、端別、屏蔽層、電纜護(hù)套和外護(hù)層。(一)、纜芯結(jié)構(gòu)纜芯主要由芯線、芯線絕緣層、纜芯絕緣、纜芯扎帶及包帶層等組成。1、芯線——由金屬導(dǎo)線和絕緣層組成。導(dǎo)線是用來傳輸電信號的,要求具有良好的導(dǎo)電性能、足夠的柔軟性和機(jī)械強(qiáng)度,同時還要求便于加工、敷設(shè)和使用。2、芯線絕緣層簡稱絕緣——芯線絕緣的優(yōu)劣對于信號傳輸及使用是十分重要的。理想的電纜芯線絕緣應(yīng)具有介電常數(shù)低、介質(zhì)損耗小和絕緣強(qiáng)度高;并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、耐老化和性能穩(wěn)定等特點。目前廣泛使用的纜芯結(jié)構(gòu)是單位式。(二)、色譜根據(jù)芯線絕緣的顏色可將全塑市內(nèi)通信電纜分為普通色譜單位式纜芯和全色譜單位式纜芯。1.普通色譜單位式纜芯普通色譜電纜的單位束一般是50對或100對。單位式市內(nèi)通信電纜的纜芯組成單位(子單位、基本單位、超單位)均用非吸濕性帶色扎帶疏扎加以區(qū)分,并要求顏色鮮明易辨,在規(guī)定條件下不褪色,不污染相鄰芯線。普通色譜對絞同心式纜芯線對的顏色有藍(lán)/白對,紅/白對,(分子為a線色譜,分母為b線色譜)兩種,每層中有一對特殊顏色的芯線,作為該層計算線號的起始標(biāo)記,這一對線稱為標(biāo)記(或標(biāo)志)線對,作為本層最小線號,其它線對稱為普通線對。如普通線對為紅/白對則標(biāo)記線對為藍(lán)/白對,反之如普通線對為藍(lán)/白對則標(biāo)記線對為紅/白對。100對及以上的市內(nèi)通信電纜設(shè)置備用線對,備用線對數(shù)為電纜對數(shù)的1%,色譜與普通線對相同。2.全色譜單位式纜芯全色譜的含義是指電纜中的任何一對芯線,都可以通過各級單位的扎帶顏色以及線對的顏色來識別,換句話說給出線號就可以找出線對,拿出線對就可以說出線號。全色譜全塑電纜線對序號的編排從中心層第一個單位開始分配,線對序號從中心到外層按由小到大的順序排列。全色譜單位式纜芯的單位束可根據(jù)單位束內(nèi)線對的多少,將這些單位束分為基本單位U、超單位S、超單位SD。(1)、基本單位U每個U單位內(nèi)含25對線,其色譜為由白/藍(lán)——紫/灰的25種全色譜組合。每一單位外部都捆有雙色單股扎帶,U單位的“扎帶全色譜”是由“白/藍(lán)——紫/棕”的24種組合,所以U單位的扎帶循環(huán)周期為25×24=600對,即從601對開始,U單位的扎帶又變成白/藍(lán)。如表2-1所示:線對編號顏色線對編號顏色線對編號顏色線對編號顏色線對編號顏色a線b線a線b線a線b線a線b線a線b線1白藍(lán)6紅藍(lán)11黑藍(lán)16黃藍(lán)21紫藍(lán)2桔7桔12桔17桔22桔3綠8綠13綠18綠23綠4棕9棕14棕19棕24棕5灰10灰15灰20灰25灰表2-1全色譜基本單位U(25對)電纜切面如圖2-1所示:圖2-1全色譜U單位(25對)(2)、超單位SS=U+U=25+25=50對,從1—25對為第一個U單位,從26—50為第二個U單位,為了形成圓形結(jié)構(gòu)的纜芯,同一U單位內(nèi)的芯線又被分成兩束線,如1~12,13~25,但這兩束線的扎帶顏色仍然一致(即均為藍(lán)/白)。S單位的扎帶顏色為單色,即一個S單位含有5條扎帶,1~600為白色,601~1200為紅色,1201~1800為黑色,1801~2400為黃色,2401~3000為紫色,之后又重復(fù)白色,所以說S單位扎帶顏色的循環(huán)周期為600X5=3000對。電纜切面如圖3-2所示:38-501-12桔白藍(lán)白26-3713-25桔白藍(lán)白圖2-2全色譜S單位(50對)(3)、超單位SDSD=U+U+U+U=100對,其中U1-U2對應(yīng)第一個SD單位即SD1;U3-U4為第2個SD單位即SD2。SD單位的扎帶顏色和S單位一樣,循環(huán)周期也為600X5=3000對,只不過是在相同電纜對數(shù)的前提下,若采用S單位形成纜芯,則扎帶數(shù)量是SD單位的兩倍。電纜切面如圖2-3所示:U4U176-1001-25棕白藍(lán)白U3U251-7526-50綠白桔白圖2-3全色譜SD單位(100對)3、全色譜單位式規(guī)格程式全塑電纜的規(guī)格程式(芯線總絞合方式)可分為基本單位、子單位、50對超單位、100對超單位。(1)基本單位(代號為U)——由10對線對或25對線對組成;(2)子單位把一個基本單位25對分為12對和13對(12對+13對=25對),稱為2個子單位(或半單位);(3)50對超單位(代號為S)——由2個基本單位(25對)組成;(4)100對超單位(代號為SD)——由4個基本單位(25對)組成;(5)150對(代號為SC)、200對(代號為SB)組成同一基本單位的子單位,扎帶顏色是相同的。當(dāng)電纜內(nèi)既有50對又有100對超單位時,若用100對超單位序號計數(shù),2個50對超單位占一個序號;而用50對超單位序號計數(shù)時,1個100對超單位則要占用兩個序號。單位式纜芯是把10、25(12+13)、50、100個線對采用編組方法分成單位束,然后再將若干個單位束分層絞合而成單位式纜芯,對于大對數(shù)市內(nèi)通信電纜在接續(xù)、配線和安裝電話時都較方便。為了保證成品電纜具有完好的標(biāo)稱對數(shù),100對及以上的全色譜單位式電纜中設(shè)置備用線對(又叫做預(yù)備線對),其數(shù)量均為標(biāo)稱對數(shù)的1%,最多不超過6對(其中0.32及以下線徑最多不超過10對),備用線對作為一個預(yù)備單位或單獨線對置于纜芯的間隙中。備用線對的各項特性與標(biāo)稱線對相同。備用線對的線序及色譜如表2—2所示:線序12345678910色譜白紅白黑白黃白紫紅黑紅黃紅紫黑黃黑紫黃紫表2—24、其它纜芯結(jié)構(gòu)⑴、全色譜對絞同心式纜芯全色譜對絞同心式纜芯是由若干個規(guī)定色譜的線對按同心方式分層絞合而成。全色譜對絞同心式纜芯每層的第一對線為桔(黃)白,最后一對線為綠/黑,其余偶數(shù)線對為紅/灰,奇數(shù)線對為藍(lán)/棕重復(fù)循環(huán)排列構(gòu)成。全色譜對絞同心式纜芯每層均疏扎特定的扎帶,扎帶的色譜如表2—3所示。層的位置中心及偶數(shù)層奇數(shù)層扎帶顏色藍(lán)桔表2—3(2)、束絞式纜芯束絞式纜芯是許多線對以一個方向絞合成束狀結(jié)構(gòu),其特點是生產(chǎn)效率高,但束內(nèi)線對位置不固定,相互有擠壓。束絞式纜芯可作為單位式纜芯中的一個單位,也可單獨使用于市內(nèi)通信電纜中。(3)、SZ絞纜芯SZ絞是一種專門纜芯絞合工藝,它是將被絞合的絕緣線對按順時針及逆時針方向旋轉(zhuǎn),從而得到左向及右向的絞合,所以SZ絞又稱為“左右絞”。左右絞的纜芯,在一定長度上,既有左向又有右向的絞合。(三)、端別全塑電纜的端別100對以下的單位式全塑電纜不分端別。100對以上單位式全塑電纜施工布放時要按規(guī)定區(qū)分A、B端并按要求布放。單位式全塑電纜端別:面對電纜端面,抓起同一層中的任何兩個單位(基本單位或超單位均可)如果這兩個單位中的基本單位扎帶顏色按白、紅、黑、黃、紫順時鐘排列則為A端,反之則為B端。全塑市內(nèi)通信電纜A端用紅色標(biāo)志,又叫內(nèi)端伸出電纜盤外,常用紅色端帽封合或用紅色膠帶包扎,規(guī)定A端面向局方。另一端為B端用綠色標(biāo)志,常用綠色端帽封合或綠色膠帶包扎,一般又叫外端,緊固在電纜盤內(nèi),絞纜方向為反時針,規(guī)定外端(B端)面向用戶。單位式全塑電纜A、B端的布放:1、匯接局——分局,以匯接局為A端2、分局——支局,以分局為A端;3、端局——交接箱,以端局為A端;4、交接箱——用戶,以端局為A端。匯接局、分(支)局、交接箱之間布放電纜時,端別要力求做到局內(nèi)統(tǒng)一。可以以一個交換區(qū)域的中心側(cè)為A端,也可以以局號大小來劃分,或以區(qū)域交換的匯接局、分(支)局、交接箱側(cè)為A端。2.2.2電纜的類型電纜型號是識別電纜規(guī)格程式和用途的代號。按照用途、芯線結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線材料、絕緣材料、護(hù)層材料、外護(hù)層材料等,分別用不同的漢語拼音字母和數(shù)字來表示。按照國家標(biāo)準(zhǔn),全塑電纜型號的表示方法和意義為:1、類型H市內(nèi)通信電纜;HP配線電纜HJ局用電纜。2、絕緣Y實心聚烯經(jīng)絕緣;YF泡沫聚烯經(jīng)絕緣;YP泡沫/實心皮聚烯經(jīng)絕緣。3、屏蔽護(hù)套A涂塑鋁帶粘接屏蔽聚乙烯護(hù)套;S鋁、鋼雙層金屬屏蔽聚乙烯護(hù)套V聚氯乙烯護(hù)套。4、特征T石油膏填充;G高頻隔離;C自承式。電纜同時有幾種特征存在時,型號字母順序依次為T、G、C。5.外護(hù)層23一一雙層防腐鋼帶繞包鎧裝聚乙烯外護(hù)層;32一一單層細(xì)鋼絲鎧裝聚乙烯外護(hù)層;43一一單層粗鋼絲鎧裝聚乙烯外護(hù)層;53一一單層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外護(hù)層;553一一雙層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外護(hù)層。[示例]HYA—200×2×0.4
HYA—200×2×0.4表示銅芯、實心聚烯烴絕緣、涂塑鋁帶粘接屏蔽、容量200對、對絞式、線徑為0.4mm的市內(nèi)通信全塑電纜。綜合:1、普通式全塑電纜:廣泛用于架空、管道、墻壁及暗管等施工形式,其典型型號為HYA、HYFA、HYPA三大類;2、填充式全塑電纜:其型號為HYAT,HYFAT,HYPAT;3、自承式全塑電纜:其型號有HYAC,HYPAC;4、室內(nèi)用全塑電纜:型號為HPVV。2.3全塑電纜線路的施工2.3.1電纜的單盤檢驗與配盤為了保證工程質(zhì)量,電纜敷設(shè)前應(yīng)進(jìn)行單盤檢驗和配盤工作。(一)、電纜的單盤檢驗
單盤電纜檢驗的主要項目有:全塑電纜傳輸端別(A、B端)標(biāo)記檢驗、不良線對檢驗、絕緣電阻檢驗及耐壓檢驗等。1.不良線對檢驗⑴、斷線:電纜芯線斷開;⑵、混線:芯線相碰觸(又名短路)。本對線間相碰為自混;不同線對間芯線相碰為它混;⑶、地氣:芯線與金屬屏蔽層(地)相碰,又稱接地;⑷、反接:本對芯線的a、b線在電纜中間或接頭中間錯接;⑸、差接:又稱鴛鴦對;⑹、交接:本對線在電纜中間或接頭中間錯接到另一對芯線,產(chǎn)生錯號,稱跳對。
由于不良線對檢驗手續(xù)繁雜,費工費時,對于有信譽(yù)的廠商,可查閱電纜出廠檢驗記錄,一般在工程上可不再進(jìn)行。否則一定要進(jìn)行不良線對檢驗。單盤電纜檢驗只做斷線檢驗、混線檢驗和地氣檢驗。2.絕緣電阻的測量
絕緣電阻測量包括線間和單線對地(金屬屏蔽層)的絕緣電阻。
在溫度為200C,相對濕度為80%時,全塑通信電纜絕緣電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高阻計)(二)、電纜的配盤1.配盤目的各盤電纜的電特性不可能完全一樣,長度也可能不同,按一定的要求將每盤電纜進(jìn)行編組、配盤,把長度不等和電氣性能不同的電纜安排在預(yù)定的段落內(nèi),以保證傳輸質(zhì)量和合理的經(jīng)濟(jì)效果。這種選盤配放電纜的工作叫“配盤”。應(yīng)盡量做到全線路電纜規(guī)格程式相同。2.配盤依據(jù)電纜配盤必須以單盤電纜檢驗記錄、線路圖、電纜分歧點、遞減點的分布等為依據(jù)。2.3.2架空全塑電纜的敷設(shè)架空電纜是將電纜吊掛在距地面有一定高度電桿上的一種電纜敷設(shè)方式,具有施工簡便,建設(shè)費用低等優(yōu)點。所以在離交換機(jī)房配線較遠(yuǎn)、用戶數(shù)較少而變動較大、地下管道建設(shè)有困難的地方被廣泛應(yīng)用。
架空電纜一般適宜300對以下的全塑電纜,由于電纜本身有一定的重量,機(jī)械強(qiáng)度較差,所以除自承式電纜外,必須另設(shè)電纜吊線,并用掛鉤把電纜托掛在吊線下面。1、電纜敷設(shè)前檢查工作
首先要對單盤電纜的規(guī)格、對數(shù)、電氣性能等進(jìn)行檢查,符合要求后才能進(jìn)行敷設(shè)。電纜敷設(shè)前后不得有機(jī)械損傷,敷設(shè)時電纜必須從電纜盤上方放出,避免與支架、障礙物或地面摩擦與拖拉。電纜彎曲的曲率半徑必須大于電纜外徑的15倍。2、架空全塑電纜線路的組成⑴、電纜:全塑電纜的對數(shù)依據(jù)吊線程式、負(fù)荷區(qū)類別和單位長度上的電纜重量來確定。⑵、桿路以及附件電桿的標(biāo)準(zhǔn):水泥桿的規(guī)格型號舉例:YD-8.0-15-1.27:郵電,桿長8米,桿梢直徑15公分,容許彎度1.27T.M(噸.米);專用鐵件:吊線抱箍、擔(dān)夾、U型抱箍等;桿距:一般市區(qū)桿距定為35-40米,郊區(qū)桿距定為45-50米;電桿埋深:不同的電桿種類和土質(zhì)的埋深不同。通常在普通土8米的電桿為1.5米。⑶、電桿拉線及其附屬裝置①、拉線種類使用場合:種類有:落地拉線、高狀拉線、吊板拉線和V型拉線以及桿間拉線;使用場合有:角桿、跨越桿和終端桿。②、地貓裝置:當(dāng)前使用水泥盤。
⑷、吊線電纜吊線一般為7/2.2、7/2.6和7/3.0的鍍鋅鋼絞線。吊線的敷設(shè)包括吊線的選用、安裝吊線夾板、布放吊線、吊線接續(xù)、做終結(jié)(死頭)、收緊吊線等。吊線夾板裝置:
①、電纜吊線一般采用三眼單槽夾板(簡稱吊線夾板)固定在電桿上,夾板在電桿上的位置,應(yīng)能使所掛電纜符合最小垂直距離;②、吊線夾板至桿梢的最小距離一般不小于50公分,如因特殊情況可略為縮短,但不小于25公分;③、在同一電桿上裝設(shè)兩層吊線時,兩吊線間距離為40公分。布放吊線:
布放吊線時,應(yīng)先把已選擇好的鋼絞線盤放在具有轉(zhuǎn)盤裝置的放線架上,然后轉(zhuǎn)動放線架上的轉(zhuǎn)盤即可開始放線,布放吊線一般采用下列三種方法:①、把吊線放在電桿上吊線夾板的線槽里并把外面的螺帽略微旋緊,以不使吊線脫出線槽為度,隨后即可牽引;②、將吊線放在電桿和夾板間的螺帽上,但在直線上每隔6根電桿和轉(zhuǎn)彎線路上所有具有離桿拉力的角桿上(即外角桿上),仍須把吊線放在夾板的線槽里[方法同①];③、先把吊線布放在地上,然后用人工把吊線逐段搬到電桿與夾板間的螺帽上(一般用桿叉)。但采用此法必須以不使吊線受損、不妨礙交通、不會使吊線無法引上電桿等為原則;④、在布放吊線過程中應(yīng)盡可能使用整條的鋼絞線,以減少中間接頭,并要求在一個桿檔內(nèi)不得有一個以上的接頭。
吊線接續(xù):另纏法:此法使用3.0毫米鍍鋅鋼線進(jìn)行另纏,要求纏扎均勻緊密,纏線不得有傷痕或銹蝕,纏線總長度的偏差不得超過2公分。如圖2-4所示。圖2-4②、夾板法:采用三眼雙槽夾板接續(xù)吊線。夾板程式應(yīng)與吊線相適應(yīng),7/2.6及以下的吊線用一副三眼雙槽夾板,其夾板線槽的直徑應(yīng)為7毫米;7/3.0吊線應(yīng)采用兩副三眼雙槽夾板,夾板線槽的直徑為9毫米,夾板的螺帽必須擰緊,無滑絲現(xiàn)象。③、“U”形鋼線卡法:此法采用10mm的“U”形鋼線卡(必須附彈簧墊圈)代替三眼雙槽夾板,將鋼絞線夾住。
收緊吊線:
①、吊線布放后即可在線路的一端作好終結(jié),在另一端收緊;
②、收緊吊線的方法可根據(jù)吊線張力、工作地點和工具配備等情況而定。一般可采用緊線鉗、手拉葫蘆或手搬葫蘆等來收緊。吊線的連結(jié)(俗稱吊線結(jié)):
①、吊線沿架空電纜的路由布放,要形成始端、終端、交叉和分歧。由于更換電纜程式或角深過大等原因,要求對電纜做出不同的結(jié),以增強(qiáng)線路的穩(wěn)固性和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化;②、吊線連結(jié)的程式通常有:終端結(jié)(終結(jié))、假終結(jié)、十字結(jié)、丁字結(jié)和輔助結(jié)等;③、制作的方法有另纏法、夾板法和“U”形鋼卡法,夾板法和“U”形鋼卡法采用較多。
3.架空電纜方法
架設(shè)吊掛式全塑電纜線路有預(yù)掛掛鉤法、動滑輪邊放邊掛法、定滑輪牽引法和汽車牽引動滑輪托掛法。(1)、預(yù)掛掛鉤法:適用于架設(shè)距離200m左右并有障礙物的地方,如圖2-5所示:圖2-5(2)、動滑輪邊放邊掛法:適用于桿下無障礙物,雖不能通行汽車,但可以把電纜放在地面上,且架設(shè)的電纜距離又較短的情況。如圖3-6所示:圖2-6(3)、定滑輪牽引法:適用于桿下有障礙物不能通行汽車的情況下。(4)、汽車牽引動滑輪托掛法:適用于桿下無障礙物而又能通行汽車,架設(shè)距離較大,電纜對數(shù)較大的情況。
4、電纜掛鉤、吊扎⑴、掛電纜掛鉤時,要求距離均勻整齊,掛鉤的間隔距離為50公分,電桿兩旁的掛鉤應(yīng)距吊線夾板中心各25公分,掛鉤必須卡緊在吊線上,托板不得脫落;⑵、架空電纜在吊線接頭處,不用掛鉤承托,改用單股皮線吊扎或掛帶承托;⑶、架空電纜架設(shè)時,每隔5~8檔在電桿處留余彎一處。如圖2-7所示。圖2-72.3.3墻壁電纜及樓內(nèi)電纜敷設(shè)
我國城市電話已普遍進(jìn)入尋常人家,特別在城市住宅小區(qū),利用墻壁敷設(shè)全塑通信電纜,可以免去立桿路、鋪管道等工作,因此建筑時應(yīng)預(yù)設(shè)暗管暗線,以滿足樓內(nèi)用戶的需要。(一)、墻壁電纜1、墻壁電纜與其它管線的間隔標(biāo)準(zhǔn)
墻壁電纜跨越街道、院落時,最低點距地面應(yīng)不小于4.5米。在有過街樓宇的地方穿越,不應(yīng)低于過街樓宇底層的高度。墻壁電纜與其它管線的最小間隔,應(yīng)符合表2-4的規(guī)定:其它管線平行凈距(米)交叉凈距(米)避雷系統(tǒng)接地引線10.3工作保護(hù)地線0.050.02電力線0.150.05給水管0.150.02壓縮空氣管0.150.02熱力管(無包封)0.50.5表2-4墻壁電纜與其它管線的最小間距(二)、墻壁電纜的敷設(shè)方式
墻壁電纜的敷設(shè)方式有自承式、吊線式、卡鉤式(卡固式),一般沿室外墻壁敷設(shè)時宜采用自承式或吊線式,室內(nèi)墻壁敷設(shè)時宜采用卡鉤式。1、自承式墻壁電纜(1)、電纜直線架設(shè)安裝方法:自承式電纜沿墻直線架設(shè)可采用角鋼墻擔(dān)。電纜直線架設(shè)安裝方法如圖2-8所示:圖2-8(2)、自承式墻壁電纜的安裝技術(shù)要求:①、各終端、中間支持物應(yīng)安裝牢靠,整齊水平;②、中間支持物間距應(yīng)在10米以下,間距均勻;③、終端、轉(zhuǎn)角支持物應(yīng)使用終端轉(zhuǎn)角墻擔(dān)。中間支持物應(yīng)使用角鋼墻擔(dān);④、墻壁自承式電纜與鋼線在吊線分離處應(yīng)用尼龍扎帶綁扎牢固;⑤、轉(zhuǎn)角處余兜為20~30公分。2、吊線式墻壁電纜(1)、吊線程式及支撐物的間距標(biāo)準(zhǔn)
吊線式墻壁電纜與吊掛式架空電纜相似,只是吊線的支撐物是利用墻上的支撐物與終端的固定物。吊線式墻壁電纜的吊線程式及支撐物的間距應(yīng)符合要求。(2)、吊線式墻壁電纜敷設(shè)形式
吊線式墻壁電纜,在墻壁上的敷設(shè)形式有水平敷設(shè)與垂直敷設(shè)。①、當(dāng)?shù)蹙€水平敷設(shè)時其終端可用有眼拉攀,中間的支持物用吊線支架裝設(shè)。終端裝置和中間支持物均用金屬膨脹螺栓固定在墻壁上;②、吊線垂直固定在墻壁上,兩支持物間最大跨距應(yīng)小于20米,其終端固定物可采用終端拉攀裝置、有眼拉攀裝置或雙插墻擔(dān)裝置;(3)、電纜的吊線終端
吊線式墻壁電纜各種終端、中間支持物,應(yīng)裝設(shè)牢固、橫平豎直、整齊美觀,各支撐點應(yīng)盡量水平。
吊線式墻壁電纜的吊線終端,一般使用U型鋼卡,其制作方法如圖2-9所示。圖2-93、
樓內(nèi)電纜的敷設(shè)(1)、樓內(nèi)暗管
①、樓內(nèi)暗管是指在建筑物內(nèi)預(yù)埋的敷設(shè)通信電纜的管路,暗管一般采用鋼管或塑料管;
②、暗管兩端管口應(yīng)襯墊橡皮,以保護(hù)電纜,水平有縫管的接縫應(yīng)置于管身的上方。暗管轉(zhuǎn)彎的曲率半徑應(yīng)大于可穿放最大電纜的最小曲率半徑,轉(zhuǎn)角角度必須大于90度,一根暗管不得有兩個以上的轉(zhuǎn)角且不得有“S”彎;③、水平暗管內(nèi)的電纜布放
首先根據(jù)設(shè)計規(guī)定進(jìn)行現(xiàn)場核實管孔位置、電纜規(guī)格程式,檢查暗管管口并把管口倒鈍,以便布放過程中保護(hù)電纜。由兩人在兩端向前或向后牽動管內(nèi)引線,檢查管路是否暢通,如發(fā)現(xiàn)管路不夠暢通,應(yīng)檢查原因,必要時,應(yīng)在布放的電纜上使用潤滑劑,然后用網(wǎng)套牽引頭牽引電纜,進(jìn)入該段暗管;④、垂直暗管內(nèi)的電纜布放
垂直暗管內(nèi)的電纜布放與水平暗管內(nèi)的電纜布放基本相同,一般采用自上而下布放,需要時也可自下而上布放。如果跨樓層布放,跨層的樓面需有人監(jiān)護(hù)電纜,直到布放完畢。⑵、電纜槽
在未設(shè)暗管的樓房,可加裝“U”形電纜槽,電纜槽的槽體為聚氯乙烯塑料(PVC)制成,“U”形槽的底部用螺釘固定在墻上,然后扣上其槽蓋,線路裝設(shè)或檢修時,只需打開槽蓋就能施工,十分方便。
(3)、樓內(nèi)電纜的走向
樓內(nèi)電纜從樓房旁邊的手(或人)孔引入,在適當(dāng)?shù)攸c設(shè)總配線箱,樓房內(nèi)如有用戶交換機(jī),則在靠近交換機(jī)室的附近引入,如無交換機(jī)室則應(yīng)在樓的中部或配線線路的匯集點引入,然后根據(jù)用戶情況再設(shè)若干配線箱(或暗線箱),如圖2-10所示。圖2-10樓內(nèi)電纜從總配線箱到各配線箱一般選取垂直通道,也可通過樓梯道上下連通,一般每一層樓布放一條電纜,且不復(fù)接。(4)、室內(nèi)配線箱
室內(nèi)配線箱內(nèi)裝若干塊20或50對的穿線板與掛線板,箱的上下壁均設(shè)有電纜引入孔,外側(cè)設(shè)有箱門,既可裝于墻內(nèi)也可設(shè)于墻上。單元式住宅樓,一般采用墻內(nèi)配線箱。在配線箱內(nèi)余長,應(yīng)圈好綁扎在配線箱內(nèi),并用棉紗等材料堵塞管孔與電纜間的空隙及空余的管孔。2.3.4電纜管道的建筑與管道電纜的敷設(shè)
電纜管道是用以穿放通信電纜的一種地下管線建筑。在地下電纜線路中以應(yīng)用管道建筑為主,管道材料以混凝土管和塑料管為主,因為混凝土管成本低,而塑料管重量輕、管壁光滑、接續(xù)簡單、密閉性好、絕緣性能好等優(yōu)點,塑料管近年來得到廣泛應(yīng)用。管孔斷面的排列組合,應(yīng)遵守高大于寬的原則,在地形受到限制時,可采用臥鋪或并鋪的方法。(一)、管道系統(tǒng)的組成
電纜管道是由人孔、手孔、管路三部分構(gòu)成的,按照使用性質(zhì)和分布段落分類,可分為用戶管道和局間主干管道。1、用戶管道
用戶管道是從電話局電纜進(jìn)線室引出,穿放用戶電纜的管道,按其使用要求,可分為主干管道和配線管道。(1)主干管道采用多孔管道建筑形式,一般用來穿放400對以上的主干電纜。標(biāo)準(zhǔn)的管孔直徑為90毫米,為了適應(yīng)現(xiàn)代通信的需要和塑料管道的普遍使用,管孔直徑可以在:25毫米——110毫米。為了便于抽穿和經(jīng)常維護(hù)、檢修電纜,在多孔管道中,每隔120~150米設(shè)置人孔或手孔一個。主干管道一般應(yīng)建筑在人行道上或車行道的一側(cè)。
(2)配線管道
作為主干管道的分支,配線管道常常直接引入鄰近的用戶建筑物內(nèi),用于穿放配線電纜。由于配線電纜對數(shù)較?。?00對以下),管孔直徑可以小一些,管孔數(shù)量也可以少一些(一般為2~3個)。為了便于用戶配線和維護(hù)檢修,每隔50~100米設(shè)置手孔一個。
在用戶密度不高的地區(qū),可以不作配線管道,而利用主干管道由人孔或手孔引上電桿,采取架空電纜配線方式。2、局間主干管道
為了節(jié)約費用,實際工作中一般用戶電纜與中繼電纜合用—條管道,使得用戶管道與主干管道的劃分,本質(zhì)上失去了明確的界限。(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,應(yīng)結(jié)合人孔兩側(cè)管道進(jìn)入人孔內(nèi)的高度而定。如表2-5所示:管道程式路面——管頂最小埋深(米)人行道車行道鐵路軌道混凝土管鐵管石棉水泥塑料管表2-5(三)、管道段長
兩個相鄰人孔中心線間的距離,叫做管道段長,管道段長越長建筑費用就越經(jīng)濟(jì)。但由于電纜在管孔中穿放時所承受的張力隨著段長而增加,電纜本身將受到一定的損害,為了減少或避免這種損害,電纜不論穿在直線管道中還是彎曲管道中,承受的終端張力以不超過1500公斤為準(zhǔn)。
直線管道允許段長一般應(yīng)限制在150米內(nèi),在實際工作中通常按120-130米為一個段長。
彎曲管道應(yīng)比直線管道相應(yīng)縮短,采用彎曲管道時,它的曲率半徑一般應(yīng)不小于36米,在一段彎曲管道內(nèi)不應(yīng)有反向彎曲即“S”彎曲,在任何情況下也不得有U形彎曲出現(xiàn)。
(四)、人(手)孔位置的選擇、類型、基礎(chǔ)、附屬設(shè)備1、人(手)孔的位置
人(手)孔的位置一般不宜選在下列地點:(1)、重要的公共場所或交通繁忙的房屋建筑門口;(2)、影響交通的路口;(3)、極不堅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蓋可能的地點;(5)、消火栓、污水井、自來水井等地點附近。2、人(手)孔類型人孔分為直通型人孔、拐彎型人孔、分歧型人孔、扇型人孔、局前人孔和特殊型人孔等。直通型有長方形人孔和腰鼓形人孔兩種。2.3.5全塑電纜的接續(xù)全塑電纜芯線接續(xù)是全塑電纜敷設(shè)施工中的一個重要組成部分,在質(zhì)量上要求較高。必須接續(xù)可靠和長時期保持應(yīng)有的性能,以保證通信暢通。適合架空、直埋或管道等各種使用場合。(一)、電纜芯線的編號與對號
電纜芯線的編號與對號是保證電纜芯線接續(xù)質(zhì)量的一項重要工作。1、電纜芯線的編號
全色譜電纜芯線順序是由中心層起向外層順序編號的。
一般規(guī)定A端線號是面向電纜按順時針方向進(jìn)行編號;而B端線號則按反時針方向進(jìn)行編號。
全塑全色譜電纜的線序使用原則為“由遠(yuǎn)到近,從小到大”。2、電纜芯線的對號
電纜芯線對號的目的,主要是核對和辨認(rèn)一段全塑電纜的芯線序號,防止造成錯接的一種手段。對號時一般以靠近電話局或交接箱的一端為準(zhǔn),用放音對號器與另一端對號,使兩端線序一致。
(二)、全塑電纜常用接續(xù)方法1、全塑電纜芯線壓接接續(xù)的原理
導(dǎo)線連接后其電阻值決定于導(dǎo)體材料的電阻、兩接觸面間的接觸電阻和因污染或氧化而產(chǎn)生的薄膜電阻。因而芯線的接續(xù)除了要考慮增大和保持接觸面間的壓力外,還要做到兩點:(1)要除去或刺穿任何存在于導(dǎo)線表面上的不導(dǎo)電薄膜。(2)讓這些接觸面上沒有或不產(chǎn)生新的氧化膜,這就需要有足夠牢固的氣密接觸面。2、全塑電纜芯線壓接接續(xù)的要求(1)在芯線接續(xù)過程中,要除去或刺穿導(dǎo)線表面的不導(dǎo)電薄膜;(2)在接頭處要有一個緊密的接觸面,形成一個可靠的氣密面接觸狀態(tài);(3)接續(xù)后要在芯線接頭處長期保持穩(wěn)定與持久的壓力;(4)芯線接頭應(yīng)加硅脂保護(hù),以便與外界空氣隔離,以免再生成新的氧。(三)、全塑電纜芯線接續(xù)規(guī)定
1、電纜芯線接續(xù)前檢查,合格后方可進(jìn)行電纜接續(xù);
2、全塑電纜芯線接續(xù)必須采用壓接法,不得采用扭接法;
3、電纜芯線的直接、復(fù)接線序必須與設(shè)計要求相符,全色譜電纜必須色譜、色帶對應(yīng)接續(xù);
4、電纜芯線接續(xù)不應(yīng)產(chǎn)生混線、斷線、地氣、串音及接觸不良,接續(xù)后應(yīng)保證電纜的標(biāo)稱對數(shù)全部合格;
5、對于填充型全塑電纜的清洗應(yīng)使用專用清洗劑。(四)、全塑電纜芯線接續(xù)方法全塑電纜芯線的接續(xù)方法主要采用扣式接線子和模塊式接線子接續(xù)法。扭接法工序多、費工時、要求有技術(shù)熟練的工人操作、且接續(xù)不牢靠,已逐步被模塊式接線子接續(xù)法取代。1、扣式接線子接續(xù)法
扣式接線子接續(xù)法是我國廣泛采用的小對數(shù)全塑全色譜電纜芯線接續(xù)方式。2、模塊式接線子接續(xù)法
模塊式接線子也稱為模塊型卡接排,簡稱模塊或卡接排。具有接續(xù)整齊、均勻、性能穩(wěn)定、操作方便和接續(xù)速度快等優(yōu)點。
一般模塊式接線子一次接續(xù)25對。
利用模塊式接線子可進(jìn)行直接、橋接和搭接,大對數(shù)電纜常用。⑴、模塊式接線子的結(jié)構(gòu)
模塊式接線子由底板、主板和蓋板三部分組成。主板由基板、U形卡接片、刀片組成?;逵伤芰现瞥缮稀⑾聝煞N顏色??拷装逡粋?cè)與底板顏色相同,一般為金黃色,靠近蓋板一側(cè)與蓋板顏色一致,一般為乳白色。一般用底板與主板壓接局方芯線,主板與蓋板壓接用戶芯線。模塊式接線子的結(jié)構(gòu)如圖3-11所示。圖2-11⑵、模塊式接線子的壓接工具
用模塊式接線子接續(xù)時,要用專用的壓接工具,壓接工具主要由接線架和壓接器兩部分組成。接線架
接線架包括有接線機(jī)頭1~2個、支架管(電纜固定架)、接線機(jī)頭支架、電纜扣帶2個、檢線梳及試線塞子、工具箱等組成,如圖2-12所示。圖3-12②、壓接器:如圖2-13所示。圖2-13⑶、模塊式接線子接續(xù)規(guī)定①、按設(shè)計要求的型號選用模塊式接線子;②、接續(xù)配線電纜芯線時,模塊下層接局端線,上層接用戶端線;③、接續(xù)主干電纜芯線時,模塊下層接B端線,上層接A端線;④、接續(xù)不同線徑芯線時,模塊下層接細(xì)線徑線,上層接粗線徑線;⑤、模塊排列整齊,松緊適度,線束不交叉,接頭呈橢圓形;⑥、無接續(xù)差錯,芯線絕緣電阻合格。⑷、全塑電纜的接頭封合
電纜線路的故障大部分發(fā)生在電纜接頭封合處,因此選用合適的封合材料和方式正確進(jìn)行全塑電纜接頭封合對設(shè)計、施工和維護(hù)工作具有極其重要的意義。全塑電纜接頭封合的技術(shù)要求①、具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,接頭應(yīng)能承受一定的壓力和拉力;②、具有良好的密封性,能達(dá)到氣閉要求;③、便于施工和維護(hù)方便,操作簡單;④、具有較長的使用壽命。全塑電纜接續(xù)套管的封合方法①、熱接法:熱縮套管封合法、注塑“O”型套管封合法和輔助“O”型套管包封法。②、冷接法:用于架空電纜、墻壁電纜和樓層電纜(采用帶硅脂的接線子接續(xù),防潮性能較好)等,接續(xù)套管有多用接線盒、接線筒、玻璃鋼“C”型套管、裝配式套管(剖管)等。前三種接續(xù)套管主要應(yīng)用于架空電纜,后一種適用于填充型或充氣型電纜。2.3.6電纜的入局與成端(一)、電纜進(jìn)局方式
由于通信規(guī)模的不斷擴(kuò)大,進(jìn)出交換端局的電纜數(shù)量、程式不盡相同。進(jìn)局方式一般采用組合管道或隧道。1.組合管道
由各種不同管徑的電纜管道組合在一起形成的管道群就稱為組合管道,它是根據(jù)不同的電纜外徑選擇一定比例的不同管徑的管道組合而成。2.隧道
在出局人孔到地下電纜進(jìn)線室之間修筑隧道是進(jìn)局電纜較為理想的一種方式,在隧道兩側(cè)的墻壁上安裝上多層鐵架,可使電纜方便而有序的敷設(shè)。
(二)、電纜在地下進(jìn)線室的排列和上線
1、概述
電纜由管道或隧道進(jìn)入電纜室后,其走向、排列和在電纜鐵架托板上的位置應(yīng)按設(shè)計處理。2、端局電纜的配線裝置
總配線架(MDF)安裝在測量室內(nèi),所有局內(nèi)電話的外線均應(yīng)接至MDF,再由MDF接至相關(guān)設(shè)備。通過MDF可以隨時調(diào)整配線和測試局內(nèi)外線,并可使局內(nèi)線免受外來雷電及強(qiáng)電流的損傷,所以MDF是全局通信線路的樞紐,電纜進(jìn)線室如圖2-14所示。MDF一般由橫列、直列鐵架,成端電纜線把、保安器彈簧排、保安器、實驗彈簧排、端子板和用戶跳線等部分組成。圖2-14通過MDF可以隨時調(diào)整配線和測試局內(nèi)外線,并可使局內(nèi)線免受外來雷電及強(qiáng)電流的損傷,所以MDF是全局通信線路的樞紐。2.3.7電纜配線概述
局內(nèi)通信網(wǎng)按照用戶分布狀況,從出局電纜開始,將電纜芯線分配到各個配線點,既能保證用戶當(dāng)前需要,又能適應(yīng)未來的發(fā)展,這種分配芯線的方式稱作“電纜配線”或用戶電纜線路的配線。(一)、交接箱1、交接箱的分類⑴、按交接箱內(nèi)有無接線端子分為無端子交接箱和有端子交接箱;⑵、按其接續(xù)方式不同分為壓接式和卡接式兩大類,卡接式又分為接線子卡接式和模塊卡接式,模塊卡接式細(xì)分為直卡式和旋轉(zhuǎn)式;⑶、按交接箱安裝位置不同分為架空式交接箱、落地式交接箱。2、交接箱的安裝⑴、落地式交接箱的安裝;⑵、架空式交接箱的安裝。3、交接箱的芯線連接⑴、采用雙面旋轉(zhuǎn)模塊直接接入背面,旋轉(zhuǎn)端子接入芯線;⑵、采用單面旋轉(zhuǎn)模塊采用扣式接線子或模塊接線子接入芯線;⑶、接續(xù)完畢后,進(jìn)行對號、絕緣性能測試。確認(rèn)合格后,模塊支架恢復(fù)原位。4、交接箱的接地:⑴、落地式交接箱屏蔽線接地
交接箱的屏蔽線連接板與箱體相互絕緣,電纜屏蔽線連接在連接板上并接一個地線,箱體在基座的其中一個固定螺絲上做好地線;⑵、架空交接箱屏蔽線接地交接箱的屏蔽線連接板與箱體絕緣,屏蔽線連接在連接板上,接一個地氣棒,箱體及站臺應(yīng)另接一個地氣棒接地。(二)、分線箱(盒)1、分線箱(盒)的分類和結(jié)構(gòu)⑴、分類:按其接續(xù)方式不同可分為壓接式和卡接式兩大類;按其安裝方式不同可分為掛式和嵌式兩種;⑵、規(guī)格:分線盒按其容量可分為5、10、20、30、50、100回線等規(guī)格;⑶、標(biāo)記:完整標(biāo)記由標(biāo)準(zhǔn)號、規(guī)格構(gòu)成;⑷、結(jié)構(gòu)形式:由箱(盒)體、箱(盒)蓋和接線排構(gòu)成。2、分線箱(盒)安裝分線箱(盒)是配線電纜和用戶線匯接的終端設(shè)備。分線箱(盒)在電桿及墻壁上安裝,不論采用木質(zhì)或金屬背架均要求牢固、端正、接地良好。2.3.8用戶引入線與引入設(shè)備從電纜分線箱(盒)到用戶話機(jī)的這一段線路叫用戶引入線。用戶引入線分為兩部分,即用戶室外皮線與用戶話機(jī)接線。2.3.9電纜線路的配線
用戶線路一般分為三部分:主干電纜線路是從局內(nèi)總配線架到交接箱的一段線路;配線電纜線路是從交接箱到分線箱(盒)的一段電纜線路;用戶引入線是從分線箱(盒)到用戶話機(jī)的一段線路(皮線或小對數(shù)電纜)。1、電纜線路的配線方式局內(nèi)通信線路的配線有直接配線、復(fù)接配線、自由配線和交接配線等幾種方法。⑴、直接配線
直接配線是把電纜芯線直接分配到分線箱(盒)上,分線箱(盒)之間不復(fù)接,彼此之間沒有通融性。⑵、復(fù)接配線電纜的復(fù)接方式分為全部復(fù)接和部分復(fù)接兩種:①、全部復(fù)接:主干電纜全部復(fù)接是指兩條配線電纜的對數(shù)和線序完全相同,而兩條電纜的分線箱(盒)的數(shù)目和線序分配可以不必相同。②、部分復(fù)接:電纜一部分線對相復(fù)接的配線,稱為部分復(fù)接。復(fù)接配線:①、復(fù)接是為了適應(yīng)用戶變化,即同一對線接入兩三個分線箱(盒)內(nèi),這樣增加了設(shè)備的通融性,同時提高了電纜芯線的使用率;②、復(fù)接可以按需要在少數(shù)分線箱(盒)間進(jìn)行,也可在整條電纜上進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)接;③、復(fù)接配線應(yīng)根據(jù)用戶密度、發(fā)展速度、末期用戶數(shù)、配線區(qū)分割等因素綜合考慮。⑶、交接配線經(jīng)過交接箱內(nèi)跳線的跳接,靈活連接主干電纜和配線電纜的配線方式叫做交接配線,如圖2-15所示。圖2-15在交接箱內(nèi)能分隔線對,因此對障礙線對的調(diào)度、測試等維護(hù)工作都比較方便。通常最廣泛采用的是交接配線方式。交接區(qū)的容量確定
①、交接區(qū)的容量應(yīng)按最終進(jìn)入交接箱的主干電纜所服務(wù)的范圍確定,一般主干電纜對數(shù)分為200對、400對、600對、800對、1000對、1200對、2400對等幾檔;
②、根據(jù)近期預(yù)測,引入主干電纜在100對以上的園區(qū)、樓宇內(nèi)可單獨設(shè)立交接區(qū);
③、交接區(qū)容量的確定要因地制宜,不能拼湊用戶數(shù),以維持交接區(qū)的穩(wěn)定,避免用戶線路的變動。交接配線適用范圍①、一般適用于用戶密集區(qū)域,其范圍是由交接箱配出若干條配線電纜,以每100對電纜所覆蓋的地區(qū)作為一個交接配線區(qū);②、將線序直接分配至各分線箱(盒)設(shè)備上,配線區(qū)電纜芯線利用率在70%左右。交接配線電纜①、從交接箱引出的配線電纜,應(yīng)根據(jù)電纜的條數(shù),順序編成交01號、交02號等電纜;②、交接箱之間如果設(shè)有聯(lián)絡(luò)電纜,則編號為聯(lián)交1#、聯(lián)交2#等;③、為了保證交接箱的正常維護(hù)使用,應(yīng)做到MDF、交接箱等設(shè)備與圖紙、用戶卡片、交接配線表等與原始記錄準(zhǔn)確相符。配線表①、電纜配線表的內(nèi)容包括電纜編號、線序、配線架列號、交接箱編號、所在園區(qū)名稱、簡明配線圖、用戶電話號碼及所占線序、分線設(shè)備編號、容量、線序、芯線障礙情況等;2.4全塑電纜線路的維護(hù)全塑市話電纜線路設(shè)備的維護(hù)分為日常巡查、障礙查修、定期維修、障礙搶修。對于各種維修項目都規(guī)定維修指標(biāo)。2.4.1全塑電纜線路常見故障1、混線:同一線對的芯線由于絕緣層損壞相互接觸稱為混線也叫自混。相鄰線對芯線間由于絕緣層損壞相碰稱為它混。接頭內(nèi)受過強(qiáng)拉力或受外力碰損使芯線絕緣層受傷的部位常造成混線情況。2、地氣:電纜芯線絕緣層損壞碰觸屏蔽層稱為地氣,它是因受外力磕、碰、砸等磨損壞纜芯護(hù)套或工作中不慎使芯線接地而形成。3、斷線:電纜芯線一根或數(shù)根斷開稱為斷線,這種現(xiàn)象一般是由于接續(xù)或敷設(shè)時不慎使芯線斷裂、受外力損傷、強(qiáng)電流燒斷所致。4、絕緣不良:電纜芯線之間以塑料為絕緣層,由于絕緣物受到水和潮氣的侵襲,使絕緣電阻下降,造成電流外溢的現(xiàn)象稱為絕緣不良。它一般是由接頭在封焊前驅(qū)潮處理不夠、或因電纜受傷浸水、或充氣充入潮氣等原因造成芯線絕緣長期下降所致。5、串、雜音:在一對芯線上,可以聽到另外用戶通話聲音,叫串音;用受話器試聽,可以聽到“嗡嗡”或“咯咯”的聲音,稱為雜音。線路的串、雜音主要是由于電纜芯線錯接,或破壞了芯線電容的平衡、線對接頭松動引起電阻不平衡、外界干擾源磁場竄入等影響而造成。實際電纜故障可能是幾種類型障礙的組合。比如:芯線接地故障同時會造成線對自混;在電纜浸水、受潮比較嚴(yán)重時,所有的芯線及芯線對地之間的絕緣電阻均很低,就同時存在自混、接地和它混故障現(xiàn)象。2.4.2全塑電纜線路的維護(hù)要求1、線路維護(hù)項目⑴、維護(hù)項目分為日常巡查、故障查修、定期維修和故障搶修;⑵、維護(hù)工作必須做到①、嚴(yán)格按照上級主管部門批準(zhǔn)的安全操作規(guī)程進(jìn)行;②、根據(jù)實際工作,制訂出翔實的維護(hù)工作方案后方可實施;③、作好原始記錄,遇到重大問題應(yīng)請示有關(guān)部門并及時處理;④、對重要用戶、專線及重要通信時段要加強(qiáng)線路維護(hù),保證通信。2、線路維護(hù)指標(biāo)及測試要求⑴、全塑市話電纜線路的維護(hù)指標(biāo)及測試周期,如表3-6所示序號測試項目測試分項測試周期1絕緣電阻空閑主干線對絕緣電阻1次/年,每條電纜抽測>5對用戶線路全程絕緣電阻自動,1次/3-7天用戶線路絕緣電阻投入運行時測試,以后按需測試2單根導(dǎo)線直流電阻投入運行時或故障修復(fù)后測試用戶線路環(huán)阻3用戶線路傳輸衰減投入運行時或線路質(zhì)量劣化時測試4近端串音衰減投入運行時測試,以后按需測試遠(yuǎn)端串音防衛(wèi)度5電纜屏蔽層連通電阻投入運行時測試,以后每年測試一次表2-6維護(hù)指標(biāo)及測試周期⑵、全塑電纜絕緣電阻維護(hù)指標(biāo)最小值見表3-7。線路類型線路情況維護(hù)指標(biāo)用戶電纜線路主干電纜空閑線對,測試電壓250V50兆歐用戶線路(連接有MDF保安單元和分線設(shè)備),測試電壓100V30兆歐用戶線路(包括引入線及用戶終端設(shè)備),測試電壓100V500千歐注:投入運維時,各類電纜線路的絕緣電阻指的是每吊線對導(dǎo)線間或?qū)w與地間的電阻表2-7絕緣電阻維護(hù)指標(biāo)最小值⑶、全塑電纜屏蔽層連通電阻維護(hù)指標(biāo)(20℃①、全塑主干電纜:≤2.6Ω/km②、全塑架空配線電纜:≤5.0Ω/km注:電纜屏蔽層連通電阻系指施工中的屏蔽層用屏蔽連接線全線連通后測試的電阻值。3.線路設(shè)備定期維護(hù)項目和周期⑴、線路(見表2—8)項目維護(hù)內(nèi)容周期備注架空線路整理、更換掛鉤、檢修吊線1次/年根據(jù)巡檢情況,隨時增加次數(shù)清除電纜、吊線上的雜物不定期進(jìn)行檢修桿路、線擔(dān)1次/半年根據(jù)環(huán)境情況,隨時增減次數(shù)管道線路人孔檢修1次/兩年清除孔內(nèi)雜物,抽除孔內(nèi)積水人孔蓋檢查隨時進(jìn)行報告巡檢情況,隨時處理配線室檢修1次/半年檢查電纜井和地下室積水、雜物1次/月汛期增加次數(shù)表2—8線路維護(hù)項目和周期⑵、防雷(見表3—9)項目維護(hù)內(nèi)容周期備注防雷接地裝置、接地電阻測試1次/年雷雨季節(jié)前進(jìn)行設(shè)備保護(hù)地線、接地電阻測試1次/年雷雨季節(jié)前進(jìn)行防雷地線、屏蔽線接地電阻測試1次/年雷雨季節(jié)前進(jìn)行MDF保安排測試、檢查、調(diào)整1次/年雷雨季節(jié)前進(jìn)行、每次雷雨后檢查表2—9防雷維護(hù)項目和周期⑶、交接箱、分線箱(盒)(見表3—10)項目維護(hù)內(nèi)容周期備注交接箱內(nèi)部裝置清掃、接地線檢查不定期進(jìn)行結(jié)合巡檢工作進(jìn)行跳線整理、線序核對1次/季加固、清潔、補(bǔ)漆1次/兩年按技術(shù)要求維護(hù)接地電阻測試1次/兩年分線箱(盒)內(nèi)部裝置清掃、整理引入皮線1次/兩年清除孔內(nèi)雜物,抽除孔內(nèi)積水補(bǔ)漆1次/兩年報告巡檢情況,隨時處理接地電阻測試20%/兩年表2—10交接箱、分線箱(盒)維護(hù)項目和周期2.4.3全塑電纜線路的故障測試在日常維護(hù)工作中,電纜發(fā)生故障時應(yīng)盡快的恢復(fù)通話,必要時采取“先重點后一般”和“搶多數(shù),修個別”的原則,迅速排除故障并防止擴(kuò)大范圍,確保電話暢通。這樣就需要維檢人員在排除故障時,首先應(yīng)判斷故障的性質(zhì),并選擇儀器及時測定故障位置,再進(jìn)行修復(fù)工作。要做到測量結(jié)果準(zhǔn)確,應(yīng)做到以下幾點:1、對于測量基本原理和儀表的使用方法必須熟練掌握;2、對于線路的變更(交接跳線、用戶檔案)要有準(zhǔn)確的記錄;3、測量過程中,應(yīng)注意溫度對導(dǎo)線電阻的影響;4、測量時操作要小心、測量要耐心、觀察要細(xì)心。電纜線路故障測試的基本步驟:一般有故障性質(zhì)診斷、故障測距與故障定點三個步驟。1.故障性質(zhì)診斷在線路出現(xiàn)故障后,使用兆歐表、萬用表、綜合測試儀等確定線路障礙性質(zhì)與嚴(yán)重程度,以便分析判斷故障的大致范圍和段落、選擇適當(dāng)?shù)臏y試方法;2.故障測距使用專用測試儀器測定電纜障礙的距離又叫粗測,即初步確定障礙的最小區(qū)間;3.故障定點根據(jù)儀器測距結(jié)果,對照圖紙資料,標(biāo)出障礙點的最小區(qū)間,然后攜帶儀器到現(xiàn)場進(jìn)行測試,作精確障礙定位。復(fù)習(xí)思考題1、何為全塑通信電纜芯線扭絞?扭絞的目的是什么?2、全色譜25對基本單位的線對色譜是如何配置的?3、全塑通信電纜(單位式)的A、B端是如何確定的?3、全塑通信線路施工中電纜配盤的目的、依據(jù)是什么?4、簡要說明你是怎樣識別HYA100×2×0.4電纜芯線1~100線序的?5、電纜線路故障種類有哪些?6、電纜線路故障測試的基本步驟?
第3章通信光纜線路3.1光通信的基本原理與特點3.1.1光纖通信的發(fā)展概況利用光導(dǎo)纖維作為光傳輸媒介的光纖通信,其發(fā)展只有二三十年的歷史。1966年7月,英藉華裔學(xué)者高錕博士(K.C.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)在PIEE雜志上發(fā)表了一篇十分著名的文章《用于光頻的光纖表面波導(dǎo)》,該文從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現(xiàn)光通信的可能性,并設(shè)計了通信用光纖的波導(dǎo)結(jié)(即階躍光纖)。更重要的是科學(xué)地預(yù)言了制造通信用的超低耗光纖的可能性,即加強(qiáng)原材料提純,加入適當(dāng)?shù)膿诫s劑,可以把光纖的衰耗系數(shù)降低到20dB/km以下。以后的事實發(fā)展雄辯地證明了高錕博士文章的理論性和科學(xué)大膽預(yù)言的正確性,所以該文被譽(yù)為光纖通信的里程碑。1970年美國康寧玻璃公司根據(jù)高錕文章的設(shè)想,用改進(jìn)型化學(xué)相沉積法(MCVD法)制造出當(dāng)時世界上第一根超低耗光纖,成為使光纖通信爆炸性競相發(fā)展的導(dǎo)火索。1970年,美國貝爾實驗室研制出世界上第一只在室溫下連續(xù)波工作的砷化鎵鋁半導(dǎo)體激光器,為光纖通信找到了合適的光源器件。光纖通信的發(fā)展有以下三個階段:第一階段(1966~1976年),從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)時期,實現(xiàn)了短波長(0.85μm)低速率(45或34Mb/s)多模光纖通信系統(tǒng),無中繼距離約10km;第二階段(1976~1986年),大發(fā)展時期,光纖從多模發(fā)展到單模,工作波長從短波長發(fā)展到長波長(1.31和1.55μm),實現(xiàn)了1.31μm、傳輸速率140~565Mb/s的單模光纖傳輸系統(tǒng)(PDH),其無中繼距離為50~100km;第三階段(1986年~),全面深入開展新技術(shù)研究,實現(xiàn)了1.55μm單模光纖通信系統(tǒng)(SDH),速率達(dá)2.5~10Gb/s,無中繼距離為100~150km;1996年后,研發(fā)波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)(WDM),每波長傳輸速率10或40Gb/s及光波網(wǎng)絡(luò)。3.1.2光波波譜光波是電磁波,其波長在微米級、頻率為1014Hz數(shù)量級。由圖4-光電磁波波譜圖中可以看出,紅外線、可見光、紫外線均屬于光波的范疇。目前光纖使用的波長范圍是在近紅外區(qū)內(nèi)。光纖通信初期,根據(jù)光纖的本征特性光纖通信波長使用0.85μm、1.31μm和1.55μm三個窗口。目前由于光纖技術(shù)的飛速發(fā)展,新一代光纖已突破了三個低衰耗窗口的瓶徑,實現(xiàn)了全波段使用(1260nm-1625nm)。光纖通信新材料和新技術(shù)的應(yīng)用,提高了光波可利用率,使光纖通信容量大幅度提高。圖4-1光電磁波波譜圖3.1.3光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理(一)、光纖通信原理光纖通信過程:光發(fā)送端機(jī)將已調(diào)制的光波送入光導(dǎo)纖維,經(jīng)光導(dǎo)纖維傳送至光接收端機(jī)。光接收端機(jī)是將信號變換成電信號的光接收機(jī)。光信號經(jīng)過光纖傳輸?shù)竭_(dá)接收端,首先經(jīng)光電二極管(PLN)或雪崩光電二極管(APD)檢波變?yōu)殡娒}沖,然后經(jīng)放大、均衡、判斷等適當(dāng)處理,恢復(fù)為送入發(fā)送端時的電信號,再送至接收電端機(jī)。它與一般通信過程所不同的主要兩點:一是傳輸光信號;二是利用光纖作為媒質(zhì)傳輸手段?;竟饫w通信系統(tǒng)組成如圖4-2所示。圖4-2基本光纖通信系統(tǒng)組成圖(二)、光纖通信的主要優(yōu)點1、頻帶寬、通信容量大一根光纖的帶寬在理論上能容納107路4MHZ的視頻或1010路的4KHZ音頻,而同軸電纜帶寬為60MHZ,能傳輸104路4KHZ音頻,光纖帶寬為同軸電纜的100萬倍。按話路計算一對光纖按目前的2.5Gb/s的通信系統(tǒng)計算,就可達(dá)到28800個話路。加上密集波分后話路將非??捎^。2、損耗低,傳輸距離遠(yuǎn)目前光纖采用的SiO2玻璃介質(zhì),純凈度很高,光纖損耗極低。光纖平均損耗在0.2~0.4db/km,中繼距離達(dá)幾十、上百公里。3、信號串?dāng)_小,保密性能好由于光波具有良好的相干性,隨著光器件的不斷進(jìn)步,不同光纖的光信號、同根光纖的不同波長間不會產(chǎn)生干擾,因此,光纖通信比傳統(tǒng)的無線和其他有線通信具有更好的保密效果。4、抗電磁干擾,傳輸質(zhì)量佳由于光纖是非金屬的介質(zhì)材料,且傳輸?shù)氖枪庑盘?,因此,它不受電磁干擾,傳輸質(zhì)量較好。5、尺寸小、重量輕,便于敷設(shè)和運輸由于光纖的纖芯直徑僅125微米,經(jīng)過表面涂覆后尺寸為0.25mm,制成光纜后,直徑一般為十幾毫米;要比電纜線徑細(xì),重量輕,這樣在長途干線或市內(nèi)線路上,空間利率高,且便于制造多芯光纜。(三)、光纖通信的主要缺點光纖通信與傳統(tǒng)的電纜相比,也存在以下幾個特殊問題。1、光纖性質(zhì)脆,需要涂覆加以保護(hù)。此外,為了能承受一定地敷設(shè)張力,在光纖結(jié)構(gòu)上需要多加考慮。2、對切斷和連接光纖時,需要高精度技術(shù)和儀表器具。3、光路的分路、耦合不方便。4、光纖不能輸送中繼器所需要的電能。5、彎曲半徑不宜太小。盡管存在上述問題,但是從目前技術(shù)上來說,都可以克服的,不影響光纖的廣泛應(yīng)用。(四)、光纖通信系統(tǒng)主要分類1、按波長分類(1)短波長光纖通信系統(tǒng),工作波長在0.8-0.9μm范圍,典型值為0.85μm。這種系統(tǒng)的中繼間距離較短,目前使用較少。(2)長波長光纖通信系統(tǒng),工作波長1.0-1.6μm范圍,通常采用1310nm-1550nm兩種波長。這類系統(tǒng)的中繼距離較長,尤其是在1550nm波長,利用單模光纖傳輸時,中繼距離可達(dá)100km。(3)超長波長光纖通信系統(tǒng),采用非石英系光纖。2、按光纖的模式分類(1)多模光纖通信系統(tǒng),采用石英多模梯度光纖作為傳輸介質(zhì),因傳輸頻率受到限制,一般應(yīng)用于155Mbit/s以下的系統(tǒng)。(2)單模光纖通信系統(tǒng),采用石英單模光纖作為傳輸介質(zhì),傳輸容量大,距離長,目前多采用這種類型。3.2光纖與光纜3.2.1光纖(一)、光纖的結(jié)構(gòu)通信用的光纖是指由透明通光性良好的材料做成的纖芯和在它周圍采用比纖芯的折射率稍低的材料做成的包層被覆,并將射入纖芯的光信號,經(jīng)包層界面的全反射,使光信號保持在纖芯中傳播的媒體,達(dá)到傳輸通信信號的目的。光纖的基本結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵就是保證纖芯的折射率n1比包層的折射率n2稍大。通信用光纖的外徑一般為125μm,但纖芯直徑存在差異,例如多模光纖的為50μm左右,單模光纖的為10μm左右。圖4-3裸光纖的結(jié)構(gòu)圖只有纖芯和包層的光纖,就是光纖接續(xù)時剝除涂敷層后的裸光纖。它的強(qiáng)度較差,尤其是柔軟性差,如圖4-4所示為使用最廣泛的兩種光纖的結(jié)構(gòu)。圖a為緊套光纖,如常見的尾纖,圖b為松套光纖,經(jīng)過著色處理過的光纜中的光纖芯線。圖4-4套塑光纖的結(jié)構(gòu)(二)、光纖的種類光纖的分類方法很多,主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、材料性質(zhì)和套塑方法等歸納的,現(xiàn)將各種常用的分類方法,舉例如下。1、按工作波長:紫外光纖、可見光光纖、近紅外光纖、紅外光纖(波段為0.85μm、1.3μm、1.55μm、1.625μm)。通信常用的為紅外光纖,具體分類和使用見表4-1。分類短波長光纖長波長光纖波段(μm)0.8--1.6使用范圍短距離,單信道單信道,長距離PDHSDH、長距離、WDMDWDM典型光纖G651G652BG655BG655C、G656表4-1通信常用光纖分類表2、按折射率分布:階躍(突變)(SI)型、漸變(梯度)(GI)型、其它(如三角型、雙包層型、凹陷型等)。三種常用光纖結(jié)構(gòu)及傳輸情況如圖4-5。(a)階躍型多模光纖(SIF)(b)漸變型多模光纖(GIF)(c)單模光纖(SMF)圖4-5三種基本類型的光纖3、標(biāo)識序號123456789101112色譜藍(lán)桔綠棕灰白紅黑黃紫粉紅天藍(lán)表4-312芯光纖全色譜標(biāo)識規(guī)則3.2.2光纖傳輸原理(一)、光纖的導(dǎo)光原理光是一種頻率極高的電磁波,而光纖本身是一種介質(zhì)波導(dǎo),因此光在光纖中的傳輸理論是十分復(fù)雜的。要想全面地了解它,需要應(yīng)用電磁場理論、波動光學(xué)理論、甚至量子場論方面的知識。但作為一個光纖通信系統(tǒng)工作者,無需對光纖的傳輸理論進(jìn)行深入探討與學(xué)習(xí)。
為了便于理解,我們從幾何光學(xué)的角度來討論光纖的導(dǎo)光原理,這樣會更加直觀、形象、易懂。更何況對于多模光纖而言,由于其幾何尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波波長,所以可把光波看作成為一條光線來處理,這正是幾何光學(xué)的處理問題的基本出發(fā)點。
1、光在階躍光纖中的傳播
傳播軌跡了解了光的全反射原理之后,不難畫出光在階躍光纖中的傳播軌跡,即按“之”之形傳播及沿纖芯與包層的分界面掠過,如圖4-6所示。nn0200n2n1圖4-62、光在漸變光纖中的傳播①定性解釋由圖4-7,漸變光纖的折射率分布是在光纖的軸心處最大,而沿剖面徑向的增加而折射率逐漸變小。采用這種分布規(guī)律是有其理論根據(jù)的。假設(shè)光纖是由許多同軸的均勻?qū)咏M成,且其折射率由軸心向外逐漸變小,圖4-73、光在單模光纖中的傳播光在單模光纖中的傳播軌跡,簡單地講是以平行于光纖軸線的形式以直線方式傳播,如圖4-8所示。n1n1n2圖4-8這是因為在單模光纖中僅以一種模式(基模)進(jìn)行傳播,而高次模全部截止,不存在模式色散。平行于光軸直線傳播的光線代表傳播中的基模。3.2.3光纖的主要特性(一)、傳輸特性1、損耗光纖的損耗又稱衰減,很大程度上決定光纖通信的中繼距離。損耗用損耗常數(shù)來a(λ)來表達(dá),表示單位長度的某一波長光功率信號的衰減值,它的表達(dá)式為:10lgpi/poa(λ)=(dB/km)L上公式中:Pi為輸入端輸入光功率,Po為輸出端輸出光功率,L為傳輸長度。光纖產(chǎn)生損耗的原因很多,其類型主要有固有損耗、外部損耗和應(yīng)用損耗等(見表4-4)。損耗種類產(chǎn)生原因固有損耗吸收損耗:由SiO2材料引起的固有吸收和由雜質(zhì)引起的吸收產(chǎn)生的。散射損耗:主要由材料微觀密度不均勻引起的瑞利散射和由光纖結(jié)構(gòu)缺陷(如氣泡)引起的散射產(chǎn)生的。外部損耗光纖、光纜制造工藝導(dǎo)致微彎輻射損耗。應(yīng)用損耗施工安裝和使用運行中產(chǎn)生,如:張力、彎曲、擠壓、潮氣等造成的。表4-4光纖損耗類型及原因分析表隨著光纖制造技術(shù)的提高,損耗已達(dá)到或接近理論值,如單模光纖,在1.3μm波長上的損耗達(dá)到0.30db/km,在1.55μm波長上的損耗達(dá)到0.18—0.19db/km。2、光纖色散(1)色散光纖不僅受損耗的限制,同時光信號的傳輸還
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