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1、1华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日光缆线路工程基础光缆线路工程基础华信邮电咨询设计研究院有限公司传输设计院技术交流技术交流2华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日一、光纤通信概论二、光纤、光缆与器件三、线路系统简介四、光缆线路工程设计五、光缆线路施工六、光缆线路维护目目 录录3华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日一、概 论1、光纤通信简史 光纤通信是以激光为信息载体，以光纤为传输介质的通信方式。光纤通信技术是近30多年迅猛发展起来的高新技术；它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。1966年美籍华裔科学家高锟提出光纤通信概念。1
2、970年美国CORNING公司首次研制出阶跃折射率多模光纤，波长630nm处的衰减系数小于20dB/km。同年，贝尔实验室研制出室温下连续工作的激光器。1972年，随着光纤制备工艺的提高，将梯度折射率多模光纤的衰减系数降至20dB/km。1976年发现光纤的衰减在两个长波长区有：1310nm及1550nm两个窗口。美国西屋电器公司在亚特兰大进行了世界上第一个44.736Mbit/s传输110km的光纤通信系统现场试验。4华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日1980年制出低衰减光纤，在1550nm的衰减系数为0.20dB/km接近理论值。与此同时，开发出适用于长波长地光源：激光
3、器、发光管、光检测器。成缆、无源器件、测试仪表等技术日趋成熟。1981年以后，世界各发达国家将光通信技术大规模推入商用。历经近20年，光纤通信速率由1978年地45Mbit/s提高到目前地40Gbit/s。我国自70年代初就已开始了光通信技术研究，1977年，武汉邮科院研制出中国第一根多模光纤，其在850nm地衰减系数为300dB/km。1979年建立了用多模短波长光纤进行的8Mbt/s、5.7km室内通信系统。1987年底，建成第一个国产长途光通信系统，由武汉荆州，全长约250km，传输34Mbit/s。5华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日1988年起，国内光纤通信系统的
4、应用由多模光纤转为单模光纤。1991年，完成了第一条全国产化140Mbit/s合肥芜湖长途直埋单模光纤光缆线路，全长150km。1993年建立全国产化上海至无锡的大容量565Mbit/s高速系统。1997年以后，部分厂家研制出622Mbit/s、2.5Gbit/s及其波分复用系统。我国光纤光缆生产企业：制棒拉丝成缆：长飞、富通买棒拉丝：上海朗讯、南京华新藤仓、深圳特发、成都中住、西古、富通昭和。光缆生产企业：接近200家。6华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日2、光纤通信的特点(1)优点：传输频带极宽，通信容量很大传输衰减小，距离远信号串扰小，传输质量高抗电磁干扰，保密性好光
5、纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设耐化学腐蚀，适用于特殊环境原材料资源丰富,节约有色金属(2)缺点：光纤弯曲半径不宜过小光纤的切断和连接操作技术要求较高分路、耦合操作繁琐7华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(3)光纤与电通信传输介质的特性比较及应用场合8华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(4)光纤通信的及应用场合9华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日3、光纤通信系统由三大部分构成：发送设备、光纤光缆、接收设备。调制光源光电检测放大恢复输入电信号输出电信号光发射机光纤光缆光接收机光纤通信系统的基本构成10华信邮电咨询设计研究院有限公司 20
6、08年12月20日4、光纤通信的传输窗口11华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日5、有关光纤光缆的标准体系ITU-T、ISO、IEC、GB、YD相关标准内容查6、光纤通信的发展趋势 系统高速化、网络化光纤的长波长化光纤纤芯的高密化器件的集成化12华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日二、光纤与光缆二、光纤与光缆1、光纤1.1光纤的基本知识(1)光纤的结构 光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成。D:多模纤芯的标称直径为50m或62.5m，单模光纤纤芯的标称模称直径为910m。D125um纤芯（n1）包层（n2）D为光纤纤芯直径或模场直径光纤的基本结构13华信邮
7、电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日光纤一次涂覆层缓冲层二次涂覆层紧套光纤光纤一次涂覆层油膏松套管(PBT)松套光纤14华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(2)光纤的分类按光纤的材料分：石英光纤、塑料光纤(正在研究、试用阶段)按光纤剖面折射率分布分：阶跃型光纤、渐变型光纤见下图按传输的模式分：多模光纤、单模光纤按ITU-T建议分：G.651(渐变型多模光纤)、G.652(普通单模光纤)、G.653(色散位移光纤DSF)、G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655 光纤(非零色散位移光纤)15华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日n1n2n
8、1n2N(r)n2（a）阶跃型单模光纤（b）阶跃型多模光纤（c）渐变型多模光纤几种主要的光纤16华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日色散补偿单模光纤B4G655:A、B非零色散位移单模光纤B1.2G654截止波长位移单模光纤B2G653色散位移单模光纤B1.1、B1.3G652:A、B、C、D非色散位移单模光纤IECITU-T名称ITU-T与IEC命名对应关系17华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日1.2光纤的导光原理n1为纤芯折射率n2为包层折射率12阶跃型光纤的导光原理n2n118华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日1.31.3、单模光
9、纤的主要参数(1)几何特性几何特性：模场直径910m，偏差小于10；模场同心度误差不得大于1m，实际商用小于0.5m。(2)弯曲损耗弯曲损耗：宏弯损耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增加的损耗不得大于1dB，G.655光纤不应大于0.5dB。(3)衰减：衰减：表明了光纤对光能的传输损耗，是对光纤质量评定和确定光纤通信系统中继距离的重要依据。衰减系数衰减系数：/L 与光纤长度无关。产生衰减的原因：产生衰减的原因：光吸收、光散射常用光纤平均衰减：常用光纤平均衰减：G.652光纤（B1.1）1310nm波长:衰减平均值0.36 dB/km1550nm波长:衰减平均值0.22
10、dB/kmG.655光纤（B4）1550nm波长:衰减平均值0.22 dB/km P入P出10lg(P入/P出)19华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日（4）色散 光纤数字通信中，由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速率不同，从而引起色散。是影响光纤带宽，限制光纤传输容量的参数。采用色散补偿光纤来降低。色散种类：色散种类：模间色散（单模光纤无模间色散）波长色散（材料色散、波导色散、折射剖面色散）色散表示方法：色散表示方法：群时延差常用光纤色散常用光纤色散(系数系数)G.652光纤（B1.1）:（1）在128813
11、39nm范围内色散系数不大于3.5 ps/nm.km（2）1550nm波长的色散系数不大于18 ps/nm.kmG.655光纤（B4）:0.1ps/（nm.km）D（）10.0ps/（nm.km）t1t2L1L220华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(5)截止波长：cc 单模 光纤通常存在某一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光纤就只能传播一种模式(基模)的光，而在该波长之下，光纤可传输多种模式(包含高阶模)的光。规定截止波长的目的：确保单模传输条件，防止模式噪声的影响。ITU-T已经定义了三种截止波长：长2m一次涂覆光纤的截止波长(带有28cm直径的环)；长22m成缆光
12、纤的截止波长(带80cm直径的环和两端各1m的裸纤)；长220m跳线光缆的截止波长。参考数据：ITU-T G.652光纤在长2m光纤上的截止波长控制范围：11001280nm，在长22m光缆上小于1260nm(满足一种指标即可)，G.655光纤未作规定，但应小于1480nm。21华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(6)光纤的机械特性 拉力强度：由光纤表面的微裂纹决定 筛选应力：0.69GPa 静态疲劳：微裂纹、水分和一定的应力(7)光纤的非线性效应 在带有掺铒放大器密集波分复用大容量、超高速的光纤通信系统中，由于大的光功率引起信号与光纤的相互作用而产生各种非线性效应。非线性
13、效应种类：自相位调制效应(SPM)受激拉曼散射(SRS)四波混频(FWM)22华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(8)偏振模色散(PMD)在单模光纤传输中，光波的基模含有两个相互垂直的偏振态，以不同的速度传播，到达光纤另一端的时间差，即为PMD(ps/km1/2)。产生原因：纤芯或包层的不对称性和玻璃表面的应力、外部应力、弯曲、扭曲等。影响：10Gbit/s及更高速率系统，限制系统性能，脉冲展宽或造成过低的信噪比(SNR)。参考数据：参考数据：G.652A、G.652C、G.655A、G.655B四种光纤四种光纤PMD值为值为0.5，G.652B、D、G.655C为为0.2
14、。参考公式:限制系统传输距离：Lmax=10000/(PMD*B)2-PMD单位ps/km1/2-B单位Gb/s 或1/(10*PMD*B)2-PMD单位s/km1/2-B单位bit/s23华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日1.4 1.4 光纤的规格代号 光纤规格代号由5个部分组成:光纤数目、光纤类别、尺寸参数、传输性能(使用波长、损耗系数、模式带宽)及适用温度。(1)光纤数目:光缆中同类别光纤的实际有效数目的阿拉伯数字表示。abbcc光纤主要尺寸参数使用波长光纤类别光纤数目损耗系数适用温度模式带宽24华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(2)光纤类别的代
15、号及其意义J-二氧化硅系多模渐变型光纤；Z-二氧化硅系多模准突变型光纤；X-二氧化硅纤芯塑料包层光纤；T-二氧化硅多模突变型光纤；D-二氧化硅系单模光纤；S-塑料光纤。(3)光纤主要尺寸参数用阿拉伯数字以微米为单位表示多模光纤的芯径/包层直径或单模光纤的模场直径/包层直径。(4)传输性能代号由使用波长、损耗系数及模式带宽的代号(a，bb，cc三组数字代号)构成。用a表示使用波长代号，其阿拉伯数字代号规定如下：1-使用波长850nm区域，2-使用波长1310nm区域，3-使用波长1550nm区域。bb表示损耗系数代号，cc表示模式带宽系数代号(单模光纤无此项)。25华信邮电咨询设计研究院有限公司
16、 2008年12月20日(5)适用温度代号及其意义A-适用于4040摄氏度；B-适用于3050摄氏度；C-适用于2060摄氏度；D-适用于560摄氏度；例1：某光纤型号为J50/125(12008)C，说明光纤型号的意义。J-多模渐变型，芯径50m/包层125m，工作波长0.85m，损耗系数2.0dB/km，带宽800MHz.km，环境温度为2060摄氏度。例2：D9/125(208)C光纤，表示常规单模光纤，模场直径为9m，包层125m，工作波长1.31m，损耗系数0.8dB/km，环境温度为2060摄氏度。26华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日1.5单模光纤的选用 选用
17、原则：（1）工作波长因素G.652光纤在1550nm窗口衰减小，且具有EDFA供选用，但其在1550nm窗口色散大，不利于高速系统的长距离传输。G.653光纤在1550nm窗口色散为零，但其在波分复用时会出现四波混频效应，故被限用于单信道高速系统。G.655光纤在1550nm窗口衰减小、色散低，大大减少四波混频效应，故其可用于远距离、波分复用、高速系统。新建系统在传输速率和价格允许的条件下，应优选G.655光纤。扩容系统将原系统的G.652光纤的工作波长选择到1550nm波长，可用色散补偿光纤来解决色散问题。（2）衰减和非线性因素采用EDFA，使系统不受衰减限制。但采用EDFA也带来一系列问题
18、。对采用波分复用和光纤放大器的高速系统较优先选用G.655光纤和G.652光纤。27华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日推荐方案工作波长（nm）工作方式传输速率（Gbit/s）G.652G.653G.65513101550单信道单信道2.52.5直接开通直接开通13101550单信道2.5G.652+DCF+EDFA155010直接开通1550波分复用10G.652+WDM+EDFA1550单信道密集波分复用10直接开通G.652+DCF+DWDM+EDFA陆地干线网的光纤优选方案陆地干线网的光纤优选方案28华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日2、光缆2.1
19、、光缆材料2.2、光缆结构及种类2.3、光缆的型号29华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日2.1、光缆材料（1）高分子材料 PBT松套管材料：为酯类高聚物，有良好的耐熔性、耐油、耐化学腐蚀的特性。与光纤填充油膏和光缆填充油膏有很好的相容性。通常作为光纤松套管的材料。聚乙烯护套：由不同密度的聚乙烯树脂与杭氧剂、增塑剂、碳黑、加工改性剂以一定比例均匀混炼造粒制成。按密度不同分为低密聚乙烯（LDPE）、线性低密聚乙烯（LLDPE）、中密聚乙烯（MDPE）、高密聚乙烯（HDPE）。作为光缆护套材料。阻燃护套料：护套PVC阻燃料和无卤阻燃护套料。主要作为阻燃光缆护套。HDPE绝缘料：是
20、由HDPE基础树脂、金属钝化剂、抗氧剂、改性剂等以一定比例加工而成。通常作为光缆的骨架、填充绳。填充油膏：在松套管中填充的油膏称为纤膏，由天然油、无机填料、增粘剂、抗氧剂等加工而成。在光缆其余部分填充的油膏称为缆膏，由矿物油、丙烯酸钠等加工而成。热熔胶：由具有高弹性、高抗张强度和高伸张率的热塑性橡胶为基础、与共混赋粘树脂、调节剂、稳定剂在电热反应釜中经熔融、均化后浇铸而成。主要用作对光缆铠装复合带的搭接缝进行粘接，起阻水作用。30华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日（2）复合材料钢塑复合带和铝塑复合带：用于架空、管道和直埋的光缆，一般采用钢塑复合带和铝塑复合带对缆芯进行轧纹纵
21、包铠装，再与PE外护层构成综合性外护套。光缆经复合带铠装后，除防水隔潮外，还保护缆芯免受机械损伤，并明显提高光缆的耐测压力、耐冲击力，并对光缆加以电磁屏蔽。（3）金属材料钢丝：在中心管式光缆中及在外护套中做加强件，在层绞式光缆中作中心加强件，在铠装光缆中，在PE小护套外再用钢丝作铠装层，与PE外护套构成具有抗侧压、抗冲击的综合性外护套。钢丝经盘条经数级拉丝和热处理，再经表面处理后镀锌或镀磷制得。钢绞线：由多股钢丝绞合而成。骨架式合层绞式光缆都是用钢绞线作为缆的加强件。31华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日（1）光缆的结构A、缆芯中心（束）管式：松套光纤无绞合直放在光缆中心位
22、置。对光缆弯曲来讲，光纤处于最有利物理位置。光缆生产简单，所能容纳的光纤芯数少。层绞式：紧套光纤或松套光纤螺旋绞合在中心加强构件上。光缆生产相对复杂，所能容纳的纤芯数多。骨架式：一次涂覆或二次涂覆光纤，放入骨架槽中，构成骨架式光缆。光缆生产最复杂。撕裂绳聚乙烯护套加强芯阻水带肋标光纤带涂塑铝带骨架芯铜导线2.2、光缆的结构及种类32华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日带状光缆结构带状光缆结构33华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日B、护套作用：使缆芯不受外界的机械的、热的、化学侵蚀，以及外界潮气的影响。种类：聚乙烯护套（Y）、铝聚乙烯粘接护套（A）、钢聚乙烯
23、粘接护套（S）。C C、铠装层铠装层当光缆需增加额外的抗拉强度和耐侧压强度时，需在光缆护套上加铠装。有皱纹钢带纵包铠装、镀锌钢带绕包铠装和钢丝绕包铠装。缆芯缆芯护套护套铠装层铠装层34华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日（2）光缆的分类35华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日（3）外护层的选择架空和管道光缆宜采用钢带纵包、聚乙烯外护套，光缆内填充混合物等结构，以防止外界水分和潮气进入。直埋光缆采用聚乙烯内护套聚乙烯粘接护套皱纹钢带纵包铠装聚乙烯外护层，或聚乙烯内护层铝聚乙烯粘接护套双钢带绕包聚乙烯外护层等结构。室内光缆宜采用具有阻燃性能的外护层结构。敷设方式
24、允许张力（N）允许侧压力（N/100 mm）短期长期短期架空和 管道15003001000一般直埋300010003000特殊直埋2000030005000光缆机械性能要求光缆机械性能要求36华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日2.2、光缆的型号 根据YD/T 908-2000光缆型号命名方法的规定，由光缆的型号代号和光纤的规格两部分构成，中间用一短线放开。光缆型号是由：分类、加强构件、派生形状(特性)、护层和外护层5个部分组成。(1)分类代号及意义：GY-通信用室(野)外光缆；GR-通信用软光缆；GJ-通信用室(局)内光缆；GS-通信设备内光缆；GH-通信用海底光缆；GT-
25、通信用特殊光缆。(2)加强构件的代号及意义：无符号-金属加强构件；F-非金属加强构件。(3)派生特征的代号及其意义：B-扁平式结构；C-自承式结构；D-光纤带结构；37华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日 G-骨架槽结构；J-光纤紧套被覆结构；S-松套结构；T-填充式结构；X-中心束管结构；Z-阻燃。(4)护层的代号及其意义 Y-聚乙烯护层；V-聚氯乙稀护层；U-聚氨酯护层；A-铝、聚乙烯粘结护层；L-铝护套；G-钢护套；Q-铅护套；S-钢、铝、聚乙烯综合护套。(5)外护层的代号及意义 指铠装层及铠装层外边的外被层，代号及意义如下表：(6)光纤的规格代号，参见前面光纤部分。(
26、7)光缆型号举例：GYSTA03-12J50/125(21008)C38华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日参见典型光缆名称和型号39华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日3、光纤(缆)活动连接器 实现光纤(缆)之间活动连接的无源器件。结构：套管结构、双锥结构、V型槽结构、球面定心结构、透镜耦合结构等。主要指标：插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。据不完全统计，国际上常用的光纤(缆)连接器有30多个品种。其中有代表性的有：FC、ST、SC、D4、双锥、VF0(球面定心)、F-SMA、MT-RJ连接器等。我国用得最多得是FC系列的连接器，另外，还有SC、ST型连
27、接器。FC型连接器：用螺纹连接，外部零件用金属材料制作，我国电信网采用的主要品种；SC型连接器：日本NTT研制，它的插针、套筒与FC完全一样。外壳采用工程塑料制作，采用矩形结构，便于密集安装，并可直接插拨。ST型连接器：AT&T开发，采用带键的卡口式锁紧机构，确保连接时准确对中。不同型号插头互相连接的转换器：FC/SC、FC/ST、SC/ST 不同种类的变换器：ST/FC、FC/SC、FC/ST、SC/ST、ST/SC 活动连接器跳线(尾纤)：插头型号、光纤型号、光纤芯径、光纤芯数、光缆外径、光缆长度、插头数(单头、双头)、插头损耗、回波损耗、插针材料、插针端面形状、套筒材料等各参数。40华信
28、邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日4、光纤放大器作用：对多个波长信道提供增益，并且增益不受信号偏振的影响，在高速率多信道的传输系统中不会产生串扰，在高速传输系统中也不会产生脉冲失真。是波分复用系统的关键部件。商用器件：掺铒光纤放大器(EDFA)、拉曼光纤放大器(FRA)。(1)EDFA放大原理：铒(Er)是一种稀土元素，在制造光纤的过程中，设法向其掺入一定量的3价铒离(Er3+)便形成了掺铒光纤。当具有1550nm波长的光信号通过掺铒光纤时，通过掺铒光纤的光子，与 Er3+相互作用而发生受激辐射效应，亚稳态能级上的粒子受激辐射向基态能级跃迁，产生和入射光子同频、同相、同方向的光
29、子，从而大大增加了信号光中的光子数量，于是，入射光就得到放大，即实现了信号光在掺铒光纤的传输过程中不断被放大的功能。目前商用的EDFA增益一般可达30dB以上。应用形式：线路放大器、功率放大器、前置放大器、LAN放大器优点：可以扩展电再生距离、具有比特透明性、成本低、扩大用户数缺点：工作波段和带宽局限性(普通低损耗区间12701670nm，而EDFA只能工作在15251625nm范围)、自发辐射噪声(当系统级联，尤其严重)、带宽有限(80100nm之间)、系统建设维护成本高。41华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日(2)FRA放大原理：基于光纤中的非线性效应。在一些非线性介质
30、中，高能量的泵浦光散射，将一部分能量转移到另一频率的光束上，频率的下移量是由分子的震动模式决定的，此过程称为拉曼效应。如果一个弱信号与一个强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内，弱信号光即可得到放大。应用形式：集总式拉曼光纤放大器、分布式拉曼光纤放大器特点：可以实现全波放大、放大介质是传输光纤本身、噪声系数低、可以实现分布式放大、增益频谱宽等。42华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日省间中心（北京）省间中心（广州）省中心（南宁)县间中心 (桂林）县中心 (阳朔）省间中心省间中心（上海）省中心（杭州)县间中心 (宁波）县中心 (余姚）一级干线一级干
31、线二级干线本地网线路（C3）本地网线路（C4）长途干线本地网线路1、我国线路网结构三、线路系统简介三、线路系统简介43华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日2、长途通信线路系统组成终端站（南宁）有人中继站（王灵）无人中继站无人中继站无人中继站有人中继站终端站（桂林）分路站（柳州）有人中继站中继段44华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日3、本地网通信线路系统组成地区中心县中心2县中心3县中心4县中心5县中心6县中心1省中心C3层层C4层层45华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日4、城域网通信线路系统组成数据交换中心数据汇聚中心4数据汇聚中心6数
32、据汇聚中心5数据汇聚中心2数据汇聚中心3数据汇聚中心1光缆交接箱光缆交接箱数据用户数据用户数据用户数据用户数据用户数据用户汇聚层汇聚层接入层接入层46华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日四、光缆线路工程设计1、光缆线路建设程序2、工程设计的原则及内容3、传输设计4、线路设计5、工程设计勘察6、设计文件编制47华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日规划阶段设计阶段准备阶段施工阶段竣工投产阶段项目建议书可行性研究专家评估设计任务书两阶段设计初步设计施工图设计建设准备计划安排施工组织设计光缆线路施工设备机械施工线路初验试运行设备初验工程移交生产准备系统验收交付使用1
33、、光缆线路建设程序、光缆线路建设程序48华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日2、设计原则及内容(1)设计原则:执行国家基本方针和通信技术经济政策，合理利用土地，重视环境 保护。保证通信质量，做到技术先进，经济合理，安全适用，能够满足施工、生产和使用要求。设计中应进行多方案比较，兼顾近期与远期通信发展的需求，合理利用原有的网络设施和装备，以保证建设项目的经济效益，不断降低工程造价和维护费用。设计中采用的产品必须符合国标和部标规定，未经试验和鉴定合格的产品不得在工程中使用。设计工作必须执行科技进步的方针，广泛采用适合我国国情的国内外成熟的先进技术。49华信邮电咨询设计研究院有限公
34、司 2008年12月20日(2)设计内容及过程项目可行性研究报告设计任务书现场查勘初步设计施工图设计设计内容:通信需求的预测，包括近期和远期(前期方案阶段或规划阶段完成)；光缆线路路由选择及确定；光缆线路敷设方式的选择；光缆接续及保护措施；光缆线路的防护要求；中继站站址的选择与建筑方式；光缆施工注意事项。设计过程:设计会审现场指导与回访客户50华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日 光传输再生段距离由光纤衰减和色散等因素确定。在实际工程运用中，设计方式主要采用两种情况：(一)衰减受限系统，即再生段距离根据S和R点之间的光通道衰减决定。(二)色散受限系统，即再生段距离根据S和R点
35、之间的光通道色散决定。计算方法：最坏值计算法。3 3、传输设计、传输设计51华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日工作波长：1310nm和1550nm估算公式：Psel-Prel-C-Pp-Mc L=Af+As其中：L：衰减受限再生段长度(Km)。Psel：S点寿命终了时的最小发送光(dBm)。Prel：R点寿命终了时的最差灵敏度dBm)。C：S-R点之间连接器衰减之和(dB)。Pp：光通道代价(dB)。Af：光缆中光纤衰耗常数(dB/Km)。As：光缆中光纤固定接头平均衰减(dB/Km)。Mc：光缆富余度(dB)，3-5dB。3.13.1、衰减受限系统、衰减受限系统52华信邮
36、电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日3.23.2、色散受限系统、色散受限系统色散受限系统再生段距离用下式估算：LDmax/D式中：Dmax-S和R点之间允许的最大色散值(ps/nm)D-光纤色散系数(ps/nm.km)实际设计时，应根据衰减受限式及色散受限式分别计算后，取其两者较小值即为最大再生段距离。53华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日国内两个主要厂家设备的计算举例：再生段长度计算表(衰减受限)54华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日4 4、线路设计、线路设计4.1 路由选择光缆线路路由的选择应以工程设计任务书和通信网发展规划为依据，并进行
37、多方案比较，以保证光缆线路安全可靠、走向合理、经济合理、施工维护方便。选择光缆路由应以现有地形、地物、建筑设施和既定的建设规划为主要依据，并应考虑有关部门的发展规划。同时，选择线路距离最短，弯曲较少的路由。尽量沿靠定型的道路敷设光缆，避免将来因道路扩建等原因造成光缆破坏。应选择在地质稳定的地段，在平原地区要避开湖泊、沼泽和排捞蓄洪地带，尽量少穿越水塘、沟渠，在山区，要避开陡峭沟壑、滑坡、泥石流，以及洪水危害、水土流失的地方。尽量与城市道路或公路平行，避免往返穿越道路或铁路、公路。避免穿越大的厂房、仓库、矿区等，不宜通过伐木林区。光缆线路应尽量远离高压线，避开高压线杆塔及变电站和杆塔的接地装置，
38、穿越时尽可能与高压线垂直，最小交越角度不小于450。55华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日光缆线路穿越河流，应选择在河床稳定、冲刷较浅的地方，并兼顾大大路由走向，不宜偏离太远，必要时采用架设飞线方式。对特大河流可选择桥上敷设。光缆线路路由应远离水库，在其上游通过，当必须在水库的下游通过时应考虑水库发生事故，危及光缆安全的保护措施。光缆不应在坝上或坝基下敷设。尽量避开容易遭到雷击、鼠害、腐蚀、机械损伤等地带，不能避开时，应考虑采取保护措施。光缆路由应尽量远离干线铁路、机场、车站、码头等重要设施，和非相关的重大军事目标。长途光缆线路应沿公路或可通行机动车辆的大路，应顺路取直并避
39、开公路用地，路旁设施、绿化地带，距公路不宜小于50m。光缆线路不宜穿越大的工业基地、矿区、城镇、开发区，或靠近村庄。当不能避开时，应满足规划要求，并应采取修建管道等适当的保护措施。光缆线路不宜通过森林、果园、茶林、苗圃及其它经济林场。并应尽量避开地面上的建筑设施和电力、通信杆线等。56华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日直埋敷设方式隐蔽性好、安全性高、稳定可靠；干线光缆常采用的敷设方式。架空敷设方式建设速度快、造价低，在山区、水域和自然条件复杂、具有临时性的场合均采用的敷设方式。本地网光缆在郊外常采用该方式。管道敷设方式安全可靠性高，光缆进城区一般采用该方式。4.2 敷设方式
40、及要求57华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日不同的敷设方式应满足下列要求：直埋敷设方式光缆的埋深视土质、地面建筑不同而不同。直埋光缆与其他建筑物及地下管线间的最小距离应符合规范要求。安装光缆时光缆的最小弯曲半径不得小于光缆外径的20倍，固定后不小于15倍。同沟敷设光缆平行间距不小于10cm，且不得交叉和重叠。直埋光缆在下列情况下可采用架空方式：a.穿越深沟、峡谷及建设费用很高的地段；b.地面或地下障碍物较多，施工困难的地段；c.因建设规划的影响而非永久性地段；d.发生明显地陷或沉降的地段；e.永久性桥梁且允许吊挂；当最低温度低于300C的地区，经常遭受风暴或砂暴袭击地段不宜
41、采取架空。58华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日架空吊线程式根据最大负荷允许张力确定；根据光缆外径选用光缆挂钩规格；管道光缆敷设应考虑占用管孔位置的合理性，为提高管孔的利用率，在大管孔中应穿放塑料子管；长途光缆也可在专用长途光缆塑料管道中敷设，塑料管道采用高密度硅芯管(HDPE)，敷设光缆采用气吹技术；4.3 水底光缆水底光缆的过河方式：埋设(冲槽、截流)、微控机械定向顶管、直接抛放等；过河位置应选择在河道顺直、流速不大、河面较窄、土质稳固、河床平缓、两岸坡度较小的地方；水底光缆底埋设深度应不小于1.5米；顶管深度应满足水利部门的要求；水深大于8米的区域，可直接抛放光缆于水
42、底不加掩埋；水底光缆穿越有疏浚计划的河流，在两岸应有适当预留；水底光缆尽量不在水中设置接头；水底光缆穿越通航河流时，在两岸应设置醒目的光缆标志牌。59华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日4.4 光缆的接续光缆接续一般采用可开启式光缆接头盒，接头盒必须有良好的密封性能；光纤采用熔接法接续；接续部位采用不锈钢热缩管保护；光缆金属加强芯可不进行电气连通；光纤接续损耗要求在中继段内双向平均值不大于0.08dB/个；4.5 光缆余线的预留为便于光缆线路的维护使用，在下列位置应考虑光缆的余留：光缆接头两侧、架空光缆引上杆、转弯杆、400米直线杆、管道人孔内、直埋光缆爬坡“S”弯、进局站端
43、机侧或电缆进线室内。水底光缆岸滩侧“S”弯余留。4.6光缆线路防护防雷光缆金属护套或铠装层不进行接地处理，使之处于悬浮状态。光缆的所有金属构件在接头处不进行电气联通，但局站内光缆金属构件需接保护接地。60华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日在平均雷暴日数大于20的地区，直埋光缆防雷应符合下列要求：大地导电率100.m的地段，不设防雷线；大地导电率在100500.m的地段，设一条防雷线；大地导电率500.m的地段，设二条防雷线；采用硅芯管敷设光缆，大地导电率500.m的地段，设一条防雷线，其余不考虑设置防雷线。架空光缆还可选用下列防雷保护措施：光缆吊线每隔一定距离进行接地处理，
44、一般为2km；雷害特别严重或屡遭雷击地段可装设架空地线；如与架空明线合杆则应架设在架空明线下方。防强电应尽量与高压输电线保持足够距离，采用垂直交越，两侧交越杆需接地；与发电厂或变电站的接地装置隔距应大于200m，距高压电杆的接地装置应大于50m；光缆的金属护套、金属加强芯在接头处不作电气连通；61华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日在接近交流电气化铁路的地段，当进行光缆线路施工或检修时，应将光缆所有金属构件临时接地，以保证施工、检修人员的安全；无法回避时，采用非金属光缆。防鼠等啮齿类动物采用钢带铠装外护套；采用高密度硅芯管保护敷设；通过树林架空光缆杆上加防护措施，光缆外套高密
45、度子管。防白蚁采用防蚁光缆直埋光缆采用毒土法有白蚁地段，采用硅芯管保护敷设，手孔内填砂。防机械损伤穿越铁路、公路时应垂直穿越，一般采用定管穿越，钢管应伸出路基两侧排水沟外1米，距排水沟底不小于0.8米。光缆穿越沟渠、水塘，应在光缆上方铺水泥盖板或加塑料管保护。光缆在20度以上斜坡敷设时，应采用“S”形敷设；当在30度以上斜坡且坡长大于30米敷设时，应选用钢丝铠装光缆。同时，斜坡上应砌筑堵塞等防护措施。62华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日光缆穿越山涧、溪流等冲刷严重底地段时，应根据具体情况设置漫水坡、挡土墙或其他保护措施；梯田、台田的堰坝、陡坎和护坡处的光缆沟，根据具体情况
46、，采取措施以防冲坏光缆和水土流失；5、工程设计勘察5.1、勘测目的为设计取得基础资料；为确定具体设计方案提供准确和必要的依据；进一步验证设计任务书的准确性。5.2、初步设计查勘选定线路路由；选定终端站、中继站站址；63华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日拟定敷设方式，确定光缆型号、规格；拟定线路上需要防护的地段及措施；拟定维护方式和维护任务的划分，提出维护工具、仪表和车辆的配备；拟定线路上特殊地段路由走向及敷设措施；向有关部门调查、了解路由沿线有关资料；现场查勘；整理图纸资料；总结汇报。5.3、施工图测量施工图测量是进行光缆线路施工安装图纸的具体测绘工作，并对初步设计修改部分
47、的补充勘测。通过施工图测量，使线路敷设的路由位置，安装工艺，各项防护、保护措施进一步具体化，为编制工程预算提供准确的资料。请建设单位相关人员一起，深入现场对有关单位进行更详细的调研，以解决初步设计中所遗留的问题。64华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日邀请当地政府有关部门的领导深入现场，介绍并核查有关农田、河流、渠道等设施的整治规划，以便测量时考虑避让或采取相应的保护措施。按有关政策及规定与有关单位或个人洽谈需要迁移电杆、少量砍伐树木、迁移坟墓、路面破复、青苗损坏等的赔偿问题。6、设计文件的编制6.1、设计文件的主要内容文件目录、设计说明和预算编制说明、概预算表、设计图纸。6
48、.2、设计内容格式65华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日初步设计1.概述(1)设计依据 说明设计文件是根据什么文件进行编制的，如批准的可行性研究报告，设计任务书，有关工程设计的会议纪要及其它有关文件，原始资料等，并扼要说明这些文件的重点内容及文号。(2)城乡建设发展概况及原有线路设备概况 说明工程建设所涉及地区的政治、经济地位和发展情况，原有线路设备程式、容量、使用情况及存在的问题等。(3)工程概况 简要说明本期工程的性质、规模、主要建筑方式、传输方式。传输媒介、传输速率等内容。(4)设计范围及分工 说明本工程的设计范围，与建设单位及其它设计单位的设计分工。66华信邮电咨询
49、设计研究院有限公司 2008年12月20日(5)主要工程量表列表说明本期工程主要工程量、光缆条公里数、杆路杆公里数、管道管程公里、管孔公里数、光缆接头数、光缆城端接头芯数、光缆测试段等内容。(6)技术经济分析说明本工程总投资及构成的主要费用，如：光缆平均每条公里造价，光缆平均每芯公里造价等。(7)维护体制及人员、车辆的配备说明维护体制建立的原则和方案，配备的人员、车辆及仪表的管理方案。2.线路系统设计方案(1)主要工程量表说明沿线自然条件，交通状况及穿越障碍情况，各段光缆路由选定的理由，光缆建筑方式选定的理由。(2)光缆结构和主要技术指标说明光缆结构选定的理由，光缆芯数取定的原则，单盘光缆的光
50、、电、机械主要参数。(3)线路衰减的确定说明根据实际的光缆段长，取定的与光缆衰减有关的参数，如发射机光功率，67华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日接收机灵敏度、设备富余度、平均光纤衰减、光缆富余度、光纤固定接头平均衰减等。(4)建筑方式说明各路由光缆建筑及安装要求。(5)光缆的保护要求说明光缆的机械和电气防护措施及理由。3.概算说明及表格(略)4.图纸：68华信邮电咨询设计研究院有限公司 2008年12月20日施工图设计1.概述(1)设计依据说明经审核批准的初步设计文件，有关的协议及会议纪要。(2)设计范围及分工说明本工程的设计范围，与相关单位及相关工程的设计分工。(3)建