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1、LOGO通信线通信线路工路工程设计程设计第13章目录目录第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆第二章第二章 通信电缆通信电缆第一章第一章 绪论绪论通信线路工程Company LogoCompany Logo第一章第一章 绪论绪论通信线路工程通信系统的概念及一般结构通信系统的概念及一般结构通信线路在通信网中的作通信线路在通信网中的作用和地位用和地位通信电缆的发展与演进通信电缆的发展与演进第一章 绪论绪论光纤通信及光纤的发展光纤通信及光纤的发展光纤品种的演进光纤品种的演进Company LogoCompany Logo第一章第一章 绪论绪论通信的目的是为分别处于两地的两个用户实现通信的目的是为分别处于
2、两地的两个用户实现人与人、人与机器或者机器与机器之间的信息人与人、人与机器或者机器与机器之间的信息传递。传递。1.通信系统的概念通信系统的概念Company LogoCompany Logo第一章第一章 绪论绪论什么是通信网什么是通信网?由通信端点、节（结）点由通信端点、节（结）点和传输链路相互有机地连和传输链路相互有机地连接起来，以实现两个或更接起来，以实现两个或更多规定的通信端点之间提多规定的通信端点之间提供连接或非连接的通信体供连接或非连接的通信体系称为通信网。系称为通信网。什么是通信线路什么是通信线路?在有线通信中，将在有线通信中，将电磁波信号从一个电磁波信号从一个地点传送到另一个地点
3、传送到另一个地点的传输媒质称地点的传输媒质称为通信线路。为通信线路。2.通信线路在通信网中的作用和地位通信线路在通信网中的作用和地位 通信线路是构成通信网必不可少的基础，没有通信线路是构成通信网必不可少的基础，没有通信线路就无法构成通信网，所以说通信线路在通通信线路就无法构成通信网，所以说通信线路在通信网中起着非常重要的信网中起着非常重要的基础作用基础作用。通信线路的结构。通信线路的结构和质量将影响通信网的可靠性、安全性和生存性。和质量将影响通信网的可靠性、安全性和生存性。Company LogoCompany Logo光纤通信的主要特点：光纤通信的主要特点：(1)通信频带极宽，通信容量大。通
4、信频带极宽，通信容量大。(2)传输衰减小，传输距离长。传输衰减小，传输距离长。(3)抗电磁干扰，传输质量高。抗电磁干扰，传输质量高。(4)信号串扰小，保密性好。信号串扰小，保密性好。(5)光纤尺寸小、重量轻，不仅便于施工运输，而且能光纤尺寸小、重量轻，不仅便于施工运输，而且能节省地下空间资源。节省地下空间资源。第一章第一章 绪论绪论3.通信电缆的发展与演进通信电缆的发展与演进1949高频对高频对称电缆称电缆 1958同轴电缆同轴电缆20世纪世纪80年代年代市内通信电缆市内通信电缆Company LogoCompany Logo光纤品种的演进：光纤品种的演进：1.G.651光纤：光纤：世界上第一
5、个实用的光纤系统，传输速率为世界上第一个实用的光纤系统，传输速率为45Mbit/s,采用多模光纤光源是用工作波长为采用多模光纤光源是用工作波长为0.85 m发发光二极管。光二极管。2.G.652光纤：光纤：标准单模光纤，又叫非色散位移单模光纤，标准单模光纤，又叫非色散位移单模光纤，零色散点在零色散点在1310nm波长。波长。3.G.653光纤：光纤：色散位移单模光纤，这种光纤的设计特点就色散位移单模光纤，这种光纤的设计特点就是要在是要在1550nm工作波长处同事实现衰减和色散两个性能工作波长处同事实现衰减和色散两个性能的最佳，在衰减系数最小的同时色散系数又为零。的最佳，在衰减系数最小的同时色散
6、系数又为零。4.G.654光纤：光纤：截止波长位移单模光纤，在截止波长位移单模光纤，在1550nm工作波工作波长，衰减系数极小，仅为长，衰减系数极小，仅为0.15dB/km左右。左右。第一章第一章 绪论绪论Company LogoCompany Logo光纤品种的演进：光纤品种的演进：5.G.655光纤：光纤：非零色散位移单模光纤，在非零色散位移单模光纤，在1530-1565nm工工作窗口的色散不为零，保持有一个能够抑制四波混频的合作窗口的色散不为零，保持有一个能够抑制四波混频的合适色散系统值。适色散系统值。6.G.656光纤：光纤：G.656光纤命名为光纤命名为宽带光传送的非零色散光宽带光传
7、送的非零色散光纤纤，与，与G.652光纤比较，能支持更小的色散系数；与光纤比较，能支持更小的色散系数；与G.655光纤比较，能支持更宽的工作波长。光纤比较，能支持更宽的工作波长。G.656光纤可保光纤可保证通道间隔证通道间隔100GHz、40Gbit/s系统至少传系统至少传400km。7.G.657光纤：光纤：“G.657接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤光接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤光缆特性缆特性”的标准时的标准时ITU-T于于2006年年11月发布的标准。月发布的标准。G.657光纤是为了实现光纤是为了实现 光纤到户的目标，在光纤到户的目标，在G.652光纤基础上开光纤基础上开发的最新的一个
8、光纤品种。发的最新的一个光纤品种。第一章第一章 绪论绪论Company LogoCompany Logo通信线路工程第二章 通信电缆通信电缆通信电缆的种类通信电缆的种类通信电缆的结构通信电缆的结构同轴电缆同轴电缆对称电缆对称电缆数据通信中应用的同轴数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆电缆及对绞电缆Company LogoCompany Logo第二章第二章 通信电缆通信电缆2.1通信电缆的种类通信电缆的种类按回路导按回路导体结构分体结构分对称电缆对称电缆根据传输频谱可分为：低频对称电缆（根据传输频谱可分为：低频对称电缆（10kHz以下）以下）和高频对称电缆（和高频对称电缆（12kHz以上）等以上
9、）等同轴电缆同轴电缆细分为：微同轴电缆（内导体直径细分为：微同轴电缆（内导体直径0.7mm/外导体外导体直径直径2.9mm）、小同轴电缆（内导体直径）、小同轴电缆（内导体直径1.2mm/外导体直径外导体直径4.4mm）、中同轴电缆（内）、中同轴电缆（内导体直径导体直径2.6mm/外导体直径外导体直径9.5mm）和大同轴）和大同轴电缆（内导体直径电缆（内导体直径5mm/外导体直径外导体直径18mm）按应用场按应用场合分合分长途电缆长途电缆传输距离长，一般进行复用，敷设方式主要直埋，也传输距离长，一般进行复用，敷设方式主要直埋，也可管道或架空。可管道或架空。市内电缆市内电缆对数大，一般安装在管道中
10、，少数架空或附挂在建筑对数大，一般安装在管道中，少数架空或附挂在建筑物上。物上。局用电缆局用电缆安装于配线架与通信设备之间以及用于各种局内设备安装于配线架与通信设备之间以及用于各种局内设备内部连接，可以是对称电缆或同轴电缆。内部连接，可以是对称电缆或同轴电缆。Company LogoCompany Logo第二章第二章 通信电缆通信电缆2.2通信电缆的结构通信电缆的结构 通信电缆的结构一般可分为缆芯和护层两大部分通信电缆的结构一般可分为缆芯和护层两大部分,其其中护层又可以由护套与外护层组成。中护层又可以由护套与外护层组成。v缆芯：缆芯：缆芯由绝缘的电芯线和必要的屏蔽、填充和绑扎缆芯由绝缘的电芯
11、线和必要的屏蔽、填充和绑扎带（丝）组成，一般绞合成圆形。缆芯是承担信息传输带（丝）组成，一般绞合成圆形。缆芯是承担信息传输的主要部分。的主要部分。v护套：护套：电缆护套起初是用铅制作，因为铅具有柔软性，电缆护套起初是用铅制作，因为铅具有柔软性，制造安装方便，并具有中等屏蔽效果等优点。但是铅密制造安装方便，并具有中等屏蔽效果等优点。但是铅密度大，制成的电缆质量大，运输不便。度大，制成的电缆质量大，运输不便。v外护层：外护层：电缆外护层起着防腐蚀与防机械损伤的作用，电缆外护层起着防腐蚀与防机械损伤的作用，也用来增加屏蔽效果。也用来增加屏蔽效果。Company LogoCompany Logo第二章
12、第二章 通信电缆通信电缆2.3同轴电缆同轴电缆v定义：组成一个传输回路的两个导体中心在一个公共轴线上，定义：组成一个传输回路的两个导体中心在一个公共轴线上，中心导体为实心圆导体，外面包围一个圆管状导体，两导体中心导体为实心圆导体，外面包围一个圆管状导体，两导体间用介质支撑构成一个同轴管回路的通信电缆。间用介质支撑构成一个同轴管回路的通信电缆。v构成：同轴管是组成同轴电缆的基本单元。同轴管是由中心构成：同轴管是组成同轴电缆的基本单元。同轴管是由中心导体（内导体）、外面圆管状导体（外导体）和两导体间的导体（内导体）、外面圆管状导体（外导体）和两导体间的支撑介质（绝缘体）构成。支撑介质（绝缘体）构成
13、。v特性：同轴电缆在传输特性方面与对称电缆的主要不同是当特性：同轴电缆在传输特性方面与对称电缆的主要不同是当高频信号沿回路传输时，电磁场集中在同轴电缆的内外导体高频信号沿回路传输时，电磁场集中在同轴电缆的内外导体之间。之间。v分类：根据同轴管的结构尺寸分为：大同轴电缆、中同轴电分类：根据同轴管的结构尺寸分为：大同轴电缆、中同轴电缆、小同轴电缆、微同轴电缆、另外还有射频同轴电缆和漏缆、小同轴电缆、微同轴电缆、另外还有射频同轴电缆和漏泄同轴电缆。泄同轴电缆。Company LogoCompany Logo第二章第二章 通信电缆通信电缆2.4对称电缆对称电缆v定义：对称电缆指构成通信回路的两根导线的
14、对地分布参数定义：对称电缆指构成通信回路的两根导线的对地分布参数（主要指对地分布电容）相同的电缆。（主要指对地分布电容）相同的电缆。v芯线：对称电缆中的导线一般用铜线，线径为芯线：对称电缆中的导线一般用铜线，线径为0.25mm至至1.4mm，其中市内电缆常用，其中市内电缆常用0.4mm至至0.9mm，个别大，个别大对数电缆芯线也有用对数电缆芯线也有用0.32线径。长途电缆常用线径。长途电缆常用1.2mm线线径。在过去铜材紧缺的时代，也曾用过铝线。径。在过去铜材紧缺的时代，也曾用过铝线。v由两根或由两根或4根绝缘导线以适当的扭矩绞合成二线组（线对）根绝缘导线以适当的扭矩绞合成二线组（线对）或或4
15、线组。当线组。当4根导线的位置呈正方形称为星绞四线组，当根导线的位置呈正方形称为星绞四线组，当4根导线先绞成两个二线组再相互绞合时成为复对绞四线组。根导线先绞成两个二线组再相互绞合时成为复对绞四线组。v将将4线组的若干组分层绞合成缆芯，称之为层绞式缆芯；如线组的若干组分层绞合成缆芯，称之为层绞式缆芯；如果先将若干足绞合成单位，再将若干单位绞合成缆芯称之为果先将若干足绞合成单位，再将若干单位绞合成缆芯称之为单位式缆芯。单位式缆芯。Company LogoCompany Logo第二章第二章 通信电缆通信电缆2.5数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆 同轴电缆：典型
16、的同轴电缆中心有一根单芯铜导线，铜导线同轴电缆：典型的同轴电缆中心有一根单芯铜导线，铜导线外面是绝缘层，绝缘层的外面有一层导电金属层，金属层可以外面是绝缘层，绝缘层的外面有一层导电金属层，金属层可以是密集型的，也可以是网状形的。是密集型的，也可以是网状形的。Company LogoCompany Logo第二章第二章 通信电缆通信电缆2.5数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆 双绞电缆分类：双绞电缆按其外部包缠的是金属层还是塑双绞电缆分类：双绞电缆按其外部包缠的是金属层还是塑胶外皮，可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。胶外皮，可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。
17、非屏蔽双绞（非屏蔽双绞（UTP）电缆具有两特点：）电缆具有两特点：1.容易安装。容易安装。2.外外径比较细小，节省空间。径比较细小，节省空间。屏蔽双绞（屏蔽双绞（TP）电缆与非屏蔽双绞电缆一样，芯线为铜）电缆与非屏蔽双绞电缆一样，芯线为铜芯双绞线，护套层是塑胶皮，只不过在护套层内增加了金属层。芯双绞线，护套层是塑胶皮，只不过在护套层内增加了金属层。Company LogoCompany Logo通信线路工程第三章 光纤和光缆光纤和光缆Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.1光纤光纤光纤类型：光纤类型：按光纤所用材料、折射率分布形状、零色散波长等按
18、光纤所用材料、折射率分布形状、零色散波长等因素光纤被分为单模光纤和多模光纤两大类：因素光纤被分为单模光纤和多模光纤两大类：A类为多模纤，类为多模纤，B、C类为单模光纤。类为单模光纤。光纤的种类：光纤的种类：1.G.651 多模光纤多模光纤 有两种多模光纤结构：梯度型多模光纤有两种多模光纤结构：梯度型多模光纤结构和阶段型多模光纤结构。结构和阶段型多模光纤结构。2.单模光纤单模光纤 有有G.652单模光纤，单模光纤，G.653色散位移单模光纤，色散位移单模光纤，G.654截止波长位移的单模光纤，截止波长位移的单模光纤，G.655非零色散位移单模非零色散位移单模光纤，光纤，G.656非零色散宽带传送
19、应用的单模光纤，非零色散宽带传送应用的单模光纤，G.657接接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤，色散补偿单模光纤。入网用弯曲衰减不敏感单模光纤，色散补偿单模光纤。Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.1.2光纤的传输特性光纤的传输特性 本节着重介绍制约传输系统的光纤衰减、色散、偏振模色本节着重介绍制约传输系统的光纤衰减、色散、偏振模色散和非线性等主要几个参数。散和非线性等主要几个参数。衰减：衰减：衰减时光纤的一个重要传输参数，它表明光纤对光能的衰减时光纤的一个重要传输参数，它表明光纤对光能的传输损耗，对光纤的质量评定和确定光通信系统的中继距离，传输损
20、耗，对光纤的质量评定和确定光通信系统的中继距离，起着决定性作用。起着决定性作用。衰减原因：衰减原因：（1）吸收损耗：红外吸收、紫外吸收、杂质吸收、原子缺陷）吸收损耗：红外吸收、紫外吸收、杂质吸收、原子缺陷 吸收。吸收。（2）散射损耗：瑞利散射、结构缺陷散射。）散射损耗：瑞利散射、结构缺陷散射。（3）弯曲损耗：光线的弯曲有两张形式，一种是曲率半径比）弯曲损耗：光线的弯曲有两张形式，一种是曲率半径比 直径大得多的弯曲，习惯叫弯曲或宏弯曲，直径大得多的弯曲，习惯叫弯曲或宏弯曲，另一种是光线的轴向产生微米级的弯曲，这另一种是光线的轴向产生微米级的弯曲，这 种高频弯曲称之为微弯。种高频弯曲称之为微弯。C
21、ompany LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.1.2光纤的传输特性光纤的传输特性色散：色散：在光纤数字通信系统中，由于光纤中传输的光信号是由在光纤数字通信系统中，由于光纤中传输的光信号是由不同频率成分和不同模式成分的光携带的，这些不同频率成分不同频率成分和不同模式成分的光携带的，这些不同频率成分和不同的模式成分光信号传输速度不同，经过一定距离的光纤和不同的模式成分光信号传输速度不同，经过一定距离的光纤传输后，会使光脉冲信号发生展宽。档脉冲展宽到前后沿相互传输后，会使光脉冲信号发生展宽。档脉冲展宽到前后沿相互重叠时，就会形成码间串扰，导致通信系统产生误码，限
22、制了重叠时，就会形成码间串扰，导致通信系统产生误码，限制了光信号的传输距离，这种现象称为色散。光信号的传输距离，这种现象称为色散。色散主要有：色散主要有：模式色散、材料色散、波导色散等。模式色散、材料色散、波导色散等。多模光纤主要包括模式色散、材料色散、波导色散等，单模光多模光纤主要包括模式色散、材料色散、波导色散等，单模光纤由于只传输基模一个模式，故不存在模式色散，总色散由材纤由于只传输基模一个模式，故不存在模式色散，总色散由材料色散、波导色散组成。料色散、波导色散组成。Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.1.2光纤的传输特性光纤的传输特性（
23、1）模式色散）模式色散:多模光纤中的模式色散是由椽笔模的不同而引多模光纤中的模式色散是由椽笔模的不同而引起传输速度的不同，进而发生波形的展宽。起传输速度的不同，进而发生波形的展宽。（2）材料色散：）材料色散：材料色散是由光纤材料的折射率随所传输波材料色散是由光纤材料的折射率随所传输波长变化引起的。长变化引起的。（3）波导色散：）波导色散：波导色散又称结构色散。它与光纤的几何结波导色散又称结构色散。它与光纤的几何结构、纤芯尺寸、几何形状、相对折射率等因素相关。构、纤芯尺寸、几何形状、相对折射率等因素相关。Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.1.2
24、光纤的传输特性光纤的传输特性偏振模色散：偏振模色散：是与光的震动方向有关的光性能。是与光的震动方向有关的光性能。当光线的制造过程中所产生的纤芯和包层的不对称、存在当光线的制造过程中所产生的纤芯和包层的不对称、存在着几何结构的不均匀、玻璃表面的应力和外在的各种作用力着几何结构的不均匀、玻璃表面的应力和外在的各种作用力时，会引起显著的双折射和模耦合，从而产生较大的偏振模色时，会引起显著的双折射和模耦合，从而产生较大的偏振模色散。散。Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.2光缆光缆光缆结构：光缆结构：Company LogoCompany Logo第三
25、章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.2 光缆光缆光缆的结构可分为光缆的结构可分为缆芯缆芯和和护层护层两大部分。两大部分。缆芯：缆芯：缆芯位于光缆中心，是光缆的主体，它的作用是妥善安缆芯位于光缆中心，是光缆的主体，它的作用是妥善安置光纤，使光纤在一定的外力作用下仍能保持优良的传输性能。置光纤，使光纤在一定的外力作用下仍能保持优良的传输性能。常用的缆芯结构大体上分为常用的缆芯结构大体上分为4种：层绞式、骨架式、叠带式和种：层绞式、骨架式、叠带式和中心束管式（简称束管式）。缆芯有光纤（紧套或松套）、加中心束管式（简称束管式）。缆芯有光纤（紧套或松套）、加强构件、填充材料等构成的。强构件、填充材料等构成
26、的。护层：护层：护层位于缆芯的外围，主要用于白虎缆芯。护层由护套护层位于缆芯的外围，主要用于白虎缆芯。护层由护套与外护层组成。常用的光缆护套属于半密封性的粘结护套，它与外护层组成。常用的光缆护套属于半密封性的粘结护套，它由双面涂塑的铝带（由双面涂塑的铝带（pap）或钢带（）或钢带（psp）在缆芯外纵包粘结）在缆芯外纵包粘结构成。构成。Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.2 光缆光缆光缆的形式代码由光缆的形式代码由5部分构成：部分构成：（1）分类分类（2）加强件加强件 （3）结构特征结构特征（4）护套护套（5）外护层外护层分类代码：序序号号分类分
27、类代码代码代表意义代表意义序序号号分类分类代码代码代表意义代表意义1GY通信用室外光缆通信用室外光缆5GR通信用软光缆通信用软光缆2GJ通信用室内光缆通信用室内光缆6GS通信同设备内光缆通信同设备内光缆3GH通信用海底光缆通信用海底光缆7GT通信用特殊光缆通信用特殊光缆4GW通信用无金属光缆通信用无金属光缆8GM通信用移动式光缆通信用移动式光缆Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.2 光缆光缆加强构件的代码：代码代码代表意义代表意义代码代码代表意义代表意义无符号无符号金属加强构件金属加强构件F非金属加强构件非金属加强构件G金属重型加强构件金属重型
28、加强构件H非金属重型加强构件非金属重型加强构件结构特征代号及意义：护套的代号及意义：外护层的代号及意义：P67-P71Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.2 光缆光缆光缆的常用结构形式的名称及其适用敷设方式：形形 式式名名 称称适用敷设方式适用敷设方式GYTA金属加强构件、松套层绞填充式、铝金属加强构件、松套层绞填充式、铝聚乙聚乙烯粘结护套通信用室外光缆烯粘结护套通信用室外光缆架空、管道架空、管道GYTA53金属加强构件、松套层绞填充式、铝金属加强构件、松套层绞填充式、铝聚乙聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯外烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯外护套通用室外光缆护套通用室外光缆直埋、可架空直埋、可架空GYFTY非金属加强构件、松套层绞填充式、聚乙烯非金属加强构件、松套层绞填充式、聚乙烯护套通用室外光缆护套通用室外光缆管道、架空、强管道、架空、强电磁危害电磁危害Company LogoCompany Logo第三章第三章 光纤和光缆光纤和光缆3.2 光缆光缆GYTA33GYTAGYFTYCompany LogoCompany LogoLOGOC l i c k t o e d i t c o m p a n y s l o g a n .