1概论-光缆工程讲义剖析

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1、1,光缆工程,光缆通信工程，李立高，人民邮电出版社，2004.8第一版 中国光纤光缆30年， 中国光纤光缆30年编委会组，电子工业出版社，2007.9.1，258元,2,光缆概念 定义1：以光纤为传输元件的缆(有时含有若干电线)，一般都含有加强元件及必要的护套。 定义2：一种由单根光纤、多根光纤或光纤束加上外护套制成，满足光学特性、机械特性和环境性能指标要求的缆结构实体。 百科名片：光缆(optical fiber cable)主要是由光导纤维（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有

2、的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。 即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。,3,问题：,为什么要用光缆进行通信（特点、优势） 光纤光缆发展现状及趋势 学习光缆工程，需要了解哪些方面知识,4,光缆工程纲要,一、概述（光缆通信特点、现状等） 二、光缆（分类、结构、型号与识别、应用、标准） 三、工程设计（流程、中继长度计算与限制因素、工程查勘、施工图绘制） 四、线路施工（施工程序、单盘检验、路由复测、配盘、敷设、防护） 五、测试（衰减、长度、工程测试） 六、维护管理（故障定位/查修） 七、常用仪表（光衰减器、光源、光功率计、OTDR、熔接机）,5,学习思路,讲课+自查资

3、料+作业+实践,6,1.1 光纤光缆通信特点及应用场合 1.2 光纤光缆现状及发展趋势,第一章. 概述,7,第一章 概述,1.1 光纤光缆通信特点及应用场合 1. 通信史(有线/无线） 电通信：双绞线（4kHz、电话xDSL技术Mb/s) 同轴电缆（HFC,6.5M，电视) 光通信：大气激光通信（受气候因素影响）、光纤通信（以光波为载波，光导纤维为传输介质） 通信技术史：频率低高，容量不断增加。,8,光缆和其它几种传输介质特性比较,9,2. 光通信特点 光波波长范围 0.81.7um，不可见光；频率范围 1014 1016Hz，比微波高104 105量级，容量同理 容量大（带宽），距离长（极低

4、损耗）； 抗电磁干扰、质量佳； 串扰小，保密性好（结构）； 原料丰富，低廉、环保； 尺寸小（外径125um，涛塑后1mm, 2428芯光缆外径约18mm）、轻、寿命长。 缺点：接续复杂、余纤处理、保护严格,10,3. 应用场合 世界信息传输量80%以上，通过光通信系统传输。 光纤是目前唯一一种能传输数吉比特（Gb/s）数据量的介质。 （1）骨干传送网（用到DWDM技术，速率：2.5 到10 Gb/s，向40 Gb/s，最高10.96 Tb/s ) （2）城域网（城域DWDM技术） （3）接入网（宽带接入， CWDM技术：416信道，成本低些）,11,1.2 光纤光缆现状及发展趋势,一. 光纤技

5、术发展 光纤技术发展体现在技术参数的改善、优化上； 光纤通信技术发展体现在光器件、光系统、光网络的发展。 1. 光纤参数的改善、优化： 衰减的降低（已接近理论极限：标准SMF 0.160db/km，一般0.36、0.22足够用） 带宽的扩展（因为OH- 衰减峰、截止波长、零色散波长的限制，有些波段无法用） 色散（适中）、色散斜率（小）及有效面积（大）的优化 PMD的改善（很难）,12,2. 光纤标准 G.651： 多模 G.652A/B/C/D：1310零色散、衰减大 G.653：DSF, 1550处零色散(非线性效应）、最低衰减 x G.654：1550性能最佳 x G.655A/B/C：非

6、零色散位移光纤 NZDSF,LEAF G.656 POF(塑料光纤）：多模，可用于FTTD 色散补偿光纤（DCF）,13,二. 光缆工程现状 敷设量：（2002年，1150万芯公里；2013年1.8亿芯） 。10G八纵八横格状基础骨干网（90年代）+3个10G环状网。 速率上：2.5Gb/s, 10Gb/s 40Gb/s。 敷设方式及应用场合 ：一二级干线光缆线路：直埋、管道（架空）；城市：管道多些；农村：直埋，架空多些。 1、普通光纤。普通单模光纤是最常用的一种光纤 , G652.A光纤的性能还有可能进一步优化. 2、核心网光缆。我国已在干线（包括国家/省内/区内干线）上全面采用光缆,其中多

7、模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。,14,3、接入网光缆。接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁。为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。 4、室内光缆。室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。 G.652.C, POF光纤 5、电力线路中的通信光缆 。全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。全介质光缆有两种结构:全介质自承式（ADSS）结构和用于架空地线上的缠绕式结构。,15,三. 光纤光缆发展趋势 光纤通信：超高速度、超大容量、超长距离； 光纤到户和全光网络。 1.光纤到户 光纤到

8、户的魅力在于极大的带宽,是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。 1997年日本NTT公司就开始发展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用户数量大增。 美国在2002年前后,FTTH的安装数量增加了200以上。 我国, 光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。,16,2.光孤子通信 光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速

9、度都保持不变。 光孤子通信仍存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。,17,3. 全光网络 以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。 全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活。全光网络必须与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。 目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。

10、从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。,18,“八纵八横”格状光缆骨干网,90年代初，原邮电部党组为彻底改变我国长途通信电路紧张状况，决定利用10年时间，建设一个由48条光缆干线组成、总长近8万公里、覆盖全国省会以上城市和七成地市的“八横八纵”光缆干线网。 “八横”是：天津呼和浩特兰州； 青岛石家庄银川； 上海南京西安； 连云港乌鲁木齐伊宁； 上海武汉重庆； 杭州长沙成都； 广州南宁昆明； 上海广州昆明。,19,“八纵”是：牡丹江上海

11、广州； 齐齐哈尔北京三亚； 呼和浩特太原北海； 哈尔滨天津上海； 北京九江广州； 呼和浩特西安昆明； 兰州-贵阳南宁； 兰州西宁拉萨（1998年完成） 另外，中国电信集团公司从2000年至2004年，斥巨资，采用密集波分复用技术，对我国“八横八纵”光缆网进行适当升级改造、扩容，并再新建十多条光缆干线，把我国的光缆骨干网从格状变为环状，提高整个网络容量及安全性，从而构建新一代的公众传输网。,20,“八纵八横”光缆普遍采用一对光缆可传送3万条电路的2.5Gbps SDH光同步传输技术，西武光缆还首次采用了世界最先进的密集波分复用技术，传输容量可达10Gbps。“八纵八横”光缆的建设具有深远的战略意义。 目前，全国所有省会城市均已通达光缆，一个覆盖全国，以光缆为主，卫星和数字微波为辅，集数字化传输、程控化交换为一体的完整、统一、先进的国家通信传送主干网已基本建成。 “八纵八横”光缆网的建成，使我国通信传输网的技术层次、网络规模跃入世界先进水平。“八纵八横”光缆的建成创造了世界通信史上的奇迹 2000年，我国光缆干线总长度约为120万公里，在“十五”规划中，我国光缆总长度将翻一番，达到250万公里，其中长途光缆为50万公里,