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1、第一章 通信线路基础一、光纤光缆基础（一）、光纤通信概述1.1、光纤通信概念、特点光纤通信是指以光波为载波，以光纤为传输介质的激光通信方式。光纤光缆是目前有线通信的最主流传输媒介。光纤通信的特点是：传输频带宽，通信容量大；中继距离长；抗电磁干扰；保密性能好，无串话；原材料资源丰富，节省有色金属；体积小，重量轻，便于敷设和运输。1.2、光纤结构与光纤分类1.2.1光纤结构光纤（Optical Fiber）是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。设纤芯和包层的折射率分别
2、为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1n2。涂覆层包层纤芯 图1-1-1 光纤结构示意图1.2.2 光纤分类（1）按光纤折射率分布来分 阶跃型光纤：如果纤芯折射率是均匀不变的常数n1，包层折射率也是均匀不变的常数n2，且在纤芯和包层的界面折射率发生突变，即由n1突变为n2，则这种光纤成为阶跃型光纤。 渐变型光纤：如果纤芯折射率不是常数，而是随着半径的加大而逐渐减小，到了纤芯和包层界面降至包层的折射率n2，则这种光纤成为渐变型光纤。 （2）按光纤中传输模式数量来分 多模光纤：多模光纤就是可以传输多个模式的光纤。多模光纤的折射率分布可采用阶跃型和渐变型，前者称为阶跃型多模光纤，后者称为渐
3、变型多模光纤。 单模光纤：单模光纤就是只能传输一种模式的光纤。单模光纤只能传输基模，不存在模式色散，具有比多模光纤大得多的带宽，故单模光纤使用大容量、长距离传输。（3）按ITU-T建议来分为了使光纤具有统一的国际标准，ITU-T制定了统一的光纤标准。 G.652光纤(常规单模光纤) G.653光纤(色散位移单模光纤) G.654光纤(1.55m性能最佳单模光纤) G.655光纤(非零色散位移单模光纤) G.651光纤（多模光纤）（二）、通信光缆结构2.1 光缆结构组成光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成符合化学、机械和环境特性的结构。不论何种结构形式的光缆，基本上都是由缆芯、加强元件和护层三部分
4、组成。（1）缆芯：缆芯内有光纤、套管和骨架或加强元件，在缆芯内还需填充油膏，具有可靠的防潮性能，防止潮气在缆芯中扩散。（2）护层：光缆的护层是对已成缆的光纤芯起保护作用，避免受外界机械力和环境损坏，使光纤能适应于各种敷设场合。光缆的护层可分为内护层和外护层。内护层一般采用聚乙烯或聚氯乙烯等，外护层可根据敷设条件而定，采用铝带和聚乙烯组成的LAP外护套加钢丝铠装等。（3）加强元件：加强元件主要是承受敷设安装时所加的外力。光缆加强元件的配置方式一般分为“中心加强元件”方式和“外周加强元件”方式。一般层绞式和骨架式光缆的加强元件均处于缆芯中央，属于“中心加强元件”（加强芯）；中心管式光缆的加强元件从
5、缆芯移到护层，属于“外周加强元件”。加强元件一般有金属钢线和非金属玻璃纤维增强塑料。2.2 常用光缆结构常用的光缆结构有层绞式、骨架式、中心束管式和带状四种。（1）层绞式光缆层绞式光缆是经过套塑的光纤在加强芯周围绞合而成的一种结构。层绞式结构光缆，收容光纤数有限，多数为6-12芯，也有24芯的。随着光纤数的增多，出现单元式绞合：一个松套管就是一个单元，其内可有多根光纤。生产时先绞合成单元，再挤制松套管，然后再绞合成缆。图1-2-1 层绞式光缆结构示意图（2）骨架式光缆骨架式光缆是将紧套光纤或一次涂覆光纤放入螺旋形塑料骨架凹槽内而构成，骨架的中心是加强元件。在骨架式光缆的一个凹槽内，可放置一根或
6、几根涂覆光纤，也可放置光纤带，从而构成大容量的光缆。骨架式光缆对光纤保护较好，耐压、抗弯性能较好，但制造工艺复杂。图1-2-2 骨架式光缆结构示意图（3）中心束管式光缆中心束管式光缆是将数根一次涂覆光纤或光纤束放入一个大塑料套管中，加强元件配置在塑料套管周围而构成。图1-2-3 中心束管式光缆结构示意图（4）带状式光缆带状式光缆结构是将多根一次涂覆光纤排列成行制成带状光纤单元，然后再把带状光纤单元放入在塑料套管中，形成中心束管式结构；也可以把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。带状结构光缆的优点是可容纳大量的光纤（一般在100芯以上），满足作为用户光缆的需要；同时每个带状
7、光缆单元的接续可以一次完成，以适应大量光纤接续、安装的需要。图1-2-4 带状式光缆结构示意图2.3 光缆的种类（1）按传输性能、距离和用途分类 市话光缆、长途光缆、跨海光缆和用户光缆。（2）按光纤的种类分类 多模光缆、单模光缆。（3）按使用环境和场合分类 室外光缆、室内光缆和特种光缆。（4）按光纤芯数多少分类 单芯光缆和多芯光缆。（5）按缆芯结构分类 层绞式光缆、骨架式光缆、中心束管式光缆和带状式光缆。（6）按敷设方式分类 管道光缆、直埋光缆、架空光缆、水底光缆。（三）、光缆型号表示根据ITU-T的有关建议，目前光缆的型号是由光缆的型式代号和光纤的规格代号两部分构成，中间用一短横线分开。3.
8、1 光缆的型式代号光缆的型式代号由分类、加强构件、派生特征、护套和外护层5个部分组成。（1）光缆分类（）的代号及其意义 GY:通信用室（野）外光缆GM:通信用移动式光缆 GJ:通信用室（局）内光缆GS:通信用设备内光缆 GH:通信用海底光缆GT:通信用特殊光缆（2）加强构件（）的代号及其意义 无符号：金属加强构件 F：非金属加强构件（3）派生特征（）的代号及其意义光缆结构特征应能表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组合代号表示，其组合代号按下列相应的各代号自上而下顺序排列。 D:光纤带结构无符号:光纤松套被覆结构J:光纤紧套被覆结构 无符号:层绞结构G
9、:骨架槽结构X:中心束管结构T:油膏填充式结构 Z:自承式结构B:扁平形状 Z:阻燃（4）护套（）的代号及其意义 Y:聚乙烯护套V:聚氯乙烯护套 U:聚氨酯护套A:铝-聚乙烯粘结护套（A护套） S:钢-聚乙烯粘结护套（S护套）W:夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套（W护套） L:铝护套G:钢护套Q:铅护套（5）外护层代号及其意义 外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层。3.2、光纤的规格代号光纤的规格代号由光缆中光纤的数目和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格（光纤数和类别）的光纤时，中间应用“+”号连接。（1）光纤数目 用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。（2）光纤类别
10、光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示，按IEC60793-2(2001)的标准规定，用大写字母A表示多模光纤；大写字母B表示单模光纤，再以数字和小写字母表示不同的种类、类型的光纤。多模光纤单模光纤（四）、光缆端别与纤序4.1 通信光缆端别判断通信光缆的两端分别为A、B端。对于新单盘光缆，红的端帽为A端，绿的端帽为B端；同时，也可以根据光缆护套上打印的长度数字标记数字小的一段为A端，另外一端为B端；另一种判断方法是，开剖光缆，面对光缆端面，若同一层中的松套管颜色按蓝橙绿棕灰白顺时针排列，则为A端，反之则为B端。4.2 纤序排定以层绞式通信用室外光缆为例，松套管中光纤的色谱排列缆线序色谱排列光纤色
11、谱1# -12#一般是蓝、桔、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、天蓝。如果光缆小于12D，用一根束管就可装下，也叫中心束管式；如果光缆需要光纤大于12D，就必须用到二根以上的束管，起始束管一般为红色，其次是绿色，接下来按顺序是白1、白2、白3.，如果是144D就用12根束管，每根束管12D，这种光缆由于是多根束管绞在一起做成的，也叫层绞式光缆。当然有的厂家还用带状光纤，12根光纤并成一排作为一组，色谱排列一样。目前国内的光纤束状光纤只能做到288芯，一般生产厂家的排列顺序是从内层向外层数。再大芯数只能是带状的了，国标纤芯顺序为：蓝、桔、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、天蓝；松套管序为
12、：蓝、桔、绿、棕、灰、白。二、电缆基础（一）、通信电缆特点通信电缆具有如下特点：1. 通信容量大，复用程度高，每路成本低，比较经济。如对称电缆使用频率可达252KHz，每对线可开通60路载波电话；市话音频电缆从5对起至数千对，目前国外0.32mm的全塑电缆已达6000对，国内也已达4800对；小同轴已开通2700路，中同轴已开通4380路。2. 电气性能稳定，传输质量高。由于电缆缆芯外都有屏蔽层，并且可以在地下敷设，这样就使得电缆防止外界电磁场的干扰和对外部设备的干扰都很小。施工方式的多样性减小了自然因素对通信的影响。3. 安全性、保密性好，使用年限长。明线是直接暴露在空气中的金属导线，安全性
13、、保密性较差，而电缆有金属屏蔽层并可以采取直埋、管道等铺设方式，在防止自然或人为损坏方面比明线要优越得多，使用年限也更长。4. 美观：电缆线路灵活多样的施工方式，在维护市容、美化环境方面比明线有更明显的优势。电缆线路的缺点：衰减较大；初建投资大；建设周期长；发生故障较难处理等。（二）、电缆的构造2.1 全塑电缆的结构全塑电缆由外护层、屏蔽层、绝缘层和导线四部分组成。2.1.1全塑电缆的型号及表示方法以HYA 10020.5 为例：H-市内通信电缆 Y-实心聚烯烃绝缘 A-涂塑铝带粘接屏蔽聚乙烯护套100-100对电缆 2-每对芯线数 0.5-导线直径（mm）2.1.2 全塑电缆的缆心结构全塑电
14、缆的缆芯主要由芯线、芯线绝缘、缆心绝缘、缆心扎带、包带层等组成。（1）导线材料：使用的是退火软铜线，根据通信服务范围和用户分布情况采用不同线径及不同对数的电缆。（2）导线绝缘层：采用实心聚乙烯、泡沫聚乙烯、泡沫/实心皮聚乙烯等不同的绝缘结构，主要是为了改善电缆的性能，以适应不同用途电缆的需要。通常要求绝缘层应均匀连续、无裸露、表面光洁圆整和针孔极少。（3）芯线扭绞：为了减少电缆内各回路间的串音干扰及电磁耦合系数，决定于芯线间的相互位置，即扭绞节距。所以全塑电缆采用20多种节距。（4）缆心结构：芯线扭绞成对（或组）后，再将若干对（或组）按一定规律绞合成为缆心。（5）缆心包带：采用聚酯，聚丙烯，聚乙烯或尼龙等复合材料制成，具有非吸湿性，介电，隔热性能，一般为白色，重叠包复在缆心外面。2.1.3 芯线色谱、扎带色谱（1）芯线色谱全色谱线组合扭绞成25种不同色标的线对。领示色（a线）排列顺序为：白，红，黑，黄，紫；循环色（b线）排列顺序为：蓝，桔，绿，棕，灰。每25对线为一个基本单位，线对序号及色谱见表：线对序号12345678910111213141516171819202122232425色谱a线白白白白白红红红红红黑黑黑黑黑黄黄黄黄黄紫紫紫紫紫色谱b线蓝桔绿棕灰
