光纜2009-11-14 11:32:15| 分類： 默認分類 閱讀32 評論0 字號：大中小 訂閱 一、光纜的誕生 讓我們永遠記住他們的名字：高錕（英藉華人）、美國貝爾研究所、美國康寧玻璃公司的馬瑞爾、卡普隆、凱克。1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝加哥市投入商用，速率為45Mb／s。進入實用階段以后，光纖通信的應(yīng)用發(fā)展極為迅速，應(yīng)用的光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)多次更新?lián)Q代。70年代的光纖通信系統(tǒng)主要是用多模光纖，應(yīng)用光纖的短波長（850納米）波段，（1納米=1000兆分之一米，即米）。80年代以后逐漸改用長波長（1310納米），光纖逐漸采用單模光纖，到90年代初，通信容量擴大了50倍，達到2.5Gb／s。進入90年代以后，傳輸波長又從1310納米轉(zhuǎn)向更長的1550納米波長，并且開始使用光纖放大器、波分復(fù)用（WDM）技術(shù)等新技術(shù)。通信容量和中繼距離繼續(xù)成倍增長。廣泛地應(yīng)用于市內(nèi)電話中繼和長途通信干線，成為通信線路的骨干。 二、通信常用光纜種類 1、G.652光纖 目前廣泛應(yīng)用的常規(guī)單模光纖，稱為1310nm波長性能最佳的單模光纖，又稱為色散未移位單模光纖。這種光纖均可適用于1310nm和1550nm窗口工作。在1310nm波長工作時，理論色散為零；在1550nm波長工作時，傳輸損耗最低，但色散系數(shù)較大。 2、G.653光纖 這種光纖是指1550nm波長性能最佳的單模光纖，又稱為色散移位光纖。 3、G.654光纖 這種光纖稱為截止波長移位的單模光纖，它的設(shè)計重點是如何降低1550nm波長處的衰減，其零色散點仍位于1310nm波長處，而在1550nm波長的色散值仍然較高。它主要應(yīng)用于需要很長再生段距離的海底光纖通信。 4、G.655光纖 這種光纖稱為非零色散移位單模光纖，其零色散點不在1550，而是移至1510-1520附近，從而使1550處具有一定的色散值。這種光纖主要應(yīng)用于1550工作波長區(qū)，它的色散系數(shù)不大，適用于開波分復(fù)用系統(tǒng)。 三、光纜型號識別 型式 型式由5個部分構(gòu)成，各部分均用代號表示，如下圖所示。其中結(jié)構(gòu)特征指纜芯結(jié)構(gòu)和光纜派生結(jié)構(gòu)特征。 ⅠⅡⅢⅣ Ⅴ 1、分類的代號 GY——通信用室（野）外光纜 2、加強構(gòu)件的代號 加強構(gòu)件指擴大以內(nèi)或嵌入護套中用于增強光纜抗拉力的構(gòu)件。如同時有金屬和非金屬的加強構(gòu)件，只表示為金屬構(gòu)件結(jié)構(gòu)特征。 （無符號）——金屬加強構(gòu)件 F——非金屬加強構(gòu)件 3、光纜芯和光纜的派生結(jié)構(gòu)特征的代號 光纜結(jié)構(gòu)特征應(yīng)表示纜芯的主要類型和光纜的派生結(jié)構(gòu)。當光纜型式有幾個結(jié)構(gòu)特征需要注明時，可用組合代號表示，其組合代號按下列相應(yīng)的代號自上而下的順序排列。 D——光纖帶結(jié)構(gòu) S——光纖松套被覆結(jié)構(gòu) J——光纖緊套被覆結(jié)構(gòu)（無符號）——層絞結(jié)構(gòu) X——纜中心管（被覆）結(jié)構(gòu)T——填充式結(jié)構(gòu) C——自承式結(jié)構(gòu)E——橢圓形狀 Z——阻燃結(jié)構(gòu) 4、護套的代號 Y——聚乙烯護套 V——聚氯乙烯護套 A——鋁—聚乙烯粘結(jié)護套（簡稱A護套）S——鋼—聚乙烯粘結(jié)護套（簡稱S護套） W——夾帶鋼絲的鋼—聚乙烯粘結(jié)護套（簡稱W護套） 5、外護層的代號 當有外護層時，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些部分和全部，其代號用兩組數(shù)字表示（墊層不需表示），第一組表示鎧裝層，它可以是一位或二位數(shù)字，見表1；第二組表示外被層或外套，它應(yīng)是一位數(shù)字。 光纖的規(guī)格的構(gòu)成 光纖的規(guī)格是由光纖數(shù)和光纖類別組成。 光纖數(shù)的代號 用光纜中同類別光纖的實際有效數(shù)目的數(shù)字表示。 光纖類別的代號 光纖類別應(yīng)采用光纖產(chǎn)品的分類代號表示，即用大寫A表示多模光纖，大寫B(tài)表示單模光纖再以數(shù)字和小寫字母表示不同種類光纖。A多模光纖，見表3。 表1 鎧裝層
表2 外被層或外套
表3 多模光纖
四、光纜安裝 安裝光纜需格外謹慎。連接每條光纜時都要磨光端頭，通過電燒烤或化學(xué)環(huán)氯工藝與光學(xué)接口連在一起，確保光通道不被阻塞。光纖不能拉得太緊，也不能形成直角。較長距離的光纜敷設(shè)最重要的是選擇一條合適的路徑。這里不一定最短的路徑就是最好的，還要注意土地的使用權(quán)，架設(shè)的或地埋的可能性等。必須要有很完備的設(shè)計和施工圖紙，以便施工和今后檢查方便可靠。施工中要時時注意不要使光纜受到重壓或被堅硬的物體扎傷。 光纜轉(zhuǎn)彎時，其轉(zhuǎn)彎半徑要大于光纜自身直徑的20倍。 1、光纜的選用原則： 光纜的選用除了根據(jù)光纖芯數(shù)和光纖種類以外，還要根據(jù)光纜的使用環(huán)境來選擇光纜的外護套。 1）戶外用光纜直埋時 ，宜選用鎧裝光纜。架空時，可選用帶兩根或多根加強筋的黑色塑料外護套的光纜。 2）建筑物內(nèi)用的光纜在選用時應(yīng)注意其阻燃、毒和煙的特性。一般在管道中或強制通風處可選用阻燃但有煙的類型（Plenum），暴露的環(huán)境中應(yīng)選用阻燃、無毒和無煙 的類型（Riser）。 3）樓內(nèi)垂直布纜時，可選用層絞式光纜（Distribution Cables）；水平布線時，可選用可分支光纜（Breakout Cables）。 4）傳輸距離在2km以內(nèi)的，可選擇多模光纜，超過2km可用中繼或選用單模光纜。 2、戶外架空光纜施工： 1）吊線托掛架空方式，這種方式簡單便宜，我國應(yīng)用最廣泛，但掛鉤加掛、整理較費時。 2）吊線纏繞式架空方式，這種方式較穩(wěn)固，維護工作少。但需要專門的纏扎機。 3）自承重式架空方式，對線干要求高，施工、維護難度大，造價高，國內(nèi)目前很少采用。 4）架空時，光纜引上線干處須加導(dǎo)引裝置，并避免光纜拖地。光纜牽引時注意減小摩擦力。每個干上要余留一段用于伸縮的光纜。 5）要注意光纜中金屬物體的可靠接地。特別是在山區(qū)、高電壓電網(wǎng)區(qū)和多地區(qū)一般要每公里有3個接地點，甚至選用非金屬光纜。 3、戶外管道光纜施工： 1）施工前應(yīng)核對管道占用情況，清洗、安放塑料子管，同時放入牽引線。 2）計算好布放長度，一定要有足夠的預(yù)留長度。詳見下表： 自然彎曲增加 長度（m/km）入孔內(nèi)拐彎 增加長度（m/孔）接頭重疊長度 （m/側(cè)）局內(nèi)預(yù)留 長度（m）注 50.5~18~1015~20 其它余留安 設(shè)計預(yù)留 3）一次布放長度不要太長（一般2KM），布線時應(yīng)從中間開始向兩邊牽引。 4）布纜牽引力一般不大于120kg，而且應(yīng)牽引光纜的加強心部分，并作好光纜頭部的防水加強處理。 5）光纜引入和引出處須加順引裝置，不可直接拖地。 6）管道光纜也要注意可靠接地。 4、直接地埋光纜的敷設(shè)： 1）直埋光纜溝深度要按標準進行挖掘，標準見下表： 2）不能挖溝的地方可以架空或鉆孔預(yù)埋管道敷設(shè)。 3）溝底應(yīng)保正平緩堅固，需要時可預(yù)填一部分沙子、水泥或支撐物。 4）敷設(shè)時可用人工或機械牽引，但要注意導(dǎo)向和潤滑。 5）敷設(shè)完成后，應(yīng)盡快回土覆蓋并夯實。 直埋光纜埋深標準： 敷設(shè)地段或土質(zhì)埋深（m）備注 普通土（硬土）≥1.2 半石質(zhì)（沙礫土、風化石）≥1.0 全石質(zhì)≥0.8從溝底加墊10cm細土或沙土 市郊、流沙≥0.8 村鎮(zhèn)≥1.2 市內(nèi)人行道≥1.0 穿越鐵路、公路≥1.2距道渣底或距路面 溝、渠、塘≥1.2 農(nóng)田排水溝≥0.8 5、建筑物內(nèi)光纜的敷設(shè)： 1）垂直敷設(shè)時，應(yīng)特別注意光纜的承重問題，一般每兩層要將光纜固定一次。 2）光纜穿墻或穿樓層時，要加帶護口的保護用塑料管，并且要用阻燃的填充物將管子填滿。 3）在建筑物內(nèi)也可以預(yù)先敷設(shè)一定量的塑料管道，待以后要敷射光纜時再用牽引或真空法布光纜。 五、光纜的測試參數(shù)和測試方法 光纜布線系統(tǒng)安裝完成之后需要對鏈路傳輸特性進行測試，其中最主要的幾個測試項目是鏈路的衰減特性、連接器的插入損耗、回波損耗等。下面我們就光纜布線的關(guān)鍵物理參數(shù)的測量及網(wǎng)絡(luò)中的故障排除、維護等方面進行簡單的介紹。 1、光纜鏈路的關(guān)鍵物理參數(shù) 衰減： 1）衰減是光在光沿光纖傳輸過程中光功率的減少。 2）對光纖網(wǎng)絡(luò)總衰減的計算：光纖損耗（LOSS）是指光纖輸出端的功率Power out與發(fā)射到光纖時的功率Power in的比值。 3）損耗是同光纖的長度成正比的，所以總衰減不僅表明了光纖損耗本身，還反映了光纖的長度?！ ?/font> 4）光纜損耗因子（α）：為反映光纖衰減的特性，我們引進光纜損耗因子的概念。 5）對衰減進行測量： 因為光纖連接到光源和光功率計時不可避免地會引入額外的損耗。所以在現(xiàn)場測試時就必須先進行對測試儀的測試參考點的設(shè)置（即歸零的設(shè)置）。對于測試參考點有好幾種的方法，主要是根據(jù)所測試的鏈路對象來選用的這些方法，在光纜布線系統(tǒng)中，由于光纖本身的長度通常不長，所以在測試方法上會更加注重連接器和測試跳線上，方法更加重要，關(guān)于這一點請參見安恒的布線測試技術(shù)文章 回波損耗: 反射損耗又稱為回波損耗，它是指在光纖連接處，后向反射光相對輸入光的比率的分貝數(shù)，回波損耗愈大愈好，以減少反射光對光源和系統(tǒng)的影響。 改進回波損耗的方法是，盡量選用將光纖端面加工成球面或斜球面是改進回波損耗的有效方法。 插入損耗: 插入損耗是指光纖中的光信號通過活動連接器之后，其輸出光功率相對輸入光功率的比率的分貝數(shù)。插入損耗愈小愈好。 插入損耗的測量方法同衰減的測量方法相同。 2、光纖網(wǎng)絡(luò)的測試測量設(shè)備 1）光纖識別器 它是一個很靈敏的光電探測器。當你將一根光纖彎曲時，有些光會從纖芯中輻射出來。這些光就會被光纖識別器檢測到，技術(shù)人員根據(jù)這些光可以將多芯光纜或是接插板中的單根光纖從其他光纖中標識出來。光纖識別器可以在不影響傳輸?shù)那闆r下檢測光的狀態(tài)及方向。為了使這項工作更為簡單，通常會在發(fā)送端將測試信號調(diào)制成270Hz、1000Hz或2000Hz并注入特定的光纖中。大多數(shù)的光纖識別器用于工作波長為1310nm或1550nm的單模光纖光纜，最好的光纖識別器是可以利用宏彎技術(shù)在線地識別光纜和測試光纜中的傳輸方向和功率。 2）故障定位器（故障跟蹤器） 此設(shè)備基于激光二極管可見光（紅光）源，當光注入光纖時，若出現(xiàn)光纖斷裂、連接器故障、彎曲過度、熔接質(zhì)量差等類似的故障時，通過發(fā)射到光纖的光就可以對光纖的故障進行可視定位?？梢暪收隙ㄎ黄饕赃B續(xù)波（CW）或脈沖的模式發(fā)射。典型的頻率為1Hz或2Hz，但也可工作在kHz的范圍。通常的輸出功率為0dBm(1Mw)或更少，工作距離為2到5km，并支持所有的通用連接器。 3）光損耗測試設(shè)備（又稱光萬用表或光功率計） 為了測量一條光纜鏈路的損耗，需要在一端發(fā)射校準過的穩(wěn)定光，并在接收端讀出輸出功率。這兩種設(shè)備就構(gòu)成了光損耗測試儀。將光源和功率計合成一套儀器時，常稱作光損耗測試儀（也有人稱作光萬用表）。當我們測量一條鏈路的損耗時，需要有一個人在發(fā)送端操作測試光源而另一個人在接收端用光功率計進行測量，這樣也只能得出一個方向上的損耗值。 通常，我們需要測量兩個方向上的損耗（因為存在有向連接損耗或著說是由于光纜傳輸損耗的非對稱性所致的）。這時，技術(shù)人員就必須相互交換設(shè)備并再進行另一個方向的測量。 六、光纜障礙點的判斷與維修 1、光纜線路常見的障礙現(xiàn)象和原因 線纜線路常見的障礙現(xiàn)象和原因如下表所示：
2、障礙點的查找 在端點或中繼站使用OTDR測試判斷光纜線路障礙點的方法步驟大致如下： 1）用OTDR測試出障礙點到測試端的大至距離。 2）當遇自然災(zāi)害或外界施工等外力影響造成光纜阻斷時，查找人員根據(jù)機務(wù)人員提供的障礙地點。如非上述情況，則巡查人員就不容易從路面異樣找到障礙地點。此時，就必須按照OTDR測出的障礙點到測試端的距離，同原始測試資料進行核對，查出障礙點大概是處于哪個標石（或哪兩個接頭）之間，通過必要的換算后，再精確丈量其間地面長度，便可斷定障礙的具體位置。 3）倘若斷纖是由于光纜結(jié)構(gòu)缺陷或光纖老化所致，用OTDR難以精確測出其斷點，只能測出障礙段落，則應(yīng)換用一段光纜。 3）障礙的修復(fù) 光纜線路發(fā)生障礙，必須分秒必爭，臨時調(diào)通電路或布放應(yīng)急光纜臨時搶通電路，并應(yīng)盡快組織力量進行修復(fù)。 1、應(yīng)急搶修 1）某一方向光纜線路全部阻斷 按預(yù)定的電路調(diào)度方案，立即臨時調(diào)通全部電路或部份主要電路。 2）某一方向光纜線路個別光纖阻斷 光纖中如有備用光纖，或另有迂回電路，立即用備用光纖或迂回電路臨時調(diào)通障礙電路；光纜中如有備用光纖，無迂回電路，則按規(guī)定的調(diào)度原則處理，保證重要電路暢通，暫停次要電路。 3）某一方向光纜線路部分光纖阻斷 光纜中如有備光纖，除用備用光纖臨時調(diào)通電路外，可挑選無阻斷的光纖臨時配對，按照規(guī)定的調(diào)度原則和調(diào)度順序，臨時調(diào)通電路，倘若臨時配對的光纖還是不夠用，而無迂回電路，則暫停次要電路。 注意事項： 1、以上光纖的臨時調(diào)度，必須由機線雙方共同商議調(diào)度方案報告上級主管部門批準后，在雙方密切配合下完成。 2、按原線序配對的光纖，只要由兩端機務(wù)站按系統(tǒng)調(diào)度，倒換電路即可；光纖臨時配對使用的，則應(yīng)在障礙點兩側(cè)中繼站內(nèi)光分配架（或終端盒）的連接器上進行調(diào)接。 3、如果主用光纖接有光衰耗器，而備用光纖未預(yù)接衰耗器，則在調(diào)用備用光纖時，也應(yīng)接上相應(yīng)的光衰耗器。光纖臨時配對用時也應(yīng)當注意這個問題。 2、布放應(yīng)急光纜 1）布放應(yīng)急光纜的條件 當某一方向光纜線路全部阻斷，在全部電路或主要調(diào)通之后，可以考慮一次性修復(fù)光纜，不必采用應(yīng)急搶通電路。在沒有條件臨時調(diào)通電路，或臨時調(diào)通部分電路尚不能滿足大容量通信需要的情況下，應(yīng)布放應(yīng)急光纜，按照“電路調(diào)度制度”規(guī)定的調(diào)度原則和調(diào)度順序來搶通電路，臨時恢復(fù)通信，然后再重新選擇路由布放新光纜，進行正式修復(fù)。 2）應(yīng)急光纜布放范圍的確定 光纜遭受自然災(zāi)害或外力影響發(fā)生阻斷障礙，一般在測定障礙點大致位置后，根據(jù)路面異樣比較容易找到障礙點，便可確定應(yīng)急光纜的布放范圍。但是，用OTDR在端點站或中繼站僅測出障礙點，是發(fā)生在哪兩個接頭之間，而不能確定障礙的具體位置時，就很難確定應(yīng)急光纜的布放范圍。這時如有條件，可以在對端中繼站用OTDR進測試，把兩邊測試結(jié)果進行綜合分析，一般可準確判斷出光纜斷點，如果沒有條件從兩個方向用OTDR測試，則可分別發(fā)下兩種情況進行處理： a) 障礙點比較靠近某一個接頭，應(yīng)急光纜擬由這個接頭開始布放，就打開這個接頭，用OTDR在接頭處往障礙方向測試，這時測試的距離短，可較準確地測出障礙的具體位置，便可確定應(yīng)急光纜布放到哪里為止。 b) 障礙點處于兩個接頭較居中的位置，不宜由某一接頭處開始布放應(yīng)急光纜，就必須進一步判定障礙點的位置，在障礙點兩側(cè)布放一段應(yīng)急光纜。遇到這種情況，可采用逐步延伸試探法，查找障礙具體位置，即：在端站或中繼站用OTDR初步測出障礙點，在障礙點的前方挖出光纜，切斷某光纖進行復(fù)測，如發(fā)現(xiàn)障礙點尚不在切斷范圍之類，則應(yīng)判斷出大致差多遠，再往前方挖出光纜，切斷另一根光纖再復(fù)測一次，直到障礙點納入切斷點之內(nèi)，便可確定應(yīng)急光纜的布放范圍。一般復(fù)測兩次便可斷定障礙點的具體位置。 c) 同型號光纜加速連接器應(yīng)急搶修 另一種光纜應(yīng)急搶修方法，即使用與障礙光纜同一型號的光纜作為應(yīng)急搶修光纜，使用連接器（活接頭）加匹配液進行臨時接續(xù)，搶通電路。 3）正式修復(fù) 正式修復(fù)光纜線路障礙時，必須盡量保持通信，尤其不能中斷重要電路的通信，施工質(zhì)量必須符合光纜線路建筑質(zhì)量標準與維護質(zhì)量標準的要求。 正式修復(fù)光纜線路全阻障礙時，應(yīng)注意以下問題： 1、 接頭盒或接頭附近的障礙，應(yīng)利用接頭盒內(nèi)預(yù)留光纖或接頭坑預(yù)留光纜進行修理，不必另增接頭。在障礙點附近有預(yù)留光纜時，應(yīng)利用預(yù)留光纜進行接續(xù)，僅增加一個接頭。 2、 需要用介入或更換光纜的方式正式修復(fù)光纜障礙時，應(yīng)采用同一廠家、同一型號的光纜。 3、 介入或更換光纜的長度可由下面三個因素考慮： （1）考慮到正式修復(fù)光纜接續(xù)光纖時須由端站或中繼站使用OTDR監(jiān)視，或者在日常維護工作中便于分辨鄰近兩個接續(xù)點的障礙；介入或更換光纜的最小長度必須滿足OTDR儀表的響應(yīng)分辨率（兩點分辨率）要求，一般宜大于100米。 （2）考慮到不影響單模光纖在單一模式穩(wěn)態(tài)條件下工作，以保證通信質(zhì)量，介入或更換光纜的最小長度應(yīng)大于22米。 （3）介入或更換光纜的長度，可參照（1）、（2）兩點的原則要求，結(jié)合實際情況綜合考慮，靈活掌握。如：在介入或更換光纜的附近已有接頭，應(yīng)盡量把光纜延伸放至接頭處，僅增加一個接頭。 4、 介入或更換光纜，光纖割接的一般順序： （1）首先應(yīng)按照“電路調(diào)度制度”規(guī)定的調(diào)度原則和調(diào)度順序機線雙方共同商定光纖割接方案，報上級主管部門批準。 （2）光纖割接過程應(yīng)盡量不中斷電路（尤其不能中斷重要電路）。由應(yīng)急光纜割接原新布放光纖，應(yīng)首先接通備用光纜，用備用光纖作為替代線對，按原定的割接順序，逐對割接還原電路，以原障礙光纜中的完好光纖臨時配對調(diào)通電路，或原來光纜中無備用光纜的，應(yīng)暫停次要電路，首先割接該系統(tǒng)的光纖作為替代的線對，然后再按原定的割接順序，逐對割接，還原電路。 |
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