光缆线路工程设计培训

1. 光缆线路工程设计培训

2. 总体培训目标 • 有概念　 • 代查勘（可研、初设） • 协助完成本地网传输线路工程设计的组网方案

3. 光传输线路基本知识－提纲 • 传输线路在通信网中所处的位置 • 光纤通信原理 • 光传输线路系统构成 • 光传输线路工程主要设计任务及阶段划分 • 常用线路器材介绍 • 设计规范介绍

4. — 按功能分 交换网 传输网 移动网 接入网 传输线路在通信网中所处的位置（１） • 通信网的分类 — 按范围分 国际网 长途网 本地网 — 按性质分 业务网 支撑网

5. 传输线路在通信网中所处的位置(２) 通信网 本地传输网 长途传输网 接入网 本地传输网 接入网

6. 长途网 城市骨干网 接入网 终端设备 传输线路在通信网中所处的位置(3)

7. 光纤通信原理－提纲 • 单模光纤主要特性参数 • 光纤的种类 • 光缆的结构 • 光缆的种类 • 光纤光缆的选用原则 • 光纤通信发展简史 • 光纤通信的本质 • 光纤通信特点 • 光纤的结构 • 光纤的分类 • 光纤的导光原理

8. 光纤通信原理－光纤通信简史 1966年，高锟提出光通信概念 1970年，实验室制出第一条多模光纤，衰耗为20dB/KM 1976年，发现1310和1550两个低衰耗窗口 1980年，光纤在1550窗口的衰减系数已降到0.2dB/KM 1981年，光纤通信开始大规模商用，速率从45M-目前的400Gb/s

9. 光纤通信原理－光纤传输的本质 • 属于有线通信 • 以光波为载波，以光导纤维为介质的通信方式

10. 光纤通信原理－光纤通信特点 缺点 • 脆弱 • 敷设安装不方便 • 不能传输电能 优点 • 频带宽，容量大 • 传输衰减小，距离远 • 信号干扰小，质量好 • 保密性好 • 原料丰富 • 尺寸小，重量轻

11. 光纤通信原理－光纤的结构(1) 通信用光纤的主要成分是高纯度石英，掺杂剂用于改变折射率。 纤芯 包层 一次涂敷层（硅酮树脂或聚氨基甲酸乙脂） 二次涂敷层（尼龙或聚乙烯） 9-50um （增加机械性能和弯曲性） 125um 1.5cm

12. 光纤通信原理－光纤的结构(2) • 二次涂覆的保护结构（了解） • 紧套结构： 光纤和套管之间有一个缓冲层，目的为减少外面应力对光纤的作用，它结构简单，使用方便。 • 松套结构： 将一次涂覆后的光纤放在一个管子中，管中填充油膏，形成松套结构，它机械性能好，放水性能好，便于成缆。

13. n(r) n(r) n1 n1 n2 n2 r r d1 d1 d2 d2 光纤通信原理－光纤的分类（1） • 按折射率分：阶跃光纤、渐变光纤（了解）

14. α(dB) Λ(nm) 600-900 1310 1550 光纤通信原理－光纤的分类（2） • 按波长分（了解） 长波光纤（1310nm和1550nm）、短波光纤（600-900nm）

15. 光纤通信原理－光纤的分类（3） • 多模光纤 （1）在一定工作波长下，光纤中存在着多各传播模式。 （2）芯径为50~75um,包层直径为100~200um。 （3）带宽较窄，传输距离及容量有限，一般用于短距离传输。 （4）价格低廉。 • 单模光纤 （1）光纤的几何尺与光波长相比拟，光纤只允许一种模式（基模HE11）在其中传播，其余的高次模全部截止。 （2）纤径为4~10um。 （3）避免了模间色散，传输带很宽，传输容量及距离很大，适用于大容量、长距离传输。 • 按传输模式分：多模光纤、单模光纤

16. 光纤通信原理-光纤的导光原理（1） • 全反射原理 根据光的折射定律： n1Sinθ1＝：n2Sinθ2

17. n 2 n1 光纤通信原理-光纤的导光原理（2）

18. 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数（1） • 衰耗 a • 色度色散 D（λ） 了解 • 模场直径 d • 截止波长 λc • 偏振模色散 PMD

19. 4 1/λ 光纤通信原理-单模光纤的特性参数(2) （1）衰耗 紫外吸收带 0.12 μm ~1 μm 本征吸收 吸收 红外吸收带 9μm,12.5 μm 杂质吸收 衰耗 瑞丽散射 散射 结构散射

20. 衰 减 (dB/km) 1700 1200 1300 1500 1600 1400 1100 波 长(nm) 光纤通信原理-单模光纤的特性参数(3) 用衰减系数来表示损耗，其单位是dB/km 光纤衰减曲线 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

21. 输 出 脉 冲 输 入 脉 冲 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(4) （2）色度色散 种类： 模间色散 多模光纤 色度色散 材料色散 由二氧化硅引起 波导色散 由波导结构引起

22. 20 10 0 -10 -20 Dispersion (ps/nm.km) 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 Wavelength (nm) 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(5) • （2）色度色散曲线

23. I0 0.135 I0 radius 0 0 0 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(6) （3）模长直径（了解） 描述光强被束缚范围的物理量，单模光纤接受端面上基模光斑的直径。

24. 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(7) （4）截止波长λc（了解） • 能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。

25. 理想光纤 快轴 实际光纤 慢轴 PMD = 时间延迟 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(8) （5）偏振模色散PMD（了解）

26. 内在因素 外在因素 几何尺寸 应力 弯曲 应力 扭转 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(9) 典型值：≤0.05ps/√km 链路设计值：≤0.5ps/√km （5）偏振模色散

27. 光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(10)

28. 光纤通信原理-光纤的种类(1)

29. B 降低PMDq（0.5-0.2）增加对1625的衰减要求 both D A 常规光纤 C 降低了1385nm衰耗 光纤通信原理-光纤的种类(2) G.652光纤： • 1310nm性能最佳,应用最广泛。 • 具有1310nm和1550nm两个低耗窗口，零色散点位于1310nm处。

30. 光纤通信原理-光纤的种类(3) • G.652A/B/C/D的区别 * 该处的衰减在氢损后不得高于1310nm处的衰减

31. 光纤通信原理-光纤的种类(6) • G.655光纤 • 在1550nm具有一个小的非零色散，解决了高速传输中四波混频的现象，同时在1550nm具有较低的衰减系数，最适合开放DWDM系统。

32. Conventional USF G.652 EDFA bands C L NZDF G.655 Dispersion Shifted Fibre G.653 光纤通信原理-各类单模光纤的性能比较 0.6 Attenuation (all fibre types) 20 10 0 -10 -20 0.5 0.4 Attenuation (dB/km) Dispersion (ps/nm.km) 0.3 0.2 0.1 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 Wavelength (nm)

33. 光纤通信原理-光缆的结构 • 光缆结构：由缆芯、护套和加强元件组成 • 作用：使光纤具有适度的机械强度，适应外部使用环境，并确保在敷设与使用过程中有稳定的传输性能。 • 缆芯：单芯型、多芯型（单位式及带状式） • 强度元件：钢丝或非金属的纤维 • 护层：内护层、外护层

34. Slotted Core 骨架式 Central Tube 中心束管式 Loose Tube 层绞式 光纤通信原理-光缆的种类（1） 若干光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的结构，可使光缆具有很好的抗拉性能和温度特性。 将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是加强元件，骨架采用高密度聚乙烯材料，抗侧压性能好。 光纤放入中心束管中， 采用2根平行钢丝加强件，有较强的抗扭转能力。

35. 光纤通信原理-光缆的种类（2） • 松套层绞式光缆的结构 光纤 松套管 中心加强件 内护套 聚乙烯外护套 缆芯填充物 护套加强件-钢带

36. 光纤通信原理-光缆的种类（3） • 部分光缆的侧视图 非金属光缆 金属铠装光缆

37. 光纤通信原理-光缆的种类（4） • 特殊结构光缆 • 水底(海底)光缆 • 阻燃光缆 • 非金属光缆 • 全介质自承式光缆 ADSS • 架空地线复合光缆 OPGW

38. 外护层 装钢 丝 HDPE内护层 加强钢 油膏 光纤 轧纹钢带 阻水带 芯管 光纤通信原理-特殊结构光缆（1） • 水底光缆

39. 光纤通信原理-特殊结构光缆（2） • 阻燃光缆 • 阻燃层加在光缆的外护层 • 阻燃材料 有卤阻燃--聚氯乙烯 PVC 无卤阻燃--阻燃聚烯烃

40. GY F T A 53 36 D1 分类 中心加强芯 特征 护层 铠装 芯数 类型

41. 光纤通信原理－光缆的主要性能参数 • 机械性能（包含抗张力和抗侧压力） • 弯曲性能 • 温度特性 • 介电强度 • 渗水性能

42. 光纤通信原理－光缆的主要敷设方式 • 架空杆路 • 墙壁吊线 • 管道槽道 • 子管直埋 • 室内通道

43. 光纤通信原理－光纤的选择原则 • 根据业务类型和特点选择 • 经济性及适用性

44. 光纤通信原理－光缆的选择原则 • 根据敷设方式和环境特点选择光缆

45. 光纤通信原理－小结 • 掌握重点 • 光纤的结构及分类 • 单模光纤主要特征参数及种类 • 光缆的结构及种类 • 光纤光缆的选型原则