通信光缆与电缆线路工程第9章通信电缆配线设计

第9章通信电缆配线设计重庆邮电大学胡庆教授本章内容：全程通话连接传输衰减分配与用户线路设计主干电缆网的配线配线电缆网的配线电缆线路网主要适用于用户接入网即用户线路，而连接长话局至市话局或汇接局的线路称为长—市中继线，该段线路用光缆传输。市话交换局间的连接线路被称为市话中继线，该段线路多采用光缆传输。只有用户线路，即从市话交换局测量室总配线架纵列起，经电缆进线室、管道或电缆通道、交接箱设备、分线盒、引入线至用户终端（如电话机）。如图9-1所示，多采用电缆传输。近年来提出了“光进铜退”或“光进铜不退”的口号，这意味作电缆作为用户接入线路一统天下日子就要结束了。图9-1传统用户接入线路9.1全程通话连接传输衰减分配与用户线路设计传输衰减分配仅限于对语音信号的效果讨论。为了使任何两个电话用户之间的通话效果令人满意，必须规定话路的各组成部分的允许衰减值。在任意两个地点的用户相互通话时，如果发送端的话机输出功率（P1）为lmW，接收端话机灵敏度可容许收听的最低功率（P2）是1μW时，此时可保证收听到的话音清楚。这样推导出的话音回路中容许衰减值为：根据正常人耳的听觉测定结果，任何两个电话用户之间话路衰减值与实际通话质量的关系，如表9-1所示。132()110lg10lg30()()110mwAdBmwPP话路中传输衰减（dB）8.68717.426.034.743.4话音的实际效果评价很好好完全满意不完全满意不满意表9-1正常人耳的听觉效果评价等级9.1.1全程通话连接传输衰减分配一个通话连接的全程传输衰减允许值：数字交换局用户间一个全程允许传输衰减不大于30dB，用户接入网允许传输衰减不大于7dB。据有关部门的调查统计显示我国用户线路的长度分布规律为95%距离市话端局在5km以内，根据话机水平和市内电话、长途电话全程的现状条件，参照ITU-T建议与其他国家电话传输标准分配情况，提出了我国长途电话自动拨号网的传输标准方案。其主要按传输衰减为限值。故只需了解全程通话连接传输衰减的分配即可。1.两端局之间全程衰减分配限值国内任意两用户之间，最大的连接全程衰减不大于30dB如图9-2所示。该系统做过汉语单字清晰度实验，评定的清晰度达到88%。据此，可以认为该话路系统是令人满意的。在实际中为了方便，传输衰减限值分配，也可以如9-3所示。图9-2国内长途任意两用户电话传输衰减分配图9-3长途至端局传输衰减分配（dB）2.市话网传输衰减限值分配基于市话网中采用非加感电缆线路，以800Hz时的传输衰减为条件，两分局之间中继线路的衰减不大于13dB。用户电缆线路衰减不大于7dB，如图9-4所示。图9-4市话网中的传输衰减分配（dB）3.农话网传输衰减限值分配农话网是本地网中的组成部分，在农话网中任意两个用户之间的传输衰减限值，应与市话网中两个用户之间的相类似，全程为29dB，农话用户线路不大于7dB，如图9-5所示。图9-5市话与农话用户间传输衰减限值分配（dB）9.1.2用户线路传输衰减限制的工程设计实例这里介绍一个根据衰减限制来设计用户线路的实例。若用户电缆线路分布，如图9-6所示。为了保证该线路段的允许衰减值为4.34dB的要求，选出两个分配方案，以资比较。图9-6用户电缆线路分布示意图下面给出两个不同的衰减分配限制方案：方案（一）：市话局至交接箱的主干电缆线衰减为1.7dB，用户配线衰减为2.64dB；方案（二）：市话局至交接箱的主干电缆衰减为2.64dB，用户配线衰减为1.7dB。为了计算上述工程方案，用表9-2列出3类全塑对称电缆相关参数。需说明的是不同信号频率下，其电缆衰减系数α是不同的。另外对称电缆的工程单价（元/对km）也是根据电缆对数不同，每对每km价格不同，通常同型号大对数电缆的平均每对每km价格低于对数少的电缆，如10对0.4线径HYA对称电缆价格为4457.6元/km（或445.76元/对km），而300对0.4线径HYA对称电缆价格为42672元/km（或142.24元/对km）。4.34/dBLdBkm7/dBLdBkm全塑市话对称电缆线径（mm）0.40.50.60.70.9备注α（dB/km）1.641.331.060.9030.77测试条件800Hz最大通话距离（km）2.653.264.104.85.61TD/T322-1996标准限额（km）4.275.266.607.759.09现行标准铜导线单位重量（kg/对km）2.23.55.06.811.3工程单价（元/对km）142.24212.35291.42388.01545.70以300对为例表9-2全塑市话对称电缆参考数据1.70.772.2dBkm2.641.322dBkm2.641.22.2dBkm1.70.852dBkm工程方案（一）（二）分类用户干线电缆用户配线电缆用户干线电缆用户配线电缆衰减分配（dB）1.72.642.641.7衰减平均值（dB/km）需用线径（mm）0.90.50.60.7对公里数2240022400工程单价（元/对km）545.70212.35291.42388.01费用小结（元）12005.4084940.006411.24155204.00总费用（元）96945.40161615.24表9-3用户线路衰减设计方案对比表根据上述两个方案的设计进行核算其结果，列入表9-3中。所得结果说明方案（一）的工程总费用比方案（二）的要少6.46698万元，并且耗铜量也要少1181.4kg。9.2主干电缆网的配线主干电缆，又称馈线电缆，一般是300对以上的大对数电缆。配线电缆是从主干电缆的分支点或交接箱连接各分线设备的100对以下小对数电缆线路（也有用200对的）。市内用户线路的的配线方式有直接配线、复接配线、自由配线和交接配线等几种。市内用户线路的的配线方式有直接配线、复接配线、自由配线和交接配线等几种。市内用户线路的配线设计，应根据用户分布（含近期待装用户）、用户密度、自然环境、用户到电话局的距离等进行现场调查，一般是在街道（或电信杆路）平面分布图纸上作记录，如图9-7所示。图9-7电话用户分布示意图为使电缆配线系统便于管理和维护，根据划分小区配线的要求，凡从主干电缆引出的每一条配线电缆，都要划分为较固定的配线服务区域。每一配线区的容量，一般以100对容量为宜（有的是50对，或150对，或200对划区）。在配线区的各分线点，把配线电缆芯线按对作好成端，这种便于用户引入线连接的成端设备称为分线设备，它包括分线箱（盒）和轻便型分线盒。分线箱是带有保安装置的电缆分线设备，其容量有10、15、20、30和50对等。分线盒是不带保安装置的，仅是安装接线端子的电缆分线设备，其容量有10、15、20和30对等。分线箱（盒）都是固定安装在杆位或墙壁上的。交接箱是安装在主干和配线电缆交接处的端接设备，在该箱内可以让主干和配线电缆芯线对任意连接。交接箱的容量系列有300、600、1200、1800和2400对等。交接箱有落地式安装和架空式装置。主干电缆网配线目前主要有直接配线、复接配线和交接配线3种，其配线规则如下。9.2.1直接配线主干电缆网直接配线是由局内总配线架经馈线电缆延伸出局将电缆芯线通过分支器直接分配到分线设备上，分线设备之间及电缆芯线之间不复接。如图9-8所示。图9-8主干电缆直接配线示意图9.2.2复接配线主干电缆网复接配线是将电缆线对复接到两个以上的配线区内，再接着分配到配线点上。这种配线方式的备用线较多（通常为15％左右），适合于发展不平衡或不稳定的配线区，使之有较高的通融性。电缆的复接配线如图9-9所示。图9-9主干电缆复接配线示意我国大部分城市均用这种配线方式。主干电缆的复接方式分为全部复接和部分复接两种。1.全部复接主干电缆网全部复接是指两条配线电缆的对数和起讫线序完全相同，而两条电缆的分线箱或分线盒的数目和线序分配可以不必相同。全部复接适用于在一定时期后发展成为两个单独配线区的地区。2.部分复接电缆以部分线序复接的配线，称为部分复接。一般在主干与配线电缆递减时较多采用部分复接，部分复接如图9-9所示。它的灵活性比全部复接更好。9.2.3交接配线采用交接箱通过跳线将主干电缆与配线电缆灵活连通的方式，称为交接配线。在交接箱内能分隔线对，因此对障碍线对的调度、测试等维护工作都比较方便。ITU-T建议交接配线作为主要的配线方式。在交接配线制中，按交接方式又分为：二级电缆交接法、三级电缆交接法、缓冲交接法、环连交接法和二等交接法等5种。1.二级电缆交接法电缆从电话局经过交接箱到分线设备有两级电缆，自电话局到交接箱一段为主干电缆，自交接箱到分线设备一段为配线电缆。各自按不同的配线比例设计用线。配线方法如图9-10所示。图9-10二级交接配线方式二级电缆交接法的特点是：根据电缆设计的满足年限，增强了线路网的灵活性和稳定性，并且构造简单；当用户增加或者变动时，只需要在配线电缆段调整变化，从而减少局内配线架随之而变化。由于用户在某具体地点出现带有偶然性以及用户的迁移等，在交接配线中，给主干电缆留有一定数量的备用线对是必要的。从电话局到交接箱这段主干电缆的备用线对一般为7～8％，由交接箱到分线设备这段配线电缆的备用线对一般为15％左右。而其它配线方式的备用线对，从分线设备一直通到电话局内总配线架一般为15％左右。这就是两级电缆交接法能节省主干电缆备用线对的道理。（1）根据用户数N对主干电缆配线对数M的估算假设交接区内的用户数为N，则引入交接箱的主干电缆对数M，应用概率统计学方法分析得知：（9.1）式中，γ为一常数，它取决于在用户接入网中电缆芯线备用线对平均值。如若引入交接箱的主干电缆芯线备用率为10%，交接箱的平均实装容量是200对，则求出的。这时，式（9.1）变为：（9.2）NNMNNM2（2）根据分线设备的容量Nk对配线电缆对数Rk估算假设每个分线设备的容量为Nk，利用和式（9.1）相类似的关系式，可以求出每个分线设备所对应的配线电缆对数Rk应为：(9.3)当交接区内有n个分线设备与配线电缆相配，则配线电缆总对数R为：(9.4)NNRkkkk)(NNnnRRkkkk如果该交接区内的设计用户数为N=nNk，即：将（9.5）式代人（9.4）式，则得：(9.6)n＝N／Nk(9.5)//kkkkkRnRNNNNNNN从上式可见，由于N＞NK，故N/NK1，与（9.1）式比较得知，配线电缆的总对数要比主干电缆的对数多（即R＞M）。表明在交接配线中，可以减少主干电缆备用线对，从而提高它的芯线利用率。这一差异有利于适应两者的满足年限不同。如主干电线用到第5年时，就可以根据实际的通信业务发展的需要而扩建，这时的配线电缆容量，一般情况下总是较富余些。或者部分配线电缆进行调整，仍然继续使用。这一差异也有利于适应当前城建的分期发展及其所属街区的用户预测不可能很准确的情况下，故考虑给予配线电缆的备用线对较多，满足年限较长是必然的。这时（9.6）式中的值要小于（9.2）式中的值。如取=1.2以下，换算出的备用线对数，即目前一般的配线电缆备用线对取用指标为20～30％，而主干电缆的备用线对为10～15％。2kk例9-1：已知某交接区内的预测用户数N=157户，各配线点的配线电缆接入平均每个分线设备的容量为NK=5，取常数=1.2和。试求主干电缆和配线电缆的实用对数。解：根据（9.2）式和（9.6）式，代人题设已知条件算出的结果：k27.1741572157NNM24151572.1157/NNNRkk参考我国市话电缆芯线对数标准系列，从上述计算值换算得到的实用对数为：主干电缆的实用对数200对；配线电缆的实用对数250对。这种二级交接配线方式是国内当前推广的交接配线中的基本方式。凡属中等以上容量的市话局就可以采用以交接配线为主，直接配线为辅的配线方