通信线路工程设计第1～3章

LOGO通信线路工程设计第1—3章第一章绪论通信线路工程●通信系统的概念及一般结构●●通信线路在通信网中的作用和地位通信电缆的发展与演进第一章绪论●●光纤通信及光纤的发展光纤品种的演进第一章绪论通信的目的是为分别处于两地的两个用户实现人与人、人与机器或者机器与机器之间的信息传递。1.通信系统的概念第一章绪论什么是通信网?由通信端点、节（结）点和传输链路相互有机地连接起来，以实现两个或更多规定的通信端点之间提供连接或非连接的通信体系称为通信网。什么是通信线路?在有线通信中，将电磁波信号从一个地点传送到另一个地点的传输媒质称为通信线路。2.通信线路在通信网中的作用和地位通信线路是构成通信网必不可少的基础，没有通信线路就无法构成通信网，所以说通信线路在通信网中起着非常重要的基础作用。通信线路的结构和质量将影响通信网的可靠性、安全性和生存性。光纤通信的主要特点：(1)通信频带极宽，通信容量大。(2)传输衰减小，传输距离长。(3)抗电磁干扰，传输质量高。(4)信号串扰小，保密性好。(5)光纤尺寸小、重量轻，不仅便于施工运输，而且能节省地下空间资源。第一章绪论3.通信电缆的发展与演进1949高频对称电缆1958同轴电缆20世纪80年代市内通信电缆光纤品种的演进：1.G.651光纤：世界上第一个实用的光纤系统，传输速率为45Mbit/s,采用多模光纤光源是用工作波长为0.85µm发光二极管。2.G.652光纤：标准单模光纤，又叫非色散位移单模光纤，零色散点在1310nm波长。3.G.653光纤：色散位移单模光纤，这种光纤的设计特点就是要在1550nm工作波长处同事实现衰减和色散两个性能的最佳，在衰减系数最小的同时色散系数又为零。4.G.654光纤：截止波长位移单模光纤，在1550nm工作波长，衰减系数极小，仅为0.15dB/km左右。第一章绪论光纤品种的演进：5.G.655光纤：非零色散位移单模光纤，在1530-1565nm工作窗口的色散不为零，保持有一个能够抑制四波混频的合适色散系统值。6.G.656光纤：G.656光纤命名为《宽带光传送的非零色散光纤》，与G.652光纤比较，能支持更小的色散系数；与G.655光纤比较，能支持更宽的工作波长。G.656光纤可保证通道间隔100GHz、40Gbit/s系统至少传400km。7.G.657光纤：“G.657接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤光缆特性”的标准时ITU-T于2006年11月发布的标准。G.657光纤是为了实现光纤到户的目标，在G.652光纤基础上开发的最新的一个光纤品种。第一章绪论通信线路工程第二章通信电缆●通信电缆的种类●通信电缆的结构●同轴电缆●对称电缆●数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆通信电缆的种类按回路导体结构分对称电缆根据传输频谱可分为：低频对称电缆（10kHz以下）和高频对称电缆（12kHz以上）等同轴电缆细分为：微同轴电缆（内导体直径0.7mm/外导体直径2.9mm）、小同轴电缆（内导体直径1.2mm/外导体直径4.4mm）、中同轴电缆（内导体直径2.6mm/外导体直径9.5mm）和大同轴电缆（内导体直径5mm/外导体直径18mm）按应用场合分长途电缆传输距离长，一般进行复用，敷设方式主要直埋，也可管道或架空。市内电缆对数大，一般安装在管道中，少数架空或附挂在建筑物上。局用电缆安装于配线架与通信设备之间以及用于各种局内设备内部连接，可以是对称电缆或同轴电缆。通信电缆的结构通信电缆的结构一般可分为缆芯和护层两大部分,其中护层又可以由护套与外护层组成。缆芯：缆芯由绝缘的电芯线和必要的屏蔽、填充和绑扎带（丝）组成，一般绞合成圆形。缆芯是承担信息传输的主要部分。护套：电缆护套起初是用铅制作，因为铅具有柔软性，制造安装方便，并具有中等屏蔽效果等优点。但是铅密度大，制成的电缆质量大，运输不便。外护层：电缆外护层起着防腐蚀与防机械损伤的作用，也用来增加屏蔽效果。同轴电缆定义：组成一个传输回路的两个导体中心在一个公共轴线上，中心导体为实心圆导体，外面包围一个圆管状导体，两导体间用介质支撑构成一个同轴管回路的通信电缆。构成：同轴管是组成同轴电缆的基本单元。同轴管是由中心导体（内导体）、外面圆管状导体（外导体）和两导体间的支撑介质（绝缘体）构成。特性：同轴电缆在传输特性方面与对称电缆的主要不同是当高频信号沿回路传输时，电磁场集中在同轴电缆的内外导体之间。分类：根据同轴管的结构尺寸分为：大同轴电缆、中同轴电缆、小同轴电缆、微同轴电缆、另外还有射频同轴电缆和漏泄同轴电缆。对称电缆定义：对称电缆指构成通信回路的两根导线的对地分布参数（主要指对地分布电容）相同的电缆。芯线：对称电缆中的导线一般用铜线，线径为0.25mm至1.4mm，其中市内电缆常用0.4mm至0.9mm，个别大对数电缆芯线也有用0.32线径。长途电缆常用1.2mm线径。在过去铜材紧缺的时代，也曾用过铝线。由两根或4根绝缘导线以适当的扭矩绞合成二线组（线对）或4线组。当4根导线的位置呈正方形称为星绞四线组，当4根导线先绞成两个二线组再相互绞合时成为复对绞四线组。将4线组的若干组分层绞合成缆芯，称之为层绞式缆芯；如果先将若干足绞合成单位，再将若干单位绞合成缆芯称之为单位式缆芯。数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆同轴电缆：典型的同轴电缆中心有一根单芯铜导线，铜导线外面是绝缘层，绝缘层的外面有一层导电金属层，金属层可以是密集型的，也可以是网状形的。数据通信中应用的同轴电缆及对绞电缆双绞电缆分类：双绞电缆按其外部包缠的是金属层还是塑胶外皮，可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。非屏蔽双绞（UTP）电缆具有两特点：1.容易安装。2.外径比较细小，节省空间。屏蔽双绞（TP）电缆与非屏蔽双绞电缆一样，芯线为铜芯双绞线，护套层是塑胶皮，只不过在护套层内增加了金属层。光纤光纤类型：按光纤所用材料、折射率分布形状、零色散波长等因素光纤被分为单模光纤和多模光纤两大类：A类为多模纤，B、C类为单模光纤。光纤的种类：1.G.651多模光纤有两种多模光纤结构：梯度型多模光纤结构和阶段型多模光纤结构。2.单模光纤有G.652单模光纤，G.653色散位移单模光纤，G.654截止波长位移的单模光纤，G.655非零色散位移单模光纤，G.656非零色散宽带传送应用的单模光纤，G.657接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤，色散补偿单模光纤。光纤的传输特性本节着重介绍制约传输系统的光纤衰减、色散、偏振模色散和非线性等主要几个参数。衰减：衰减时光纤的一个重要传输参数，它表明光纤对光能的传输损耗，对光纤的质量评定和确定光通信系统的中继距离，起着决定性作用。衰减原因：（1）吸收损耗：红外吸收、紫外吸收、杂质吸收、原子缺陷吸收。（2）散射损耗：瑞利散射、结构缺陷散射。（3）弯曲损耗：光线的弯曲有两张形式，一种是曲率半径比直径大得多的弯曲，习惯叫弯曲或宏弯曲，另一种是光线的轴向产生微米级的弯曲，这种高频弯曲称之为微弯。光纤的传输特性色散：在光纤数字通信系统中，由于光纤中传输的光信号是由不同频率成分和不同模式成分的光携带的，这些不同频率成分和不同的模式成分光信号传输速度不同，经过一定距离的光纤传输后，会使光脉冲信号发生展宽。档脉冲展宽到前后沿相互重叠时，就会形成码间串扰，导致通信系统产生误码，限制了光信号的传输距离，这种现象称为色散。色散主要有：模式色散、材料色散、波导色散等。多模光纤主要包括模式色散、材料色散、波导色散等，单模光纤由于只传输基模一个模式，故不存在模式色散，总色散由材料色散、波导色散组成。光纤的传输特性（1）模式色散:多模光纤中的模式色散是由椽笔模的不同而引起传输速度的不同，进而发生波形的展宽。（2）材料色散：材料色散是由光纤材料的折射率随所传输波长变化引起的。（3）波导色散：波导色散又称结构色散。它与光纤的几何结构、纤芯尺寸、几何形状、相对折射率等因素相关。光纤的传输特性偏振模色散：是与光的震动方向有关的光性能。当光线的制造过程中所产生的纤芯和包层的不对称、存在着几何结构的不均匀、玻璃表面的应力和外在的各种作用力时，会引起显著的双折射和模耦合，从而产生较大的偏振模色散。光缆光缆结构：光缆光缆的结构可分为缆芯和护层两大部分。缆芯：缆芯位于光缆中心，是光缆的主体，它的作用是妥善安置光纤，使光纤在一定的外力作用下仍能保持优良的传输性能。常用的缆芯结构大体上分为4种：层绞式、骨架式、叠带式和中心束管式（简称束管式）。缆芯有光纤（紧套或松套）、加强构件、填充材料等构成的。护层：护层位于缆芯的外围，主要用于白虎缆芯。护层由护套与外护层组成。常用的光缆护套属于半密封性的粘结护套，它由双面涂塑的铝带（pap）或钢带（psp）在缆芯外纵包粘结构成。部分构成：（1）分类（2）加强件（3）结构特征（4）护套（5）外护层分类代码：序号分类代码代表意义序号分类代码代表意义1GY通信用室外光缆5GR通信用软光缆2GJ通信用室内光缆6GS通信同设备内光缆3GH通信用海底光缆7GT通信用特殊光缆4GW通信用无金属光缆8GM通信用移动式光缆光缆加强构件的代码：代码代表意义代码代表意义无符号金属加强构件F非金属加强构件G金属重型加强构件H非金属重型加强构件结构特征代号及意义：护套的代号及意义：外护层的代号及意义：……P67-P71光缆光缆的常用结构形式的名称及其适用敷设方式：形式名称适用敷设方式GYTA金属加强构件、松套层绞填充式、铝—聚乙烯粘结护套通信用室外光缆架空、管道GYTA53金属加强构件、松套层绞填充式、铝—聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯外护套通用室外光缆直埋、可架空GYFT