光纜的設(shè)計及施工.ppt(恢復(fù))

1、光纜線路工程設(shè)計與施工 2、工程施工、工程施工3、儀器與測試、儀器與測試（1） 應(yīng)貫徹國家的基本建設(shè)方針和經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求政策，遵從投資少見效快的原則，避免重復(fù)投資（2）應(yīng)與國家傳輸線路的長遠(yuǎn)規(guī)劃以及中遠(yuǎn)期通信容量的發(fā)展要求相一致。（3）在技術(shù)和設(shè)備的出售參數(shù)上要遵從ITUT的建議和標(biāo)準(zhǔn)。一、 工程設(shè)計的要求要求第一節(jié)、工程設(shè)計第一節(jié)、工程設(shè)計二、設(shè)計步驟： 1、初步設(shè)計 光源的類型及工作波長的選用 光纖和光纜的類型、性能指標(biāo)以及結(jié)構(gòu) 中繼長度計算2、施工圖設(shè)計 路由的實地勘測 施工圖紙的制作 工程施工的預(yù)算 分工協(xié)作三、中繼距離的估算： 損耗限制系統(tǒng)：當(dāng)傳輸?shù)膸捙c碼速相比足夠大時，色散對中繼的

2、影響可以忽略，只考慮損耗的影響。 帶寬限制系統(tǒng)：當(dāng)損耗足夠小的時候，系統(tǒng)的中繼距離只收帶寬的限制。（一）損耗限制系統(tǒng)中繼距離的估算 Ps(dBm) Pr(dBm) Ac(dB)Af(dB/km) Ac(dB)As(dB/km)線路富余Mc（dB/km）設(shè)備富余Me(dB)0.15dB/km13dBPs=Pr+2Ac+AfL+AsL+McL+MeL=(Ps-Pr-Me-2Ac)/(Af+As+Mc)(km)例1：一個140Mbps的光纖傳輸系統(tǒng),光源LD的波長1310nm ,發(fā)送機(jī)的平均光功率3dBm,接收機(jī)的靈敏度40dBm,光纖的衰減系數(shù)為0.4dB/km,熔接頭的平均損耗為0.04dB/k

3、m,兩個活動連接器插入損耗各為0.5dB,假設(shè)它是損耗受限系統(tǒng)，求其中繼距離。（建議線路富余為0.1dB/km,設(shè)備富余為3dB.）例2： 一個光纖通信系統(tǒng), 其發(fā)送端的光功率為5dBm,接收機(jī)的靈敏度 為40dBm,設(shè)備富余為3dB,活接頭的 損耗為0.5dB,熔接頭的損耗為0.05dB/Km,線路富余為0.1dB/km,希望中繼距離為70km,求光纖的損耗系數(shù)。 （設(shè)為損耗受限系統(tǒng)） （二） 帶寬受限中繼距離的估算LD=B DLD-中繼距離（Km）B-線路碼速（Mbps）D-色散系數(shù)（ps/kmnm）-常系數(shù)，與光源有關(guān)，多縱模光源取0.115，單縱模光源0.306 106 1、發(fā)送565

4、Mbps數(shù)字信號的光纖系統(tǒng)，線路編碼為5B6B碼，發(fā)送端是多縱模激光器，功率為-2.5dBm,光譜的脈沖寬度為2nm, 接收機(jī)的靈敏度是-37dBm，兩個光連接器的插入損耗各為1dB,接點的平均損耗為0.1dB/km,光纖的固有損耗系數(shù)0.4dB/km ,色散系數(shù)D=2.5ps/kmnm，建議設(shè)備富余5.5dB,線路富余 0.1dB/km.計算最大中繼距離。 。 計算其最大中繼續(xù)距離，判斷其是何種限制系統(tǒng)？例2：某光纖系統(tǒng)所選用的各產(chǎn)品指標(biāo)如下：系統(tǒng)的線路速度：622Mbps, 設(shè)備富余3dB.多縱模光源：Ps=-2.7dBm, =1310nm, =1.6nm.光接收機(jī)：Pr=-34dBm.線

5、路接頭：熔接頭0.04dB/km,活接頭0.5dB光纖：線路富余0.08dB/km,損耗系數(shù)0.33dB/km,D( )=2.5ps/nmkm.一、光纜的敷設(shè)方式：直埋敷設(shè)： 直接將光纜埋入地下（用于長途干線）第二節(jié)、工程施工第二節(jié)、工程施工 架空光纜：利用 現(xiàn)有明線的稈子架設(shè)光纜用于二級干線或本地網(wǎng)局內(nèi)敷設(shè)：光線進(jìn)入局內(nèi)機(jī)房的敷設(shè)方式。 保證光纜的 松弛與美觀。管道敷設(shè)： 利用下水道的多余空間架設(shè)光纜管道或使用已有的其他管道設(shè)纜。水底敷設(shè)：人工直接挖掘敷設(shè)人工直接截流敷設(shè)水泵沖槽敷設(shè)二、直埋光纜的敷設(shè)過程。步驟： 開溝（=1.2米，坡度要S走勢）溝底處理（細(xì)沙踏實）布放光纜（人工布放，自動纜

6、車布放。平整，不起拱）回填保護(hù) 設(shè)標(biāo)二、光纜的接續(xù)（一）熔接機(jī)的原理它是采用電弧焊接法，即利用電弧放電產(chǎn)生高溫，使被它是采用電弧焊接法，即利用電弧放電產(chǎn)生高溫，使被連接的光纖熔化而焊接成為一體。成功的熔接頭在顯微連接的光纖熔化而焊接成為一體。成功的熔接頭在顯微鏡下觀察，找不到任何痕跡，連接損耗也很小，因此，鏡下觀察，找不到任何痕跡，連接損耗也很小，因此，熔接連接是實現(xiàn)光纖熔接連接是實現(xiàn)光纖“真正真正”連接的唯一有效方法。連接的唯一有效方法。 （二）光纖熔接機(jī)的分類與發(fā)展1、按熔接芯數(shù)分按一次熔接光纖數(shù)量分類按一次熔接光纖數(shù)量分類單纖單纖( (芯芯) )熔接機(jī)熔接機(jī) 這是目前使用最廣泛的一種常這

7、是目前使用最廣泛的一種常用機(jī)型。我們國內(nèi)自己生產(chǎn)和引用機(jī)型。我們國內(nèi)自己生產(chǎn)和引進(jìn)的熔接機(jī)，都是單纖熔接機(jī)，進(jìn)的熔接機(jī)，都是單纖熔接機(jī)，它一次熔接完成一根光纖的連接。它一次熔接完成一根光纖的連接。 它是單纖熔接法的發(fā)展，它是單纖熔接法的發(fā)展，它將一根帶狀光纜的光纖，端它將一根帶狀光纜的光纖，端面全部處理好后，一次熔接完面全部處理好后，一次熔接完成。該方法主要用于用戶光纜成。該方法主要用于用戶光纜傳輸線路的高密度光纜的光纖傳輸線路的高密度光纜的光纖連接?？筛咚偻瓿晒ぷ髁刻卮筮B接?？筛咚偻瓿晒ぷ髁刻卮蟮倪B接工作。的連接工作。多纖多纖( (芯芯) )熔接機(jī)熔接機(jī)2、按熔接光纖的類別分多模熔接機(jī)多模熔

8、接機(jī)單模熔接機(jī)單模熔接機(jī)多模單模熔接機(jī)多模單模熔接機(jī)按光纖類別分類按光纖類別分類3、 按技術(shù)發(fā)展分：按發(fā)展階段分類按發(fā)展階段分類第第代熔接機(jī)代熔接機(jī)第三代熔接機(jī)第三代熔接機(jī)光纖對準(zhǔn)、熔接和連接損耗光纖對準(zhǔn)、熔接和連接損耗測量都由人工進(jìn)行。測量都由人工進(jìn)行。光纖對準(zhǔn)、熔接和連接光纖對準(zhǔn)、熔接和連接損耗測量是由機(jī)器內(nèi)的損耗測量是由機(jī)器內(nèi)的顯微鏡和微處理機(jī)完成。顯微鏡和微處理機(jī)完成。第二代熔接機(jī)第二代熔接機(jī)光纖對準(zhǔn)、熔接和連接光纖對準(zhǔn)、熔接和連接損耗測量都由自動損耗測量都由自動/ /人人工進(jìn)行。工進(jìn)行。第四代熔接機(jī)第四代熔接機(jī)微處理器速度進(jìn)一步提高微處理器速度進(jìn)一步提高第五代熔接機(jī)第五代熔接機(jī)全自動

9、熔接全自動熔接（三）光纜的接續(xù)過程“切痕斷裂”法看錄象1、可見光源一般采用He-Ne激光器，采用0.6328um波長（可見紅光），檢測光纖線路通光情況，也可以粗測光纖的損耗。He-Ne激光器V型槽連接器目測活動連接 器被測光纖V型槽連接器壓蓋板V型槽插針光纖一、光源發(fā)送出穩(wěn)定的光信號進(jìn)入光纖中以 進(jìn)行光纖的測試。第三節(jié)、第三節(jié)、 常用儀器及測量常用儀器及測量2021-10-18第二炮兵指揮學(xué)院三系趙勝萍232、高穩(wěn)定單色光源一般采用發(fā)光二極管（短距離）和半導(dǎo)體激光器（長距離），工作波長0.85um、1.31um、1.55um，與光纖的工作波長對應(yīng)。二、光功率計結(jié)構(gòu)：I/V 變換放大 顯示（dB

10、m）光信號光探測儀測量從光纖中出來的光功率大小。主要用于光纖衰耗的測量PIN光電二極管RLIV放大電路電壓表及 顯示屏剪斷法測量單模光纖的損耗：ITU-T建議的標(biāo)準(zhǔn)損耗測試方法被測光纖(L)=(P1- P2)/ L(dB/km)高穩(wěn)定光源注入系統(tǒng)濾模器包層模消除器 光 功率計P1(dBm)高穩(wěn)定光源注入系統(tǒng)光 功率計濾模器包層模消除器 P2(dBm)作用：去除光源激勵的高階模代表符濾模器濾模器方法：給光纖打一個小于30mm的圈原理： 光纖的彎曲損耗思考：如果不加濾模器測量結(jié)果怎樣？包層模消除器包層模消除器光纖匹配液（CCl4或甘油）代表符作用：去除包層中的包層模方法：去掉一次涂覆，將光纖置于折

11、射率略大的匹配液中 原理：光的折射原理思考： 如果沒有包層模消除器測試結(jié)果如何？三、誤碼分析儀三、誤碼分析儀： 組成：發(fā)送部分，誤碼檢測部分，計數(shù)器部分時鐘產(chǎn)生器偽隨機(jī)序列發(fā)生器誤碼檢測器本地偽隨機(jī)碼發(fā)生器發(fā)碼發(fā)送部分誤碼檢測部分計數(shù)器收碼同步電路作用：測試誤碼率。四、光時域反射儀（四、光時域反射儀（OTDRoptical time-domain reflectometer）基本原理：基于光的背向散射背向散射和菲涅耳反射菲涅耳反射 作用：測量光纖的損耗，長度，斷點，接點的情況。光纖制造過程中的缺陷使得光纖中存在比光波長還小的不均勻使光發(fā)生瑞利散射，其中一部分光沿原光路返回去，稱為背向散射。 光

12、在進(jìn)入兩個折射率不同的均勻介質(zhì)的交界處時， 有一部分光會被反射回來， 叫菲涅耳反射 。 組成原理圖（背向散射法） 活接頭被測光纖光電檢測器放大器信號處理顯示屏光源OTDRABCD長度功率用OTDR測一段光纖的損耗和連接的情況2021-10-18第二炮兵指揮學(xué)院三系趙勝萍34五、光譜分析儀：用來測試光的波長和功率的關(guān)系。（OSA）六、單模光纖色散的測量相移法（ITU-T建議基準(zhǔn)測量法）基本原理： 測量經(jīng)過高穩(wěn)定正弦波信號調(diào)制的不同 波長的光通過光纖的時延差。（材料色散） 組成框圖：高穩(wěn)定LED光源波長選擇器光電檢測器放大器濾波器振蕩器相位計計算機(jī)工作原理（見黑板）計算題：用相移法測量單模光纖的色

13、散，光纖的長度為2公里， 假設(shè)振蕩器的頻率為50MHz,分別用波長為1545nm和 1555nm 的光去調(diào)制，用相位計測的兩次的相位差為1度，問其色散系數(shù)。1、工程設(shè)計的基本要求（1）考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素（2）考慮國家的發(fā)展規(guī)劃（3） 遵從ITUT的建議要點總結(jié)要點總結(jié)2、工程設(shè)計的兩個步驟初步設(shè)計：光源的選擇與工作波長的選取光纜的類型、性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)中繼長度的計算施工圖設(shè)計 路由的實地勘測施工圖紙的制作 工程施工的預(yù)算分工協(xié)作3、中 繼距離的估算損耗限制系統(tǒng)：帶寬限制系統(tǒng)：L=(Ps-Pr-Me-2Ac)/(Af+As+Mc)(km)B DLD=（km ）4、常用的敷設(shè)方式直埋敷設(shè)管道敷設(shè)架空光

14、纜水底敷設(shè)局內(nèi)敷設(shè)5、直埋光纜敷設(shè)的步驟 開溝溝底處理布放光纜 回填 保護(hù) 設(shè)標(biāo)6、熔接機(jī)的基本原理讓光纖的接頭對準(zhǔn)，利用熔接機(jī)的尖端放電，電弧的高溫使光纖連為一體。7、刻痕斷裂法8、常用的光測試儀器及作用可見光源：光纖的通光情況及損耗光功率計：光信號的功率誤碼分析儀：測試誤碼情況光時域反射儀：光纖的損耗，長度，斷點，接點光譜分析儀：顯示光功率與波長的關(guān)系9、剪斷法測單模光纖的原理及過程剪斷法測量單模光纖的損耗：多波長光源注入系統(tǒng)光 功率計濾模器包層模消除器 被測光纖(L)光 功率計P2(dBm)P1(dBm)=（P1-P2） / L(dB/km)10、包層模消除器的原理光纖匹配液（CCl4或甘油）匹配液的折射率包層的折射率11、濾模器的原理利用光纖的彎曲損耗12、誤碼分析儀的原理時鐘產(chǎn)生器偽隨機(jī)序列發(fā)生