通信光缆线路教案.ppt
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1、通 信 光 缆 线 路 2006.7,2006.7,第一讲 光缆的类型、结构与材料,2006.7,一、光纤的分类和基本参数,1.光纤的分类通信用石英光纤种类繁多,其分类方法不尽相同。一般习惯上的分类方法有:按传导模数分:多模光纤(MM);单模光纤(SM)。按折射率分布:折射率渐变型光纤(GI);折射率阶跃型光纤(SI)。按IUT建议文号分类:G651、G652、G653 G654、G 655等。,2006.7,2.光纤的基本参数 几何尺寸 截面形状误差 纤芯不圆度 包层不圆度 同心度误差 数值孔径 模场直径,2006.7,截止波长ct:理论截止波长c:2 m光纤截止波长,对1310nm零色散G
2、652光纤:1100nmc1280 nmcc:22m光纤截止波长,它是保证光缆单模工作最为有效的参数。对1310nm零色散G652光纤:c1260 nm或c1270 nm。ctccc nm,2006.7,二、光缆的分类方式,1.按缆芯结构分中心束管式光缆、层绞式光缆、骨架式光缆2.按线路敷设方式分架空光缆、管(隧)道光缆、直埋光缆、水底光缆3.按缆中光纤状态分松套光纤光缆、紧套光纤光缆4.按使用环境与场合分室内光缆、室外光缆5.按网络层次分长途光缆、市内中继光缆、接入网光缆,2006.7,三、光缆的结构类型,光缆的结构通常是根据其应用条件与场合,习惯上分为室外光缆、室内光缆以及特种光缆三大类。
3、这里我们只讲前两类。1.室外光缆:常用的基本结构有如下几类:层绞式,中心管式,骨架式。每种基本结构中既可放置分离光纤,亦可放置带状光纤。其特点分述如下。层绞式光缆 如图1-2所示,层绞式光缆结构是由多根二次被覆光纤松套管(或部分填充绳)绕中心金属加强件绞合成圆整的缆芯,缆芯外先纵包复合铝带并挤上聚乙烯内护套(有的纵包阻水带和双面覆膜皱纹钢(铝)带加上一层聚乙烯外护层组成)。,2006.7,按松套管中放入的分离光纤、光纤带,层绞式光缆又可分为分离光纤层绞式光缆和光纤带层绞式光缆。,2006.7,层绞式光缆的结构特点是光缆中容纳的光纤数多,光缆中光纤余长易控制,光缆的机械、环境性能好,它适宜于直埋
4、、管道敷设,也可用于架空敷设。层绞式光缆结构的缺点是光缆结构、工艺设备较复杂、生产工艺环节较繁琐、材料消耗多等。,2006.7,中心管式光缆 如图13所示,中心管式光缆结构是由一根二次光纤松套管或螺旋形光纤松套管,无绞合直接放在缆中心位置,纵包阻水带和双面覆塑钢(铝)带,两根平行加强圆磷化碳钢丝或玻璃钢圆棒位于聚乙烯护层中组成的。在松套管中放入的是分离光纤、光纤束、光纤带。中心管式光缆分为分离光纤的中心管式光缆或光纤带中心管式光缆等。,2006.7,中心管式光缆的优点是光缆结构简单、制造工艺简捷,光缆截面小、重量轻,很适宜架空敷设,也可用于管道或直埋敷设;中心管式光缆的缺点是缆中光纤芯数不宜多
5、(如分离光纤为12芯、光纤束为36芯、光纤带为216芯),松套管挤塑工艺中松套管冷却不够,成品光缆中松套管会出现后缩,光缆中光纤余长不易控制。,2006.7,骨架式光缆 目前,骨架式光缆在国内仅限于干式光纤带光缆,即将光纤带以矩阵形式置于U型螺旋骨架槽或SZ螺旋骨架槽中,阻水带以绕包方式缠绕在骨架上,使骨架与阻水带形成一个封闭的腔体(如图14所示)。当阻水带遇水后,吸水膨胀产生一种阻水凝胶屏障。阻水带外再纵包双面覆塑钢带,钢带外挤上聚乙烯外护层,骨架式光纤带光缆的优点是结构紧溱、缆径小、光纤芯密度大(上千芯至数千芯),施工接续中无需清除阻水油膏、接续效率高。干式骨架式光纤带光缆适用于在接入网、
6、局间中继、有线电视网络中作为传输馈线。骨架式光纤带光缆的缺点是制造设备复杂(需要专用的骨架生产线)、工艺环节多、生产技术难度大等。,2006.7,2006.7,(2)室内光缆 室内光缆均为非金属结构,故无须接地或防雷保护,室内光缆采用全介质结构保证抗电磁干扰。各种类型的室内光缆都容易开剥。紧套缓冲层光纤构成的绞合方式取决于光缆的类型。为便于识别,室内光缆的外护层多为彩色,且其上印有光纤类型、长度标记和制造厂家名称等。与室外光缆的结构特点所不同的是,室内光缆尺寸小、重量轻、柔软、耐弯、便于布放、易于分支及阻燃等。通常,室内光缆可分为三种类型:多用途室内光缆、分支光缆和互连光缆。,2006.7,多
7、用途室内光缆 多用途室内光缆的结构设计是按照各种室内所用的场所的需要。这种光缆适用的光纤数范围大,用于传输各种语音、数据、视频图像和信令。该光缆的直径小,重量轻,柔软,易于敷设、维护和管理,特别适用于空间受限的场所。多用途室内光缆是由绞合的紧缓冲层光纤和非金属加强件(如芳轮纱)构成的,光缆中的光纤数大于6芯时,光纤绕一根非金属中心加强件绞合形成一根更结实的光缆。如图15 所示。,2006.7,分支光缆 为终接和维护,分支光缆有利于各光纤的独立布线或分支。分支光缆分三种不同的结构:2.7 mm子单元适合于业务繁忙的应用;2.4 mm子单元适合于业务正常的应用;2.O mm子单元适合于业务少的应用
8、。这些分支光缆可布放在大楼之间的管道内、大楼内向上的升井里。计算机机房地板下和光纤到桌面。8芯分支光缆结构如图1-6所示。,2006.7,与多用途光缆相比,由于分支光缆成本更高、重量更重、尺寸更大,所以,这些光缆主要应用在中、短传输距离场所。在绝大多数的情况下,多用途光缆能满足敷设要求。只有在极恶劣环境或真正需要独立单纤布线时,分支光缆的结构才显出优势。,2006.7,互连光缆 为布线系统进行语音、数据、视频图像传输设备互连所设计的光缆。实用的是单纤和双纤结构,这种光缆连接容易,在楼内布线中它们可用作跳线,如图17、18所示。互连光缆直径细、弯曲半径小,更易敷设在空间受限的场所,它们可以简单直
9、接或在工厂进行预先连接作为光缆组件用在工作场所或作为交叉连接的临时软线。,2006.7,(3)特种光缆 电力光缆 阻燃光缆,2006.7,四、光缆型号命名方式(YD/T9082000),1型号命名的格式光缆型号命名由两大部分组成:光缆形式代号和光纤规格代号。(1)光缆型式代号(由五部分组成),如图19所示。,2006.7,分类的代号 GY通信用室(野)外光缆 GM一通信用移动式光缆 GJ-通信用室(局)内光缆 GS通信用设备内光缆 GH通信用海底光缆 GL通信用特殊光缆 加强件的代号 加强构件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构件。金属加强构件(无符号)。F非金属加强构件。,2006.
10、7,缆芯和光缆派生结构特征代号 光缆结构特征应表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时,可用组合代号表示,其组合代号按下列相应的各代号自上而下的顺序排列。D光纤带结构 光纤松套被覆结构(无符号)J光纤紧套被覆结构层绞结构(无符号)G骨架槽结构X缆中心管(被覆)结构,2006.7,T油膏填充式结构干式阻水结构(无符号)R充气式结构 C自承式结构B扁平形状E椭圆形状Z阻燃,2006.7,护套代号Y聚乙烯护套V聚氯乙烯护套U聚氨脂护套A-铝一聚乙烯粘结护套(简称A护套)S钢一聚乙烯粘结护套(简称S护套)W夹带平行钢丝的钢聚乙烯粘结护套(简称W护套)L铝护套G钢护套Q护
11、套,2006.7,外护层代号23一一双层防腐钢带绕包铠装聚乙烯外护层;32一一单层细钢丝铠装聚乙烯外护层;43一一单层粗钢丝铠装聚乙烯外护层;53一一单层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外护层;553一一双层钢带皱纹纵包铠装聚乙烯外护层。,2006.7,(2)光纤规格代号 光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上的规格(光纤数和类别)的光纤时,中间应用“+”号联接。光纤数目代号 光纤数的代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。光纤类别代号 光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示,按IEC60793-2(2001)光纤第2部分:产品规范等标准规定用大写A表示多模光纤,见表
12、1-1;大写B表示单模光纤,见表1-2;,2006.7,2光缆型号示例 例1 光缆型号为 GYTA53-12A1 其表示意义:松套层绞结构,金属加强件,铝一塑粘接护层,皱纹钢带铠装,聚乙烯外护套,室外用通信光缆,内装12根渐变形多模光纤。例2 光缆型号为 GYDXTW-144B1 其表示意义:中心管式结构,带状光纤,金属加强件,全填充型,夹带增强聚乙烯护套,室外用通信光缆,内装144根常规单模光纤(G.652)。,2006.7,第二讲 光缆线路敷设,2006.7,光缆线路建设分为以下阶段进行:线路施工准备(路由复测,光缆的检验、配盘与预留,施工仪器、工具的准备);光缆线路敷设;光缆线路接续与成
13、端;光缆线路测试与竣工验收。,2006.7,一、路由复测,施工单位接受工程施工任务后,首先必须进行路由复测。所谓路由复测是由施工单位组织的,以业经批准的施工图设计为依据的实地考查与测量。路由复测的内容主要包括三个方面:核对施工图纸,考查实际施工现场是否与图纸相符;实地考查图纸设计的施工措施的可行性及施工难度,为制定工程施工计划提供资料;丈量实际路由的地面距离,为光缆配盘提供根据。,2006.7,复测中如果发现施工环境与设计环境发生变化,或者由于施工条件限制或其他原因不得不更改图纸设计时,由施工单位提出具体方案。小范围的修改,经协商只需原设计单位同意即可。大范围的更改,例如改变路由,改变敷设方式
14、,尚需报原批准部门审批。路由距离的测量应按地形起伏丈量。光缆与建筑物、树木及其他设施的最小距离应符合规定。路由复测最终应提供如下资料:经复测核实后的施工图,图上应包含具体敷设路由,各接续段的长度;提供障碍物的位置及机械敷设时安装导轮等装置的位置;光缆接头点的地形,交通等环境条件。,2006.7,二、光缆的检验、配盘与搬运,1光缆的检验 施工单位应在开工前对运到工地的光缆进行检验。检验分核对、外观检查和性能测试三步进行:核对:清点单盘光缆是否有产品质量检验合格证,其规格、程式、长度是否与订货合同、工程设计要求相符。外观检查:先检查缆盘包装是否损坏,然后开盘检查光缆外皮有无损伤,光缆端头封装是否良
15、好,填充型光缆的填充物是否饱满,在一30+50温度范围内,填充油膏不应硬化或滴漏。对于包装严重损坏或光缆外皮有损坏的光缆,外观检查应有详细记录。,2006.7,性能测试:现场检验应测试光纤衰减常数和光纤长度,一般使用光时域反射仪(0TDR)进行测试。光缆金属护套对地绝缘电阻应大于10000M/km,一般用电缆对地绝缘故障探测仪测量。外观检查中发现有问题的光缆盘应作为性能指标测试的检验重点。不符合要求的光缆不能用于工程施工,属一般缺陷应修复合格后方可使用。打开光缆端头检验时,应核对光缆端头端别,并在光缆盘上做醒目标注,一般还应在两端护套上标明端别,以红色表示A端,绿色表示B端,以便施工时识别。单
16、盘光缆检验完毕,应恢复光缆端头的密封包装及光缆盘的包装。,2006.7,2光缆配盘与预留(1)再生段光缆敷设长度 再生段光缆敷设总长公式:L总=L直+L管+L架+L水其中直埋、管道、架空三种敷设段的敷设长度为复测丈量长度再加预留长度,如 L直=L直丈+L直预这三种敷设方式的各种预留长度的规定见表13。,2006.7,直埋、管道、架空三种敷设段所需光缆长度为分为:L架长=L架(1+0.007)L直长=L直(1+0.005)L管长=L管(1+0.015),2006.7,(2)光缆配盘应遵循的原则 光缆应尽量做到整盘敷设,以减少中间接头。靠设备侧的第l、2段光缆的长度应尽量大于1Km。靠设备侧应选择
17、光纤的几何尺寸,数值孔径等参数偏差小,一致性好的光缆。不同敷设方式及不同的环境温度,应根据设计规定选用相应的光缆。,2006.7,配盘后的接头应满足下列要求:直埋光缆接头应安排在地势平坦和地质稳固地点,应避开水塘、河流、沟渠及道路等;管道光缆接头应避开交通要道口,接头点应安排在人孔中;架空光缆接头应落在杆上或杆旁1m左右;光缆配盘结果填入“中继段光缆配盘图”。需要说明的是,由于光纤、光缆制造工艺水平的不断提高与完善光缆的各项指标的一致性较以前大有改善,故工程施工中光缆配盘的必要性已有所降低。,2006.7,3光缆盘的搬运与放置 为了避免光缆在搬运过程中受到机械损伤,当需要将光缆盘移动较远距离时
18、,应由卡车或叉车装运,不允许将光缆盘长时间沿地面滚动。在移动距离较近时,也必须按盘上标示的箭头方向滚动,不得反向滚动。需要改变光缆盘的方向时,应在盘下垫一块平钢板,在盘轴孔中插入直棒,用直棒转动光缆盘的方向。光缆盘应放置在平地上,并加制动器。不得已要放在倾斜地面上时,与倾斜方向垂直放置,低处面用木头垫平,并加制动器。光缆盘上的小割板应保留至光缆正式布放时才可以拆除。,2006.7,4光缆敷设的一般规定(1)光缆敷设的静态弯曲半径应不小于光缆外径的15倍,施工过程中的动态弯曲半径应不小于20倍。(2)布放光缆的牵引力应不超过允许张力的80,瞬间最大牵引力不得超过允许张力的100,主要牵引力应加在
19、光缆的加强件上。(3)为防止在牵引过程中扭转损伤光缆,牵引端头与牵引之间应加转环。(4)布放光缆时,光缆必须由缆盘上方放出并保持松弛弧形。光缆布放过程中应无扭转,严禁打小圈、浪涌等现象发生,严禁小于弯曲半径要求的急弯。,2006.7,(5)光缆布放采用机械牵引时,应根据牵引长度、地形条件、牵引张力等因素合理地选用集中牵引、中间辅助牵引或分散牵引等方式。(6)机械牵引的牵引机的牵引速度在120米分,调节方式应为无级调速。其牵引张力可以调节,当牵引力超过规定值时,能自动发出告警并自动停止牵引。(7)布放光缆,必须严密组织,有专人指挥,牵引过程中应有良好的联络手段。(8)光缆布放完毕应检查光纤是否良
20、好,光缆端头应做密封防潮处理,不得浸水。,2006.7,三、直埋光(电)缆建筑,一)直埋光缆与其他建筑设施间的净距:,2006.7,二)直埋光缆线路的施工按以下步骤进行:1.开沟(1)沟深,见表22。,2006.7,(2)光缆沟横截面如图21。光缆沟的截面尺寸应按施工图要求,其底宽随光缆数目而不同,一般为l一2条光缆,沟底宽3040cm;3条光缆,沟底宽55 cm;4条光缆,沟底宽65cm。沟顶宽度为底宽+0.1倍埋深。同沟敷设的光缆不得交叉、重叠。,2006.7,(3)光缆挖沟的一些规定 图22为沟坎处光缆沟的要求。,2006.7,(3)不同路由的处理 两直线段上光缆沟要求越直越好,直线上遇
21、有障碍物时可以绕开,但绕开障碍物后应回到原来直线上,转弯段的弯曲半径应不少于20m。光缆敷设在坡度大于200,坡长大于30m的斜坡上时,宜采用“S”形敷设或设埋桩、横木锚固定;光缆敷设在坡度大于300,坡长大于30m的斜坡上时,一般选用细钢丝爬坡光缆,并做少量“S”弯,对于特殊地段还应做封沟处理;斜坡有可能受水冲刷,应采取20 m作堵塞或分流措施,如坡度较大,雨较多,则增加堵塞(510 m一个)。,2006.7,(4)对其他东西的保护 当光缆沟遇到现有地下建筑物,必须小心挖掘,进行保护,图23是对原有地下管道、电缆等施行保护的例子。(5)在土质松软易于崩塌的地段,可用木桩和木块作临时护墙保护。
22、,2006.7,2沟底处理 一般地段的沟底填细土或沙石、夯实,夯实后其厚度约10cm。风化石和碎石地段应先铺约5cm厚的砂浆(1:4的水泥和沙的混和物);然后再填细石或沙石,以确保光缆不被碎石的尖刃顶伤。若光缆的外护层为钢丝铠装时,可以免铺砂浆。钢带铠装光缆和钢丝铠装光缆在硬石地段的埋设截面图见图24、图25。填满的光缆沟的尺寸见图23和表24。,2006.7,3光缆布放 4回填 回填之前必须对布放的光缆进行检查,测量。外观检查光缆外护套是否有损伤,如有损伤应进行修复。对有金属护套的光缆作对地绝缘电阻测试,一般用兆欧表。光纤作通光测试或(OTDR后向散射测试。确认光缆无损伤后方可填土。先回填1
23、5cm厚的细土或沙石,严禁将石块、砖头、冻土推入沟内,回填时应派人下沟踩缆,防止回填土将光缆拱起,沟内有积水时,为防止光缆成飘浮状态,可用木叉将光缆压入沟底填土。第一层细土填完后,应人工踏平后再填,每填30cm踏平一次,回填土应高出地面10cm。如果光缆的接头暂不接,则必须用混凝土板、砖等保护缆端的交叠部分,并标出醒目的标记,直到实际连接后拆除。,2006.7,5特殊路段的保护(1)路穿越铁道及不能开挖的公路时,应采取顶管方式。顶管在敷缆前要临时堵塞,敷缆后再用油麻封堵,保护钢管应长出路沟O51 m,在允许破土的位置采取直埋方式,并加直埋保护(见图25示意)。,2006.7,(2)线路穿过机耕
24、路、农村大道以及市区或易动土地段时,采取铺硬塑管、红砖(红砖在光缆上方10cm,一横、二竖、三 一横一竖)、水泥盖板(水泥盖板在光缆上方10cm)等保护措施。(3)光缆穿越需疏浚的沟渠和要挖泥取肥、植藕湖塘时,除保证埋深要求外,应在光缆上方覆盖水泥板(水泥盖板在光缆上方3040cm,水泥盖板长1000cm,宽20 cm,厚4 cm)或水泥沙袋保护。,2006.7,(4)光缆穿过汛期山洪冲刷严重的沙河时,应采取人工加铠或砌漫水坡等保护措施。,2006.7,(5)光缆穿越落差为0.8m以上的沟坎、梯田时采用石砌护坡,并用小泥沙浆勾缝。若无条件,可用三七土护坡。落差小于O.8m时,可以不做护坡,但需
25、多层夯实(见图2-7图210示意)。,2006.7,(6)光缆敷设在易受洪水冲刷的山坡时,缆沟两头应做石砌堵塞,见图211。,2006.7,(7)光缆凯过白蚁地区,应选用外护层为尼龙材料的防蚁光缆,并作毒土处理。毒土处理方法是采用砷铜合剂,剂量约为1g/km。第一次在预回土前喷洒在光缆沟底及两侧30cm高的沟壁上;第二次在预回土30cm后进行喷洒(施工时注意防止人畜中毒)。,2006.7,6线路标石 为标定直埋光缆的走向和光缆接头等的具体位置,以便于线路的维护,在直埋光缆线路上应设置线路标石。光缆线路设置标石应符合以下规定:(1)光缆接头、光缆拐弯点、防雷排流线起止点、同沟敷设光缆的起止点、光
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