光缆通信工程设计

1、光缆通信工程主要包括光缆线路工程光缆通信工程主要包括光缆线路工程和设备安装工程两个部分和设备安装工程两个部分 。主要内容：主要内容：（1）项目提出的背景、建设的必要）项目提出的背景、建设的必要性和主要依据；性和主要依据；（2）建设规模、地点等初步设想；）建设规模、地点等初步设想；（3）工程投资估算和资金来源；）工程投资估算和资金来源；（4）工程进度和经济、社会效益估）工程进度和经济、社会效益估计。计。研究的主要内容如下。研究的主要内容如下。（1）项目提出的背景，投资的必要）项目提出的背景，投资的必要性和意义；性和意义；（2）可行性研究的依据和范围；）可行性研究的依据和范围；（3）电路容量和线路

2、数量的预测，）电路容量和线路数量的预测，提出拟建规模和发展规划；提出拟建规模和发展规划；（4）实施方案论证，包括通路组织）实施方案论证，包括通路组织方案、光缆、设备造型方案以及配套设施；方案、光缆、设备造型方案以及配套设施；（5）实施条件，对于试点性质工程）实施条件，对于试点性质工程尤其应阐述其理由；尤其应阐述其理由；（6）实施进度建议；）实施进度建议；（7）投资估计及资金筹措；）投资估计及资金筹措；（8）经济及社会效果评价。）经济及社会效果评价。包括以下主要内容。包括以下主要内容。（1）建设目的、依据和建设规模；）建设目的、依据和建设规模；（2）预期增加的通信能力，包括线）预期增加的通信能力

3、，包括线路和设备的传输容量；路和设备的传输容量； （3）光缆线路的走向，设备安装局、）光缆线路的走向，设备安装局、站地点及其配套情况；站地点及其配套情况；（4）经济效益预测、投资回收年限）经济效益预测、投资回收年限估计以及引进项目的用汇额、财政部门对估计以及引进项目的用汇额、财政部门对资金来源等的审查意见。资金来源等的审查意见。设计阶段的主要任务就是编制设计文设计阶段的主要任务就是编制设计文件并对其进行审定。件并对其进行审定。准备阶段的主要任务是做好工程开准备阶段的主要任务是做好工程开工前的准备工作，它包括建设准备的计工前的准备工作，它包括建设准备的计划安排。划安排。 光缆通信工程的施工包括光

4、缆线路光缆通信工程的施工包括光缆线路的施工和设备安装施工两大部分。的施工和设备安装施工两大部分。 施工组织设计的主要内容如下。施工组织设计的主要内容如下。（1）工程规模及主要施工项目；）工程规模及主要施工项目；（2）施工现场管理机构；）施工现场管理机构； （3）施工管理，包括工程技术管理、）施工管理，包括工程技术管理、器材、机具、仪表、车辆管理；器材、机具、仪表、车辆管理；（4）主要技术措施；）主要技术措施；（5）质量保证和安全措施；）质量保证和安全措施；（6）经济技术承包责任制；）经济技术承包责任制；（7）计划工期和施工进度。）计划工期和施工进度。这个阶段的主要内容包括工程初验、这个阶段的主

5、要内容包括工程初验、生产准备、工程移交和试运行以及竣工验生产准备、工程移交和试运行以及竣工验收等几个方面。收等几个方面。初验应由主管部门组织设计单位、档初验应由主管部门组织设计单位、档案、建设银行以及设计、施工等单位进行。案、建设银行以及设计、施工等单位进行。生产准备是指工程交付使用前必须进生产准备是指工程交付使用前必须进行的生产、技术和生活等方面的必要准备。行的生产、技术和生活等方面的必要准备。 试运行是指工程初验后到正式验收、试运行是指工程初验后到正式验收、移交之间的设备运行。移交之间的设备运行。 竣工验收是对整个光缆通信系统进行竣工验收是对整个光缆通信系统进行全面检查和指标抽测。全面检查

6、和指标抽测。 光中继段内的系统设计可分成两个步骤。光中继段内的系统设计可分成两个步骤。第一个步骤：设计方案。第一个步骤：设计方案。 第二个步骤：系统预算。第二个步骤：系统预算。 长途光中继段的系统构成如图长途光中继段的系统构成如图3.2所示。所示。图3.2 长途中继段内系统示意图 根据图根据图3.2，由传输功率损耗来确定的，由传输功率损耗来确定的最大中继段长度为最大中继段长度为 Lm a x=CSf0dceRT22MAAPAAMPP =csf0derS2MAAPAMPP （ 3 - 2 - 1 ） 入纤平均光功率入纤平均光功率Ps，一般为一般为9dBm、6dBm和和3dBm三挡（见表三挡（见表

7、3-1）。）。 表 3-1 S 点的入纤平均光功率 Ps 市内系统 类 型 光 源 长途单模光纤系统 中的 Ps（dBm） 注入多模光纤的 Ps（dBm） 注入单模光纤的 Ps（dBm） LD 3 6 9 6 9 6 9 LED 23 28 测试条件 NRZ 伪随机码 50占空比 RZ 伪随机码 灵敏度总是与误码率相联系的，由于灵敏度总是与误码率相联系的，由于在在280km或或420km数字段的平均误码率数字段的平均误码率（BERav）要求为要求为1109，所以，规定每，所以，规定每个中继段内，误码率小于等于个中继段内，误码率小于等于11010时，时，测量的最低平均光功率，应不劣于表测量的最低

8、平均光功率，应不劣于表3-2所所示之值示之值 。色散主要包括线路自身（光纤色散系色散主要包括线路自身（光纤色散系数数D及中继距离及中继距离L）和激光器的谱宽（和激光器的谱宽（ ）等方面的因素。表等方面的因素。表3-3列出了列出了S-R点间所允点间所允许的最大色散值（设为许的最大色散值（设为Dt），），利用此值，利用此值，线路和端机也可分别进行设计。线路和端机也可分别进行设计。 系统预算包括损耗预算和色散预算。系统预算包括损耗预算和色散预算。设根据损耗预算得出的最大中继距离为设根据损耗预算得出的最大中继距离为Lmax，根据色散预算得出的最大中继距离根据色散预算得出的最大中继距离为为Lmax若若L

9、maxLmax，则称系统为色散则称系统为色散限制系统，即系统的中继距离主要由光纤限制系统，即系统的中继距离主要由光纤的色散来确定；若的色散来确定；若LmaxLmax，则称系统则称系统为损耗限制系统，即系统的中继距离主要为损耗限制系统，即系统的中继距离主要由光纤的损耗来确定。由光纤的损耗来确定。 下面举两种最为常见的设计类型来说下面举两种最为常见的设计类型来说明损耗预算和色散预算的方法。明损耗预算和色散预算的方法。如果从系统沿途功率损耗的角度考虑，如果从系统沿途功率损耗的角度考虑，则最大中继距离如式（则最大中继距离如式（3-2-1），即），即 如果从系统单模光纤色散的角度考如果从系统单模光纤色散

10、的角度考虑，最大中继段距离为虑，最大中继段距离为所以，实际中继距离所以，实际中继距离L的范围应为的范围应为密集波分复用系统（密集波分复用系统（DWDM）传输传输线路的局站设备，分为终端站、转接站、线路的局站设备，分为终端站、转接站、中继站和光放站，对应的传输线路为光放中继站和光放站，对应的传输线路为光放段、中继段和复用段。段、中继段和复用段。DWDM线路传输系线路传输系统设计，需根据光功率、色散和信噪比的统设计，需根据光功率、色散和信噪比的计算结果，确定光放大器的增益类型和中计算结果，确定光放大器的增益类型和中继段内允许的光放段数量。继段内允许的光放段数量。DWDM线路传输系统的光放段一般线路

11、传输系统的光放段一般按等增益传输进行设计。按等增益传输进行设计。 光线路放大器的增益一般为光线路放大器的增益一般为22dB，30dB，33dB等等3种类型，根据光放大器的种类型，根据光放大器的增益类型，光放段的长度一般按下式计算增益类型，光放段的长度一般按下式计算式中：式中：L光放段长度光放段长度(km)；G光放大器增益光放大器增益(dB)；Ac光纤连接器衰减光纤连接器衰减(dB)； r光纤衰减系数光纤衰减系数(dB/km)； c光缆线路余量光缆线路余量(dB/km)； s光纤熔接平均损耗光纤熔接平均损耗(dB/km)。根据光纤线路衰减测试参数和光放大根据光纤线路衰减测试参数和光放大器的增益，

12、计算出放大器的增益与所对应器的增益，计算出放大器的增益与所对应的光放段长度，如表的光放段长度，如表3-6所示。所示。中继段的长度与容许的光放段数量需中继段的长度与容许的光放段数量需符合光通道色散和信噪比的要求。如果光符合光通道色散和信噪比的要求。如果光纤的色散系数按光通道色散计算，容许的纤的色散系数按光通道色散计算，容许的中继段长度如表中继段长度如表3-7所示。所示。DWDM系统单波道的信噪比一般要系统单波道的信噪比一般要求大于或等于求大于或等于20dB（或或22dB），），信噪比的信噪比的计算比较复杂。信噪比可用下式计算计算比较复杂。信噪比可用下式计算OSNR=58+P0NfG10lgN式中

13、：式中：Po单波道输出光功率单波道输出光功率(dBm)；Nf光放大器的噪声系数光放大器的噪声系数(dB)；G光放段增益光放段增益(dB)；OSNR单波道信噪比单波道信噪比(dB)；58综合系数；综合系数；N光放大段数量。光放大段数量。计算结果如表计算结果如表3-8所示。所示。所谓查勘，即到现场进行查看和勘测，所谓查勘，即到现场进行查看和勘测，根据设计规范和现场的实际条件决定路由、根据设计规范和现场的实际条件决定路由、施工方式及保护措施等内容的过程，是一施工方式及保护措施等内容的过程，是一项艰苦细致的工作。项艰苦细致的工作。 标杆法标杆法 直线的测量方法直线的测量方法角杆的测量角杆的测量拉线测量

14、拉线测量a单方拉线方向（角杆拉线）测定法单方拉线方向（角杆拉线）测定法b双方拉线方向测定法双方拉线方向测定法c三方拉线方向的测定法三方拉线方向的测定法d四方拉线测定法四方拉线测定法河谷宽度与高度的测量河谷宽度与高度的测量OAN（光接入网）的两种主要网络结光接入网）的两种主要网络结构分别是构分别是PON（无源光网络）和无源光网络）和HFC（混混合光纤同轴网）合光纤同轴网） 城域网一般以城市行政区为单位，跨城域网一般以城市行政区为单位，跨度在度在100km左右的范围内。其网络结构一左右的范围内。其网络结构一般为无源星型网和环型网。般为无源星型网和环型网。 （1）水平布线：水平布线是指从用）水平布线

15、：水平布线是指从用户工作区（户工作区（WA）的墙上插座到电信机房的墙上插座到电信机房的水平交叉连接（的水平交叉连接（HC），），参见图参见图3.37，它，它也包括电信机房的任何光纤跳线。也包括电信机房的任何光纤跳线。 （2）骨干光缆：骨干光缆布线如图）骨干光缆：骨干光缆布线如图3.38所示，它提供了电信机房水平交叉连所示，它提供了电信机房水平交叉连接同中间交叉连接，或主交叉连接设备间接同中间交叉连接，或主交叉连接设备间或光缆入口设施之间的光纤连接，这部分或光缆入口设施之间的光纤连接，这部分布线同水平布线一样也是星形结构。布线同水平布线一样也是星形结构。 （3）工作区光缆：将墙上插座上的水）工作

16、区光缆：将墙上插座上的水平光缆同桌面计算机相连，这种光缆通常是平光缆同桌面计算机相连，这种光缆通常是一种短的单芯或双芯的光纤跳线。一种短的单芯或双芯的光纤跳线。（4）电信机房：它是大楼中的一个房）电信机房：它是大楼中的一个房间，用于水平交叉连接和中间交叉连接，提间，用于水平交叉连接和中间交叉连接，提供骨干布线和水平布线、两个或更多的骨干供骨干布线和水平布线、两个或更多的骨干光缆或入口光缆与骨干光缆之间的连接。光缆或入口光缆与骨干光缆之间的连接。（5）设备间：放置电信设备的房间，）设备间：放置电信设备的房间，所有的骨干光缆都连接到这里，这里是星所有的骨干光缆都连接到这里，这里是星形拓扑的公共点，通常主交叉连接光纤分形拓扑的公共点，通常主交叉连接光纤分配盘也位于这里。配盘也位于这里。 （6）入口设施：外面光缆进入大楼并）入口设施：外面光缆进入大楼并与大楼骨干光纤相连接的地方。与大楼骨干光纤相连接的地方。对于工作在对于工作在10或或100Mbit/s的的LAN系系统，安装所用的光缆长度见表统