通信线路-中国铁道出版社

高等职业教育铁道通信与信息化技术专业系列规划教材

通信线路

刘功民主编

陆举旺主审

中国铁道出版社有限公司

年北京

2019·

内容简介

本书为高等职业教育铁道通信与信息化技术专业系列规划教材之一全书以光

。

缆通信线路为核心内容结合最新规章规范共包含章分别是概述光缆通信线

,,5,:、

路电缆通信线路通信线路工程施工和通信线路维护防护和故障处理

、、、。

本书可作为高等职业技术院校铁道通信与信息化技术专业中等专业学校通信

、

技术专业通信运营服务专业或通信系统工程安装与维护专业的教学用书也可作为

、,

现场技术人员培训的教材还可作为现场工程技术人员和技术工人的参考资料

,。

图书在版编目(CIP)数据

通信线路刘功民主编北京中国铁道出版社有限公司

/.—:,

2019.5

高等职业教育铁道通信与信息化技术专业系列规划教材

ISBN978-7-113-25429-2

通刘通信线路高等职业教育

……

教材Ⅰ.①Ⅱ.①Ⅲ.①--

Ⅳ.①TN913.3

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2019)017699

书名:通信线路

作者:刘功民

责任编辑:吕继函电话:电子信箱:

010-51873205312705696@

封面设计:崔欣

责任校对:苗丹

责任印制:郭向伟

出版发行:中国铁道出版社有限公司北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

印刷:三河市航远印刷有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

201951201951

开本:印张字数千

787mm×1092mm1/16:18.25:470

书号:

ISBN978-7-113-25429-2

定价:元

44.00

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,,。:(010)51873174()

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:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

在宽带中国战略背景下,“光进铜退”即以“宽带光纤”的网络替代“窄带

++

铜缆”为主的网络,成为近年电信运营商网络建设的主要模式;同时,铁路通信系

统中(,无源光网络)、(

PONPassiveOpticalNetworkOSNOpticalSwitch

,光交换网络)等技术体制的采用,与公用通信中的“光进铜退”异曲同工,

Network

光通信所占比重越来越大。在此背景下,以光缆通信为核心内容,结合最新铁路

规章规范,形成本教材。

本书共分五章。第一章主要介绍了通信线路的发展历程、分类及特点;第二

章在详细讲述了光纤和光缆的结构和特性之后,对通信用光器件做了简单的介

绍,然后主要针对光缆通信线路维护工作展开,重点讲述了光缆通信线路维护工

作中的接续、成端安装和测试;第三章首先介绍了对称电缆线路的基础知识、基本

原理及维护工作中的主要操作,然后对小同轴电缆线路、泄漏同轴电缆线路和架

空明线线路做了简单的介绍;第四章的通信线路工程施工,在讲述了通信线路工

程施工工序流程和施工准备之后,依次讲述架空、直埋、管道、水线及进局光(电)

缆线路工程施工作业的基础知识、规范要求、操作步骤及质量标准;第五章以现行

《铁路通信线路维护规则》为基础展开,主要介绍通信线路的维护技术要求、防护

和故障处理。

为了便于读者使用,本书有关附录部分采用二维码的形式呈现,尽可能使读

者对相关知识有更深入地理解。

本书由柳州铁道职业技术学院刘功民主编,广西茜英信息技术有限公司高级

工程师陆举旺主审。刘功民编写了第一章和第二章,柳州铁道职业技术学院

覃友杰、覃大纲和李成钢编写了第三章、第四章和第五章。

本书在编写过程中得到了广西茜英信息技术有限公司高级工程师蓝茜英和

洛阳铁路信息工程学校肖振伟老师的大力支持与帮助,在此表示最诚挚的谢意!

由于编者水平有限,书中错误之处在所难免,恳请广大读者批评指正。

编者

年月

201811

第一章概述

…………………1

第一节现代通信传输方式

……………………1

第二节通信线路的发展

………………………2

第三节通信线路的分类及特点

………………3

本章小结

…………………………6

复习思考题

………………………7

第二章光缆通信线路

……………8

第一节光纤结构和特性

………………………8

第二节光缆结构和性能

……………………18

第三节光缆接续及成端

……………………30

第四节光缆测试

…………82

本章小结

………………………102

复习思考题

……………………102

第三章电缆通信线路

…………104

第一节对称电缆结构

………………………104

第二节对称电缆分类和型号

………………112

第三节对称电缆端别及线序

………………118

第四节对称电缆接续及成端

………………120

第五节对称电缆测试

………………………129

第六节对称电缆的充气维护

………………140

第七节同轴电缆

……………141

第八节架空明线线路与维护

………………147

本章小结

………………………148

复习思考题

……………………149

第四章通信线路工程施工

……………………151

第一节通信线路工程施工准备

……………151

第二节架空光电缆线路施工作业

()………159

第三节直埋光电缆线路施工作业

()………209

第四节管道光电缆线路施工作业

()………219

2通信线路

◀

第五节水线光电缆线路施工作业

()………235

第六节进局光电缆线路施工作业

()………240

本章小结

………………………245

复习思考题

……………………245

第五章通信线路维护与防护

…………………247

第一节通信线路维护规定

…………………247

第二节通信线路的防护

……………………261

第三节通信线路故障处理

…………………276

本章小结

………………………284

复习思考题

……………………284

参考文献

…………………………285

第一章概述

第一节现代通信传输方式

信息需要在一定的物理媒介中传播我们将这种物理媒介称为传输媒质传输媒质是信

,。

号传递的载体提供两地之间的传输通道现代通信的传输方式从其信号传输形态的角度来

,。

区分可以分为两大类一类是电磁信号及光信号在自由空间中的传输这种传输方式称为无线

,,

传输另一种是电磁信号及光信号在某种传输线上传输这种传输方式称为有线传输现代通

;,。

信传输方式可以用图来概括

1-1。

图现代通信传输方式

1-1

常用的传输媒介目前主要有如下几种

。

一、微波

微波通信技术问世已半个多世纪它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无

,

线通信手段最初的微波通信系统都是模拟制式的它与当时的同轴电缆载波传输系统同为

。,

通信网长途传输干线的重要传输手段例如我国城市间的电视节目传输主要依靠的就是微波

,

传输微波通信的频率范围为微波按直线传播若要进行远程通信

。300MHz~1000GHz。,,

则需要在高山铁塔或高层建筑物顶上安装微波转发设备进行中继微波中继通信是一种重

、。

要的传输手段它具有通信频带宽抗干扰性强通信灵活性较大设备体积小经济可靠等优

,、、、、

点其传输距离可达数千公里主要用于长途通信各种无线接入系统移动通信系统中基站

。,、、

与移动交换中心之间的信号传输及特殊地形如偏僻乡村时的通信传输等

(BS)(MSC)()。

二、通信卫星

卫星通信是在微波中继通信的基础上发展起来的它是利用人造地球卫星作为中继站来

。

转发无线电波从而实现两个或多个地面站地球站之间的通信卫星通信具有传输距离远

,()。、

覆盖面积大通信容量大用途广通信质量好抗灾能力强等优点一颗通信卫星总通信容量

、、、、。

可实现上万路双向电话和十几路彩色电视的传输

。

高轨道通信卫星是运行在赤道上空约的地球同步卫星位于印度洋大西洋

36000km。、、

太平洋上空的三颗同步卫星基本可实现全球覆盖

,。

2通信线路

◀

低轨道通信卫星是运行在距离地球表面的非同步卫星一般采用多颗小

500~1500km,

型卫星组成一个星型网若能做到在世界上任何地方的上空都能看到其中一颗卫星则通过

。,

星际通信卫星之间相互通信实现全球覆盖低轨道通信卫星的典型应用主要有卫星移动通

()。

信和全球定位系统

(GPS)。

三、金属导线

应用到信号传输中的金属导线主要有镀锌铁线和铜线构成传输线缆即通常所说的通信

,(

电缆后的形态主要包括架空明线双绞线电缆对称电缆和同轴电缆等

)、()。

对绞电缆是传统的话音传输媒介应用最为广泛是当前电信接入

(TwistedPairCable),,

网的主体在全球范围内对绞线缆接入比例高达其通信业务正在向非话音业务方向

。,94%,

发展利用高速上网其速率可达利用一线通方式上网速率进一

。Modem,56kbit/s,ISDN,

步上升到而利用更新的方式其下行速率为作为新一代家

128kbit/s,ADSL,1.5~8Mbit/s,

庭网络应用方式利用电话双绞线的速率可达因此目前利用对

,HomePAN1~10Mbit/s。,

绞电缆已形成了种类繁杂的各种宽带接入新方式并且日趋普遍

,。

架空明线是最早出现的有线传输媒介由于其容量小抗干扰能力弱等缺陷现已很少采

,、,

用只出现在一些专用通信系统中如铁路通信中有极少部分区段仍然在采用架空明线传输

,,

信号

。

同轴电缆目前主要应用于有线电视系统中由于其具有比对绞电缆更高的传输带宽故成

,,

为当前三网合一中接入侧的传输媒介

。

四、光纤

光纤是光导纤维的简称光纤通信是以激光为载波以光纤为传输媒质的一种通信方式

。,。

光纤具有传输容量大传输损耗低抗电磁干扰能力强易于敷设和资源丰富等众多优点可广

、、、,

泛用于越洋通信长途干线通信市话通信和计算机网络等诸多需要传输的场合

、、。

总之通信中信号的传输分成无线传输和有线传输两大类但通常我们所说的通信线路只

,,

指其中的有线传输线路本书也沿用了这一习惯

,。

第二节通信线路的发展

一、通信线路简史

通信线路是将信号从一个地点传送到另一个地点的传输媒质在有线电信中它是传送

。,

电信号的导线叫做电信线路电信线路的发展大体上经历了架空明线对称电缆同轴电

,。,、、

缆光缆等主要阶段

、。

年在美国华盛顿与巴尔的摩之间建造的电报线路是最早的商用架空明线全长约

1844,,

采用单根铜线传送电报最早传送电报的海底电缆是年在法国和英国之间的英

64km,。1850

吉利海峡敷设的也是单根铜线的电缆年电话问世最初的电话是利用电报线通话

,。1876。

的单根导线通话噪声很大后来为了减少噪声干扰电话明线和电缆都改用了双线环路为

。,,。

了减少通话串音又陆续采用明线交叉即双线相互换位置的技术在电缆中则采取双线相互

,,;

扭绞的办法将多对由两根相同线质相同线径相互绝缘的芯线相互扭绞而成的芯线组合在

。、、

第一章概述3

▶

一起便成了电缆叫做对称电缆对称电缆通常能传送频率为以下的电信号为了

,,。4MHz。

传送更高频率的电信号在世纪年代后期出现了一种新型结构的电缆叫做同轴电缆

,2030,,。

这是由一根中心导线内导体和一根包围在它外面的圆管导体外导体组合而成的信息传输

()()

媒体中心导体和圆管导体的轴线相同故有同轴电缆之称年美国建成了第一条同

。,。1941,

轴电缆线路可以同时开通路电话后来逐渐发展扩大最后发展到一条同轴电缆上可同

,480,,

时开通路和路电话年由于用于通信的激光器和光导纤维光纤相继

1008013200。1970,()

研制成功使通信传输媒体的容量进一步扩大年美国在亚特兰大用含有根光纤

,。1976,144

的光缆建成了第一条光纤通信实验系统年第一条横跨大西洋的海底通信光缆敷设成

。1988,

功成为欧美两大洲之间的骨干通信线路

,。

二、电信线路在我国的发展情况

世纪年代电信传入我国年丹麦大北电报公司的业务首先通过海底电缆进入

1970,1871,

上海在上海开办了电报局丹麦俄罗斯英国等帝国主义相继侵占中国的电信主权我国

,。、、。

自主建设自己掌管的第一条电信线路是年福建巡抚丁日昌在台湾高雄旧名旗后和

、,1887()

台南旧名府城之间建设的明线电报线路全长年在北京和石家庄之间开

(),47.5km。1962,

通了我国设计制造的路载波长途高频对称电缆年我国开通了自己设计制造的

60。1976,

路京沪杭同轴电缆线路同年还建成了中国上海与日本熊本县之间的海底同轴电缆线

1800,

路可以开通路电话年我国成功研制通信光缆世纪年代以后逐渐用于长

,480。1978,,2080

途通信线路成为我国的主要通信手段近年在光进铜退和宽带中国战略的驱动下光

,。,“”“”,

纤通信飞速发展据工信部统计数据截至年月我国光缆线路长度达

,,201810,41301774

其中长途光缆线路

km,1051905km。

第三节通信线路的分类及特点

如同通信领域分为电通信和光通信一样与之相适应的有线通信线路也分为通信电线路

,

和光缆通信线路

。

一、通信电线路

(一)通信电线路的分类

通信电线路可按敷设和运行条件传输的频谱电缆芯线结构绝缘材料和绝缘结构以及

、、、

护层类型等几个方面来分类如图所示为目前比较常见的分类方式

,1-2。

由图可知通常通信电线路从总体上划分成架空明线线路和电缆线路两大类架空

1-2,,。

明线线路习惯上按照其用途又划分成长途架空明线线路和地区架空明线线路两种而电缆线

。

路本身就是一个庞大的家族通常从以下角度进行分类

,:

按用途可分为长途电缆线路和地区电缆市话电缆线路

(1):()。

按芯线结构可分为对称电缆线路同轴电缆线路和光电综合缆三种

(2):、。

其中对称电缆线路根据传输信号频谱的不同又可以进一步划分成低频对称电缆线路高

,、

频对称电缆线路和高低频综合对称电缆线路低频对称电缆线路根据其芯线的结构不同又

、。,

有星绞低频对称电缆线路和对绞低频对称电缆线路两种

。

4通信线路

◀

图通信电线路的分类

1-2

同轴电缆线路主要根据其中心导体的尺寸分为大同轴电缆线路中同轴电缆线路和小同

,、

轴电缆线路其中应用最为广泛的小同轴电缆线路又包括大综合包括高低频对称线对电

,,(、)

缆线路和小综合包括高对称线对电缆线路两种

()。

光电综合缆集电源和数据传输为一体主要使用在通信基站和通信大楼里满足通信系

。,

统中数据与电源传输技术的要求实现了电源通信数据一缆可达它的创造性在于一是

,“、”。:

光电综合性能把光通信的特长和电源传输两大功能进行有机组合二是电单元和光纤单元相

,;

互独立可独立使用三是由于采用光纤来传输信号数据避免了受到外部和内部的干扰四是

,;,;

采用阻水结构层增强了阻水性能五是采用光电综合节省了光电源的原材料数字信号光

,;,、。

电综合缆也可满足铁路信号控制和光通信要求是一种新型传输综合媒介实现了同缆不同频

,,

的信息传输和长途及区间通信

。

按敷设方式可分为地下电缆线路和架空电缆线路两类其中地下电缆线路又包括有

(3):,

地下直埋电缆线路地下管道电缆线路和水底电缆线路等三种

、。

(二)全塑电缆线路的特点

凡是电缆芯线绝缘层缆芯包带层扎带和护套均采用高分子聚合物塑料制成的电缆称为

、、

全塑市内通信电缆简称全塑电缆我国从世纪年代至世纪年代开始小规模生

,。20502060

产聚乙烯聚氯乙烯实心小对数对绞式全塑电缆世纪年代以来从国外引进生产线生

、,2080,,

产全塑全色谱电缆现已形成大对数对对对细线径单位

、。(3600、4800、6000)、(0.32mm)、

式结构非填充型或全填充型综合粘接护套全塑电缆自年以来国内市话通信线路大

、、。1986,

量采用了全塑电缆全塑电缆线路由于采用了全塑电缆在技术经济方面具有下列特点

。,。

全塑电缆电特性好传输质量优良

1.,

当芯线绝缘采用高密度聚烯烃时虽然衰减常数比空气介质绝缘电缆差但力学化学特

,,、

性优良尤其防潮和易于加工等性能即使接头防潮处理不好护套进水也不会马上影响通信

,,,;

芯线绝缘电阻较高对填充型和非填充型电缆信息产业部标准分别要求不低于

,,3000MΩ·

和串音防卫度高由于基本单位对或对内各线对扭矩不同相当

km10000MΩ·km;,(1025),

于线对间作了交叉对于内屏蔽电缆可传输信号线对利用率接近一般空气绝

;,PCM,100%,

缘电缆只有

30%。

第一章概述5

▶

便于机械化自动化施工

2.、

全塑电缆重量轻电缆盘长长电缆接头少护套光滑便于运输和施工芯

,(200~300m),,,;

线绝缘和单位间扎带的颜色采用全色谱便于线对的编号对号接续成端和配线等操作芯

,、、、;

线接续采用卡接法接续可靠可以传输模拟信号和数字信号接续操作可以实现机械化自

,,。、

动化加快建设速度改善劳动条件护套封合简单可靠易于掌握新技术培训时间短

,,;,,。

维护方便故障少使用寿命长

3.、、

卡接法接续不用剥除芯线绝缘导线不受损伤断线故障少电缆接头封合采用热缩套管

,,;

等方法不易进水即使进水后也不会漫延塑料护套是绝缘体不会产生电灼伤化学腐蚀和

,,;,、

电化学腐蚀所以全塑电缆使用寿命长自承式架空不用挂电缆挂钩所以施工方便填充型

,;,。

全塑电缆不用气压维护

。

投资经济

4.

芯线采用细线径护套以塑代铅节省有色金属铜和铅全塑电缆制造简单自动化程度高

、,;,;

全塑电缆重量轻运输费用低杆路负荷小管道电缆小对数时可多条全塑电缆占用一个管孔小

,,;,

线径时单条电缆可提高到对而铅包纸绝缘电缆线径最多收容对

4800~6000,0.5mm1200。

二、光缆通信线路

(一)光缆通信线路的分类

光缆通信线路根据不同的划分依据和角度有多种不同的分类方式详情见第二章

,,。

(二)光纤通信的特点及应用

光纤通信的特点

1.

光纤通信之所以受到人们的极大重视这是因为和其他通信手段相比具有无与伦比的优

,,

越性

。

通信容量大

(1)

从理论上讲一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输亿个话路虽然目前远远

,1000。

未达到如此高的传输容量但用一根光纤同时传输万个话路的试验已经取得成功它比传

,24,

统的明线同轴电缆微波等要高出几十乃至上千倍以上

、、。

中继距离长

(2)

由于光纤具有极低的衰耗系数这是传统的电缆微波等根本无法与之相比拟的因此光

,、。

纤通信特别适用于长途一二级干线通信在不久的将来实现全球无中继的光纤通信也是完全

、,

可能的

。

保密性能好

(3)

光波在光纤中传输时只在其纤芯中进行基本上没有光泄露出去因此其保密性能

,“”,

极好

。

抗电磁干扰能力强

(4)

光纤由电绝缘的石英材料制成光纤通信线路不受各种电磁场的干扰和闪电雷击的损坏

,。

无金属光缆非常适合于存在强电磁场干扰的高压电力线路周围和油田