完整版光缆线路工程设计毕业设计.docx
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完整版光缆线路工程设计毕业设计
光缆线路工程设计
摘要
当今的通信方式是以光纤通信为主,微波、卫星通信为辅的格局。
也正因如此,光纤通信的发展显得越发重要。
随着国际互连网等信息技术的普及应用,加之由于经济的快速发展,人们对通信的需求更加强烈,这要求光纤通信向着大容量,高速率,远距
离方向迅猛发展。
光网络的发展又使得光缆的新结构不断涌现,新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、
便于安装维护、使用寿命更长等。
由此光缆的种类也趋于多样化,对一些特殊环境更有特种光缆来满足特殊的要求。
随着中央政府加大对农村经济的扶持和投资,贵州黔西南州的经济得到快速发展,广大农民的富裕度得到迅速的提高,人们在生活、商贸、工作中对移动通信的需求越来越大,对通信质量要求也越来越高;因此贵州通信服务公司本着回报社会的态度,决定加大对农村的投入,扩大信号覆盖面,为百姓的经济发展服务,于是提出了安龙等村通二期工程。
光缆线路工程设计的研究表明,在同一地区的不同地段,对于光纤和路由的选取、敷设都是不同的,根据具体的现场情况和经济、建设要求做出正确的、合理的选择,是保证光纤通信系统长期、稳定、安全工作的前
提。
对于光缆的敷设也有各种具体的要求,同样保证光纤通信的正常工作。
系统的调试开通与验收,后期的维护都是光缆工程必不可少的工作。
【关键词】:
光缆线路,光纤,工程设计,概、预算
ABSTRACT
Today'scommunicationisbasedonopticalfiberecommunications,microwaveandsalitecommunicationssupplementedpattern.Forthisreason,thedevelopmentofopticalcommunicationisbecomingmoreandmoreimportant.
AsinternationalInternetandotherinformationtechnologieswidelyused,Andbecauseoftherapideconomicdevelopment,forthecommunicationsneedsofmoreintense,requirefibercommunicationtowardlarge-capacity,.Thedevelopmentofopticalnetworkcablealsomakesthenewstructurewillcontinuetoemerge.Thenewgenerationofall-opticalcablenetworkrequirementsforwiderbandwidthtoaccommodatemorewavelengthsandrate,easeofinstallationandmaintenance,suchaslongerlifeexpectancy.Thistypeofcableisalsotendingtodiversify,forsomespecialenvironmentmorespecialcabletomeetspecialrequirements.
Alongwiththecentralgovernmenttoincreaseruraleconomicsupportandinvestment,theGuizhouQianxinan’seconomiclife,business,work
ontheMobileCommunicationgrowingdemandforqualitycommunicationsareincreasinglyreturnsociety'sattitudeanddecidedtoincreasetheirinvestmentinruralareasandexpandsignalcoverage,forthepeopleintheeconomicdevelopmentofservices,andthesecondprojectaboutvillagessuchasAnlong.OpticalCableDesignResearchshowsthatinthesamearealots,andfiberroutingselection,installationisdifferent,accordingtothespecificcircumstancesandtheeconomy,thedemandtomakeacorrectandreasonablechoiceistheguaranteeofopticalfibercommunicationssystemlong-term,stable,safeworkingpremise.Cableinstallationforavarietyofspecificdemands,andalsoassueopticalfibercommunicationsnormalwork.Debuggingsystemopenedandacceptedlater,thecablemaintenanceworksareessentialtothework.
Keywords:
Fiberopticcablecircuit,Fiberoptic,Theengineeringdesign,
BudgetaryEstimateandBudget.
摘要·····················································I
ABSTRACT·················································II
绪论·····················································1
1光纤通信概论················································2
1.1光纤通信简史2
1.2光纤通信的特点3
1.3光纤通信发展趋势3
2光纤及光纤的测量···········································5
2.1光纤的传输特性5
2.1.1衰减5
2.1.2色散6
2.1.3偏振模色散6
2.1.4光纤的非线性效应7
2.2光纤类型7
2.3光纤的基本参数8
2.4光纤传输参数的测量10
2.4.1光纤衰减特性的测量10
2.4.2光纤的基带响应与带宽
2.4.3单模光纤的色散及测量
.......................................................................11
.......................................................................12
2.4.4偏振模色散测量12
3光缆····················································14
3.1光缆特点
3.2光缆分类
....................................................................................................................14
....................................................................................................................14
3.3光缆技术的发展特点15
4光纤通信系统···············································17
4.1光纤通信系统的基本构成17
4.2系统的参考模型17
4.3数字光纤通信系统的传输体制18
4.4传输辅助系统20
4.5系统的性能指标
4.5.1误码率
......................................................................................................22
.......................................................................................................22
4.5.2抖动22
4.5.3可靠性22
5光缆线路工程设计··········································22
5.1光缆线路设计的原则和内容
5.1.1光缆线路路由选择原理
...............................................................................22
............................................................................23
5.1.2光缆线路敷设方式选择原理24
5.1.3光缆选型
5.1.4传输设计
..................................................................................................24
..................................................................................................25
5.1.5缆线路的防护设计原理28
5.2光缆通信项目介绍
5.2.1工程概况
5.2.2设计依据
5.2.3设计范围
5.2.4设计思路
.................................................................................................31
..................................................................................................31
..................................................................................................31
..................................................................................................32
..................................................................................................32
5.2.5设计内容及分工33
5.2.6主要工程量33
5.2.7工程投资与技术经济指标34
5.2.8光缆线路路由选定34
5.3需求分析38
5.3.1光缆及光缆接头盒主要技术性能要求38
5.3.2钢筋混凝土电杆性能要求41
5.3.3各种铁件
5.3.4杆路建筑
..................................................................................................42
..................................................................................................42
5.3.5光缆中继段计算44
5.3.6光缆线路路由复测45
5.3.7光缆预留及重迭布放长度46
5.4光缆线路敷设安装46
5.4.1光缆线路敷设安装要求46
5.4.2架空光缆的敷设安装47
5.4.3站内光缆引入安装49
5.5光缆的接续49
5.6光缆线路防护要求与措施50
5.6.1站内光缆保护
5.6.2架空光缆保护
.........................................................................................50
.........................................................................................50
5.6.3光缆防雷51
5.6.4防强电52
5.6.5其他需要说明的有关问题52
6光缆线路工程预算··········································53
6.1概述53
6.2预算编制依据55
6.3有关单价、费率及费用的取定56
7工作总结和心得体会··········································57
7.1工作总结57
7.2心得体会58
致谢····················································58
参考文献:
·················································59
附录:
英文文献翻译···········································60
绪论
光纤通信技术是近三十几年迅猛发展起来的高新技术,它的诞生和发展,给世界通信技术带来了划时代的革命。
随着国际互连网等信息技术的广泛普及应用,光纤通信技术也取得了很大的发展。
光缆技术的发展,使得光缆的种类更加多样化,通信质量得到了很大的提升,特种光缆的产生更是在很大程度上解决了一些光缆敷设上面的技术难题。
对于我国来说,进几年政府对通信行业的大力支持,特别是西部大开发以后偏远落后地区人们对移动通信的需求,对通信质量的要求,都促进了通信事业的迅猛发展。
因此,光缆工程设计在当今社会也就显得格外重要。
本文详细阐述了光纤光缆技术以及如何进行光缆线路工程设计。
文章
总共分为六部分:
第一部分介绍光纤通信概论,包括光纤通信的发展史等;第二部分阐述了光纤,即光纤的分类及光纤的传输特性、光纤的参数及测
量等问题;第三部分介绍光缆的分类及特点;第四部分详细介绍了光纤通信系统的相关知识;第五部分详细阐述如何进行光缆线路工程设计,包括需求分析,光缆的敷设,防护等;第六部分为工程设计的概预算。
最后是致谢以及参考书籍。
附录是中英文翻译。
1光纤通信概论
1.1光纤通信简史
光纤通信是以激光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式。
由于光纤的传光性能优异,传输损耗小、传输距离远、工作频带宽、抗干
扰能力强等优点,因此,在当今的通信方式中已经形成了一个以光纤通信
为主,微波、卫星通信为辅的格局。
光纤通信技术是近三十几年迅猛发展起来的高新技术。
它的诞生和发
展,给世界通信技术带来了划时代的革命。
光纤的发展的历程包括:
1.1966年,英籍华人高锟(C2K2Kao)预见利用玻璃可以制成衰减
为20dBkm的通信光导纤维(简称光纤)。
[1]当时,世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dBkm左右。
2.1970年,美国康宁公司首先研制成衰减为20dBkm的光纤。
从此,
光纤就进入了实用化的发展阶段,世界各国纷纷开展光纤通信的研究。
3.为了实现长距离的光纤通信,必须减小光纤的衰减。
C2K2Kao早
就指出降低玻璃内的过渡金属杂质离子是降低光纤衰减的主要因素。
另一
方面,玻璃内的
OH离子对衰减也有严重的影响。
到了
1976
年,人们设法
降低
OH含量后发现低衰减的长波长窗口有:
1.31μm、1.55μm。
1980年,
光纤衰减已降低到0.2dBkm(1.55μm),接近理论值。
这样,使得进行长
距离的光纤通信成为可能。
4.1981年以后,世界各发达国家才将光纤通信技术大规模的推入了商用。
历经近20年的突飞猛进的发展,光纤通信速率已经由1978年的45Mbits提高到目前的40Gbits。
1.2光纤通信的特点
与电缆或微波等电通信方式相比,光纤具有自己独特的优点:
传输频带极宽,通信容量很大;由于光纤衰减小,无中继设备,故传
输距离远;串扰小,信号传输质量高;光纤抗电磁干扰,保密性好;光纤
尺寸小,重量轻,便于传输和铺设;耐化学腐蚀;光纤是石英玻璃拉制成
形,原材料来源丰富,并节约了大量有色金属。
光纤通信同时也具有一些缺点:
光纤弯曲半径不宜过小;光纤的切断和连接操作技术复杂;分路、耦
合麻烦。
由于光纤具备一系列优点,所以广泛应用于公用通信、有线电视图像
传输、计算机、航空、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控
制信号、核电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信。
1.3光纤通信发展趋势
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。
近几年来,随着
技术的进步,电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放,光纤通
信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面。
下面列举几点光纤通信的发展
趋势:
1.向超高速系统的发展
从过去几十年的电信发展史看,网络容量的需求和传输速率的提高一
直是一对主要矛盾。
传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)
方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每比特的成本大约下降30%~
40%;因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长,这就是为什么
光纤通信系统的传输速率在过去几十年来一直在持续增加的根本原因。
高
速系统的出现不仅增加了业务传输容量,而且也为各种各样的新业务,特
别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。
在理论上,基于时分复用的高
速系统的速率还有望进一步提高,然而,采用电的时分复用来提高传输容
量的作法已经接没有太多潜力可挖了,因而更现实的出路是转向光的复用
方式。
2.向超大容量WDM系统的演进
采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽
99%的资源尚待发掘。
采用波分复用系统的主要好处是:
(1)可以充分
利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;
(2)在
大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本;
(3)与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;(4)利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性
的光联网。
3.新一代的光纤
近几年来随着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展,而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。
目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。
4.IPoverSDH与IPoverOptical
目前,ATM和SDH均能支持IP,分别称为IPoverATM和IPoverSDH。
由于IPoverATM有一些缺点如:
网络体系结构复杂、传输效率低、开销
损失大等,而SDH与IP的结合则恰好能弥补IPoverATM的弱点。
IPover
SDH可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IPoverATM封装和分段组
装功能,减化了层次。
但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于2.4Gbps的链路容量时,则最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一
的IP网结构(IPoverOptical)。
这种简单直接的体系结构,减化了层次,减少了网络设备;减少了功能重叠,简化了设备,减轻了网管复杂性,
特别是网络配置的复杂性;通过业务量工程设计,可以与IP的不对称业
务量特性相匹配;还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务,尽量避免缓存,减少延时。
IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。
但在相当长的时期,
IPoverATM,IPoverSDH和IPoverOptical将会共存互补,各有其最
佳应用场合和领域。
从前面光纤通信的几个方面的发展现状与趋势来看,完全有理由认为
光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新高潮,这次高潮也势必对整个电信网
和信息业产生更加深远的影响。
它的演变和发展结果将在很大程度上决定
电信网和信息业的未来大格局,也将对本世纪的社会经济发展产生巨大影
响。
2光纤及光纤的测量
2.1光纤的传输特性
2.1.1衰减
衰减是光纤的一个重要的传输参数。
它表明了光纤对光能的传输损
耗,对光纤质量的评定和对光纤通信系统的中继距离的确定起着十分重要
的作用。
光纤中的传输光能衰减的起因是材料本身、制造缺陷、弯曲、接续等
对光能的吸收、散射损耗。
①.吸收损耗
吸收损耗是由于光纤对光能的固有吸收并转换成损耗。
光纤中的损耗
主要有:
本征吸收、杂质吸收和结构缺陷吸收。
②.散射损耗
散射损耗是以散射的形式将光能辐射出光纤外的损耗。
散射损耗主要
有:
瑞利散射、米氏散射、受激布里渊散射、受激拉曼散射、附加结构缺
陷和弯曲散射、泄漏。
2.1.2色散
1.色散
由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的,
这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同,从而引起色散。
光纤色散主要有:
模间色散,材料色散,波导色散等。
2.群时延差
在光纤中,不同速度的信号传过的距离所需的时延不同。
时延差越大,
色散就越严重。
因此,常用时延差表示色散程度。
3.光纤的色散
单模光纤中只传输基模LP01,总色散由材料色散、波导色散和折射剖面
色散组成。
这三个色散都与波长有关,所以单模光纤
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