完整版光纤通信的发展及后续维护设计通信专业毕业设计Word文件下载.docx

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文章总共分为七部分：

第一部分光纤通信概论，包括光纤通信的发展史等；

第二部分阐述了光纤及光纤的测量等；

第三部分介绍光缆的相关知识；

第四部份介绍光缆线路工程设计及施工的相关知识；

第五部分详细阐述光缆线路防护要求与措施等；

第六部分为光缆线路的后续维护等。

最后是结束语、致谢以及参考书籍。

摘要1

绪论2

一、光纤通信概论5

1．1光纤通信简史5

1．2光纤通信的特点5

1．3光纤通信发展趋势6

二、光纤及光纤的测量8

2．1光纤的传输特性8

2．1.1衰减8

2．1.2色散8

2．1.3偏振模色散9

2．1.4光纤的非线性效应9

2．2光纤类型10

2．3光纤的基本参数9

三、光缆12

3．1光缆特点12

3．2光缆分类12

3．3光缆技术的发展特点12

四、光缆线路工程设计15

4．1光缆线路设计的原则和内容15

4．1.1光缆线路路由选择原理15

4．1.2光缆线路敷设方式选择原理16

4．1.3光缆选型16

4．1.4传输设计18

4．1.5光缆线路的防护设计原理19

4．2光缆线路敷设安装22

4．2.1光缆线路敷设安装要求22

4.2.2架空光缆的敷设安装23

4.2.3站内光缆引入安装24

4．3光缆的接续24

五、光缆线路防护要求与措施26

5.1.站内光缆保护26

5．2架空光缆保护26

5．3光缆防雷26

5．4防强电27

六、光缆线路的后续维护29

6．1日常巡检29

6．2隐患排查30

6．3故障处理30

6.．3．1．1光缆全断30

6．3．1．2光缆中的部份束管中断或单束管中的部分光缆中断30

6．3．2引起光缆线路故障的原因大致可以分为四类30

6．3．2.．1外力因素引发的线路故障30

6．3．2.．2自然灾害原因造成的线路故障31

6．3．2.．3光纤自身原因造成的线路故障31

6．3．2.．4人为因素引发的线路故障31

6．3．2.．5故障处理流程图32

6．4通信光缆割接技术管理33

七、结束语36

参考文献：

37

一、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。

光纤通信技术是近四十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。

光纤的发展历程包括：

1．1966年，英籍华人高锟（C·

K·

Kao）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）。

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。

C·

Kao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。

IPoverSDH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。

二、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，所以单模光纤的总色散也称为波长色散。

公式：

D（λ）＝Dm＋Dw＋Dp（2.1）

4．色散特性

纯石英玻璃材料色散与波长的关系。

2．1.3偏振模色散

偏振是与光的振动方向有关的性能。

光纤中的光传输可描述完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动。

每个轴代表一个偏振“模”。

两个偏振模的到达时间差称为偏振模色散PMD。

造成单模光纤中的PMD的内在原因是纤芯的椭圆度和残余内应力。

它们改变了光纤折射率分布，引起相互垂直的本征偏振以不同的速度传输，进而造成脉冲展宽；

外因则是成缆和敷设时的各种作用力，即压力、弯曲、扭转及光缆连接等都会引起PMD。

2．1.4光纤的非线性效应

1．当光功率增加到一定程度时，光信号与光纤传输媒介间的非线性交互现象将会呈现。

光纤的非线性可分为两类：

受激散射效应和折射率扰动。

2．受激散射效应也分为两种形式：

由于声光子振动而产生的受激布里渊散射（SBS）和由于分子振动而产生的受激拉曼散射。

3．折射率扰动引起的五种非线性