【正文】 .26 5． 3 光纜防雷 ...................................................................................................26 5． 4 防強電 .......................................................................................................27 六、 光纜線路的后續(xù)維護 ......................................................................................... 29 6． 1 日常巡檢 ...................................................................................................29 6． 2 隱患排查 ...................................................................................................30 6． 3 故障處理 ...................................................................................................30 6.． 3． 1． 1 光纜全斷 ................................................................................30 6． 3． 1． 2 光纜中的部份束管中斷或單束管中的部分光纜中斷 .........30 6． 3． 2 引起光纜線路故障的原因大致可以分為四類 ...........................30 6． 3． 2.． 1 外力因素引發(fā)的線路故障 ...................................................30 6． 3． 2.． 2 自然災(zāi)害原因造成的線路故障 ...........................................31 6． 3． 2.． 3 光纖自身原因造成的線路故障 ...........................................31 6． 3． 2.． 4 人為因素引發(fā)的線路故障 ..................................................31 6． 3． 2.． 5 故障處理流程圖 ..................................................................32 6． 4 通信光纜割接技術(shù)管理 ...........................................................................33 七、 結(jié)束語 ........................................................................................................... 36 參考文獻： 37 5 一、 光纖通信概論 1． 1 光纖通信簡史 光纖通信是以激光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。由于光纖的傳光性能優(yōu)異，傳輸損耗小、傳輸距離遠、工作頻帶寬、抗干擾能力強等優(yōu)點，因此，在當今的通信方式中已經(jīng)形成了一個以光纖通信為主，微波、衛(wèi)星通信為輔的格局。 光纖通信技術(shù)是近 四 十幾年迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)。它的誕生和發(fā)展，給世界通信技術(shù)帶來了劃時代的革命。光纖的發(fā)展歷程包括： 1． 1966 年，英籍華人高錕 (C K Kao)預(yù)見利用玻璃可以制成衰減為 20dB／ km 的通信光導(dǎo)纖維 (簡稱光纖 )。當時，世界上最優(yōu)秀的光學玻璃衰減達 l000dB／ km 左右。 2． 1970 年，美國康寧公司首先研制成衰減為 20dB／ km 的光纖。從此，光纖就進入了實用化的發(fā)展階段，世界各國紛紛開展光纖通信的研究。 3．為了實現(xiàn)長距離的光纖通信，必須減小光纖的衰減。 C K Kao 早就指出降低玻璃內(nèi)的過渡金屬雜質(zhì)離子是降低光纖衰減的主要因素。另一方面，玻璃內(nèi)的 OH 離子對衰減也有嚴重的影響。到了 1976 年，人們設(shè)法降低 OH 含量后發(fā)現(xiàn)低衰減的長波長窗口有： m、 m。 1980 年，光纖衰減已降低到 ／ km ( m)，接近理論值。這樣，使得進行長距離的光纖通信成為可能。 4． 1981 年以后，世界各發(fā)達國家才將光纖通信技術(shù)大規(guī)模的推入了商用。歷經(jīng)近 20 年的突飛猛進的發(fā)展，光纖通信速率已經(jīng)由 1978 年的 45Mbit/s 提高到目前的 40Gbit/s。 1． 2 光纖通信的特點 與電纜或微波等電通信方式相比，光纖具有自己獨特的優(yōu)點： 傳輸頻帶極寬，通信容量很大；由于光纖衰減小，無中繼設(shè)備，故傳輸距離遠；串擾小，信號傳輸質(zhì)量高；光纖抗電磁干擾， 保密性好；光纖尺寸小，重量 6 輕，便于傳輸和鋪設(shè)；耐化學腐蝕；光纖是石英玻璃拉制成形 ,原材料來源豐富，并節(jié)約了大量有色金屬。 光纖通信同時也具有一些缺點： 光纖彎曲半徑不宜過小；光纖的切斷和連接操作技術(shù)復(fù)雜；分路、耦合麻煩。 由于光纖具備一系列優(yōu)點，所以廣泛應(yīng)用于公用通信、有線電視圖像傳輸、計算機、航空、航天、船艦內(nèi)的通信控制、電力及鐵道通信交通控制信號、核電站通信、油田、煉油廠、礦井等區(qū)域內(nèi)的通信。 1． 3 光纖通信發(fā)展趨勢 光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。近幾年來，隨著技術(shù)的進步，電信管理體制 的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面。下面列舉幾點光纖通信的發(fā)展趨勢： 1．向超高速系統(tǒng)的發(fā)展 從過去幾十年的電信發(fā)展史看，網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復(fù)用（ TDM）方式進行，每當傳輸速率提高 4倍，傳輸每比特的成本大約下降 30％～ 40％；因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟效益大致按指數(shù)規(guī)律增長，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過去幾十年來一直在持續(xù)增加的根本原因。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè)務(wù)傳輸容量，而且也為各種各樣的新 業(yè)務(wù)，特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實現(xiàn)的可能。在理論上，基于時分復(fù)用的高速系統(tǒng)的速率還有望進一步提高，然而，采用電的時分復(fù)用來提高傳輸容量的作法已經(jīng)接沒有太多潛力可挖了，因而更現(xiàn)實的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。 2．向超大容量 WDM 系統(tǒng)的演進 采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，然而光纖的 200nm 可用帶寬 99％的資源尚待發(fā)掘。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是：（ 1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；（ 2）在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本；（ 3）與信號 速率及電調(diào)制方式無關(guān)，是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段；（ 4）利用 WDM 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)。 7 3 ．新一代的光纖 近幾年來隨著 IP 業(yè)務(wù)量的爆炸式增長，電信網(wǎng)正開始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基 礎(chǔ)。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（ 光纖）和無水吸收峰光纖（全波光纖）。 4． IP over SDH 與 IP over Optical 目前， ATM 和 SDH 均能支持 IP，分別稱為 IP over ATM 和 IP over SDH。由于 IP over ATM 有一些缺點如：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳輸效率低、開銷損失大等，而 SDH 與 IP 的結(jié)合則恰好能彌補 IP overATM 的弱點。 IP over SDH 可以省掉 ATM方式所不可缺少的信頭開銷和 IP overATM 封裝和分段組裝功能，減化了層次。 但從長遠看，當 IP 業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于 的鏈路容量時，則最終會省掉中間的 SDH 層， IP直接在光路上跑，形成十分簡單統(tǒng)一的 IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)（ IP over Optical）。 這種簡單直接的體系結(jié)構(gòu)，減化了層次，減少了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；減少了功能重疊，簡化了設(shè)備，減輕了網(wǎng)管復(fù)雜性，特別是網(wǎng)絡(luò)配置的復(fù)雜性；通過業(yè)務(wù)量工程設(shè)計，可以與 IP的不對稱業(yè)務(wù)量特性相匹配；還可利用光纖環(huán)路的保護光纖吸收突發(fā)業(yè)務(wù)，盡量避免緩存，減少延時。 IP over Optical 將是最具長遠生命力的技術(shù)。但在相當長的時期， IP over ATM， IP overSDH 和 IP over Optical 將會共存互補，各有其最佳應(yīng)用場合和領(lǐng)域。 從前面光纖通信的幾個方面的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢來看，完全有理由認為光纖通信進入了又 一次蓬勃發(fā)展的新高潮，這次高潮也勢必對整個電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生更加深遠的影響。它的演變和發(fā)展結(jié)果將在很大程度上決定電信網(wǎng)和信息業(yè)的未來大格局，也將對本世紀的社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。 8 二、光纖及光纖的測量 2． 1 光纖的傳輸特性 2． 衰減 衰減是光纖的一個重要的傳輸參數(shù)。它表明了光纖對光能的傳輸損耗，對光纖質(zhì)量的評定和對光纖通信系統(tǒng)的中繼距離的確定起著十分重要的作用。 光纖中的傳輸光能衰減的起因是材料本身、制造缺陷、彎曲、接續(xù)等對光 能的吸收、散射損耗。 ①．吸收損耗 吸收損耗是由于光纖對光能的固 有吸收并轉(zhuǎn)換成損耗。光纖中的損耗主要有：本征吸收、雜質(zhì)吸收和結(jié)構(gòu)缺陷吸收。 ②．散射損耗 散射損耗是以散射的形式將光能輻射出光纖外的損耗。散射損耗主要有：瑞利散射、米氏散射、受激布里淵散射、受激拉曼散射、附加結(jié)構(gòu)缺陷和彎曲散射、泄漏。 2． 色散 1．色散 由于光纖中的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分來攜帶的，這些不同的頻率成分和不同的模式成分的傳輸速度不同，從而引起色散。 光纖色散主要有：模間色散，材料色散，波導(dǎo)色散等。 2．群時延差 在光纖中，不同速度的信號傳過的距離所需的時延不同。時延差越 大，色散就越嚴重。因此，常用時延差表示色散程度。 3．光纖的色散 9 單模光纖中只傳輸基模 LP01,總色散由材料色散、波導(dǎo)色散和折射剖面色散組成。這三個色散都與波長有關(guān)，所以單模光纖的總色散也稱為波長色散。 公式： D(λ )＝ Dm ＋ Dw＋ Dp （ ） 4．色散特性 純石英玻璃材料色散與波長的關(guān)系。 2． 偏振模色散 偏振是與光的振 動方向有關(guān)的性能。光纖中的光傳輸可描述完全是沿 X 軸振動和完全是沿 Y 軸上的振動或一些光在兩個軸上的振動。每個軸代表一個偏振“?！?。兩個偏振模的到達時間差稱為偏振模色散 PMD。造成單模光纖中的 PMD 的內(nèi)在原因是纖芯的橢圓度和殘余內(nèi)應(yīng)力。它們改變了光纖折射率分布，引起相互垂直的本征偏振以不同的速度傳輸，進而造成脈沖展寬；外因則是成纜和敷設(shè)時的各種作用力，即壓力、彎曲、扭轉(zhuǎn)及光纜連接等都會引起 PMD。 2． 光纖的非線性效應(yīng) 1．當光功率增加到一定程度時，光信號與光纖傳輸媒介間的非線性交互現(xiàn)象將會呈現(xiàn)。光纖 的非線性可分為兩類：受激散射效應(yīng)和折射率擾動。 2．受激散射效應(yīng)也分為兩種形式：由于聲光子振動而產(chǎn)生的受激布里淵散射（ SBS）和由于分子振動而產(chǎn)生的受激拉曼散射。 3．折射率擾動引起的五種非線性效應(yīng)為：自相位調(diào)制、光孤子形成、交叉相位調(diào)制、調(diào)制不穩(wěn)定和四波混頻。 2． 2 光纖類型 光纖的分類 目前光纖的種類繁多，但根據(jù)分類方法的不同可以分為四種，即按光纖剖面折射率分布分類，按傳播模式分類、按工作波長分類和按套塑類型分類等。 此外按光纖的組成成份分類，除目前最常應(yīng)用的石英光纖之外，還有含氟光纖與塑料光纖等。 ──階躍光纖與漸變光纖 10 ① 階躍光纖 階躍光纖是指：在纖芯與包層區(qū)域內(nèi)，其折射率分布分別是均勻的，其值分別為 n1 與 n2，但在纖芯與包層的分界處，其折射率的變化是階躍的。階躍光纖是早期光纖的結(jié)構(gòu)方式，后來在多模光纖中逐漸被漸變光纖所取代（因漸變光纖能大大降低多模光纖所特有的模式色散），但用它來解釋光波在光纖中的傳播還是比較形象的。而現(xiàn)在當單模光纖