【正文】 H 環(huán)行網(wǎng)具有“自愈”能力。 監(jiān)控管理系統(tǒng) 光纖通信的監(jiān)測(cè)、控制、管理系統(tǒng)是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)智能化所不可缺少的重要組成部分，它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主體，與光纖通信技術(shù)本身密切結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)了智能化、多功能的監(jiān)測(cè)、遙控和網(wǎng)絡(luò)管理，提高了操作、維護(hù)、管理人員的工作效率，保證了通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。沿途各局站編為不同的號(hào)碼，維護(hù)人員可以有選擇地呼叫某個(gè)局站。用于維護(hù)段內(nèi)的業(yè)務(wù)電話應(yīng)視為機(jī)務(wù)與線務(wù)人員共用，通話功能應(yīng)從機(jī)房引致線務(wù)值班地點(diǎn)。當(dāng)發(fā)出即時(shí)維護(hù)告警時(shí)，維護(hù)人員必須立即開(kāi)始維護(hù)工作。對(duì)供電系統(tǒng)的主要要求包括：允許輸入電源電壓的變化范圍寬，允許輸入電壓在標(biāo)稱(chēng)值的 177。 電源供給系統(tǒng)的內(nèi)容還包括無(wú)人值守的中繼站的遠(yuǎn)供電系統(tǒng)，或者這些站利用太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電等本地能源的供電系統(tǒng)。造成誤碼的原因有系統(tǒng)內(nèi)部噪聲及定位抖動(dòng)，此外還有色散、的碼間干擾等。抖動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，表現(xiàn)在穩(wěn)定的脈沖圖樣中，前沿和后沿出現(xiàn)某些低頻干擾，其頻率一般為 0~2kHz。 4． 5． 3 可靠性 可靠性直接影響通信系統(tǒng)的使用 、維護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益。 ，兼顧近期與遠(yuǎn)期通信發(fā)展的需求，合理利用已有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和裝備，以保證建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，不斷降低工程造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用。 光纜線路路由選擇原理 光纜路由的選擇應(yīng)以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)在保證傳輸質(zhì)量的前提下，使線路安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工維護(hù)方便。在平原地區(qū)應(yīng)避開(kāi)湖泊、沼澤、水塘、溝渠及排澇積洪等地帶；山區(qū)路由應(yīng)盡量避免翻山越嶺，選擇地質(zhì)穩(wěn)固、坡度較平、石方工作量少，便于維護(hù)施工的地帶，避開(kāi)溝渠和水重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 土流失的地方等。當(dāng)直埋敷設(shè)也困難時(shí)，可采用架空方式作短期過(guò)渡。 5． 1． 3 光纜選型 ①．在市話管道或長(zhǎng)途硬塑料管道敷設(shè)的條件下，一般采用 PE或 PVC 護(hù)套、層絞式或中心管式結(jié)構(gòu)光纜，纜中以鍍鋅鋼絲繩作加強(qiáng)芯，通常在護(hù)套和纜芯之間加 A/PE 防水層。 ⑤．電力部門(mén)選用的光纜可選用復(fù)合光纜，它是把光纖置于纜中間，外面是滿(mǎn)足強(qiáng)電輸送條件的金屬構(gòu)件，即架空復(fù)合地線光纜（ OPGW），亦可采用全介質(zhì)自承式光纜（ ADSS）。 ⑧．室內(nèi)光纜宜采用具有阻燃性能的外護(hù)層結(jié)構(gòu)，如聚氯乙烯外護(hù)層或無(wú)鹵阻燃外護(hù)層等。在這種情況下，對(duì)于新敷設(shè)的大容量光纜線路采用 （或部分 ）光纖是合適的。 從城域網(wǎng)角度看，為了適應(yīng)未來(lái)多業(yè)務(wù)、多速率的環(huán)境需求 ，需擴(kuò)大可用光譜的范圍，心敷光纖逐漸轉(zhuǎn)向價(jià)格適宜、工作波長(zhǎng)范圍擴(kuò)大的低水峰光纖（波長(zhǎng)擴(kuò)展的非色散位移單模光纖），即全波光纖。在這一速率前提下，采用 光纖的必要性和急迫性沒(méi)有那么強(qiáng)。 光纖是傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，在光纖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須要考慮未來(lái) 15～ 20 年受命期仍能滿(mǎn)足傳輸容量和速率的發(fā)展需要。它能有效地防止電磁感應(yīng)。 ③．在直埋敷設(shè)條件下，選用光纜結(jié)構(gòu)除滿(mǎn)足 管道敷設(shè)條件外，還應(yīng)加鋼帶鎧裝或鋼線鎧裝層，也有的是加皺紋鋼管層，以增加光纜的抗側(cè)壓力等機(jī)械強(qiáng)度。 跨越河流的光纜線路，盡可能利用固定在橋梁上的管道或槽道敷 設(shè)，如沒(méi)有管道和槽道時(shí)，可與有關(guān)部門(mén)協(xié)商，在橋上加裝支架敷設(shè)。 進(jìn)入市區(qū)的光纜路由，應(yīng)符合城市發(fā)展規(guī)劃，避免選擇在規(guī)劃的建筑紅線范圍以?xún)?nèi)，防止設(shè)于待拓寬或變動(dòng)的街道，未定型的街道，遠(yuǎn)期規(guī)劃的工業(yè)區(qū)及城市發(fā)展區(qū)，在市區(qū)應(yīng)盡量利用配合市話管線路由一并考慮。在一些地形復(fù)雜、障礙較多的地段，應(yīng)考慮施工維護(hù)的方便，不要強(qiáng)求長(zhǎng)距離的大直線，其隔距要求應(yīng)根據(jù)規(guī)范或設(shè)計(jì)要求確定。 ，廣泛采用適合我國(guó)國(guó)情的國(guó)內(nèi)外成熟的 先進(jìn)技術(shù)。 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 5 光纜線路工程設(shè)計(jì) 5． 1 光纜線路設(shè)計(jì) 的原則和內(nèi)容 基本原則 ，合理利用土地，重視環(huán)境保護(hù)。 產(chǎn)生抖動(dòng)的原因主要與定時(shí)提取電路的質(zhì)量 、 輸入信號(hào)的狀態(tài)和輸入碼流中的連“ 0”碼數(shù)目有關(guān)。抖動(dòng)的含義是數(shù)字信號(hào)在各有效瞬時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差。誤碼率是在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的傳輸碼流中出現(xiàn)誤碼的概率，它對(duì)話音影響的程度取決于編碼方法。 15%的范圍內(nèi)變化；輸出電壓穩(wěn)定，主要電源穩(wěn)定度不劣于177。 電源供給系統(tǒng) 光端機(jī)各部分電路都需要有相應(yīng)的直流電源，但通信機(jī)房的供電電源一般為24V或 48V或 60V。 [4] 告警處理系統(tǒng) 當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)生某些設(shè)備有故障時(shí)，除發(fā)出控制指令外，還應(yīng)有告警指示，以便使維護(hù)人員有效識(shí)別有故障的設(shè)備，組織力量進(jìn)行檢修，恢復(fù)業(yè)務(wù)。分組呼叫方式是對(duì)部分局站進(jìn)行同時(shí)呼叫的聯(lián)絡(luò)方式。公務(wù)聯(lián)絡(luò)的通信方式有選址呼叫，同線呼叫和分組呼叫三種。所以環(huán)行網(wǎng)得到了廣泛的應(yīng)用。 SDH 傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)各種業(yè)務(wù)信號(hào)要進(jìn)入 SDH 的幀都要經(jīng)過(guò)映射、定位和復(fù)用三個(gè)步驟：映射是將各種速率的信號(hào)先經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器（ C），再加入通道開(kāi)銷(xiāo) （ POH）形成虛容器（ VC）的過(guò)程，幀相位發(fā)生偏差稱(chēng)為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進(jìn)支路單元（ TU）或管理單元（ AU）的過(guò)程，它通過(guò)支路單元指針（ TU PTR）或管理 單元指針（ AU PTR）的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)；復(fù)用則是將多個(gè)低價(jià)通道層信號(hào)通過(guò)碼速調(diào)整使之進(jìn)入高價(jià)通道或?qū)⒍鄠€(gè)高價(jià)通道層信號(hào)通過(guò)碼速調(diào)整使之進(jìn)入復(fù)用層的過(guò)程。8000= ／ s；而 STM － 4 的傳 輸速 率 為4179。1000000幀，對(duì) STM－ 1 而言每幀字節(jié)為 8bit179。 與 PDH 相比 SDH 具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括： SDH采用世界上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí)； SDH 各網(wǎng)絡(luò)單元的光接口有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；在 SDH 幀 結(jié)構(gòu)中，豐富的開(kāi)銷(xiāo)比特用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行 、 維護(hù) 和管理 、 便于實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)測(cè) 、故障檢測(cè)和定位、故障報(bào)告等管理功能；采用數(shù)字同步復(fù)用技術(shù)，其最小的復(fù)用單位為字節(jié)，不必進(jìn)行碼速調(diào)整，簡(jiǎn)化了復(fù)接分接的實(shí)現(xiàn)設(shè)備，由低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)，或從高速信號(hào)分出低速信號(hào)，不必逐級(jí)進(jìn)行；采用數(shù)字交叉連接設(shè)備 DXC 可以對(duì)各種端口速率進(jìn)行可控的連接配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)度和管理，既提高了資源利用率，又增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性和可靠性。因此提出了同步數(shù)字系列的規(guī)范建議， SDH 在現(xiàn)今社會(huì)得到了廣泛應(yīng)用。所謂假設(shè)參考數(shù)據(jù)段就是具有一定長(zhǎng)度和指重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 標(biāo)規(guī)范的數(shù)字段。 假設(shè)參考數(shù)字鏈路（ HRDL），是為了便于研究傳輸損傷及性能指標(biāo)的分配，規(guī)定出來(lái)的一個(gè)具有一定組成和長(zhǎng)度的網(wǎng)絡(luò)模型。 4． 2 系統(tǒng)的參考模型 光纖通信系統(tǒng)作為通信網(wǎng)中的傳輸部分，其傳輸性能的好壞直接影響全網(wǎng)全程的通信質(zhì)量，所以要考察光 纖通信系統(tǒng)的傳輸性能，就要把它放在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中考慮。在傳輸過(guò)程中，光信號(hào)的中繼放大也要先變換為電信號(hào)，經(jīng)放大后再變換為光信號(hào)，然后在線路中繼續(xù)傳輸。 OPGW 的光纖單元中采用 PBT，于套管外面再加上一層不銹鋼管，有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠，不銹鋼管用激光焊接長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十公里，光纖在這樣的多層保護(hù)管中得到了充分的機(jī)械保護(hù)。 ⑥ .采用了納米材料的光纜：采 用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 的許多優(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長(zhǎng)光纜的使用壽命。這種光纜要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，易于安裝和運(yùn)輸，便于修復(fù)和維護(hù)。特別是在接入網(wǎng)室內(nèi)纜和用戶(hù)纜中，好處更加明顯。 ，促進(jìn)了光纜結(jié)構(gòu)的改進(jìn) ， 使光纜性能有明顯改進(jìn)。新一代的全光網(wǎng)絡(luò)要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長(zhǎng)、傳送更高的速率、便于安裝重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 維護(hù)、使用壽命更長(zhǎng)等。 2．按纜芯結(jié)構(gòu) 按纜芯結(jié)構(gòu)不同光纜分為中心管式 、 層絞式和骨架式三大類(lèi)。 (4)中繼器的間隔較大 ,因此可以減少整個(gè)通道中繼器的數(shù)目 ,可降低成本。 (2)電磁絕緣性能好。在 1310nm 或1550nm 窗口不同儀器都有一定的波長(zhǎng)范圍 。 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 干涉法就是介紹一種測(cè)量單模光纖和光纜的平均偏振模色散的方法。通過(guò)測(cè)量相應(yīng)角頻率變化 ⊿ ω 和邦加球上代表偏振態(tài)（ SOP）點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度 ⊿ θ ，就可以計(jì)算出 PMD 時(shí)延 δτ ＝ |⊿ θ/ ⊿ ω| 。目前廣大光纖、光纜生產(chǎn)廠家和電信用 戶(hù)都對(duì)光纖 PMD 作了較為深入的研究，同時(shí)參照 ITUT 制定了相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，納入了光纖性能指標(biāo)的控制范圍。如果整根光纖的色散是均勻的，則短光纖的測(cè)試結(jié)果可代表整根光纖；如果被測(cè)試光纖的色散沿軸向不均勻，則可以對(duì)短光纖的兩端分別測(cè)試，兩次測(cè)試結(jié)果的平均值就是整根光纖的色散值。脈沖時(shí)延法的關(guān)鍵是極窄光脈沖的產(chǎn)生、探測(cè)和測(cè)量。 相移法是通過(guò)測(cè)量不同波長(zhǎng)下同一正弦調(diào)制信號(hào)的 相移得出群時(shí)延與波長(zhǎng)的關(guān)系，進(jìn)而算出色散系數(shù)的一種方法。使用時(shí)域測(cè)量法可以同時(shí)測(cè)得幅度和相位響應(yīng)。顯然，在理想情況下，被傳輸?shù)墓饷}沖應(yīng)保持原來(lái)寬度。由于光纖的模間和模內(nèi)存在時(shí)延，使得輸出光脈沖產(chǎn)生變形，展寬即可得到多模光纖的帶寬。光纖對(duì)調(diào)制信號(hào)的響應(yīng)稱(chēng)為基帶響應(yīng)，它是決定光纖傳輸容量的一個(gè)重要特性，基帶被測(cè)光纖 OTDR OTDR 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 響應(yīng)既可用時(shí)域表示，也 可用頻域表示。 向 后 散 射 法 是 通 過(guò) 光 時(shí) 域 反 射 儀 OTDR （ Optical Time Domain Reflectometer）不剪斷光纖來(lái)測(cè)試光纖衰減的方法，此法測(cè)試重復(fù)性和精確度比剪斷法差。插入法測(cè)量過(guò)程如下： 首先將注入系統(tǒng)的光纖與接收系統(tǒng)的光纖連接，測(cè)出光功率 )(1?P 。 截?cái)喾ㄊ歉鶕?jù)光纖衰減定義的測(cè)試方法。設(shè) Nmax為光纖中最大的模式數(shù)，它可表示為： ?? TVN 221m a x ??? （ ） 其中參數(shù) V定義為： ???? 2/2 102221 anknnaV ?? （ ） 這里 的 V 是光纖的重要參數(shù)之一，它一方面與波導(dǎo)寬度 a 成正比，被稱(chēng)為歸一化波導(dǎo)寬度；另一方面又與 Ck /0 ?? （ C 為光速）成正比，因而又稱(chēng)為歸一化頻率。因?yàn)楣獠ㄊ且环N頻率很高的電磁波。 2．光纖的數(shù) 值孔徑：為了保證在光纖的芯包界面上能發(fā)生全反射，在光纖端面上的入射角必須小于孔徑角，即小于光纖的最大光接收角。長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖因具有衰耗低、帶寬寬等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于長(zhǎng)距離、大容量的光纖通信。 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ② 漸變光 纖 漸變光纖是指：光纖軸心處的折射率最大（ n1），而沿剖面徑向的增加而逐漸變小，其變化規(guī)律一般符合拋物線規(guī)律，到了纖芯與包層的分界處，正好降到與包層區(qū)域的折射率 n2 相等的數(shù)值；在包層區(qū)域中其折射率的分布是均勻的即為 n2。 此外按光纖的組成成份分類(lèi)，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 。光纖的非線性可分為兩類(lèi)：受激散射效應(yīng)和折射率擾動(dòng)。兩個(gè)偏振模的到達(dá)時(shí)間差稱(chēng)為偏振模色散 PMD。 公式： D(λ )＝ Dm ＋ Dw＋ Dp （ ） 4．色散特性 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 純石英玻璃材料色散與波長(zhǎng)的 關(guān)系。時(shí)延差越大，色散就越嚴(yán)重。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。 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(duì)光 能的吸收、散射損 耗。 從 前面 光纖通信的幾個(gè)方面的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 來(lái)看，完全有理由認(rèn)為光纖通信進(jìn)入了又一次蓬勃發(fā)展的新高潮 ，這次高潮也 勢(shì)必對(duì)整個(gè)電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。 但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng) IP 業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于 的鏈路容量時(shí)，則最終會(huì)省掉中間的 SDH層， IP 直接在光路上跑，形成十分簡(jiǎn)單統(tǒng)一的 IP 網(wǎng)結(jié)構(gòu)（ IP over Optical）。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(wú)水吸收峰光纖（全波光纖）。在理論上，基于時(shí)分復(fù)用的高速系統(tǒng)的速率還有望進(jìn)一步提高，然而，采用電的時(shí)分復(fù)用來(lái)提高傳輸容量的作法已經(jīng)接沒(méi)有太多潛力可挖了，因而更現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。 近幾年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電信管理體制的改革以及電信市場(chǎng)的逐步全面開(kāi)放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)