城市軌道交通通信光電纜課件

城市軌道交通通信技術(shù)通信光電纜CONTENTS目錄城市軌道交通通信技術(shù)通信光電纜CONTENTS目錄1為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通各系統(tǒng)間的協(xié)同合作，保障安全運(yùn)營(yíng)，需要建立公務(wù)電話網(wǎng)、有線/無(wú)線調(diào)度網(wǎng)、廣播（publicannouncement，PA）系統(tǒng)網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)、時(shí)鐘網(wǎng)、乘客信息系統(tǒng)（passengerinformationsystem，PIS）網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和各種監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)等業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。而有線傳輸系統(tǒng)為城市軌道交通各系統(tǒng)提供了一個(gè)大容量、高性能的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。本模塊將對(duì)通信光電纜進(jìn)行介紹，對(duì)光纖通信系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行介紹，對(duì)傳輸系統(tǒng)的各類(lèi)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行闡述，對(duì)SDH傳輸網(wǎng)和城市軌道交通傳輸網(wǎng)進(jìn)行介紹，對(duì)傳輸系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)、日常維護(hù)及故障處理方法進(jìn)行介紹。為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通各系統(tǒng)間的協(xié)同合作，保障安全運(yùn)營(yíng)，需要建立2

通信光電纜通信光纜通信電纜城市軌道交通通信系統(tǒng)中的光纜和電纜是各系統(tǒng)信息交換的傳輸線，是傳輸系統(tǒng)不可缺少的傳輸媒介。隨著通信技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，由光纖構(gòu)成的通信光纜已成為各種信息網(wǎng)最主要的傳輸方式。此外，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中還應(yīng)用通信電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)交換設(shè)備與終端設(shè)備的連接。通信光電纜通信光纜通信電纜城市軌道交通通信系統(tǒng)中的光纜和31通信光纜光纖概述光纖的分類(lèi)光纖的傳輸特性光纜光纖配線架及連接器1通信光纜光纖概述光纖的分類(lèi)光纖的傳輸特性光纜光纖配線架41通信光纜1.光纖概述（1）全反射。①定義。全反射又稱(chēng)全內(nèi)反射，指光由光密介質(zhì)（光在此介質(zhì)中的折射率大）射到光疏介質(zhì)（光在此介質(zhì)中的折射率?。┑慕缑鏁r(shí)，全部被反射回原介質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。②全反射原理（見(jiàn)圖3-1）。光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某臨界角θC時(shí)，會(huì)產(chǎn)生全反射；光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象。1通信光纜1.光纖概述（1）全反射。51通信光纜1.光纖概述（2）光纖的結(jié)構(gòu)。光纖是光導(dǎo)纖維（opticalfiber）的簡(jiǎn)稱(chēng)，其典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體，自?xún)?nèi)向外為纖芯（core）、包層（coating）及涂覆層（jacket）等，如圖3-2所示。①纖芯。通信光纖的纖芯通常是折射率為n1的高純SiO2，并有少量的摻雜劑（用來(lái)提高折射率）。光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸，纖芯是光波傳輸?shù)闹饕ǖ?。②包層。包層的折射率為n2(n2<n1)，其通常也由高純SiO2制成，并摻雜一些其他雜質(zhì)（用來(lái)降低折射率）。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起到一定的機(jī)械保護(hù)作用。纖芯和包層合起來(lái)構(gòu)成裸光纖，形成全反射條件。光纖的光學(xué)及傳輸特性主要由裸光纖決定。1通信光纜1.光纖概述（2）光纖的結(jié)構(gòu)。61通信光纜1.光纖概述③涂覆層。包層的外面是5～40μm的涂覆層。涂覆層的材料是環(huán)氧樹(shù)脂或硅橡膠，其作用是增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度。在涂覆層的外面還常有緩沖層和套塑層（保護(hù)層）。此外，纖芯和包層的材料也可由玻璃或塑料制造，雖然它們的損耗比石英光纖大，但是在短距離的光纖傳輸系統(tǒng)中有一定應(yīng)用。（3）光纖的導(dǎo)光原理。光纖的導(dǎo)光原理如圖3-3所示，當(dāng)進(jìn)入光纖的光線射入纖芯和包層界面的入射角為θ時(shí)，入射點(diǎn)處的光線可能分為兩束：一束為折射光，另一束為反射光，它們應(yīng)服從光線的折射和反射定律，即θ=θ2，n1sinθ=n2sinθ1。1通信光纜1.光纖概述③涂覆層。包層的外面是5～4071通信光纜1.光纖概述折射光在靠近纖芯包層界面的包層中傳播；反射光先回到纖芯中，再射到纖芯的另一側(cè)的纖芯包層界面上，重復(fù)上述情況。因?yàn)榘鼘拥膿p耗比纖芯大，所以進(jìn)入包層的光（折射光）很快衰減掉。在這種情況下，在光纖中傳播的光波也就會(huì)很快地衰減而不能遠(yuǎn)距離傳輸。為了使光在光纖中遠(yuǎn)距離傳輸，一定要形成光在光纖中反復(fù)發(fā)生全反射的條件。根據(jù)全反射原理，存在一個(gè)臨界角θC使折射光線不再進(jìn)入包層，而是沿纖芯包層界面向前傳播。根據(jù)反射定律，反射回纖芯中的光線向另一側(cè)的纖芯包層界面射入時(shí)，入射角保持不變，此時(shí)光線可以在纖芯中不斷發(fā)生反射而不產(chǎn)生折射，從而實(shí)現(xiàn)全反射。1通信光纜1.光纖概述折射光在靠近纖芯包層界面的包層81通信光纜2.光纖的分類(lèi)（1）按材料的不同，光纖可分為石英系光纖，石英芯、塑料包層光纖，多成分玻璃光纖，塑料光纖。（2）按波長(zhǎng)的不同，光纖可分為短波長(zhǎng)光纖、長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖和超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖。短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)為0.8～0.9μm，典型值為0.85μm。這類(lèi)系統(tǒng)的傳輸距離較短，目前較少使用。長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)為1.0～1.6μm，通常采用1.31μm和1.55μm兩種波長(zhǎng)。這類(lèi)系統(tǒng)的傳輸距離較長(zhǎng)，中繼距離可達(dá)100km。超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)采用非石英系光纖，可實(shí)現(xiàn)1000km無(wú)中繼傳輸。（3）按模式的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖，如圖3-4所示。1通信光纜2.光纖的分類(lèi)（1）按材料的不同，光纖可分91通信光纜2.光纖的分類(lèi)①單模光纖。芯線的直徑小到光波波長(zhǎng)大小時(shí)，光纖就成為波導(dǎo)，光在其中無(wú)反射地沿直線傳播，這種光纖稱(chēng)為單模光纖。單模光纖的纖芯直徑大多為4～10μm。單模光纖用于大容量、長(zhǎng)距離系統(tǒng)。單模光纖具有傳輸衰減低、帶寬大、易升級(jí)擴(kuò)容的優(yōu)點(diǎn)。目前，光通信敷設(shè)的光纜大部分都是G.652常規(guī)單模光纖的光纜。1通信光纜2.光纖的分類(lèi)①單模光纖。芯線的直徑小到光101通信光纜2.光纖的分類(lèi)②多模光纖。光波在光纖中以多種模式傳播，不同的傳播模式有不同的電磁場(chǎng)分布和傳播路徑，這種光纖稱(chēng)為多模光纖。多模光纖的纖芯直徑大多為50μm或62.5μm。多模光纖可分為突變型多模光纖（stepindexfiber，SIF）和漸變型多模光纖（gradedindexfiber，GIF），如圖3-5和圖3-6所示。?突變型多模光纖。突變型多模光纖的纖芯直徑為50～60μm，光線以折射形狀沿纖芯軸線方向傳播，存在多條路徑，并有較大的時(shí)延差，因而信號(hào)畸變較大，只能用于小容量、短距離系統(tǒng)。?漸變型多模光纖。漸變型多模光纖的纖芯直徑為50μm，光線以曲線形狀沿纖芯軸線方向傳播，各條路徑的時(shí)延差較小，因而信號(hào)畸變較小，適用于中等容量、中等距離系統(tǒng)。1通信光纜2.光纖的分類(lèi)②多模光纖。光波在光纖中以多111通信光纜2.光纖的分類(lèi)1通信光纜2.光纖的分類(lèi)121通信光纜3.光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性包括損耗、色散、衰減、偏振和非線性效應(yīng)等，其中，損耗和色散是光纖最重要的傳輸特性。損耗限制系統(tǒng)的傳輸距離，色散限制系統(tǒng)的傳輸容量。（1）光纖的損耗特性。在光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間由光纜吸收、反射、散射和輻射的信號(hào)功率被認(rèn)為是損耗。光纖損耗是光纖傳輸系統(tǒng)中限制中繼距離的主要因素之一。表3-1列出了3種石英光纖的典型損耗值。1通信光纜3.光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性包括損耗、色131通信光纜3.光纖的傳輸特性（2）光纖的色散特性。色散是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，它會(huì)引起傳輸信號(hào)的畸變，使通信質(zhì)量變差，限制通信容量與距離，特別是對(duì)高速和長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)的影響更為突出。光纖色散的產(chǎn)生涉及多方面的原因，這里只介紹模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散。①模式色散。模式色散是指光在多模光纖中傳輸時(shí)會(huì)存在許多種傳播模式，因?yàn)槊糠N傳播模式在傳輸過(guò)程中都具有不同的軸向傳輸速度，所以雖然在輸入端同時(shí)發(fā)送光脈沖信號(hào)，但光脈沖信號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)間卻不同，于是產(chǎn)生了時(shí)延，使光脈沖發(fā)生展寬與畸變。1通信光纜3.光纖的傳輸特性（2）光纖的色散特性。色141通信光纜3.光纖的傳輸特性②材料色散。材料色散是由構(gòu)成纖芯的材料對(duì)不同波長(zhǎng)的光波所呈現(xiàn)的不同折射率造成的，波長(zhǎng)短則折射率大，波長(zhǎng)長(zhǎng)則折射率小。就目前的技術(shù)水平而言，光源尚不能達(dá)到嚴(yán)格單頻發(fā)射的程度，因此無(wú)論譜線寬度多么狹窄的光源器件，它所發(fā)出的光也會(huì)包含多根譜線（多種頻率成分），只不過(guò)光波長(zhǎng)的數(shù)量以及各光波長(zhǎng)的功率所占的比例不同而已。每根譜線都會(huì)受到光纖色散的作用，而接收端不可能對(duì)每根譜線受光纖色散作用所造成的畸變進(jìn)行理想均衡，故會(huì)產(chǎn)生脈沖展寬現(xiàn)象。③波導(dǎo)色散。波導(dǎo)色散是指由光纖的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)不同波長(zhǎng)的光產(chǎn)生的色散作用。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是指光纖的纖芯與包層直徑的大小、光纖的橫截面折射率分布規(guī)律等。這種色散通常很小，可以忽略不計(jì)。1通信光纜3.光纖的傳輸特性②材料色散。材料色散是由151通信光纜4.光纜在實(shí)際工程應(yīng)用中，需要把若干根光纖絞合成光纜，在光纜外面再加上各種保護(hù)套，以防止外界各種機(jī)械壓力和施工過(guò)程中可能發(fā)生的損耗。光纜的結(jié)構(gòu)取決于用途，在一些簡(jiǎn)單的情況下，只需在光纖外面加一層塑料外套；在另外一些應(yīng)用中，必須使用鋼質(zhì)加強(qiáng)芯之類(lèi)的增強(qiáng)材料以保證光纜具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。（1）光纜的基本結(jié)構(gòu)。光纜一般由纜芯、加強(qiáng)構(gòu)件、填充物和護(hù)層等幾部分構(gòu)成，除了這些基本結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)實(shí)際需要，還要有防水層、緩沖層、絕緣金屬導(dǎo)線等構(gòu)件。①纜芯。為了進(jìn)一步保護(hù)光纖，增加光纖的強(qiáng)度，一般將帶有涂覆層的光纖再套上一層塑料層（通常稱(chēng)為套塑），套塑后的光纖稱(chēng)為光纖芯線。根據(jù)使用條件和用戶(hù)要求，套塑可分為緊結(jié)構(gòu)和松結(jié)構(gòu)。將套塑后且滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求的單根或多根光纖芯線以不同的形式組合起來(lái)，就成了纜芯，如圖3-7所示。多芯光纜一般以緊結(jié)構(gòu)或松結(jié)構(gòu)為單位組成單元式結(jié)構(gòu)，或者在松結(jié)構(gòu)的套管中放入多根光纖絞合而成。1通信光纜4.光纜在實(shí)際工程應(yīng)用中，需要把若干根光纖絞161通信光纜4.光纜緊結(jié)構(gòu)光纜的主要形式是絞合型光纜，它是將光纖以一定的節(jié)距絞合成光纜，并緊緊地包在塑料之中。這種結(jié)構(gòu)的光纜一般都是以中心強(qiáng)度元件來(lái)承受張力的，從而減小外力對(duì)光纖的作用。緊結(jié)構(gòu)光纜的緩沖層一般采用硅樹(shù)脂，二次涂覆采用尼龍材料，這種光纜的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，如圖3-8（a）所示。松結(jié)構(gòu)光纜中的光纖具有較大的活動(dòng)空間。將一次涂覆后的光纖放在一根管子中，管中填充油膏，形成松套管結(jié)構(gòu)，如圖3-8（b）所示。這種光纖的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械性能好、防水性好、便于成纜。1通信光纜4.光纜緊結(jié)構(gòu)光纜的主要形式是絞合型光纜，它171通信光纜4.光纜1通信光纜4.光纜181通信光纜4.光纜②加強(qiáng)構(gòu)件。加強(qiáng)構(gòu)件的作用是增加光纜的抗拉強(qiáng)度，提高光纜的機(jī)械性能。光纖材料比較脆、易斷裂，為使光纜能夠承受敷設(shè)安裝時(shí)所加的外力，應(yīng)在光纜中加一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件。位于中心或分散在四周的加強(qiáng)構(gòu)件的材料可用鋼絲或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（fiberreinforcedpolymer/plastic，F(xiàn)RP）等。一般光纜的加強(qiáng)構(gòu)件采用鍍鋅鋼絲、鋼絲繩、不銹鋼絲或高強(qiáng)度塑料加強(qiáng)構(gòu)件等。③護(hù)層。護(hù)層的主要作用是保護(hù)纜芯，提高機(jī)械性能和防護(hù)性能。不同的護(hù)層結(jié)構(gòu)適合不同的敷設(shè)條件。光纜的護(hù)層可分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。內(nèi)護(hù)層一般采用聚乙烯或聚氯乙烯等，用來(lái)防止鋼帶、加強(qiáng)構(gòu)件等金屬構(gòu)件損傷光纖；外護(hù)層可根據(jù)敷設(shè)條件的不同而采用由鋁帶和聚乙烯組成的雙面涂塑鋁帶黏接層外護(hù)套加鋼線鎧裝等，達(dá)到進(jìn)一步加強(qiáng)光纜保護(hù)的目的。1通信光纜4.光纜②加強(qiáng)構(gòu)件。加強(qiáng)構(gòu)件的作用是增加光191通信光纜4.光纜④填充物。填充物用來(lái)提高光纜的防潮性能。在光纜纜間空隙中注入填充物，可以防止水汽進(jìn)入光纜。（2）光纜的種類(lèi)。公用通信網(wǎng)所用光纜如表3-2所示。1通信光纜4.光纜④填充物。填充物用來(lái)提高光纜的防潮201通信光纜4.光纜下面介紹幾種具有代表性的光纜結(jié)構(gòu)形式：①層絞式光纜。層絞式光纜是將若干根光纖芯線以強(qiáng)度構(gòu)件為中心絞合在一起的一種結(jié)構(gòu)，如圖3-9所示。這種光纜的制造方法和電纜較相似，可以采用電纜的成纜設(shè)備，因此成本較低。層絞式光纜的芯線數(shù)一般不超過(guò)10根。②單位式光纜。單位式光纜是將幾根至十幾根光纖芯線集合成一個(gè)單位，再由數(shù)個(gè)單位以強(qiáng)度構(gòu)件為中心絞合成纜。這種光纜的芯線數(shù)一般只有幾十根。1通信光纜4.光纜下面介紹幾種具有代表性的光纜結(jié)構(gòu)形式211通信光纜4.光纜③骨架式光纜。骨架式光纜是將單根或多根光纖放入骨架的螺旋槽內(nèi)，骨架的中心是加強(qiáng)構(gòu)件，螺旋槽的形狀可以是V形、U形或凹形。這種光纜具有耐側(cè)壓、抗彎曲、抗拉的特點(diǎn)。骨架式光纜如圖3-10所示。④帶狀式光纜。帶狀式光纜是將4～12根光纖芯線排列成行，構(gòu)成帶狀光纖單元，再將這個(gè)帶狀光纖單元按一定方式排列成纜，如圖3-11所示。這種光纜的結(jié)構(gòu)緊湊，采用帶狀式結(jié)構(gòu)可做成上千芯的高密度用戶(hù)光纜。1通信光纜4.光纜③骨架式光纜。骨架式光纜是將單根或221通信光纜4.光纜1通信光纜4.光纜231通信光纜5.光纖配線架及連接器（1）光纖配線架（opticaldistributionframe，ODF）。光纖配線架（見(jiàn)圖3-12）用于光纖通信系統(tǒng)中局端主干光纜的成端和分配，可方便地實(shí)現(xiàn)光纖線路的連接、分配和調(diào)度。1通信光纜5.光纖配線架及連接器（1）光纖配線架（o241通信光纜5.光纖配線架及連接器光纖總配線架為一側(cè)連接交換機(jī)外線，另一側(cè)連接交換機(jī)入口和出口的內(nèi)部電纜布線的配線架，如圖3-13所示。配線架通常安裝在機(jī)柜或墻上。通過(guò)安裝附件，配線架可以全線滿(mǎn)足UTP、STP、同軸電纜、光纖、音視頻的需要。在網(wǎng)絡(luò)工程中常用的配線架有雙絞線配線架和光纖配線架?？偱渚€架適用于與大容量電話交換設(shè)備配套使用，用以接續(xù)內(nèi)、外線路；一般還具有配線、測(cè)試和保護(hù)局內(nèi)設(shè)備及人身安全的作用。總配線架由機(jī)架、保安接線排、測(cè)試接線排、保安單元及其他附件組成，具有良好的保護(hù)功能，防止雷電或其他原因產(chǎn)生的過(guò)電流、過(guò)電壓對(duì)通信設(shè)備和機(jī)房的人員造成傷害。機(jī)架具有可靠的接地系統(tǒng)。1通信光纜5.光纖配線架及連接器光纖總配線架為一側(cè)連接251通信光纜5.光纖配線架及連接器（2）光纖連接器的類(lèi)型。光纖連接器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸（活動(dòng)）連接的器件，它把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來(lái)，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能夠最大限度地耦合到接收光纖中。下面介紹幾種常用的光纖連接器，如圖3-14所示。①FC型光纖連接器。FC是ferruleconnector的縮寫(xiě)，表明其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺紋連接。此類(lèi)連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但光纖端面對(duì)微塵較為敏感。②SC型光纖連接器。SC型光纖連接器的外殼呈矩形，緊固方式是采用插拔銷(xiāo)閂式，無(wú)須旋轉(zhuǎn)。此類(lèi)連接器插拔操作方便，插入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度高，安裝密度大。1通信光纜5.光纖配線架及連接器（2）光纖連接器的類(lèi)261通信光纜5.光纖配線架及連接器③ST型光纖連接器。ST型光纖連接器的芯外露，外殼呈圓形，緊固方式為螺紋連接（對(duì)于10BaseF連接來(lái)說(shuō)，連接器通常是ST型的；對(duì)于100BaseFX來(lái)說(shuō)，連接器在大多數(shù)情況下是SC型的）。④LC型光纖連接器。LC型光纖連接器采用操作方便的模塊化插孔（RJ）門(mén)鎖機(jī)理制成。其采用的插針和套筒的尺寸是SC、FC型光纖連接器等所用尺寸的一半，為1.25mm，提高了整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)配線系統(tǒng)連接器的容量。LC型光纖連接器廣泛應(yīng)用于光纖接入網(wǎng)、光儀表測(cè)試、光纖局域網(wǎng)等光通信網(wǎng)絡(luò)。⑤MT-RJ型光纖連接器。MT-RJ型光纖連接器帶有與RJ-45型LAN電連接器相同的閂鎖機(jī)構(gòu)，通過(guò)安裝于小型套管兩側(cè)的導(dǎo)向銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)光纖，為便于與光收發(fā)信機(jī)相連，連接器端面光纖為雙芯（間隔距離為0.75mm）排列設(shè)計(jì)。MT-RJ型光纖連接器是主要用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮呙芏裙饫w連接器。1通信光纜5.光纖配線架及連接器③ST型光纖連接器。272通信電纜010203060504電纜概述通信電纜的結(jié)構(gòu)電纜的纜芯色譜漏泄電纜同軸電纜雙絞電纜2通信電纜010203060504電纜概述通信電纜的結(jié)構(gòu)282通信電纜1.電纜概述電纜是指經(jīng)工廠生產(chǎn)擰成束的特殊導(dǎo)線，它由多股彼此絕緣的導(dǎo)線按照一定的結(jié)構(gòu)方式組成。電纜的橫斷面自?xún)?nèi)向外被多種金屬或非金屬材料包裹，構(gòu)成特定的防護(hù)層；電纜除了要保證其結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性不變外，還要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度、密閉性、可彎曲、卷繞等特性，以滿(mǎn)足制造和敷設(shè)的實(shí)際需要。電纜主要用于強(qiáng)電設(shè)備和弱電設(shè)備，其中用于弱電設(shè)備傳輸通信信號(hào)的電纜稱(chēng)通信電纜。雖然目前軌道交通有線通信的主流傳輸媒介是光纖光纜，但通信電纜也還在使用，尤其是在靠近用戶(hù)終端的最后500～1000m。2通信電纜1.電纜概述電纜是指經(jīng)工廠生產(chǎn)擰成束的特殊導(dǎo)292通信電纜1.電纜概述19世紀(jì)50年代海底電纜1876年電話1899年電纜加感線圈1941年第一條480路同軸電纜線路2通信電纜1.電纜概述19世紀(jì)50年代海底電纜1876302通信電纜1.電纜概述20世紀(jì)30年代我國(guó)東北地區(qū)敷設(shè)了可以開(kāi)通低頻載波電話的長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)電纜1962年我國(guó)設(shè)計(jì)制造的60路載波長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)電纜在北京和石家莊之間投入使用1976年我國(guó)設(shè)計(jì)制造的1800路4管中同軸電纜在北京、上海、杭州間敷設(shè)成功并投入使用我國(guó)最早的通信電纜線路是沿海的海底電纜和大城市的市內(nèi)電話電纜。2通信電纜1.電纜概述20世紀(jì)30年代我國(guó)東北地區(qū)敷設(shè)312通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（1）電纜的芯線及線徑。電纜的芯線由純電解銅制成，一般為軟銅線。目前，小同軸綜合電纜對(duì)稱(chēng)組線徑的標(biāo)稱(chēng)線徑采用0.9mm，信號(hào)線對(duì)采用0.6mm銅線芯徑。（2）電纜的絕緣方式。電纜的絕緣方式過(guò)去采用的是紙繩絕緣，現(xiàn)在大部分采用泡沫聚乙烯絕緣。2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（1）電纜的芯線及線徑。322通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（3）電纜內(nèi)護(hù)套。電纜內(nèi)護(hù)套可采用鋁、鉛材料。但由于鋁的比重比鉛小，可大大減輕電纜的質(zhì)量，而且鋁的導(dǎo)電率比鉛大7～8倍，對(duì)外界電磁場(chǎng)干擾的防護(hù)性能好，特別是鋁具有較好的密封性能，因此一般用鋁代替鉛來(lái)制造電纜內(nèi)護(hù)套。為降低鋁護(hù)套的腐蝕程度，一般在其外面增加半密封塑料護(hù)層作為防腐層，這種做法同時(shí)也增強(qiáng)了電纜的防震性能。（4）電纜外護(hù)層。電纜外護(hù)層可分為一級(jí)外護(hù)層和二級(jí)外護(hù)層。一級(jí)外護(hù)層僅能保護(hù)金屬護(hù)套，通常以編號(hào)11、12、13等表示。編號(hào)22、23等代表二級(jí)外護(hù)層，它可以保護(hù)里面的金屬護(hù)套和外面的鎧裝層免受酸、堿、鹽等的腐蝕。2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（3）電纜內(nèi)護(hù)套。（4）332通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)電纜鎧裝一級(jí)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)如表3-3所示。電纜鎧裝二級(jí)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)如表3-4所示。2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)電纜鎧裝一級(jí)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)如342通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)352通信電纜3.電纜的纜芯色譜電纜的纜芯色譜可分為普通色譜和全色譜兩大類(lèi)。（1）普通色譜。普通色譜對(duì)絞同心式纜芯線對(duì)的顏色有藍(lán)/白對(duì)、紅/白對(duì)（分子為a線色譜，分母為b線色譜）兩種，每層中有一對(duì)特殊顏色的芯線被作為該層計(jì)算線號(hào)的起始標(biāo)記，這一對(duì)線稱(chēng)為標(biāo)記（或標(biāo)志）線對(duì)（作為本層最小線號(hào)），其他線對(duì)稱(chēng)為普通線對(duì)。例如，普通線對(duì)為紅/白對(duì)，則標(biāo)記線對(duì)為藍(lán)/白對(duì)；反之，如果普通線對(duì)為藍(lán)/白對(duì)，則標(biāo)記線對(duì)為紅/白對(duì)。100對(duì)及以上的市內(nèi)通信電纜設(shè)置備用線對(duì)，備用線對(duì)數(shù)為電纜對(duì)數(shù)的1%，色譜與普通線對(duì)相同。目前，普通色譜對(duì)絞同心式通信電纜已經(jīng)很少采用。（2）全色譜。全色譜是指電纜中的任何一對(duì)芯線都可以通過(guò)各級(jí)單位的扎帶顏色及線對(duì)的顏色來(lái)識(shí)別，即線對(duì)與線號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜電纜的纜芯色譜可分為普通色362通信電纜3.電纜的纜芯色譜①全色譜對(duì)絞同心式纜芯。全色譜對(duì)絞同心式纜芯是由若干個(gè)規(guī)定色譜的線對(duì)按同心方式分層絞合而成的。纜芯每層的第一個(gè)線對(duì)為橘（黃）/白，最后一個(gè)線對(duì)為綠/黑，其余偶數(shù)線對(duì)為紅/灰，奇數(shù)線對(duì)為藍(lán)/棕。全色譜對(duì)絞同心式纜芯每層均疏扎特定的扎帶，扎帶的色譜如表3-5所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜①全色譜對(duì)絞同心式纜芯。372通信電纜3.電纜的纜芯色譜②全色譜對(duì)絞單位式纜芯。全色譜對(duì)絞單位式纜芯色譜在全塑市話電纜中使用最多。它由白(W)、紅(R)、黑(B)、黃(Y)、紫(V)［作為領(lǐng)示色（代表a線）］，藍(lán)(Bl)、橘(O)、綠(G)、棕(Br)、灰（S）［作為循環(huán)色（代表b線）］10種顏色組成25對(duì)全色譜線對(duì)，如表3-6所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜②全色譜對(duì)絞單位式纜芯。382通信電纜3.電纜的纜芯色譜（3）基本單位。全色譜對(duì)絞單位式纜芯的基本單位有25對(duì)和10對(duì)兩種，其中25對(duì)基本單位線對(duì)色譜如圖3-15所示；10對(duì)基本單位線對(duì)色譜取表3-6中前10對(duì)色譜，如圖3-16所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜（3）基本單位。全色譜對(duì)392通信電纜3.電纜的纜芯色譜50對(duì)的單位稱(chēng)為超單位，它是由2個(gè)25對(duì)基本單位（代號(hào)：S）［或含有兩個(gè)12對(duì)和2個(gè)13對(duì)的子單位組成，即2×(12+13)對(duì)組成］或5個(gè)10對(duì)基本單位［（代號(hào)：SI），扎帶為W、R、B、Y、V；（代號(hào)：SJ），扎帶為Bl、O、G、Br、S］組成的。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜50對(duì)的單位稱(chēng)為超單位，它402通信電纜3.電纜的纜芯色譜100對(duì)超單位（代號(hào)：SD）是由4個(gè)25對(duì)的基本單位［（4×25）對(duì)］或10個(gè)10對(duì)的基本單位［（10×10）對(duì)］組成的。（4）備用線對(duì)的線序及色譜。超單位的序號(hào)是從中心層順次向外層排列的，扎帶色譜的順序?yàn)榘?、紅、黑、黃、紫，但要在同色扎帶的超單位中識(shí)別出先后順序，則要根據(jù)基本單位的扎帶色譜來(lái)判斷。（5）全色譜星絞同心式或單位式纜芯。星絞四線組線組號(hào)和色譜排列如表3-7所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜100對(duì)超單位（代號(hào)：SD412通信電纜3.電纜的纜芯色譜2通信電纜3.電纜的纜芯色譜422通信電纜4.雙絞電纜雙絞線（twistedpair，TP）是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)，一般由兩根22～26號(hào)絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可有效降低信號(hào)干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會(huì)被另一根導(dǎo)線上發(fā)出的電波抵消。在實(shí)際使用中，通常將多對(duì)雙絞線包在一個(gè)絕緣電纜套管內(nèi)。如果把一對(duì)或多對(duì)雙絞線放在一個(gè)絕緣套管內(nèi)，便成了雙絞線電纜，但日常生活中一般把雙絞線電纜直接稱(chēng)為雙絞線。雙絞線的作用是使外部干擾在兩根導(dǎo)線上產(chǎn)生的噪聲相同，以便后續(xù)的差分電路提取出有用信號(hào)。與其他傳輸介質(zhì)相比，雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價(jià)格較便宜。2通信電纜4.雙絞電纜雙絞線（twistedpair432通信電纜4.雙絞電纜數(shù)據(jù)通信中的雙絞電纜是由4對(duì)雙絞線按一定密度逆時(shí)針扭絞在一起的，其外部包裹金屬層或塑橡外皮，如圖3-17所示。銅導(dǎo)線的直徑為0.4~1mm，絞距為3.81~14cm，相鄰雙絞線的扭絞長(zhǎng)度約為1.27cm。雙絞線的纏繞密度、扭絞方向及絕緣材料，直接影響其特性阻抗、衰減和近端串?dāng)_。2通信電纜4.雙絞電纜數(shù)據(jù)通信中的雙絞電纜是由4對(duì)雙絞442通信電纜5.同軸電纜同軸電纜（coaxialcable）是一種中間為導(dǎo)線、外裹管狀的導(dǎo)體屏蔽層，兩者中間用絕緣材料隔離，由外套封裝起來(lái)的電纜，如圖3-18所示。屏蔽層可以是薄金屬片、金屬線編織物或固體金屬，主要用作接地。同軸電纜從用途上可分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜（網(wǎng)絡(luò)同軸電纜和視頻同軸電纜）。基帶同軸電纜僅僅用于數(shù)字傳輸，數(shù)據(jù)率可達(dá)10Mbps。同軸電纜的優(yōu)點(diǎn)是可以在相對(duì)長(zhǎng)的無(wú)中繼器的線路上支持高帶寬通信，而其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的：一是體積大，細(xì)纜的直徑就有0.26cm，要占用電纜管道的大量空間；二是不能承受纏結(jié)、壓力和嚴(yán)重的彎曲，這些都會(huì)損壞電纜的結(jié)構(gòu)，阻止信號(hào)的傳輸；三是成本高。而所有這些缺點(diǎn)都被雙絞線克服，因此在目前的局域網(wǎng)環(huán)境中，同軸電纜已不再使用。2通信電纜5.同軸電纜同軸電纜（coaxialcab452通信電纜5.同軸電纜2通信電纜5.同軸電纜462通信電纜6.漏泄電纜（1）漏泄電纜的結(jié)構(gòu)?；九c移動(dòng)站之間的通信通常是依靠無(wú)線電來(lái)傳送的。在城市軌道交通地下線路中，移動(dòng)通信采用電磁波傳播效果不佳。在隧道中利用天線傳輸通常也很困難，所以關(guān)于漏泄電纜的研究應(yīng)運(yùn)而生。漏泄電纜是在同軸管外導(dǎo)體上開(kāi)設(shè)一系列的槽孔或隙縫，使電纜中傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟糠帜芰繌牟劭字新┬沟窖鼐€空間。同軸管由一個(gè)金屬圓管（外導(dǎo)體）和一根與之共有同一中心軸線的導(dǎo)線（內(nèi)導(dǎo)體）構(gòu)成。同軸管的內(nèi)導(dǎo)體是一根半硬銅線，外導(dǎo)體用軟銅帶或鋁帶縱包而成。內(nèi)、外導(dǎo)體之間用聚乙烯墊片或魚(yú)泡狀、竹節(jié)狀、繩管狀等塑料支持物隔開(kāi)，使兩導(dǎo)體相互絕緣。同軸管的外表面繞包有鍍錫鋼帶，以提高同軸管的電磁屏蔽作用。同軸管在低頻段工作時(shí)，串音和外界電磁干擾都較對(duì)稱(chēng)電纜嚴(yán)重。但隨著傳輸頻率的升高，外導(dǎo)體的屏蔽作用隨之加強(qiáng)，抗外界干擾特性也隨之增強(qiáng)，同軸管之間的串音也隨之減小，因而同軸管適用于高頻率和寬頻帶傳輸。2通信電纜6.漏泄電纜（1）漏泄電纜的結(jié)構(gòu)。基站與移472通信電纜6.漏泄電纜（2）漏泄電纜的工作原理。橫向電磁波通過(guò)同軸電纜從發(fā)射端傳至電纜的另一端。當(dāng)電纜外導(dǎo)體完全封閉時(shí)，電纜傳輸?shù)男盘?hào)與外界是完全屏蔽的，電磁波無(wú)法輻射到外部，也不會(huì)受到外部干擾的影響。然而，通過(guò)同軸電纜外導(dǎo)體上所開(kāi)的槽孔，電纜內(nèi)傳輸?shù)囊徊糠蛛姶拍芰磕馨l(fā)送至外界環(huán)境。同樣，外界能量也能傳入電纜內(nèi)部。外導(dǎo)體上的槽孔使電纜內(nèi)部的電磁場(chǎng)和外界電波之間產(chǎn)生耦合。具體的耦合機(jī)制取決于槽孔的排列形式。漏泄電纜的一個(gè)典型例子是編織外導(dǎo)體同軸電纜。絕大部分能量以?xún)?nèi)部波的形式在電纜中傳輸，但在外導(dǎo)體覆蓋不好的位置點(diǎn)上會(huì)產(chǎn)生表面波，它們沿著電纜正向或逆向向外傳播且相互影響。2通信電纜6.漏泄電纜（2）漏泄電纜的工作原理。橫向48感謝觀看感謝觀看49城市軌道交通通信技術(shù)通信光電纜CONTENTS目錄城市軌道交通通信技術(shù)通信光電纜CONTENTS目錄50為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通各系統(tǒng)間的協(xié)同合作，保障安全運(yùn)營(yíng)，需要建立公務(wù)電話網(wǎng)、有線/無(wú)線調(diào)度網(wǎng)、廣播（publicannouncement，PA）系統(tǒng)網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)、時(shí)鐘網(wǎng)、乘客信息系統(tǒng)（passengerinformationsystem，PIS）網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和各種監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)等業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。而有線傳輸系統(tǒng)為城市軌道交通各系統(tǒng)提供了一個(gè)大容量、高性能的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。本模塊將對(duì)通信光電纜進(jìn)行介紹，對(duì)光纖通信系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行介紹，對(duì)傳輸系統(tǒng)的各類(lèi)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行闡述，對(duì)SDH傳輸網(wǎng)和城市軌道交通傳輸網(wǎng)進(jìn)行介紹，對(duì)傳輸系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)、日常維護(hù)及故障處理方法進(jìn)行介紹。為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通各系統(tǒng)間的協(xié)同合作，保障安全運(yùn)營(yíng)，需要建立51

通信光電纜通信光纜通信電纜城市軌道交通通信系統(tǒng)中的光纜和電纜是各系統(tǒng)信息交換的傳輸線，是傳輸系統(tǒng)不可缺少的傳輸媒介。隨著通信技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，由光纖構(gòu)成的通信光纜已成為各種信息網(wǎng)最主要的傳輸方式。此外，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中還應(yīng)用通信電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)交換設(shè)備與終端設(shè)備的連接。通信光電纜通信光纜通信電纜城市軌道交通通信系統(tǒng)中的光纜和521通信光纜光纖概述光纖的分類(lèi)光纖的傳輸特性光纜光纖配線架及連接器1通信光纜光纖概述光纖的分類(lèi)光纖的傳輸特性光纜光纖配線架531通信光纜1.光纖概述（1）全反射。①定義。全反射又稱(chēng)全內(nèi)反射，指光由光密介質(zhì)（光在此介質(zhì)中的折射率大）射到光疏介質(zhì)（光在此介質(zhì)中的折射率小）的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。②全反射原理（見(jiàn)圖3-1）。光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某臨界角θC時(shí)，會(huì)產(chǎn)生全反射；光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象。1通信光纜1.光纖概述（1）全反射。541通信光纜1.光纖概述（2）光纖的結(jié)構(gòu)。光纖是光導(dǎo)纖維（opticalfiber）的簡(jiǎn)稱(chēng)，其典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體，自?xún)?nèi)向外為纖芯（core）、包層（coating）及涂覆層（jacket）等，如圖3-2所示。①纖芯。通信光纖的纖芯通常是折射率為n1的高純SiO2，并有少量的摻雜劑（用來(lái)提高折射率）。光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸，纖芯是光波傳輸?shù)闹饕ǖ?。②包層。包層的折射率為n2(n2<n1)，其通常也由高純SiO2制成，并摻雜一些其他雜質(zhì)（用來(lái)降低折射率）。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起到一定的機(jī)械保護(hù)作用。纖芯和包層合起來(lái)構(gòu)成裸光纖，形成全反射條件。光纖的光學(xué)及傳輸特性主要由裸光纖決定。1通信光纜1.光纖概述（2）光纖的結(jié)構(gòu)。551通信光纜1.光纖概述③涂覆層。包層的外面是5～40μm的涂覆層。涂覆層的材料是環(huán)氧樹(shù)脂或硅橡膠，其作用是增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度。在涂覆層的外面還常有緩沖層和套塑層（保護(hù)層）。此外，纖芯和包層的材料也可由玻璃或塑料制造，雖然它們的損耗比石英光纖大，但是在短距離的光纖傳輸系統(tǒng)中有一定應(yīng)用。（3）光纖的導(dǎo)光原理。光纖的導(dǎo)光原理如圖3-3所示，當(dāng)進(jìn)入光纖的光線射入纖芯和包層界面的入射角為θ時(shí)，入射點(diǎn)處的光線可能分為兩束：一束為折射光，另一束為反射光，它們應(yīng)服從光線的折射和反射定律，即θ=θ2，n1sinθ=n2sinθ1。1通信光纜1.光纖概述③涂覆層。包層的外面是5～40561通信光纜1.光纖概述折射光在靠近纖芯包層界面的包層中傳播；反射光先回到纖芯中，再射到纖芯的另一側(cè)的纖芯包層界面上，重復(fù)上述情況。因?yàn)榘鼘拥膿p耗比纖芯大，所以進(jìn)入包層的光（折射光）很快衰減掉。在這種情況下，在光纖中傳播的光波也就會(huì)很快地衰減而不能遠(yuǎn)距離傳輸。為了使光在光纖中遠(yuǎn)距離傳輸，一定要形成光在光纖中反復(fù)發(fā)生全反射的條件。根據(jù)全反射原理，存在一個(gè)臨界角θC使折射光線不再進(jìn)入包層，而是沿纖芯包層界面向前傳播。根據(jù)反射定律，反射回纖芯中的光線向另一側(cè)的纖芯包層界面射入時(shí)，入射角保持不變，此時(shí)光線可以在纖芯中不斷發(fā)生反射而不產(chǎn)生折射，從而實(shí)現(xiàn)全反射。1通信光纜1.光纖概述折射光在靠近纖芯包層界面的包層571通信光纜2.光纖的分類(lèi)（1）按材料的不同，光纖可分為石英系光纖，石英芯、塑料包層光纖，多成分玻璃光纖，塑料光纖。（2）按波長(zhǎng)的不同，光纖可分為短波長(zhǎng)光纖、長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖和超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖。短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)為0.8～0.9μm，典型值為0.85μm。這類(lèi)系統(tǒng)的傳輸距離較短，目前較少使用。長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)為1.0～1.6μm，通常采用1.31μm和1.55μm兩種波長(zhǎng)。這類(lèi)系統(tǒng)的傳輸距離較長(zhǎng)，中繼距離可達(dá)100km。超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)采用非石英系光纖，可實(shí)現(xiàn)1000km無(wú)中繼傳輸。（3）按模式的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖，如圖3-4所示。1通信光纜2.光纖的分類(lèi)（1）按材料的不同，光纖可分581通信光纜2.光纖的分類(lèi)①單模光纖。芯線的直徑小到光波波長(zhǎng)大小時(shí)，光纖就成為波導(dǎo)，光在其中無(wú)反射地沿直線傳播，這種光纖稱(chēng)為單模光纖。單模光纖的纖芯直徑大多為4～10μm。單模光纖用于大容量、長(zhǎng)距離系統(tǒng)。單模光纖具有傳輸衰減低、帶寬大、易升級(jí)擴(kuò)容的優(yōu)點(diǎn)。目前，光通信敷設(shè)的光纜大部分都是G.652常規(guī)單模光纖的光纜。1通信光纜2.光纖的分類(lèi)①單模光纖。芯線的直徑小到光591通信光纜2.光纖的分類(lèi)②多模光纖。光波在光纖中以多種模式傳播，不同的傳播模式有不同的電磁場(chǎng)分布和傳播路徑，這種光纖稱(chēng)為多模光纖。多模光纖的纖芯直徑大多為50μm或62.5μm。多模光纖可分為突變型多模光纖（stepindexfiber，SIF）和漸變型多模光纖（gradedindexfiber，GIF），如圖3-5和圖3-6所示。?突變型多模光纖。突變型多模光纖的纖芯直徑為50～60μm，光線以折射形狀沿纖芯軸線方向傳播，存在多條路徑，并有較大的時(shí)延差，因而信號(hào)畸變較大，只能用于小容量、短距離系統(tǒng)。?漸變型多模光纖。漸變型多模光纖的纖芯直徑為50μm，光線以曲線形狀沿纖芯軸線方向傳播，各條路徑的時(shí)延差較小，因而信號(hào)畸變較小，適用于中等容量、中等距離系統(tǒng)。1通信光纜2.光纖的分類(lèi)②多模光纖。光波在光纖中以多601通信光纜2.光纖的分類(lèi)1通信光纜2.光纖的分類(lèi)611通信光纜3.光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性包括損耗、色散、衰減、偏振和非線性效應(yīng)等，其中，損耗和色散是光纖最重要的傳輸特性。損耗限制系統(tǒng)的傳輸距離，色散限制系統(tǒng)的傳輸容量。（1）光纖的損耗特性。在光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間由光纜吸收、反射、散射和輻射的信號(hào)功率被認(rèn)為是損耗。光纖損耗是光纖傳輸系統(tǒng)中限制中繼距離的主要因素之一。表3-1列出了3種石英光纖的典型損耗值。1通信光纜3.光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性包括損耗、色621通信光纜3.光纖的傳輸特性（2）光纖的色散特性。色散是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，它會(huì)引起傳輸信號(hào)的畸變，使通信質(zhì)量變差，限制通信容量與距離，特別是對(duì)高速和長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)的影響更為突出。光纖色散的產(chǎn)生涉及多方面的原因，這里只介紹模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散。①模式色散。模式色散是指光在多模光纖中傳輸時(shí)會(huì)存在許多種傳播模式，因?yàn)槊糠N傳播模式在傳輸過(guò)程中都具有不同的軸向傳輸速度，所以雖然在輸入端同時(shí)發(fā)送光脈沖信號(hào)，但光脈沖信號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)間卻不同，于是產(chǎn)生了時(shí)延，使光脈沖發(fā)生展寬與畸變。1通信光纜3.光纖的傳輸特性（2）光纖的色散特性。色631通信光纜3.光纖的傳輸特性②材料色散。材料色散是由構(gòu)成纖芯的材料對(duì)不同波長(zhǎng)的光波所呈現(xiàn)的不同折射率造成的，波長(zhǎng)短則折射率大，波長(zhǎng)長(zhǎng)則折射率小。就目前的技術(shù)水平而言，光源尚不能達(dá)到嚴(yán)格單頻發(fā)射的程度，因此無(wú)論譜線寬度多么狹窄的光源器件，它所發(fā)出的光也會(huì)包含多根譜線（多種頻率成分），只不過(guò)光波長(zhǎng)的數(shù)量以及各光波長(zhǎng)的功率所占的比例不同而已。每根譜線都會(huì)受到光纖色散的作用，而接收端不可能對(duì)每根譜線受光纖色散作用所造成的畸變進(jìn)行理想均衡，故會(huì)產(chǎn)生脈沖展寬現(xiàn)象。③波導(dǎo)色散。波導(dǎo)色散是指由光纖的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)不同波長(zhǎng)的光產(chǎn)生的色散作用。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是指光纖的纖芯與包層直徑的大小、光纖的橫截面折射率分布規(guī)律等。這種色散通常很小，可以忽略不計(jì)。1通信光纜3.光纖的傳輸特性②材料色散。材料色散是由641通信光纜4.光纜在實(shí)際工程應(yīng)用中，需要把若干根光纖絞合成光纜，在光纜外面再加上各種保護(hù)套，以防止外界各種機(jī)械壓力和施工過(guò)程中可能發(fā)生的損耗。光纜的結(jié)構(gòu)取決于用途，在一些簡(jiǎn)單的情況下，只需在光纖外面加一層塑料外套；在另外一些應(yīng)用中，必須使用鋼質(zhì)加強(qiáng)芯之類(lèi)的增強(qiáng)材料以保證光纜具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。（1）光纜的基本結(jié)構(gòu)。光纜一般由纜芯、加強(qiáng)構(gòu)件、填充物和護(hù)層等幾部分構(gòu)成，除了這些基本結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)實(shí)際需要，還要有防水層、緩沖層、絕緣金屬導(dǎo)線等構(gòu)件。①纜芯。為了進(jìn)一步保護(hù)光纖，增加光纖的強(qiáng)度，一般將帶有涂覆層的光纖再套上一層塑料層（通常稱(chēng)為套塑），套塑后的光纖稱(chēng)為光纖芯線。根據(jù)使用條件和用戶(hù)要求，套塑可分為緊結(jié)構(gòu)和松結(jié)構(gòu)。將套塑后且滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求的單根或多根光纖芯線以不同的形式組合起來(lái)，就成了纜芯，如圖3-7所示。多芯光纜一般以緊結(jié)構(gòu)或松結(jié)構(gòu)為單位組成單元式結(jié)構(gòu)，或者在松結(jié)構(gòu)的套管中放入多根光纖絞合而成。1通信光纜4.光纜在實(shí)際工程應(yīng)用中，需要把若干根光纖絞651通信光纜4.光纜緊結(jié)構(gòu)光纜的主要形式是絞合型光纜，它是將光纖以一定的節(jié)距絞合成光纜，并緊緊地包在塑料之中。這種結(jié)構(gòu)的光纜一般都是以中心強(qiáng)度元件來(lái)承受張力的，從而減小外力對(duì)光纖的作用。緊結(jié)構(gòu)光纜的緩沖層一般采用硅樹(shù)脂，二次涂覆采用尼龍材料，這種光纜的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，如圖3-8（a）所示。松結(jié)構(gòu)光纜中的光纖具有較大的活動(dòng)空間。將一次涂覆后的光纖放在一根管子中，管中填充油膏，形成松套管結(jié)構(gòu)，如圖3-8（b）所示。這種光纖的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械性能好、防水性好、便于成纜。1通信光纜4.光纜緊結(jié)構(gòu)光纜的主要形式是絞合型光纜，它661通信光纜4.光纜1通信光纜4.光纜671通信光纜4.光纜②加強(qiáng)構(gòu)件。加強(qiáng)構(gòu)件的作用是增加光纜的抗拉強(qiáng)度，提高光纜的機(jī)械性能。光纖材料比較脆、易斷裂，為使光纜能夠承受敷設(shè)安裝時(shí)所加的外力，應(yīng)在光纜中加一個(gè)或多個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件。位于中心或分散在四周的加強(qiáng)構(gòu)件的材料可用鋼絲或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（fiberreinforcedpolymer/plastic，F(xiàn)RP）等。一般光纜的加強(qiáng)構(gòu)件采用鍍鋅鋼絲、鋼絲繩、不銹鋼絲或高強(qiáng)度塑料加強(qiáng)構(gòu)件等。③護(hù)層。護(hù)層的主要作用是保護(hù)纜芯，提高機(jī)械性能和防護(hù)性能。不同的護(hù)層結(jié)構(gòu)適合不同的敷設(shè)條件。光纜的護(hù)層可分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。內(nèi)護(hù)層一般采用聚乙烯或聚氯乙烯等，用來(lái)防止鋼帶、加強(qiáng)構(gòu)件等金屬構(gòu)件損傷光纖；外護(hù)層可根據(jù)敷設(shè)條件的不同而采用由鋁帶和聚乙烯組成的雙面涂塑鋁帶黏接層外護(hù)套加鋼線鎧裝等，達(dá)到進(jìn)一步加強(qiáng)光纜保護(hù)的目的。1通信光纜4.光纜②加強(qiáng)構(gòu)件。加強(qiáng)構(gòu)件的作用是增加光681通信光纜4.光纜④填充物。填充物用來(lái)提高光纜的防潮性能。在光纜纜間空隙中注入填充物，可以防止水汽進(jìn)入光纜。（2）光纜的種類(lèi)。公用通信網(wǎng)所用光纜如表3-2所示。1通信光纜4.光纜④填充物。填充物用來(lái)提高光纜的防潮691通信光纜4.光纜下面介紹幾種具有代表性的光纜結(jié)構(gòu)形式：①層絞式光纜。層絞式光纜是將若干根光纖芯線以強(qiáng)度構(gòu)件為中心絞合在一起的一種結(jié)構(gòu)，如圖3-9所示。這種光纜的制造方法和電纜較相似，可以采用電纜的成纜設(shè)備，因此成本較低。層絞式光纜的芯線數(shù)一般不超過(guò)10根。②單位式光纜。單位式光纜是將幾根至十幾根光纖芯線集合成一個(gè)單位，再由數(shù)個(gè)單位以強(qiáng)度構(gòu)件為中心絞合成纜。這種光纜的芯線數(shù)一般只有幾十根。1通信光纜4.光纜下面介紹幾種具有代表性的光纜結(jié)構(gòu)形式701通信光纜4.光纜③骨架式光纜。骨架式光纜是將單根或多根光纖放入骨架的螺旋槽內(nèi)，骨架的中心是加強(qiáng)構(gòu)件，螺旋槽的形狀可以是V形、U形或凹形。這種光纜具有耐側(cè)壓、抗彎曲、抗拉的特點(diǎn)。骨架式光纜如圖3-10所示。④帶狀式光纜。帶狀式光纜是將4～12根光纖芯線排列成行，構(gòu)成帶狀光纖單元，再將這個(gè)帶狀光纖單元按一定方式排列成纜，如圖3-11所示。這種光纜的結(jié)構(gòu)緊湊，采用帶狀式結(jié)構(gòu)可做成上千芯的高密度用戶(hù)光纜。1通信光纜4.光纜③骨架式光纜。骨架式光纜是將單根或711通信光纜4.光纜1通信光纜4.光纜721通信光纜5.光纖配線架及連接器（1）光纖配線架（opticaldistributionframe，ODF）。光纖配線架（見(jiàn)圖3-12）用于光纖通信系統(tǒng)中局端主干光纜的成端和分配，可方便地實(shí)現(xiàn)光纖線路的連接、分配和調(diào)度。1通信光纜5.光纖配線架及連接器（1）光纖配線架（o731通信光纜5.光纖配線架及連接器光纖總配線架為一側(cè)連接交換機(jī)外線，另一側(cè)連接交換機(jī)入口和出口的內(nèi)部電纜布線的配線架，如圖3-13所示。配線架通常安裝在機(jī)柜或墻上。通過(guò)安裝附件，配線架可以全線滿(mǎn)足UTP、STP、同軸電纜、光纖、音視頻的需要。在網(wǎng)絡(luò)工程中常用的配線架有雙絞線配線架和光纖配線架?？偱渚€架適用于與大容量電話交換設(shè)備配套使用，用以接續(xù)內(nèi)、外線路；一般還具有配線、測(cè)試和保護(hù)局內(nèi)設(shè)備及人身安全的作用?？偱渚€架由機(jī)架、保安接線排、測(cè)試接線排、保安單元及其他附件組成，具有良好的保護(hù)功能，防止雷電或其他原因產(chǎn)生的過(guò)電流、過(guò)電壓對(duì)通信設(shè)備和機(jī)房的人員造成傷害。機(jī)架具有可靠的接地系統(tǒng)。1通信光纜5.光纖配線架及連接器光纖總配線架為一側(cè)連接741通信光纜5.光纖配線架及連接器（2）光纖連接器的類(lèi)型。光纖連接器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸（活動(dòng)）連接的器件，它把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來(lái)，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能夠最大限度地耦合到接收光纖中。下面介紹幾種常用的光纖連接器，如圖3-14所示。①FC型光纖連接器。FC是ferruleconnector的縮寫(xiě)，表明其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺紋連接。此類(lèi)連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但光纖端面對(duì)微塵較為敏感。②SC型光纖連接器。SC型光纖連接器的外殼呈矩形，緊固方式是采用插拔銷(xiāo)閂式，無(wú)須旋轉(zhuǎn)。此類(lèi)連接器插拔操作方便，插入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度高，安裝密度大。1通信光纜5.光纖配線架及連接器（2）光纖連接器的類(lèi)751通信光纜5.光纖配線架及連接器③ST型光纖連接器。ST型光纖連接器的芯外露，外殼呈圓形，緊固方式為螺紋連接（對(duì)于10BaseF連接來(lái)說(shuō)，連接器通常是ST型的；對(duì)于100BaseFX來(lái)說(shuō)，連接器在大多數(shù)情況下是SC型的）。④LC型光纖連接器。LC型光纖連接器采用操作方便的模塊化插孔（RJ）門(mén)鎖機(jī)理制成。其采用的插針和套筒的尺寸是SC、FC型光纖連接器等所用尺寸的一半，為1.25mm，提高了整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)配線系統(tǒng)連接器的容量。LC型光纖連接器廣泛應(yīng)用于光纖接入網(wǎng)、光儀表測(cè)試、光纖局域網(wǎng)等光通信網(wǎng)絡(luò)。⑤MT-RJ型光纖連接器。MT-RJ型光纖連接器帶有與RJ-45型LAN電連接器相同的閂鎖機(jī)構(gòu)，通過(guò)安裝于小型套管兩側(cè)的導(dǎo)向銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)光纖，為便于與光收發(fā)信機(jī)相連，連接器端面光纖為雙芯（間隔距離為0.75mm）排列設(shè)計(jì)。MT-RJ型光纖連接器是主要用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮呙芏裙饫w連接器。1通信光纜5.光纖配線架及連接器③ST型光纖連接器。762通信電纜010203060504電纜概述通信電纜的結(jié)構(gòu)電纜的纜芯色譜漏泄電纜同軸電纜雙絞電纜2通信電纜010203060504電纜概述通信電纜的結(jié)構(gòu)772通信電纜1.電纜概述電纜是指經(jīng)工廠生產(chǎn)擰成束的特殊導(dǎo)線，它由多股彼此絕緣的導(dǎo)線按照一定的結(jié)構(gòu)方式組成。電纜的橫斷面自?xún)?nèi)向外被多種金屬或非金屬材料包裹，構(gòu)成特定的防護(hù)層；電纜除了要保證其結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性不變外，還要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度、密閉性、可彎曲、卷繞等特性，以滿(mǎn)足制造和敷設(shè)的實(shí)際需要。電纜主要用于強(qiáng)電設(shè)備和弱電設(shè)備，其中用于弱電設(shè)備傳輸通信信號(hào)的電纜稱(chēng)通信電纜。雖然目前軌道交通有線通信的主流傳輸媒介是光纖光纜，但通信電纜也還在使用，尤其是在靠近用戶(hù)終端的最后500～1000m。2通信電纜1.電纜概述電纜是指經(jīng)工廠生產(chǎn)擰成束的特殊導(dǎo)782通信電纜1.電纜概述19世紀(jì)50年代海底電纜1876年電話1899年電纜加感線圈1941年第一條480路同軸電纜線路2通信電纜1.電纜概述19世紀(jì)50年代海底電纜1876792通信電纜1.電纜概述20世紀(jì)30年代我國(guó)東北地區(qū)敷設(shè)了可以開(kāi)通低頻載波電話的長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)電纜1962年我國(guó)設(shè)計(jì)制造的60路載波長(zhǎng)途對(duì)稱(chēng)電纜在北京和石家莊之間投入使用1976年我國(guó)設(shè)計(jì)制造的1800路4管中同軸電纜在北京、上海、杭州間敷設(shè)成功并投入使用我國(guó)最早的通信電纜線路是沿海的海底電纜和大城市的市內(nèi)電話電纜。2通信電纜1.電纜概述20世紀(jì)30年代我國(guó)東北地區(qū)敷設(shè)802通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（1）電纜的芯線及線徑。電纜的芯線由純電解銅制成，一般為軟銅線。目前，小同軸綜合電纜對(duì)稱(chēng)組線徑的標(biāo)稱(chēng)線徑采用0.9mm，信號(hào)線對(duì)采用0.6mm銅線芯徑。（2）電纜的絕緣方式。電纜的絕緣方式過(guò)去采用的是紙繩絕緣，現(xiàn)在大部分采用泡沫聚乙烯絕緣。2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（1）電纜的芯線及線徑。812通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（3）電纜內(nèi)護(hù)套。電纜內(nèi)護(hù)套可采用鋁、鉛材料。但由于鋁的比重比鉛小，可大大減輕電纜的質(zhì)量，而且鋁的導(dǎo)電率比鉛大7～8倍，對(duì)外界電磁場(chǎng)干擾的防護(hù)性能好，特別是鋁具有較好的密封性能，因此一般用鋁代替鉛來(lái)制造電纜內(nèi)護(hù)套。為降低鋁護(hù)套的腐蝕程度，一般在其外面增加半密封塑料護(hù)層作為防腐層，這種做法同時(shí)也增強(qiáng)了電纜的防震性能。（4）電纜外護(hù)層。電纜外護(hù)層可分為一級(jí)外護(hù)層和二級(jí)外護(hù)層。一級(jí)外護(hù)層僅能保護(hù)金屬護(hù)套，通常以編號(hào)11、12、13等表示。編號(hào)22、23等代表二級(jí)外護(hù)層，它可以保護(hù)里面的金屬護(hù)套和外面的鎧裝層免受酸、堿、鹽等的腐蝕。2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)（3）電纜內(nèi)護(hù)套。（4）822通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)電纜鎧裝一級(jí)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)如表3-3所示。電纜鎧裝二級(jí)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)如表3-4所示。2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)電纜鎧裝一級(jí)外護(hù)層的結(jié)構(gòu)如832通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)2通信電纜2.通信電纜的結(jié)構(gòu)842通信電纜3.電纜的纜芯色譜電纜的纜芯色譜可分為普通色譜和全色譜兩大類(lèi)。（1）普通色譜。普通色譜對(duì)絞同心式纜芯線對(duì)的顏色有藍(lán)/白對(duì)、紅/白對(duì)（分子為a線色譜，分母為b線色譜）兩種，每層中有一對(duì)特殊顏色的芯線被作為該層計(jì)算線號(hào)的起始標(biāo)記，這一對(duì)線稱(chēng)為標(biāo)記（或標(biāo)志）線對(duì)（作為本層最小線號(hào)），其他線對(duì)稱(chēng)為普通線對(duì)。例如，普通線對(duì)為紅/白對(duì)，則標(biāo)記線對(duì)為藍(lán)/白對(duì)；反之，如果普通線對(duì)為藍(lán)/白對(duì)，則標(biāo)記線對(duì)為紅/白對(duì)。100對(duì)及以上的市內(nèi)通信電纜設(shè)置備用線對(duì)，備用線對(duì)數(shù)為電纜對(duì)數(shù)的1%，色譜與普通線對(duì)相同。目前，普通色譜對(duì)絞同心式通信電纜已經(jīng)很少采用。（2）全色譜。全色譜是指電纜中的任何一對(duì)芯線都可以通過(guò)各級(jí)單位的扎帶顏色及線對(duì)的顏色來(lái)識(shí)別，即線對(duì)與線號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜電纜的纜芯色譜可分為普通色852通信電纜3.電纜的纜芯色譜①全色譜對(duì)絞同心式纜芯。全色譜對(duì)絞同心式纜芯是由若干個(gè)規(guī)定色譜的線對(duì)按同心方式分層絞合而成的。纜芯每層的第一個(gè)線對(duì)為橘（黃）/白，最后一個(gè)線對(duì)為綠/黑，其余偶數(shù)線對(duì)為紅/灰，奇數(shù)線對(duì)為藍(lán)/棕。全色譜對(duì)絞同心式纜芯每層均疏扎特定的扎帶，扎帶的色譜如表3-5所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜①全色譜對(duì)絞同心式纜芯。862通信電纜3.電纜的纜芯色譜②全色譜對(duì)絞單位式纜芯。全色譜對(duì)絞單位式纜芯色譜在全塑市話電纜中使用最多。它由白(W)、紅(R)、黑(B)、黃(Y)、紫(V)［作為領(lǐng)示色（代表a線）］，藍(lán)(Bl)、橘(O)、綠(G)、棕(Br)、灰（S）［作為循環(huán)色（代表b線）］10種顏色組成25對(duì)全色譜線對(duì)，如表3-6所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜②全色譜對(duì)絞單位式纜芯。872通信電纜3.電纜的纜芯色譜（3）基本單位。全色譜對(duì)絞單位式纜芯的基本單位有25對(duì)和10對(duì)兩種，其中25對(duì)基本單位線對(duì)色譜如圖3-15所示；10對(duì)基本單位線對(duì)色譜取表3-6中前10對(duì)色譜，如圖3-16所示。2通信電纜3.電纜的纜芯色譜（3）