光纤选择范文

光纤选择范文（精选5篇）

光纤选择 第1篇

通信传输线路架设涉及的因素比较多, 而且为了节约成本和时间会和电力线路同路架设, 而这两种线路在一起架设会有诸多不良情况发生, 因此在勘察现场设计线路的过程中工程人员必须要将通信传输线路和电力线路之间的距离把握好, 避免发生事故, 并不受自然现象的影响, 务必使其能够符合相关规定。而在通信传输线路杆路建设的过程中, 必须要充分考虑到城乡规划和实际的地形地貌, 能够做到心中有数再实施设计敷设。另外, 必须要考虑到在通信传输线路设计过程中技术的可行性, 要做深入研究并以其作为出发点, 尽量降低材料的运输和后续维修成本, 在对通信传输线路设计时必须配合交通线路、邮电等部门作出的相关规划要求, 能够科学合理地设计杆路的位置和走向, 能够尽量绕开塌陷区、污染区、采矿区和危险地带, 尽可能地确保通信传输线路架设工程在施工过程中的安全性[1]。

伴随着科学技术水平的发展我国大中城市通信传输线路架设开始逐步完善, 需要改进的地方非常少。通信杆路的架设一般都是面向较为偏远的山区和农村等地, 这些地方大多处于荒郊野外人烟稀少的地区, 并且伴随的是交通特别不发达的情况, 这就使得在架设光缆的过程中特别困难。架设地段地形复杂是必须要解决的一个难题, 而且杆路技术的规定和相应的要求与过去相比也在持续提升, 要想保证通信线路能够走向合理, 必须要在实地测量和设计之前, 充分考察当地的地形地貌和地质特点, 对杆路走向实施全线详细的勘察, 而且必须要将多组设计方案不断对比, 对每种方案反复论证找到优缺点, 争取能够实现平、直、近的目的。另外, 为了能够在施工中尽可能地减少运输成本, 将光缆、水泥杆、钢绞线运输成本降到最低, 并且为了工程完工之后便于日常的维护, 杆路设计的过程中尽可能地将其设计在公路附近。

2 光缆选用原则

1) 用于市内语音业务的光缆线路或在管道内埋设的长途光缆线路可以选择PE/PVC保护套的光缆进行敷设, 同时在光缆的纤芯和包层之间注入防水油剂, 在包层的外面添加防水涂料或设置防水层。

2) 对于架空式光缆线路, 一般选择质量较轻的光缆进行敷设, 这样可以提高光缆线路的安全性, 同时也可以降低杆塔设计制造的成本, 为工程项目节约资金消耗。

3) 对于利用直埋方式进行敷设的光缆线路, 可以采用带PE防护层的光缆进行敷设, 或者选用带防潮层的, 外带皑甲保护层的室外用光缆, 如GYTA53, GYTA33, GYTYS5等。

4) 对于埋设在水底的光缆必须选用带防潮层和防锈层的光缆, 同时光缆外部应添加保护层, 为了增加抗压能力、增强光缆的韧性, 应选择带有钢丝皑甲层的光缆进行敷设。

5) 对于国家电力部门使用的光缆应遵循相关行业的规定, 在满足业务需求的基础上, 适当增强对电磁干扰、强电辐射和电击的防护。

6) 在强电场区域敷设的光缆线路可选择无金属材料制成的光缆, 以免由于电磁干扰和磁化影响业务的正常传输, 避免因线路出现故障而导致系统中断现象的发生。

7) 在中心机房、数据中心及其他室内敷设的通信光缆应选择具备防火层的阻燃或不燃光缆。

8) 为了避免光缆使用过程中出现火警问题, 除水底光缆外都应使用阻燃材料作为光缆外保护层的材料。在室外埋设的光缆应注意防水、防潮, 在室外架空的光缆应选用防水、防雨光缆, 在水底敷设或压力较大的地区埋设的光缆, 应注意加强光缆的保护, 可以加设防护套等。

3 通信传输线路的施工问题探讨

3.1 线路测量

大旗测量小组对光缆铺设的位置进行确定, 在图纸上进行标注大旗, 对通信线路周边的环境进行评价, 对环境中新增的项目补充;侧剧组负责测距工作, 与大旗组人员合作进行定线定位, 测量好距离以及“S”弯预留量;测绘组对测绘图纸进行整理;测防组对测量工作进行整体配合, 对防电、防腐蚀等预防工作提出意见。

3.2 架杆拉线施工

在架杆拉线施工中, 因为架杆容易出现倾斜现象, 所以在架杆拉线施工中必须做好安全防护措施, 避免安全隐患的出现。因为拉线的规格有很多种, 所以不同的拉线也针对不同的操作标准, 但是拉线与杆路之间必须要保证一定的倾斜度, 通常为30°~45°。[2]此外, 需要注意的就是在风口处或者线路交叉的地方, 一定要做好防风措施, 并且使用四方拉线施工技术和双向顶头拉线施工技术相结合的方式进行拉线施工。

3.3 光缆吊装施工

在进行光缆吊装施工时, 需要让光缆线与地面保持合适的高度, 通常6m的距离就可以了, 但是如果光缆线需要横跨铁路或者公路时高度就要控制在7.5m以上, 在光缆吊装过程中为了避免光缆出现损伤情况需要使用滑轮进行牵引, 如果在施工中通信传输线路与电力传输线路使用一个杆, 那么两者之间就要控制在2m以上的距离。

3.4 接地保护施工

进行接地保护施工的主要目的就是应对雷雨天气, 所以在穿过高压线进行拉线或者吊线、杆架时必须要进行接地工作[3], 此外如果电力线路与通信线路是平行的, 那么就需要在相隔200m的位置进行接地设置。

总之, 光纤通信技术映射的是科学技术和信息化建设现状, 也是一个国家综合国力是否先进的体现。在近几年的科技发展中, 对光纤通信工程不断地改进, 并取得了较大的成效。在光纤线路敷设中建立了一批批先进的队伍, 对于工程要点和注意事项都能够更好地把握。但是面对现如今快速的发展形势, 相关的科技设计人员和施工人员都不能够松懈, 不断地提高通信知识水平, 以适应现代化不断变化的发展需求。

摘要：随着经济和技术的不断发展, 计算机应用技术在各行各业中得到普遍应用并进行了信息化建设, 给社会创造了巨大的财富, 但是这一社会变革的基础是通过光纤通信实现的。光具有快速传播的特点, 在通信技术中, 科技人员以光纤为媒介, 将光传播应用其中, 实现电信号与光信号之间的转换, 提高了通信数据传输的速度。故主要对光缆线路通信系统工程传输设计与光纤选择进行了简单的分析与探讨。

关键词：光缆线路,通信系统工程,传输设计,光纤选择

参考文献

【1】胡童童.基于网络通信的光纤、光缆传输系统的设计[D].长春:吉林大学, 2014.

【2】杨帆.通信光缆线路施工与测试技术分析[D].长春:吉林大学, 2006.

光纤选择 第2篇

关键词管线差动保护；CT；电容电流

中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0107-01

近年来，光纤通信技术的迅速发展，光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、衰耗低等优点。而电流差动保护原理简单，不受系统振荡、平行互感、系统非全相运行方式的影响。因此利用光纤通道构成的电流差动保护具有一系列的优点，且得到了广泛的应用。

1光纤电流差动保护通道的选择

1）光线电流差动保护的基本原理。光纤电流差动保护基于基本电流定律，利用光纤通道将线路保护一侧的电流量传输至对侧，保护装置将两侧的电流量进行计算，当线路正常运行或发生区外故障时，流过差动继电器的电流为零，而当线路发生区内故障时，线路两侧电流的差电流不再为零，如果不考虑输电线路分布电容、分布电导和并联电抗器，则电流差动保护原理对任何故障都是适用的。光纤通道传送的信息容量很大，包括电流采样值后的幅值和相位的信息。因此，光纤电流差动保护对通道的要求较高。

2）复合光纤通道选择。当传输保护信号的线路较长时，必须采用复用光纤通道。复用通道方式利用数字脉码调制（PCM）复接技术，利用现有的光纤通道和微波通道， 对继电保护的信息进行传输，在保护控制室的保护装置光纤出口通过光缆连接到通信室内的数字复用接口设备，再通过复用接口设备和数字复用设备相连接。复用通道方式主要用于长距离输电线路的保护。其结构简图如图1。

图1

3）专用光纤通道选择。专用通道方式需为保护敷设专用的独立光纤通道，在专用光纤通道中只传输继电保护信息。专用方式的优点是不需附加其他设备，不涉及通信调度，管理比较方便。但由于光发收功率和光纤衰耗的限制，专用方式的通信距离一般在100km以内。此外，由于采用专用光纤，其可靠性依赖于站点间直通光缆的性能，当光缆断开时，保护远传信号全部中断，无替代传输路由。

2光纤电流差动保护中碰到的问题

2.1重负荷情况下发生高阻接地故障对光纤电流差动保护的影响

负荷电流对电流差动保护来说，是具有穿越性质的，是制动电流。在重负荷下，差动保护制动电流很大，为负荷电流的2倍。这种情况下发生高阻接地的故障，短路点的短路电流并不大，动作电流不大，保护的灵敏度会不足，保护可能会拒动。如果短路点两侧系统不对称会增加拒动的可能性。

常见保护采用由零序差动继电器（零序差动继电器具有较高的灵敏度），通过低比率制动系数的稳态差动元件选相，构成零序Ⅰ段差动继电器，经100ms延时动作来解决高阻接地故障保护灵敏度不足的问题。

2.2线路电容电流对光纤电流差动保护运行的影响

在线路空投、发生区外短路以及区外短路切除时，电流差动保护不应动作。由于超高压线路多采用分裂导线，线路的感抗减小，分布电容增大。线路越长则分布电容越大，电容电流越大，使得电容电流的影响不能不考虑。在短路的暂态过程的初始时刻，线路的电容电流中除有工频分量的电容电流外，还有高频分量（>50Hz）的电容电流，这些电容电流数值很大。对差动保护来说，这些电流是动作电流，较大数值的电容电流可能造成光纤差动保护误动。为了消除分布电容的影响，可采取下列解决措施：①差流整定值躲过电容电流的影响；②保护实测电容电流，因为电容电流是正常运行时差流的重要组成部分；③采用电压测量来补偿电容电流。

2.3电流互感器（CT）对光纤电流差动保护的影响

1）CT饱和问题。当线路发生区外故障时，短路电流中含有非周期分量，同时CT铁芯存在剩磁，可能会造成CT暂态饱和。这是因为CT的励磁特性是按工频设计的，在传变非周期分量时，铁芯磁通（即励磁电流）大大增加，使得CT传变特性恶化。为了克服CT饱和的影响。有的采用TA饱和检测器以提高制动特性、有的采用自适应制动特性，但这些方法均影响了保护动作的灵敏度。目前较为有效的方法就是在线路两侧接入2组CT绕组进行制动（用最大电流进行制动）。这样可以在不影响原来保护灵敏度的前提下，区外故障且TA饱和时，提高保护抗误动的能力。

2）CT断线对保护的影响。线路正常运行时，在CT断线瞬间，断线侧的起动元件和差动继电器都可能动作，但对侧的起动元件不会动作，不会向本侧发差动保护动作信号，从而保证纵联差动不会误动。但是发生区外故障时，差动保护可能会误动。可根据实际需要采取闭锁措施，防止差动保护误动。

3）线路两侧CT特性不一致对保护的影响。由于线路两侧CT特性不一致，包括CT暂态特性、稳态特性、CT饱和程度及线路两侧CT二次回路的时间常数不一致，若在发生区外短路故障、区外短路故障切除时，电流差动保护可能会误动。解决办法第一是，线路两侧CT尽量选取同一厂家同一批次的相同型号CT，使两侧CT特性尽可能一致；第二是，保护算法中采用较高的制动系数K和增加浮动门槛。通过提高差动动作值来躲过两侧CT特性不一致产生的差流。

2.4复用通道对光纤电流差动保护的影响

光纤电流差动保护所比较的是线路两端的电流相量或采样值，而线路两端保护装置的电流采样是各自独立进行的。为了保证差动保护算法的正确性，必须比较同一时刻两端的电流值。这就要求线路两端对各电流数据进行同步化处理。当线路较长时，差动保护只能采用复用通道传输，两侧保护采样值是否同步对电流差动保护能否正确动作起到了关键的作用。目前常用的采样同步调整的方法有以下几种：①采样数据修正法；②采样时刻调整法；③时钟校正法；④基于参考矢量的同步法；⑤GPS同步法。

可通过上述方法使线路两侧保护数据采样，保护采用采样时刻调整法来实现同步，要求收发路由一致，信号收发传输延时要一致。

3结束语

输电线路光纤电流差动保护已较多地应用于电网中，它同其他类型的线路纵联保护有共性又有其特殊性，许多问题还有待进一步的研究和改进。相信随着通信技术和电力技术的不断发展，它将得到越来越广泛的应用与发展。

参考文献

[1]金辉,张琴琴.光纤差动保护现场联调[J].宁夏电力,2009.

阶跃型多模光纤的选择性模式激励 第3篇

长久以来,模式色散一直是限制多模光纤应用的一个重要因素,因为多模光纤中可以传输多个模式,而各个模式间的传输速度、传输路径不同,导致到达光纤接收端的时延不同,从而造成光脉冲的展宽,因此如何减小色散是光纤通信的重要研究内容之一[1,2]。由于具有较小的模式色散,在光纤通信系统中使用的多为折射率渐变光纤[3,4,5,6]上,对多模光纤中模式激励的研究也主要是针对折射率渐变光纤[7,8]。随着光信息处理技术的发展,开始利用模式色散产生的时延来实现光信息处理技术,如全光积分器[9],利用模式色散增强色度色散[10]等。因此,需要采用阶跃型多模光纤来引入较大的模式色散。然而,在基于模式色散的光信息处理技术中,如何准确地激励出满足条件的模式一直是其应用的一个重要限制因素。比如,利用模式色散增强色度色散需要激励出一个特定的模式,而基于模式色散的积分器则需要激励出具有相同的功率大小的模式,所以有必要研究阶跃型多模光纤的模式激励问题。文中通过数值仿真和实验研究了如何选择性地激励阶跃型多模光纤中模式的问题。功率耦合系数是选择性模式激励研究中的一个重要定量参数,对于折射率渐变光纤,可以通过解析方法来研究,推导出特定形式的入射光束对模式的激励情况[11,12,13],但是,对于阶跃型多模光纤没有解析解。文中根据功率耦合系数公式编写Matlab程序进行仿真,这个程序对于任意的入射光束都适用,只要知道入射光束的表达式,就可以得到不同入射条件下,能够激励起的光纤中各个模式的功率。最后,通过实验测试了不同入射角度下,激励起的光纤中各个模式及其模间色散的情况。

1 基于高斯光束的阶跃型多模光纤的选择性模式激励

下面是入射光束激励起的光纤中各个模式的功率耦合系数的表达式

其中,是入射光束的模场表达式;是光纤的模场表达式;Acore是纤芯的面积。

为了方便与折射率渐变光纤的模式激励情况作比较,使用高斯光束为例进行仿真。

假设有一个线性偏振的高斯光束,其几何图由图1所示。表达式如下[14,15]

其中,w(z)为z处的光斑半径;w0为z=0 处的光斑半径,也就是光斑的束腰半径;R(z)为z处的波前曲面的曲率半径,当z=0 时,R=+∞;offset为x方向的偏移;δ为x方向的倾斜角;k=nk0为空间波束。

阶跃型光纤中的线性偏振模LPmn的模场表达式为[16]

其中,Jm(x)为第一类贝塞尔函数;Km(x)为修正贝塞尔函数;a为纤芯半径;U是纤芯中的归一化横向参数;W是包层中的归一化横向参数[17]。

首先求解阶跃型多模光纤的特征方程[16](式(5)所示)。

获得传输模式的归一化传输常数b,如图2 所示。按照归一化传输常数从大到小的顺序,将各个归一化传输常数排列起来。随着模式阶数的增大,归一化传输常数曲线虽然在局部区域有一些波动,单曲线整体呈现明显的线性增加的趋势。

然后根据功率耦合系数公式,利用归一化传输常数、阶跃型多模光纤的模式场、高斯光束的模式场表达式编写求解功率耦合系数的程序,进行数值仿真。

2 仿真结果分析

程序中采用的阶跃光纤的参数为:纤芯直径为50 μm,包层直径为125 μm,纤芯折射率n1=1.45,包层折射率n2=1.436。

图3是功率耦合系数和高斯光束束腰半径的关系曲线。此时,光束无偏移,无倾斜角,波前曲面的曲率半径为正无穷。

可以看出,只有LP0n模式被激励出来,在w0为17 μm的时候,只有基模LP01模式被激励出来,这个点被称为匹配点。光束在光纤开始处激励出的模式场和光束自身模场分布相似,LP01模场分布可近似认为高斯分布,所以说当w0为17 μm时,LP01的模场和高斯光束的模场匹配,LP01模式的模场半径和高斯光束的束腰半径应该基本上相等[11]。

根据Marcuse提出的估算模场直径的公式为

其中,V为归一化截止频率。通过计算得出LP01模式的模场半径为W/2≈17 μm,等于高斯光束的束腰半径。

图4 是光束偏移0~34 μm后的各个模式的功率耦合系数,此时光束无倾斜,波前曲面的曲率半径为正无穷。

x轴表示的是不同的偏移量,y轴表示的是模式的归一化传输常数b,b是按从大到小的顺序排列。

由图中可以看出来,当偏移量为0 μm时,只有基模LP01模式被激励出来;当随着偏移量增加到8.5 μm时,LP11模式也被激励出来,此时它的功率远远小于LP01模式;当偏移量为17 μm时,LP01和LP11模式的功率基本相当,此时LP21等模式也被激励出来;偏移量继续增加到25.5 μm时,LP11模式的功率大于LP01模式,激励出来的模式数增多;再继续增加偏移量,光束的功率损失严重,激励出来的模式的功率变小,这是应该避免发生的情况。

偏移的情况虽然能激励出除基模LP01外的其他模式,但是这些模式的功率耦合系数比较小,是以损失大部分光束功率为代价的,而且激励出的模式基本上只集中在前几个低阶的模式范围内。

根据文献[11]可以知道,通过偏移入射光束和倾斜入射光束都可以选择性地激励起多模光纤中的不同模式。图5 是倾斜角从0°~8.60°各模式的功率耦合系数,此时光束无偏移,波前曲面的曲率半径为正无穷。倾斜角是以δ0=λ/(πw0)≈0.57°的整数倍为间隔选取的。当倾斜角δ=0°时,只激励出基模LP01模式;当δ=0.57°时,激励出LP01、LP11模式;随着倾斜角的增大,被激励出来的模式数越来越多,而且模式的阶数也越来越高;继续增大倾斜角,当倾斜角接近临界角的时候,有相当多的光功率被辐射出去,激励出的模式数开始变少,其所携带的功率也变小,比如δ=8.60°时,这是应该避免发生的情况。

x轴表示的是不同的倾斜角,y轴表示的是模式的归一化传输常数b,b是按从大到小的顺序排列。

对比光束偏移的情况可以看出,光束倾斜可以得到更好的模式选择性激励,所以接下来对光束倾斜的情况进行实验验证。

图6是从另一个角度看倾斜角较大时各模式的功率耦合系数。可以和图5对照来看。由于去掉了入射角很小的情况,避免了功率耦合系数很大时的基模和低阶模式,更便于观察各个高阶模式的激励情况。从仿真的结果来看,随着倾斜角的增大,不断激励起更高阶的模式。由于不同模式的传输常数不同,光信号在以更高阶的模式传输时将产生更大的群时延。

x轴表示的是不同的倾斜角,y轴表示的是模式的归一化传输常数b,b是按从大到小的顺序排列。

3 实验

关于不同角度入射激励起不同模式的研究,已经有文献进行过相关报道,而对于不同入射角度激励不同模式的时延特性的研究还较少。其中,一个比较困难之处在于改变入射光的角度需要对光路进行较大的调整,对于需要精确度较高的时延特性的检测是比较困难的。为了对仿真结果进行验证,按照图7 的结构搭建了实验系统,使入射光束展宽成长条形状,再汇聚到光纤端面,这样就能够包含很宽范围的入射角。通过移动狭缝,就可以选择入射光的角度,使整个测试系统连续可调。

为了测试多模光纤中模间色散引起的时延特性,使用了一个脉冲宽度为1.5 ps,脉冲间隔为6.4 ns的窄脉冲作为光源。经过一个光腰直径为1 mm的光纤准直器输出,由一个焦距为25 mm的柱面镜在y方向上展宽,最后由一个焦距为30 mm的球面镜汇聚到多模光纤,两个透镜间距约200 mm。这两个透镜的作用是将光束在y方向上展宽超过6 mm,使汇聚后的光束以大角度入射到多模光纤。为了便于光束的耦合,这里使用了长50 m,芯径为200 μm,数值孔径为0.37 的多模光纤跳线。探测器使用了一个10 GHz带宽的高速光电探测器,电信号由一个50 GHz带宽的高速示波器进行测试。根据仿真结果,当光束垂直入射时,激励起的基模的功率将远远大于其他模式,受到高速示波器的动态范围的限制,测试时测量得到的将主要是基模的情况。为了便于测试更多高阶模式的分布和时延特性,让多模光纤和光束主轴之间有超过10°的夹角,由于光束本身是接近高斯光束的分布,这样使垂直入射的基模的光功率很低,相应的低阶模的光功率也较低,这样便于测试各个高阶模的特性。光束汇聚后通过一个宽度为0.2 mm的窄缝,从上到下移动窄缝的位置就获得了不同角度的入射,每0.1 mm移动一次,换算成角度,每一步相当于角度倾斜了0.2°,倾斜角度的变化总共约为4°,测试结果如图8 所示。图8 中的数字1~21 指的是每次倾斜0.2°后的时延特性。

从图8中可以发现,随着入射角度的增大,不断有更高阶的模式被激励起来,而由于高阶模的传输常数较大,所产生的时延也不断增大。根据图2b所示,随着模式阶次的增大,传输常数近似线性减小,因此,模式的时延近似线性增加。在一定范围之内,随着入射角的增大,激励起的高阶模式的传输常数和光纤产生的延时呈近似线性增大的关系。狭缝的位置与最后获得的光脉冲的延时具有一一对应的关系。每个入射角不可能仅仅激励起一个模式,而是会激励起传输常数接近的一组模式,因此,脉冲有一定的展宽,而且,入射角很大的情况下,将激励起更多的模式,体现在时延特性上,测量得到的光脉冲的宽度也有增大的趋势。实验结果与仿真结果是一致的。由于输入光束本身的光功率是高斯分布,实验中不同入射角度之间的功率也是呈高斯分布,因此,与仿真的结果相比,实验测量得到的各个模式之间的功率耦合系数更加均匀。此外,受到x方向的光束尺寸、光纤模式耦合、入射角度改变的同时也存在着入射位置的偏移和狭缝的衍射效应等问题的制约,激励起的光脉冲波形有一定畸变。

需要说明的是,实验中所用的光纤纤芯直径为200 μm,包层直径为220 μm,数值孔径NA=0.37,而仿真程序中采用的光纤纤芯直径为50 μm,包层直径为125 μm,纤芯折射率n1=1.45 ,包层折射率n2=1.436。仿真和实验所选的参数不一致,是因为光纤尺寸越大,则能传输的模式数越多,计算所需要的时间过长,而大的芯径和数值孔径有利于实验中光的耦合,所以仿真时光纤的尺寸选得较实验小,但是变化规律是一样的。

4 结论

光纤选择 第4篇

光纤接入网的网络结构在一定程度上决定了配线方式的选择。受接入节点的业务类别、范围大小、节点位置远近及建设者经济状况等诸多因素的影响, 光纤接入网的网络结构会有所不同;所以, 接入网的建设一般是先建设主干光缆网, 确定主干网络的网络结构, 然后根据具体区域的实际情况发展配线网。有业务需求时才建设配线网络, 并就近接入主干网。业务预测的准确性对光缆规划的可操作性影响较大。但由于光缆的服务年限较长, 而业务预测受到种种因素的限制, 因此在进行用户光缆线路网设计过程中, 应根据当地实际情况灵活地运用用户光缆线路配线法, 以达到预期目的。在选择用户光缆配线法时还应考虑主干光缆的长期稳定性、配线光缆的灵活性, 以及整体网络的可靠性和经济性。配线系统的选择需考虑中远期需求, 保证能够灵活方便地上下光纤, 这样将来业务发展时可采用增加模块的方式扩容容量。

二、几种配线方式的选用策略

1、直接配线。

主干光缆宜采用直接配线;在用户分散和需求稳定的区域, 或对要求保密性较强的专线用户, 可考虑采用直接配线法;业务发展预测比较准确, 而且用户无多大变动的地区宜采用直接配线;交换机的中继线应使用直接配线。

2、复接配线和辅助配线

在用户数相对不稳定的地域, 或用户较少、用户所在地相对较为分散时采用部分复接配线, 可以提高配线光缆芯线利用率和节省投资。在用户发展缓慢、密度均匀的地区, 可以采用补助配线。

3、交接配线。

交接配线方式具备灵活性和通融性, 应推广交接配线方式。交接配线方式适用于用户密集区域。

4、环型交接配线法。

无论在通融性还是可靠性方面环型交接配线法都是较好的, 在经济条件允许时应优先选择。这种网络结构主要在大中城市业务量发展较快、种类繁多、用户密集, 可组成含多个局 (所) 的环型接入网结构中使用。

另外, 在用户密度较低, 业务种类单一, 用户业务需求暂时不太明朗, 很难作出准确的业务预测的区域, 建设大规模的光缆网在经济上时不可行的, 因此可对确有业务需求的用户以及适宜光纤接入的地区采用光纤到大楼、光纤到小区的方式进行建设, 条件允许的情况下也可采用光纤自愈环就近下业务。光纤环网利用设备开通业务, 可以大大减少主干光缆芯数, 从而降低投资。

三、交接配线中主、配线比例的分析

在光纤接入网建设中, 从提高通融性、使用率、稳定性等方面考虑, 固定配线区的交接配线法是最适宜的配线方法。

光缆交接箱是光纤接入网建设中常用的光缆交接设备。时为主干层光缆、配线层光缆提供光缆成端、跳接的交接设备。光缆引人光缆交接箱后, 经固定、端接、配纤后, 使用跳纤将主干层光缆和配线层光缆连通。光缆交接箱的容量是指光缆交接箱最大能成端纤芯的数目。容量的大小与箱体的体积、整体造价、施工维护难度成正比, 所以不宜过大。在实际设计和工程中, 人们对光缆交接箱的容量问题似乎仅仅要求容量越大越好, 但这样可能带来的后果是:箱体体积增大、设备价格增高。实际上, 我们经常所说的交接箱的容量应该指的是它的配纤容量, 即主干光线配纤容量与分支光线配纤容量之和。光缆交接箱的容量实际上应包括主干光缆直通容量、主干光线配线容量和分支光缆配线容量3部分。而通融性、使用率和稳定性在实际中具体体现在交接箱内主、配线比例上。下面就这一问题作以分析。

光缆主干的确定应根据光缆的配线容量按一定的比例进行配置, 但考虑到主干接入的不确定性主干容量选取时, 应根据接入用户的配线容量按一定比例计算, 同时又要考虑主干不确定性因素, 进行适度冗余。按照一般经验,

假设主干与配线的比例一取K=1:1.2~2。

主干不确定性因子L取1.2。

主干光缆容量 (芯) =配线容量 (芯) ×K×L。

如设交接箱内配线容量为X, 则主干容量为KLX, 通常我们使用的光缆交接箱容量为288芯, 那么,

按照K的取值情况逐个分析一下;

1、K=1/1.2, X=288/ (1+1.2/1.2) =144, 主干容量为144芯。通常配线光缆使用6芯光缆, 则可接24个用户, 芯数使用2~4芯,

2、留一定备用芯。此时, 配线光缆芯数利用率最大为66.7%, 主干光缆芯数利用率为24*4/144=66.7%。

3、同理, K=1/1.3时, X=150芯, 主干=138芯。可接25个各用户。配线光缆利用率为66.7%, 主干光缆利用率为72.5%。

4、K=1/1.4时, X=155, 主干=133, 根据光缆的实际规格调整为X=156, 主干=132。可接26各用户。此时, 配线光缆利用率为66.7%, 主干光缆利用率为78.8%。

5、K=1/1.5 (K=1/1.6) 时, X=160 (164) , 主干=128 (124) , 根据光缆的实际规格都可调整为X=162, 主干=126。可接27各用户。此时, 配线光缆利用率为66.7%, 主干光缆利用率为85.7%。

6、K=1/1.7时, X=168, 主干=120, 接28个用户, 此时, 配线光缆利用率为66.7%, 主干光缆利用率为93.3%。

7、K=1/1.8时, X=172, 主干=116, 根据光缆规格调整为X=174, 主干=112, 接29个用户, 此时, 配线光缆使用29*4=116芯, 大于主干光缆芯数, 显然是不可行的。当K取1/1.9和1/2时, 也不可行。

我们使用表格可以个清晰的比较以上几种结果。

由此可见, 当配线利用率一定时, 随着K值的减小, 所接的用户数和主干利用率逐渐增加。因此, 在接入网建设时, 要根据实际情况, 选取合适的K值, 以提高网络的通融性、使用率、稳定性。

接入网配线直接关系到网络的稳定性, 因而, 配线问题成为关系网络稳定性的重要问题。随着光接入网的大规模建设, 光缆配线问题越来越成为光纤接入网建设中重点考虑的问题。从提高通融性、使用率、稳定性出发, 光纤接入网建设中主推固定配线区的交接配线法。同时, 要根据需要综合采用各种配线技术, 提高接入网的整体效益;例如, 当交接区内光纤资源稀缺时, 应允许采用光纤复用设备或利用单芯光收发器来解决急需应用。随着光纤接入网建设的不断推进和光纤配线及相关技术的发展, 采用新技术和新工艺, 提高配线系统的技术含量和智能化, 为接入网向全光网络、光交叉连接的打下良好基础。

摘要：分析了光纤接入网建设中配线方式选择的原则和策略, 进一步分析了交接配线中主干光缆与配线光缆的配线比例关系, 从而阐述了光纤接入网建设中选择配线方式和配线比例的重大意义。

光纤选择 第5篇

FTTH的中文意思是光纤到户, 指从通信网络业务节点到用户家庭之间以光纤为媒介进行传输。PON即无源光网络, 指在光纤配线网中不含任何电子器件或电子电源。PON技术的应用提高了光纤带宽利用率, 节省了光纤配线网的投资, 推动了FTTH的普及。在中国, 随着国家标准《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》GB50846-2012的发布, FTTH接入方式的建设将进入高速发展阶段。

在房价居高不下的背景下, 通信设施所占据的空间十分有限, 如何在有限的空间中提高接续的质量和效率成为FTTH接入方式建设时不可回避的问题。

2 现场组装式光纤活动连接器的分类

光纤活动连接器是实现光纤之间活动连接的无源光器件, 具有将光纤与有源器件、光纤与其他无源器件、光纤与系统和仪表进行连接的功能。光纤活动连接器可分为尾纤型和现场组装式两种。尾纤型光纤活动连接器是在工厂中制作完成, 在施工阶段, 光纤活动连接器不能在现场组装。现场组装式光纤活动连接器在施工阶段, 可在光纤或光缆的护套上直接组装。现场组装式光纤活动连接器又分为机械型和热熔型。

(1) 机械型现场组装式光纤活动连接器

机械型现场组装式光纤活动连接器不需要热熔接机, 通过简单工具, 利用机械连接技术直接组装, 分为预埋光纤型和非预埋光纤型。预埋光纤型是由插芯体、预埋光纤、匹配液、V型槽装置及锁紧机构组成, 插芯体端面、预埋光纤端面在出厂前经过研磨, 具有预埋光纤被固定、回波损耗性能良好且稳定的优点, 如图1所示。非预埋光纤型是指在插芯体内, 出厂时不用预埋光纤, 现场组装时可直接将光缆中的光纤处理切割后, 穿入陶瓷插芯, 然后在连接器末端将光缆固定。此种连接方式的缺点是光纤端面未经研磨、裸光纤较长、在陶瓷插芯内易产生晃动、回波损耗性能不稳定。

(2) 热熔型现场组装式光纤活动连接器

如图2 (a) 、 (b) 所示, 热熔型现场组装式光纤活动连接器由插芯体、预埋光纤、套管、护套及锁紧机构组成, 插芯体端面、预埋光纤插芯体侧端面在出厂前经过研磨, 具有预埋光纤被固定、回波损耗性能良好且稳定的优点。预埋光纤待熔接侧预留较长, 使用熔接机将其与需要端接的光纤熔接, 外加热熔套管保护 (护套具有固定光缆和保护接头的双重作用) 。

按连接器连接方式划分, 现场组装式光纤活动连接器可分为FC型、SC型、LC型;按插针体端面形状可分为PC型、UPC型、APC型;按匹配的光纤或光缆可分为光纤型或光缆型。现场组装式光纤活动连接器型号由七个部分构成, 各部分的分类代号如表1所示。

3 现场组装式光纤活动连接器的选择

目前, 现场组装式光纤活动连接器的选择主要是在预埋光纤机械型和热熔型之间进行, 下文笔者将从光学性能、可操作性、经济性三个方面对两者进行比较。

(1) 光学性能

依据YD/T 2341.1-2011和YD/T 2341.2-2011规定, 两者均为多连接点连接器件, 插针体端面的处理完全相同。在连接点处, 预埋光纤机械型通过V型槽和匹配液方法连接光纤, 热熔型通过熔接方法连接光纤, 现场组装式光纤活动连接器的光学性能要求如表2所示。

注:热熔型现场组装式光纤活动连接器是多连接点器件, 通常此部分不标注。如适用3.0mm光缆, 具有多连接点、单模SC/PC型的机械型现场组装式光纤活动连接器插头表示为FMC-M-SM-SCP-PC-C30-MP。

分析表2可知, 热熔型的光学性能优良、质量稳定, 优于预埋光纤机械型。此外, 在FTTH工程中, 若在PON系统中传送CATV信号时, 插针体的端面应选用APC型, 其他情况可选择PC型或UPC型。PC型插针体端面曲率半径最大, 近乎平面接触, 回波损耗最低;UPC型插针体端面的曲率半径较小, 回波损耗较低;APC型插针体端面为斜角球面, 回波损耗最大。

(2) 可操作性

预埋光纤机械型具有可重复组装、连接不少于三次、所需操作空间小、使用工具简单、利于普及应用、预留光缆所需空间小的优点;热熔型具有可重复开启但不能重复熔接、所需操作空间大、使用热熔接机等专用设备及工具、不利于普及应用、预留光缆所需空间大等缺点。因此, 预埋光纤机械型的可操作性优于热熔型。

此外, 现场组装式光纤活动连接器的连接结构分为FC型、SC型、LC型。FC型是一种螺纹旋转连接器, 外部元件采用金属材料制作, 插针体标称直径为2.50mm, 有较强的抗拉强度。SC型是一种插拔式连接器, 采用矩形结构及弹性卡子锁紧机构, 插针体标称直径为2.50mm。LC型是一种小型插拔式连接器, 采用矩形结构及弹性卡子锁紧机构, 插针体标称直径为1.25mm。

(3) 经济性

在FTTH工程中, 选择现场组装式光纤活动连接器不仅要考虑器件的技术性能指标还要考虑器件的费用指标。现场组装式光纤活动连接器的费用指标由器件的采购成本和安装成本构成。预埋光纤机械型和热熔型现场组装式光纤活动连接器采购成本低, 占费用指标的比重较小, 但安装成本占费用指标比重较高。在工程安装时, 预埋光纤机械型仅使用价格低的简单工具, 热熔型则需要使用价格较贵的热熔接机;预埋光纤机械型非有效工作时间小于有效工作时间, 热熔型非有效工作时间大于有效工作时间。当每个接续地点只接续1芯光纤时, 两者的有效工作时间是相同的。只有当每个接续地点接续较多芯光纤时, 热熔型方可体现出其良好的工作效率。而在FTTH工程中, 用户处光纤端接时, 常为1芯或2芯。

综合上述分析, 在FTTH工程设计阶段, 选择预埋光纤机械型或是热熔型, 应根据PON系统光链路衰耗容许值、操作空间、预留光缆盘留的空间等条件而定。

在PON系统光链路衰耗容许值计算中, 当光纤活动连接器取值为0.5d B时, 可采用预埋光纤机械型;当光纤活动连接器取值为0.4d B时, 应采用热熔型。

当操作空间较小时, 可采用机械型, 但应满足PON系统光链路衰耗容许值。

当预留光缆盘留空间较小时, 可采用预埋光纤机械型, 但应满足PON系统光链路衰耗容许值。也就是说PON系统光链路衰耗容许值是第一选择要素, 操作空间、预留光缆盘留空间是第二选择要素。

以上是笔者对预埋光纤机械型和热熔型现场组装式光纤活动连器在技术、经济性的比较;接下来, 笔者将从现场组装式光纤活动连接器性能稳定、质量可靠两方面进行讨论。

优质的现场组装式光纤活动连接器是由材料质量、模具精度、注塑设备、V槽精度、生产工艺、生产环境、生产管理等细节决定的。对于同一厂家而言, 生产制作出的机械型和热熔型现场组装式光纤活动连接器的外观、结构及插针体可完全一致, 光学性能的差异主要来自于V槽精度和匹配液。V槽材质分为塑料和金属, 塑料材质V槽制作简单, 成本低廉, 但易发生形变;金属材质V槽制作工艺复杂, 成本较高, 不易产生形变。优质的匹配液性能稳定, 使用寿命长;劣质的匹配液性能不稳定, 使用寿命短。

插针体是影响光纤活动连接器光学性能的主要构件, 插针体的材料有不锈钢、陶瓷、玻璃和塑料几种。陶瓷材料具有较好的温度稳定性、耐磨性和抗腐蚀能力, 但价格较贵。塑料插头价格便宜, 但不耐用。

4 现场组装式光纤活动连接器的注意事项

在上述过程中, 我们对现场组装式光纤活动连器进行深入的分析、比较和讨论。接下来, 笔者将对现场组装式光纤活动连器在FTTH工程中的使用提出建议。

(1) 在FTTH工程设计阶段, 计算PON系统光链路衰减时, 靠近用户侧的1~2个光纤活动连接器的衰耗取值宜按0.5d B计算。如果系统需要接入CATVA业务时, 应使用插针体端面为APC型的光纤活动连接器。

(2) 在FTTH工程采购阶段, 选择供货厂家很重要。通过与不同制造厂家同类产品间的比较, 可以选出生产工艺和生产管理优秀的制造商;对同一厂家的同类产品进行不同批次比较, 可以鉴别生产工艺的稳定性。预埋光纤机械型现场组装式光纤活动连接器应选择金属材质的V槽。此外, 插针体的端面应符合设计要求, 插针体的材料应选择陶瓷材质。各种现场组装式光纤活动连接器的光学性能都应符合国家或行业相关标准要求。

(3) 在FTTH工程安装过程中, 可根据施工操作空间和预留光缆盘留空间等情况调整不同种类光纤活动连接器的安装位置。当施工操作空间允许时, 宜采用热熔接方式;当施工操作空间不允许时, 宜采用机械型连接方式。无论采用何种连接方式, 均应保证PON系统光链路的衰耗值不超过系统的允许值。

(4) 在预留光缆盘留空间容许的情况下, 尾纤型光纤活动连接器可代替热熔型现场组装式光纤活动连接器。

5 结束语

目前, 在光纤活动连接器市场上, 尾纤型光纤活动连接器和热熔型现场组装式光纤活动连器均具有优良的光学性能和稳定性, 被国内电信运营企业广泛采用。在FTTH工程中, 预埋光纤机械型具有可操作性及可接受的光学性能优势, 被国外电信运营企业广泛采用。随着技术进步和制造工艺的提高, 预埋光纤机械型将在国内的FTTH工程中被广泛应用。

参考文献

[1]中华人民共和国通信行业标准YD/T 2341.1-2011现场组装式光纤活动连接器第1部分:机械型[S].工业和信息化部, 2011 (12)

[2]中华人民共和国通信行业标准YD/T 2341.2-2011现场组装式光纤活动连接器第2部分:热熔型[S].工业和信息化部, 2011 (12)

[3]中华人民共和国通信行业标准YD/T 1272.1-2003光纤活动连接器第一部分:LC型[S]信息产业部, 2003 (6)

[4]中华人民共和国通信行业标准YD/T 1272.3-2005光纤活动连接器第三部分:S型[S]信息产业部, 2005 (12)