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光缆线路工程的设计毕业论文
光缆工程毕业设计光缆工程
摘要
摘要:
光纤通信工程设计是指在现有通信网络设备规划、整合、优化的基础上，根据通信网络发展目标，综合运用工程技术和经济方法，依据技术标准、规X、规程，对工程项目进行勘测和技术、经济分析，编制作为工程建设依据的设计文件和配合工程建设的活动。
随着时代的进步高速光纤通信是提供大容量传输信道的主要手段。
随着我国经济建设的不断发展，对通信业务的需求增长是必要趋势，光缆线路施工与测试是光纤通信系统建设的主要环节；光缆传输性能的优势，线路施工质量的好坏均直接影响系统的通信质量，而光纤线路工程设计施工的指导方案和参考依据，有助通信系统更好的建设。
本论文就是针对光缆线路工程的研究，分析光缆线路工程设计的流程和原理，对光缆线路不同设计阶段，了解工程概、预算的内容和必要性等。
关键词：
光纤通信；线路设计；光缆架设；路由选择目录
第1章绪论
光纤通信技术自20世纪70年代开始不断的发展进步，世界IP业务每年都在以100％的速度增长，这就迫使原本以话音服务为主的电信网络开始进行深刻的变革，ATM、千兆以太网和MPLS等宽带技术逐渐成为骨干网络的核心技术，而这些核心技术的应用和发展都离不开光通信技术的支持。
很多国家和地区不遗余力地巨资发展光纤通信技术及其产业，光纤通信事业得到空前的发展。
因此掌握光纤线路的工程设计的基本知识是十分重要的。
本章对光纤通信的发展现状及趋势作了介绍，从而提出了光缆线路设计的必要性。
1.1光纤通信发展现状及趋势
1960年梅曼（T.H.Maiman）发明了红宝石激光器，产生了单色相干光为光纤通信提供了合适的光源。
1996年，英籍华人科学家高锟博士（C.K.Kao）提出了剔除石英玻璃中的杂质制作通信光导纤维的可行性。
随后1970年美国康宁玻璃公司首先研制了20dB/m左右损耗的光导纤维使得光纤通信经过近廿年短时间的高速发展，其传输技术日趋完善，应用X围遍及人类社会的各个领域。
实践也维辩地证明了，光导纤维已被公认为当今最有发展前途的、性能最优越的、最理想的信息传递工具。
随着时间的推移我们相信，光纤通信必将更好地造福于人类。
表1.1中表明了光通信的探索至发展为光纤通信的情况，预示了未来空间光通信的发展。
[1]
表1.1光通信的探索与发展
大气光通信
光波导通信
光纤通信
宇宙星际光通信
1960年迄今
1964年
1970年迄今、将来
将来
个别使用
放弃
日益发展
很可能
如今光纤通信发展趋势：
未来光通信发展的主要趋势是传输链路容量继续按光纤定理前进，成本与比特之比率将继续下降；组网方式从简单的点到点传输转向光层联网方式，以改进组网效率和灵活性；光联网则将从静态联网开始向智能化动态联网方向发展，以改进网络响应和生存性；网络核心趋向传送层和业务层分别独立发展，整个网络正向高智能的3T（Tbit／sTransmissionLinks，Tbit／sTransportNodes，Tbit／sServiceNodes）网发展；网络边缘趋向传送和业务一体化的融合方向发展（oneboxsolution）。
1.2本论文的研究内容
光纤通信系统的工程设计，事关国家通信建设的大局，因此工程设计在通信建设中具有很重要的地位。
光纤通信设计又分为光缆线路设计和设备配置安装两大单项工程。
本论文只是对光缆线路设计进行研究讨论。
掌握线路设计的有关理论，了解路由选择及中继站站址选定的考虑，掌握再生段距离的计算和光纤光缆选型的方法等。
第2章光缆线路工程的设计简介
2.1工程设计概述
2.1.1光缆线路工程设计的一般要求
光缆线路工程设计，是通信基本建设的重要环节，其要求有：
①工程设计必须遵守相关法律法规，全面贯彻国家基本建设方针政策、法规、标准和规X，并进行多种方案比较，提出优选的方案。
保证建设项目的安全、经济合理，满足施工和使用要求。
②在城镇以及路权资源受到限制的地区，新建、扩建和改建电信管道、电信杆路等电信基础设施时，应考虑不同电信业务经营者的统筹规划、联合建设、资源共用。
③电信基本建设中涉及国防安全，应执行信息产业部颁发的《电信基本建设贯彻国防耍求技术规定》。
④工程设计必须保证通信网整体通信质量，技术先进、经济合理、安全可靠。
设计中应当进行多方案比较，努力提高经济效益，降低工程造价。
⑤工程设计应与通信发展规划相结合。
建设方案、技术方案、光缆及配套设备的选型应以网络发展规划为依据，充分考虑远期发展的可能性。
⑥工程设计中采用的电信设备应取得信息产业部电信设备入刚许可证，末获得信息产业部颁发的电信设备入网许可证的设备不得在工程中使用。
⑦在我国抗震设防烈度7烈度以上（含7烈度）地区公用电信网中使用的传输设备，应取得电信设备抗震性能检测合格证，未获得信息产业部颁发的通信设备抗震性能合格证的不得在工程中使用。
⑧工程设计中必须按照丁程建设标准中的强制性条款进行勘察、设计，并对勘察、设计的质量负责。
2.1.2设计阶段的划分
光缆线路设计大致分为三个阶段，即准备阶段、设计阶段和验收阶段。
（一）准备阶段
在工程的准备阶段，主要是完成三个设计文件，即项目建议书，可行性研究报告和设计报告。
（1）项目建议书是工程建设程序中最初阶段的工作，是投资决策前拟定该工程项目的轮廓设想。
在建议书中主要阐述工程项目的必要性和主要依据，初步分析工程项目在技术上、经济上的可行性及能够产生的社会效益和经济效益。
项目建议书是有关部门进行工程决策的初步依据。
（2）可行性研究报告是项目建议书通过审批后，即可进行可行性研究和专家评估。
所以可行性研究报告是在项目建议书基础上，进一步阐述工程规模、地点、方案的比较论证、技术条件、投资估算等；深入分析工程项目的技术可行性、经济可行性及深入评估社会效益与经济效益。
（3）设计任务书是在根据可行性研究报告推荐的最佳方案确定建基本的建设文件，是编制设计文件的主要依据。
明确阐述工程规模、地点、线路线路选择、投资成本与经济效益评估等。
【提示】
（1）可行性研究报告和设计任务书的编制要符合国家、部委及地方的有关要求；
（2）中小规模的项目可以将项目建议书的提出与可行性研究报告合并进行；
（3）工程项目可行性研究报告，要提交给专家进行评估，而专家的评估报告是有关部门决策的主要依据[2]。
（二）设计阶段
光缆线路工程设计阶段的划分主要包括初步设计和施工图设计，但是对于大型、特殊工程项目或者技术上比较复杂而缺乏设计经验的项目，实行三阶段设计，即初步设计、技术设计和施工图设计。
（1）初步设计是根据批准的可行性研究报告、设计合同或者设计委托书、初步勘测资料及相关的光缆线路设计规X要求编制。
光缆线路工程设计文件主要阐述设计依据、X围、分工；工程量、技术经济分析；线路选择及沿线的自然、地理和交通条件；中继段距离的计算、工程预算等。
初步设计要绘出有关图纸，即光缆线路路由示意图、进局管道光缆线路路由示意图、光纤分配图、局内布线图等
（2）技术设计是根据已批准的初步设计进行编制工程的设计标准、技术要求及措施。
（3）施工图设计是根据已批准的初步设计编者的，用来指导工程施工。
其施工图预算则是确定工作预算造价，签订工程施工合同（或者工程总承包合同）和办理工程结算的依据。
它用来阐述光缆的路由、光缆结构、单盘光缆技术要求及技术指标、、光纤色标、中继段主要指标、光缆敷设安装要求、光缆防护要求及措施等。
2.1.3设计文件的组成
编制设计文件的目的是使设计任务的具体化，是勘察、测量收集所获得资料与设计合同设计委托书所提出的任务及要求的有机集合，也是设计规X、标准和技术的综合运用，它充分反映设计者的指导思想和设计意图，并工程的施工、安装建设提供准确可靠的依据，也是建设方固定资产投资的依据和长期档案管理的重要文档，因此，编制设计文件是十分重要的。
设计文件包括设计说明、工程投资概预算和设计图纸三部分。
（1）设计说明
设计说明应完全反映工程的总体概况，如设计依据、工程建设规模、对光纤光缆以及配套设备的技术要求、光缆的敷设和保护、光缆线路的传输性能指标的设计及验证、工程的主要工作量、摡预算说明、投资情况及其他需要说明的问题等都应该用简练、准确的文字加以说明。
（2）工程投资概预算
光缆线路工程建设概／预算是光缆线路工程设计文件的重要组成部分，它是根据工程对象存不同的设计阶段的内容，按照国家规定的概／预算定额、设备和材料价格、费用标准等相关规定，经过具体的计算所确定的某一固定资产投资项目或某项目中的一个单项目的价值，即固定资产投资建设工程的造价。
这个造价不仅为等价交换原则办理工程价款的拨款结算提供依据，而且更重要的是为固定资产投资项目的投资、决算、分配、管理和监督提供依据，也是签订工程承包合同、核定贷款额度及结算工程价款的主要依据。
所以，及时准备地编制出工程建设项目的概／预算可以提高设计质量，加强固定资产投资项目的工程建设管理。
光缆线路工程概／预算的编制应按相应的设计阶段进行。
当建设项目按两阶段进行设计时，概预算编制就分为初步设计阶段编制的总概算和施工图设计阶段的编制的工程预算（含预备费）。
对于技术复杂的特殊工程项目可增加技术设计。
当采用阶段设计时，除了初步设计和施工图设计的概／预算外，还应增加技术设计阶段编制的修正总概算。
当采用一阶段设计时，只编制施工图设计阶段的工程预算。
（3）设计图纸
设计文件中图纸是设计意图的符号，图形形式的具体表现。
不同的工程项目，图纸的内容及数量各不相同。
主要包括光缆线路路由示意图、光缆线路传输系统配置图、光缆线路进局管道路由图；水底光缆路由图（如果工程中没有水底光缆，可省略此图）、光缆结构剖面图等。
2.2光缆线路设计
光缆线路工程设计的主要内容：
1光缆线路路由的选择及确定。
2对近期及远期通信业务量的预测。
3局／站选择及建筑方式。
4光缆线路敷设方式的选择。
5使用的光纤、光缆的选择及要求。
6光缆线路的防护要求。
7光缆、光纤的接续及保护要求。
8光缆线路终端的选择及要求。
9光缆线路传输性能指标的设计。
10光缆线路施工中应注意事项。
第3章光缆线路工程设计实例
3.1光缆线路设计说明
3.1.1工程概况
TD是由我国自主提出并主导完成的3G标准，是国际三大3G标准之一，是具有独特的优势，建网意义重大。
整个项目在2009年全面开通，进一步满足XX城市圈对高效的需求，建成后TD网络主要覆盖XX市区、郊区城关、机场、高校、驻军所在地及热点地区，并实现2G和3G之间平滑切换，对提升XX经济实力，加快城市圈“两型社会”建设起积极、巨大的促进作用。
本册共新建1段光缆传输线路共计0.982，其中管道光缆0.132公里，槽道光缆0.65公里，室内光缆0.2公里。
本工程设计根据各省市的实际情况及未来的业务发展需求，光缆采用24芯架空、管道GYTS通用型光缆。
G652单模光纤光缆价格低，技术成熟，同时能满足移动未来接入网的业务发展需求，本次工程建设采用G652单模光纤光缆。
3.1.2地理概况
蔡甸区位于XX西南部，地处江汉平原，南依长江，北托汉水，现辖个11街（场）、乡镇，地域面积1105.72平凡公里，人口近50万。
蔡甸区城关距XX中心10公里，它是区政治、经济、文化的中心，在XX市总体规划体系中被列为二级重点城镇。
近些年来，按照“高起点开发新城，因地制宜改造老城的指导思想”，城关面貌发生显著变化。
3.1.3对环境的影响
本工程所采用的主要设备和材料为光缆、钢铁、水泥和少量塑料制品等。
均为无毒无污染产品，对线路沿途自然环境没有影响和污染。
3.1.4设计依据
（1）中国移动通信集团公司XX分公司“关于委托编制2010年TD网络传输工程可行性研究和一阶段设计的函”。
（2）《中国移动3G（TD-SCDMA）网络2010XX扩容工程可行性研究报告》。
（3）2010年5月14日关于《中国移动3G（TD-SCDMA）网络2010XX扩容工程可行性研究报告》的批复。
（4）《关于中国移动3G（TD-SCDMA）网络四期XX工程初步设计的批复》。
（5）XX移动通信分公司提供的相关图纸资料。
（6）勘测设计人员现场勘测资料。
（7）原信部规[2006]141号文件发布《本地通信线路工程设计规X》YD5137-2005。
3.2光缆线路路由
3.2.1工程沿途自然条件
本工程大部分位于平原地区，部分为湖波、丘陵地区。
地区外多采用新建杆路或利用原有杆路敷设，城区内的光缆建设方式多利用多利用管道电力槽道、电力杆、广电杆路布防。
3.2.2光缆线路主要路由方案
本工程光缆线路路由根据网络今后的扩容、发展需要。
以及便于维护施工的诸多方面考虑，光缆线路路由多选择沿公路、乡间路和村间路，以架空方式敷设安装，城市部分采用管道方式敷设安装。
XX城区光缆线路路由首先选择移动自有管道，其次为电力槽道最后是电力杆路，因为赔偿费用高，手续繁琐，时间长不能满足工期要求，因此尽量避免直埋。
3.3光缆结构应用及光纤主要技术指标
3.3.1光纤性能指标
表3.3.1单盘光缆主要技术性能表（光纤部分）
序号
项目
单位
性能指标
备注
1
光缆型号
G.652、G.655
2
标称工作波长
nm
1310、1550
3
模场直径（1310nm）
μm
8.9~9.6±0.5
4
包层直径
μm
125±0.5
5
模场同心度偏差
μm
≤1
6
包层不圆度
≤2％
7
截止波长
λ
nm
1100~1280
λ
nm
<1270
G.655≤1470
8
衰减
1310nm
I级
dB/km
≤0.36
II级
dB/km
≤0.4
1228~1339nm
II级
dB/km
≤0.03
与1310mm波长上的衰减系数相关
1550nm
I级
dB/km
≤0.22
II级
dB/km
≤0.25
9
1550nm衰减弯曲性能
dB/km
≤0.5
松绕100圈半径37.5mm
10
色散
零色散波长
nm
1300~1324
最大零色散斜率
ps/nm.km
≤0.093
G.655≤0.075
1228~1339nm
ps/nm.km
≤3.5
G.652
1271~1360nm
ps/nm.km
≤5.3
1530~1625≤1.0~6.0
1550nm
ps/nm.km
≤18
1480~1580nm
ps/nm.km
≤20
11
偏振模色散
1550nm波长
ps/√km
单盘<0.125
ps/√km
≥20盘<0.1
3.3.2接头盒主要性能指标
光缆接头盒具有3~4个进线口，分别适用管道光缆和直埋光缆的直通或分歧接续；可以在-40℃~+60℃温度X围内正常使用；接头盒内对两侧光缆加强芯和金属护层具有可断可连功能；接头盒应具有重复开启键，便于监测缆的引出；接头盒的气闭性能和防水防潮性能优良；其外部金属构件及紧固件采用不锈钢材料；接头盒壳体塑料表面应光洁平整，塑化良好，具有抗腐抗老化性能。
接头盒使用寿命不少于25年。
3.3.3中继段长度计算
中继段长度计算应该分别按衰减受限和色散受限计算，中继段距离应不超过计算出的最坏首先距离。
衰减受限系统：
Lmax=Ps-Pr-Me-2Ac/Af+As+Mc
Lmax——衰减受限再生段长度（km）；
Ps——S点发送功率（dBm），计算时一般为发送机最小发光功率；
Pr——R点接收灵敏度（dBm），计算时一般为接收机最差的灵敏度；
Me——设备富余度（dBm），一般取3dBm；
Ac——S和R之间其他连接器衰减之和（dm），PC型平均0.5dB/个；
Af——光缆光纤平均衰减（dB/km），1310nm时Af≤0.36dB/km1550nm时Af≤0.22dB/km；
As——光缆固定接头平均衰减（dB/km），程中一般取0.05dBm/km；
Mc——光缆富余度（dBm），一般取3dBm。
由于光缆线路在每km长度上的衰减不大于0.28dB，此外Mc亦可考虑在Pr之内，故而上式可简化为：
L=Pr-Pr-PL/0.28
色散受限系统：
Lmax=ε*10
/B*D（λ）*△λ
Lmax—色散受限再生段距离；
ε—光源系数：
对于多纵模激光器（MLM）ε=0.115，单纵模激光器（SLM）ε=0.306；
B—线路传输速率（bit/s）；
D（λ）—光纤色散系数（ps/nm.km）；
△λ—光源谱线宽度（nm）。
也可简化为：
L=Dmax/D
Dmax—S点和R点之间允许的最大色散值（ps/nm）；
D—光纤色散系数（ps/nm.km）。
3.4光缆敷设安装标准、技术措施和一般要求
3.4.1设计原则
本工程以架空方式为主，市区局站采用管道方式。
光缆布放时及安装后，其曲率半径及所受X力。
侧压力不超过相关设计规X的规定。
3.4.2施工方法
施工方法为人工或机械（有条件时使用）。
3.4.3光缆端别
表3.4.3表光缆端别
序号
A端
B端
1
江大14栋基站
文理学校宿舍楼A栋基站
3.4.4杆路设计
1.负荷区的规定：
根据XX区所处环境地理位置的气象条件，其负荷区为中负荷区。
杆线主要器材最小安全系数不得小于表。
表3.44杆线主要器材做小安全系数表
主要器材名称
最小安全系数
标准杆距及≤150m长档杆
＞150m长档杆
水泥电杆
2
2.5
防腐木杆
2.2
2.5
拉线
2
2.5
正吊线
3
3.5
辅助吊线
2
2.5
其他
2
2
2.长档杆设置：
81—100米长档杆设单顶头拉线；101—150米长档杆设三方拉线，吊线有7/2.2换7/3.0，大于150米长档杆应做做辅助吊线，其正吊线为7/2.2，辅助吊线为7/3.0，其长档杆侧正付吊线应增装加强装置；终端杆与跨越杆分设，终端杆为单杆，7/3.0顶头拉线两条；跨越杆设H杆装1875mm双槽钢担，杆高大于等于10米时应增装H杆腰梁，H杆设顶头拉线二层为7/3.0拉线，侧面和顺向拉线一层为7/2.6拉线。
3.抗拉风线和防凌拉线设置：
抗风拉线每根8根电杆应设双方拉线；防凌拉线每根32根电杆设四方拉线一处。
4.泄力装置：
每个四方拉线杆设泄力装置一处。
5.拉线程序设置：
角杆拉线在小于35°转角时应设7/2.6镀锌钢绞线一条；大于等于35°小于90°转角杆应设7/2.6镀锌钢绞线两条；终端杆的拉线设7/2.6镀锌钢绞线
6.拉线在电杆上装设位置：
角杆、双方、四方拉线侧面及长档杆侧面拉线应设在吊线以上10cm处；四方拉线和长档杆的顺线拉线应设在吊线下10cm处；终端拉线应设在吊线的同一位置处。
7.架空吊线：
（1）架空光缆距地面以及其他建设物的隔距应符合设计规X和“本地网通信线路工程验收规X”的相关规定。
因现在在过往车辆过大，建议：
国道、各省、市县级公路过路交越光缆垂直路面6.5米，一般村级公路过路交越光缆垂直路面5.5米。
（2）吊线程式的采用：
杆距小与等与100米时采用7/2.2吊线；101~150米是采用7/3.0。
（3）吊线安装：
a.吊线接续处及终端杆处加装大号绝缘电子，电气断开。
b.吊线采用三眼单槽夹板和吊线抱箍固定在水泥杆上，其安装应符合“本地网通信线路工程验收规X”的相关规定。
3.4.5光缆的敷设
一、光缆敷设：
光缆敷设前应按本设计的施工图进行线路路由复测，标出线位，丈量划线，测出到各基站的准确长度，因外界条件变化，复测时可根据局部地段实际情况，在光缆路由长度变化不多的前途下，允许光缆路由做适当调整。
本设计光缆线路以中继段为单位逐段进行，一般直埋部分从0开始连续计算公里数。
1.架空光缆的敷设与安装；
（1）架空光缆采用挂钩吊挂，在原吊杆线上加挂一条光缆，光缆挂钩程式换为35mm。
原有一条吊线有两条以上光缆时，应另外架设吊线。
光缆挂钩程式为35mm。
本工程原有光缆挂钩为35mm，新增吊线的光缆挂钩为35mm，同钩加挂光缆，原则上不需要新增挂钩，但因使用时间、损坏、老化等原因，需要更换新增挂钩。
本工程原吊线上加挂光缆处，经与建设单位协商，按每公里1000个计算。
其安装应符合设计规X和“本地网通信线路工程验收规X”的相关规定。
（2）光缆接头盒固定在电杆上，接头预留同时安装在同一根电杆预留架上，拆改光缆接头盒时，新给一个但光缆预留安装在接头盒的前一根杆上，预留本次新建光缆。
（3）光缆过电杆弯曲时用软塑料管保护，保护长度为0.5米。
微弯曲应下垂20cm。
2.管道光缆的敷设与安装；
市区管道按人工敷设方式考虑，宜采用整盘敷设。
推荐采用机械牵引敷设。
为了减少布放X力，整盘光缆可盘8字由中间向两边布放，光缆在人孔中应有醒目的识别标志如光缆标志牌等，并用塑料软管保护。
光缆进出管孔时应用自粘胶带封堵。
3.室内光缆的敷设与安装；
各局、站内光缆的安装根据各局、站现有条件采用爬梯和走线线架方式安装，经过进线室引人机房的光缆余留部分放在进线室内。
局内光缆布放应整齐美观，绑扎固定要牢固，局。
站内光缆成端接头安装在ODF架上。
特殊ODF机架安位置及ODF端子板占有情况应与建设单位和地市分公司协商确定。
光缆进出光缆终端箱或光配线架及预留圈上应加挂光缆标志牌，表明光缆的进出方向及容量，光纤应在醒目的位置上标明方向和序号。
4.直埋光缆的敷设与安装；
（1）开沟
表3.4.5光缆埋深表
敷设地段及土质
埋深（米）
备注
普通土（硬土）
≥1.2
半石质（砂砾土、风化石）
≥1.0
全石质
≥0.8
从加垫10cm细土或砂土上面算起
流沙
≥0.8
市郊、村镇地段
≥1.2
市区人行道
≥1.0
穿越铁路、公路
≥1.2
从道石底或路面算起
沟、渠、水塘
≥1.2
农田排水沟（沟宽1米以内
≥0.8
（2）沟底处理
一般地段的沟底处理填细土或沙石，夯实，其厚度约10厘米。
风化石和碎石地段应先铺约5厘米厚的砂浆（1:
4的水泥和沙的混合物），然后再添细土或沙石，以确保光缆不被碎石的尖刃顶伤。
（3）光缆敷设
本工程直埋光缆采用人工抬放敷设方式。
（4）光缆布放与回填
直埋光缆敷设大多在野外进行，其敷设方式有人工布放和机械布放。
本工程采用人工抬放敷设方式。
施工时，严禁光缆受力过大，过分弯曲和背扣避免在水泥、尖石地面上拖拽擦伤外护层。
特殊地段应该增加抬放人员，确保整条光缆安全无损放入沟底。
光缆沟首先在光缆两侧及上部15cm内，回填细土或沙土，再回填其他普通土质。
坡坎前后2米X围内的回填土应分层夯实，其他穿越堤坝，路肩易冲刷的特殊地段也应分层夯实，或按有关部门的要求恢复。
严禁在光缆上方直接夯实，以免铲伤光缆。
二、光缆配盘应考虑的几个因素：
（1）光缆配盘首先根据实际到货长度、路由复测、单盘测试结果，配置要求0.22dB/km长距离中继段，以保证传输指标。
（2）直埋光缆的接头尽量安排在地势平坦较高的地点。
应避免在道路、河流、水塘等不便维修施工或易受外力损伤的地段。
（3）配盘长度=（敷设长度*1.015+室内光缆）向上取整，敷设长度=施工长度*1.05。
3.4.6光缆接续
（1）管道光缆与架空光缆接续时，接头盒尽量安排在人（手）孔内
（2）光纤接续，按相同序号熔接。
（3）光
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