电信传输局干线光缆抢修维护人员培训教材 试

光缆抢修人员培训教材
(仆人福安)
光纤通信技术发展概述
光通信的发展史
1880年，贝尔发明了光电话；
1960年，美梅曼发明了第一个红宝石激光器；
1962年，霍尔等研制出了半导体激光器；
1966年，高锟发表了一篇奠定光纤通信基础的论文；
1970年，康宁公司首先制成了20dB/km的低损耗石英光纤；
1974年，多模光纤损耗降到了2dB/km；
1976年，获得了1310和1550两个低损耗的长波长窗口；
1980年，1550窗口处的光纤损耗低至0.2dB/km；
80年代中期开始，已经获得小于0.4 dB/km和0.25 dB/km的商用光纤；
阶
段
时间 波长 模式损耗 速率 距离 用途
第
一
代
1973-19760.85 多模 2.5-3 50-100 8-10 市话局间中继
第二代 1976-1982 1.31 多或
单模
0.55-1 140M 20-50 中短距离长
途、市话局间
中继
第
三
代
1982-1988 1.31 单模0.3-0.5622M 50-100PDH、长途干线
第
四
代
1988-1996 1.55 单模0.2 2.5G 80-120SDH、
第
五
代
1996-至今 1.55 160*10G DWDM
光纤通信系统的基本构成
光源
项 目 激光器(LD) 发光二极管(LED)调制速率 几吉赫 几十兆赫
输出光功率 几十毫瓦 几毫瓦
光谱宽度 窄 宽
驱动电路 复杂 简单
温度影响 大 小
可靠性 较低 较高
寿命 较短 较长
应用 高速长距离 低速短距离
光纤的分类
项
目
单模光纤 多模光纤
芯径 细：9-10μm 较粗：50-100μm 传输带宽 很宽：约100GHz 较窄：约1GHz
与光源耦
合
较难 简单 精度 较高 较低
适用场合 长距离、大容量、高速、多波长
系统 中短距离、中小容量、单波长系
统
应用 电信干线传输 以太网、FDDI
G.652光纤
•常规单模光纤或非色散位移光纤
•零色散波长在1.31μm处，在1.55μm处衰减最小，但有较大的正色散，约为18ps/(nm·km)。

•工作波长既可选用1.31μm ，又可选用1.55μm。

最佳工作波长在1.31μm 。

•利用G.652光纤进行速率为2.5Gb/s以上的信号长途传输时，必须引入色散补偿光纤进行色散补偿，并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由于引入色散补偿光纤所产生的损耗。

•可进一步分为G.652A、 G.652B、 G.652C
•G.652A光纤主要适用于ITU-T G.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-16的单通道SDH传输系统。

•G.652B光纤主要适用于ITU-T G.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH传输系统及直到STM-64的ITU-T
G.692带光放大的波分复用传输系统。

•G.652C光纤又称为低水峰光纤，其商用光纤有Lucent的全波光纤(All-ware Fiber)等。

它消除了常规光纤在1385nm附近由于OH根离子吸收造成的损耗峰，使光纤在1310-1600nm的损耗都趋于平坦。

G.655光纤
•非零色散位移光纤(NZDSF)
•在1994年专门为新一代光放大MWDM传输系统设计和制造的光纤。

•属色散位移光纤，但在1550nm处色散不是零，用以平衡四波混频等非线性效应。

•用较低的色散抑制了四波混频等非线性效应，使其能用于高速率(10Gb/s 以上)、大容量、DWDM的长距离光纤通信系统中。

•可进一步分为G.655A和G.655B两个子类
•G.655A适用于ITU-T G.691规定的带光放大器的单通道SDH系统和通道速率为STM-64、通道间隔不小于200GHz的G .692带光放大器的波分复用传输系统。

只能使用在C波段。

•G.655B适用于通道间隔不大于100GHz的G .692密集波分复用传输系统。

可以使用在C波段，也可以使用在L波段。

•两者不同还在于在C波段的色散值不同。

G.655A光纤的色散值为0.1-6 ps/(nm·km)， G.655B光纤的色散值为1-10 ps/(nm·km)。

光纤通信的主要特点
•通信容量大，传输距离长
•抗电磁干扰，传输质量佳
•信号串扰小，保密性能好
•原材料丰富，节省了有色金属，环保
•光纤尺寸小，质量轻，便于敷设和运输
•光缆适应性强，寿命长
传输网光缆建设种类繁多，从敷设方式分，有直埋、架空、管道、硅芯管道、
自承式架空等多种方式。

从建设方式分，有合建、自建、租用、购买等方式，网络元素包括管道、光缆、光纤、波道、电路、通信杆路、电力杆路，合作伙伴包括其他运营商、铁路、电力、广电、部队等。

第一章 光纤接续
第一节：光纤接续
光纤接续一般可分为两大类：光纤的固定接续（俗称死接头），活动连接（俗称活接头）。

活动连接一般是在机房内进行连接，利用光珐琅盘把带有连接头的光纤进行连接，该方法灵活方便，操作简单，我们主要是讲光纤的固定接续。

光纤固定接续是光缆线路施工中较常见的一种方法，其接续方法有熔接法和非熔接法两种。

目前，光纤的固定接续大都采用熔接法，这种方法的优点是光纤连接方式 应用场合 主要方法 固定连接
（死接头） 光缆线路中光纤间的永久性连接 1、熔接法 －－采用自动熔接机 2、非熔接法－－又称机械连接法，采
用光纤接续子完成
活动连接
（活接头） 传输设备与光纤的连接 光连接器。

种类按结构分：FC、SC、ST、DIN、MU 等多种；按插针端面分：
FC、PC(UPC)、APC 等
临时连接 测量尾纤、假纤与被测光纤间耦合、连接 V 型槽对准、弹性毛细管连接、临时性
固定连接
的连接损耗低，安全可靠，受外界影响小，最大的缺点是需要价格昂贵的熔接机具。

接续操作过程一般分为：剥除光纤覆层、光纤端面处理、光纤熔接、光纤接头保护、余纤的盘留等。

1、剥除光纤涂覆层：利用涂覆剥除器（MILLER钳）剥除光纤涂覆层约30~40mm左右，然后用浸有无水酒精的清洁纸或纱布檫拭光纤表面，直至檫得发出“吱吱”的响声为止。

在剥除中应注意用力要适中均匀，用力过大会损伤纤芯或切断用纤，用力小了光纤护层剥不下来。

2、光纤端面处理：这是光纤接续处理技术的关键，端面的好坏直接影响到接续的行贿量。

光纤切割是利用石英玻璃的脆性来达到光纤切断面的光滑，无毛刺。

如果操作不当，将会出现光纤断面倾斜、有缺口、有毛刺或纤芯损伤等现象。

造成接续不良。

纤芯切断长度根据熔接机的限制或热缩管的长度来确定，一般为16±0.5mm。

3、光纤熔接：将制做好的端面的光纤放置在熔接机的V型槽中，接下熔接机的“SET”键，即可完成整个熔接过种（其中包括调间隔、调焦、清灰、端面检查、对纤芯、熔接、检查及推定损耗等动作），在操作过程中应避免端面与任何地方接触，保持纤芯干净。

4、光纤接头保护：主要是增加接头处的抗拉、抗弯曲的强度。

将套有热缩套管的纤芯轻轻地移到熔接部位（熔接之前，将保护管预先放入光纤的某一端），熔接部位一定要在保护管的中心，并将保护管放入熔接机的加热器中，用左侧的光纤轻轻下压，使左侧光纤钳合上。

再轻轻地压下右侧光纤，使右侧光纤合上，然后关闭加热器盖。

接下“NEATER SET”键，面板上的红灯亮，此时加热器开始加热，直至保护套管端部完全收缩为止。

同时应注意确保光纤被覆部位的清洁，保持光纤笔直，不要扭曲光纤熔接部位。

如果收缩不均匀，可延长加热时间，如果加热时产生气泡，可降低加热温度。

5、余纤的盘留：为了保证光纤的接续质量和有利于今后接头的维修，光纤都要在接头的两边留有一定长度的余纤，一般用于盘纤，接续的余纤长度应大于1米。

不同的光缆接续盒有不同的处理方法，大致的方法都是将余纤盘绕在接续盒的托盘上，尽量地盘大圈，一般其弯曲半径应不小于3.5cm。

第二节：光缆介绍及光缆接续
一、光缆介绍：
（一）、光缆的结构：
为了构成实用的传输线路，需要将光纤制成光缆。

其结构大体上可分为缆芯、加强件和护层三部份组成。

缆芯是主体，由光纤芯线组成，也是我们平常所说的光纤；加强芯通常为钢丝或金属纤维组成；护层通常有内护层（聚乙烯和聚氯乙烯等）和外护层（铝护套、钢带铠装和聚乙烯等）两种组成。

（二）、光缆的分类
1、根据缆芯结构的不同，可分为紧结构和松结构光缆。

2、从使用场合和敷设方式上分，可分为长途光缆（直埋、管道、架空、水底光缆）、海底光缆、用户光缆、局内光缆以及根据特殊使用环境条件而制造的专用光缆，如野战光缆等。

3、从光缆结构上分，可分为层绞式光缆（大部份属紧套光缆）、集中单位式光缆、骨架式光缆、带状光缆以及大束管式（中心管式）光缆等。

根据我们目前所维护的线路情况、主要介绍目前维护的且具有代表性的两种光缆：（1）、集中单位式光缆：该光缆是目前维护最我的一种光缆，它是将几芯或十几芯的缆芯为一个单位组成一管，然后按顺序排列组合成缆，中间为加强芯。

（2）、大束管式光缆：该光缆是近年来发展较快的一种光缆，它相当于把松套管扩大为整个缆芯，成为一个大管，将光纤集中放在其中，置于光缆的中心位置，改善了光纤的活动空间。

加强元件也相应地由缆芯中央移到外部的护层两侧中，同时将抗拉功能与护套功能结合起来，达到一材两用的设计目地。

光纤束中的光纤采用颜色的扎带捆扎成束，一个中心管可以放置多个纤束，总的光纤数可达近一百多根。

（三）、对光缆的基本要求
1、光缆芯数系列：依照应用场合、业务量需要和扩容需要光缆芯系列通常为4芯、6芯、8芯等按偶数递增，直至一、两百芯不等。

2、光缆的机械性能：光缆应能经受拉伸、冲击、反复弯曲、扭转、钩挂、卷绕等检验。

3、光缆的防护性能：光缆应具备防潮、防水、防火等性能。

此外，还应根据使用条件及安装环境具备防白蚁、鼠、昆虫侵袭，以及防腐、防雷等性能。

（四）、光缆端别及光缆芯线色谱的识别
1、根据各不同生产厂家的规定，光缆的端别可按如下方法识别：
2、面向光缆端头，以领色为首芯，顺时针排列为A端，逆时针排列为B端。

其它光缆可根据结构按红起蓝止（以红色为首管，按顺时针排列为A端，蓝色为最后一管，反之为B端）和红蓝相邻（以红色为首管，蓝色为第2管，其它按顺时针排列为A端，反之为B端）的方法进判别。

3、光缆缆芯的色谱：由于各光缆厂家不同，目前我们所维护的光缆线路的芯线排列顺序也不相同。

如12芯按蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、本色、粉红（天蓝）。

8芯按白、红、蓝、黄、绿、棕、橙、紫。

另外，光缆头有红色标志的为A端，绿（蓝）色标志的为B端，也可以按护套计米数小的为A端。

二、光缆接续
光缆接续一般是指光缆护套的接续和光纤的接续在接续前一般应检查光纤芯数、结构程式等是否一致。

通常整个光缆的接续按以下步骤进行：
1、开剥光缆，剥除光缆护套（使用工具：光缆开剥刀或横纵向开剥刀）。

2、清洗、去除光缆内的填充物和油膏。

3、光缆和加强芯的固定。

4、光纤的接续。

5、光纤接头的保护。

6、光纤余纤的盘留处理。

7接续盒的封装。

8、清理现场。

9，机房测试并存盘（OTDR）。

第三节：光缆成端及分支引接
一、光缆成端
光缆线路到达端局、中继站需与光端机或中继器相连接，通常采用光缆终端局进行成端，根据光缆终端盒的不同，其成端的方法也不相同，接续过程大致与光缆接续相同，其不同之处是光缆与尾纤相连接，而不是光缆与光缆的连接。

在接续前应将尾纤逐一编号，与光缆线路和光端站一一对应，以免造成纤芯混乱。

将成端后的尾纤连接头应按要求插入光分配（ODF）架的连接插座内，暂进不插入的连接头应按要求盖上保护帽，以免损伤和灰尘堵塞连接头，造成连接损耗增大或不通。

二、光缆的分支引接
目前，为了使干线光缆与城区网络连接都能构成网络，在光缆干线上都给各用户单位留有分支点，各引接任务已基本完成，其引接接续过程与光缆接续大致相同，但在分支引接前应注意以下几个问题：一是被分支的光纤应与机房资料一致，作业前应做到心中有数；二是打开接头盒后应与机房取得联系，确认被引接的光纤后，方可作业，并做好登记；三是在作业时应保持其它光纤不动，同时应做好相应的保护；四是在原接头盒的基础上作业，动作不能过大，以免造成其它线路中断。

第四节：光缆接头盒介绍
光缆接头盒应具备优良的机械性能，并具有防潮、防水性能。

根据不同厂家生产，目前接头盒的种类较多，其内部结构基本不变。

内部结构包括以下部分：
1、支撑架：是内部构件的主体。

2、光缆固定装置：用于光缆与底座固定和光缆加强元件固定。

一是光缆加强芯在内部的固定；二是光缆与支撑架夹紧的固定；三是光缆与接头盒进出缆用热缩护套密封固定。

3、光纤安放装置：能有顺序地存放光纤接头和余留光纤，余留光纤的长度应不小于1米，余留光纤盘放的曲径不小于35mm。

其中收容盘多可四层，容量较大，并能根据光缆接续的芯数调整收容盘。

4、光纤接头保护：把热缩后的保护套管放在收容盘里的纤芯固定夹上也可采用硅胶固定法。

5、光缆与接头盒密封：对光缆及底座进缆处用砂布将接头盒和光缆的交接处进行打磨，用清洁剂把打磨处擦干净，贴上铝箔，再将热缩管放在接头盒的入缆处，用喷灯按照先中间后向两端缓慢加热，使整个热缩管完全收缩即可。

第五节：光纤种类
1、G.652光纤
目前广泛应用的常规单模光纤，称为1310nm波长性能最佳的单模光纤，又称为色散未移位单模光纤。

这种光纤均可适用于1310nm和1550nm窗口工作。

在1310nm波长工作时，理论色散为零；在1550nm波长工作时，传输损耗最低，但色散系数较大。

2、G.653光纤
这种光纤是指1550nm波长性能最佳的单模光纤，又称为色散移位光纤。

3、G.654光纤
这种光纤称为截止波长移位的单模光纤，它的设计重点是如何降低1550nm 波长处的衰减，其零色散点仍位于1310nm波长处，而在1550nm波长的色散值仍然较高。

它主要应用于需要很长再生段距离的海底光纤通信。

4、G.655光纤
这种光纤称为非零色散移位单模光纤，其零色散点不在1550，而是移至1510-1520附近，从而使1550处具有一定的色散值。

这种光纤主要应用于1550工作波长区，它的色散系数不大，适用于开波分复用系统。

第二章光缆线路的故障判断及处理
第一节：一般规定
一、长途光缆线路障碍的定义
因长途光缆线路原因造成通信业务阻断的为长途光缆线路障碍（不包括联络线、信号线、备用线）。

二、长途光缆线路障碍的分类
长途光缆线路障碍分为：一般障碍、全阻障碍、逾限障碍和重大障碍。

1、一般障碍
长途光缆线路由于线路原因使部分在用业务系统阻断的为一般障碍。

2、全阻障碍
长途光缆线路由于线路原因使全部在用业务系统阻断的为全阻障碍。

3、逾期障碍
长途光缆线路的一般障碍、全阻障碍超过修复时限的为逾期障碍。

4、重大障碍
长途光缆线路在执行重要通信任务期间内发生全阻、影响重要通信任务，并造成严重后果的为重大障碍。

三、长途光缆线路障碍的统计与计算
1、由于长途光缆线路原因影响通信，使用单位同意继续使用的，称做光缆线路勉通状态，不作为光缆线路障碍，但维护单位应积极设法排除。

勉通次数、历时应如实统计报主管部门，作为分析和改进维护工作的依据。

2、长途光缆线路在用业务系统发生障碍由备用系统倒通，或备用系统及远供线发生障碍而未影响通信的，光缆线路维护单位要积极查找原因，拟定修复方案报主管部门批准后实施。

光缆线路障碍的实际次数，历时应如实统计报主管部门，作为分析和改进维护工作的依据。

3、光缆线路一个系统发生障碍一次，记障碍次数一次，同一中继段内同一业务系统同时阻断多处，记障碍一次。

4、自使用单位交出光缆线路障碍系统，至光缆线路修复或倒通，经主管部门验证可用为止的时间，为光缆线路障碍历时。

光缆线路的全阻障碍历时，应从全阻开始至在用业务系统全部可用为止。

5、平均障碍次数、历时的计算（保留两位小数）：
长途光缆线路系统总长度为所辖长途光缆线路在用业务系统总公里数，计算单位为系统公里。

平均每百系统公里障碍次数=障碍总次数（次）/系统总长度（系统公里）x100(系统公里)
平均每百系统公里障碍次数=障碍总历时（分钟）/系统总长度（系统公里）x100（系统公里）
第二节：障碍点的测试与判断
一、光缆线路常见的障碍现象和原因
线缆线路常见的障碍现象和原因如下表所示：
障碍现象障碍的可能原因
一根或几根光纤原接续点损耗增大光纤接续点保护管安装问题或接头盒漏水
一根或几根光纤衰减曲线出现台阶光缆受机械力扭伤，部份光纤断裂但尚未折
断开
光缆受机械力影响或由于光缆制造原因造成一根光纤出现衰台阶或断纤，其它
完好
原接续点衰减台阶水平拉长在原接续点附近出现断纤障碍
通信全部阻断 1)光缆受外力影响挖断、炸断或塌方拉断
2)供电系统中断
二、障碍点的查找
在端点或中继站使用OTDR测试判断光缆线路障碍点的方法步骤大致如下：
1、用OTDR测试出障碍点到测试端的大至距离。

2、当遇自然灾害或外界施工等外力影响造成光缆阻断时，查找人员根据机务人员提供的障碍地点。

如非上述情况，则巡查人员就不容易从路面异样找到障碍地点。

此时，就必须按照OTDR测出的障碍点到测试端的距离，同原始测试资料进行核对，查出障碍点大概是处于哪个标石（或哪两个接头）之间，通过必要的换算后，再精确丈量其间地面长度，便可断定障碍的具体位置。

3、倘若断纤是由于光缆结构缺陷或光纤老化所致，用OTDR难以精确测出其断点，只能测出障碍段落，则应换用一段光缆。

第三节：障碍的修理
光缆线路发生障碍，必须分秒必争，临时调通电路或布放应急光缆临时抢通电路，并应尽快组织力量进行修复。

一、应急抢修
1、某一方向光缆线路全部阻断
按预定的电路调度方案，立即临时调通全部电路或部份主要电路。

2、某一方向光缆线路个别光纤阻断
光纤中如有备用光纤，或另有迂回电路，立即用备用光纤或迂回电路临时调通障碍电路；光缆中如有备用光纤，无迂回电路，则按规定的调度原则处理，保证重要电路畅通，暂停次要电路。

3、某一方向光缆线路部分光纤阻断
光缆中如有备光纤，除用备用光纤临时调通电路外，可挑选无阻断的光纤临时配对，按照规定的调度原则和调度顺序，临时调通电路，倘若临时配对的光纤还是不够用，而无迂回电路，则暂停次要电路。

注意事项：
1、以上光纤的临时调度，必须由机线双方共同商议调度方案报告上级主管部门批准后，在双方密切配合下完成。

2、按原线序配对的光纤，只要由两端机务站按系统调度，倒换电路即可；光纤临时配对使用的，则应在障碍点两侧中继站内光分配架（或终端盒）的连接器上进行调接。

3、如果主用光纤接有光衰耗器，而备用光纤未预接衰耗器，则在调用备用光纤时，也应接上相应的光衰耗器。

光纤临时配对用时也应当注意这个问题。

二、布放应急光缆
1、布放应急光缆的条件
当某一方向光缆线路全部阻断，在全部电路或主要调通之后，可以考虑一次性修复光缆，不必采用应急抢通电路。

在没有条件临时调通电路，或临时调通部分电路尚不能满足大容量通信需要的情况下，应布放应急光缆，按照“电路调度制度”规定的调度原则和调度顺序来抢通电路，临时恢复通信，然后再重新选择路由布放新光缆，进行正式修复。

2、应急光缆布放范围的确定
光缆遭受自然灾害或外力影响发生阻断障碍，一般在测定障碍点大致位置后，根据路面异样比较容易找到障碍点，便可确定应急光缆的布放范围。

但是，用OTDR在端点站或中继站仅测出障碍点，是发生在哪两个接头之间，而不能
确定障碍的具体位置时，就很难确定应急光缆的布放范围。

这时如有条件，可以在对端中继站用OTDR进测试，把两边测试结果进行综合分析，一般可准确判断出光缆断点，如果没有条件从两个方向用OTDR测试，则可分别发下两种情况进行处理：
a)障碍点比较靠近某一个接头，应急光缆拟由这个接头开始布放，就打开这个
接头，用OTDR在接头处往障碍方向测试，这时测试的距离短，可较准确地测出障碍的具体位置，便可确定应急光缆布放到哪里为止。

b)障碍点处于两个接头较居中的位置，不宜由某一接头处开始布放应急光缆，
就必须进一步判定障碍点的位置，在障碍点两侧布放一段应急光缆。

遇到这种情况，可采用逐步延伸试探法，查找障碍具体位置，即：在端站或中继站用OTDR初步测出障碍点，在障碍点的前方挖出光缆，切断某光纤进行复测，如发现障碍点尚不在切断范围之类，则应判断出大致差多远，再往前方挖出光缆，切断另一根光纤再复测一次，直到障碍点纳入切断点之内，便可确定应急光缆的布放范围。

一般复测两次便可断定障碍点的具体位置。

c)同型号光缆加速连接器应急抢修
另一种光缆应急抢修方法，即使用与障碍光缆同一型号的光缆作为应急抢修光缆，使用连接器（活接头）加匹配液进行临时接续，抢通电路。

二、正式修复
正式修复光缆线路障碍时，必须尽量保持通信，尤其不能中断重要电路的通信，施工质量必须符合光缆线路建筑质量标准与维护质量标准的要求。

正式修复光缆线路全阻障碍时，应注意以下问题：
1、接头盒或接头附近的障碍，应利用接头盒内预留光纤或接头坑预留光
缆进行修理，不必另增接头。

在障碍点附近有预留光缆时，应利用预
留光缆进行接续，仅增加一个接头。

2、需要用介入或更换光缆的方式正式修复光缆障碍时，应采用同一厂
家、同一型号的光缆。

3、介入或更换光缆的长度可由下面三个因素考虑：
（1） 考虑到正式修复光缆接续光纤时须由端站或中继站使用OTDR监视，或者在日常维护工作中便于分辨邻近两个接续点的障碍；介
入或更换光缆的最小长度必须满足OTDR仪表的响应分辨率（两
点分辨率）要求，一般宜大于100米。

（2） 考虑到不影响单模光纤在单一模式稳态条件下工作，以保证通信质量，介入或更换光缆的最小长度应大于22米。

（3） 介入或更换光缆的长度，可参照（1）、（2）两点的原则要求，结合实际情况综合考虑，灵活掌握。

如：在介入或更换光缆的附近
已有接头，应尽量把光缆延伸放至接头处，仅增加一个接头。

4、介入或更换光缆，光纤割接的一般顺序：
（1）首先应按照“电路调度制度”规定的调度原则和调度顺序机线双方共同商定光纤割接方案，报上级主管部门批准。

（2）光纤割接过程应尽量不中断电路（尤其不能中断重要电路）。

由应急光缆割接原新布放光纤，应首先接通备用光缆，用备用光纤作为替代线对，按原定的割接顺序，逐对割接还原电路，以原障碍光缆中的完好光纤临时配对调通电路，或原来光缆中无备用光缆的，应暂停次要电路，首先割接该系统的光纤作为替代的线对，然后再按原定的割接顺序，逐对割接，还原电路。