通信光纜與電纜線路工程第9章通信電纜配線設(shè)計(jì)

1、第第9章章 通信電纜配線設(shè)計(jì)通信電纜配線設(shè)計(jì)重慶郵電大學(xué)胡慶 教授 本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：v全程通話連接傳輸衰減分配與用戶線路設(shè)計(jì)全程通話連接傳輸衰減分配與用戶線路設(shè)計(jì)v主干電纜網(wǎng)的配線主干電纜網(wǎng)的配線 v配線電纜網(wǎng)的配線配線電纜網(wǎng)的配線v電纜線路網(wǎng)主要適用于用戶接入網(wǎng)即用戶線路，而連接長(zhǎng)話局至市話局或匯接局的線路稱為長(zhǎng)市中繼線，該段線路用光纜傳輸。市話交換局間的連接線路被稱為市話中繼線，該段線路多采用光纜傳輸。只有用戶線路，即從市話交換局測(cè)量室總配線架縱列起，經(jīng)電纜進(jìn)線室、管道或電纜通道、交接箱設(shè)備、分線盒、引入線至用戶終端（如電話機(jī)）。v如圖9-1所示，多采用電纜傳輸。近年來(lái)提出了“光進(jìn)銅退

2、”或“光進(jìn)銅不退”的口號(hào)，這意味作電纜作為用戶接入線路一統(tǒng)天下日子就要結(jié)束了。 圖9-1 傳統(tǒng)用戶接入線路9.1 全程通話連接傳輸衰減分配與用戶線路設(shè)計(jì)全程通話連接傳輸衰減分配與用戶線路設(shè)計(jì)v傳輸衰減分配僅限于對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的效果討論。為了使任何兩個(gè)電話用戶之間的通話效果令人滿意，必須規(guī)定話路的各組成部分的允許衰減值。在任意兩個(gè)地點(diǎn)的用戶相互通話時(shí)，如果發(fā)送端的話機(jī)輸出功率（P1）為l mW，接收端話機(jī)靈敏度可容許收聽(tīng)的最低功率（P2）是1W時(shí)，此時(shí)可保證收聽(tīng)到的話音清楚。v這樣推導(dǎo)出的話音回路中容許衰減值為：v根據(jù)正常人耳的聽(tīng)覺(jué)測(cè)定結(jié)果，任何兩個(gè)電話用戶之間話路衰減值與實(shí)際通話質(zhì)量的關(guān)系，如表9

3、-1所示。132()110lg10lg30()()1 10mwAdBmwPP話路中傳輸衰減（dB） 8.68717.426.034.743.4話音的實(shí)際效果評(píng)價(jià)很好好完全滿意 不完全滿意不滿意表 9-1 正常人耳的聽(tīng)覺(jué)效果評(píng)價(jià)等級(jí) 9.1.1 全程通話連接傳輸衰減分配全程通話連接傳輸衰減分配v一個(gè)通話連接的全程傳輸衰減允許值：數(shù)字交換局用戶間一個(gè)全程允許傳輸衰減不大于30dB，用戶接入網(wǎng)允許傳輸衰減不大于7dB。v據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示我國(guó)用戶線路的長(zhǎng)度分布規(guī)律為95%距離市話端局在5km以內(nèi)，根據(jù)話機(jī)水平和市內(nèi)電話、長(zhǎng)途電話全程的現(xiàn)狀條件，參照ITU-T建議與其他國(guó)家電話傳輸標(biāo)準(zhǔn)分配情況，

4、提出了我國(guó)長(zhǎng)途電話自動(dòng)撥號(hào)網(wǎng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)方案。其主要按傳輸衰減為限值。故只需了解全程通話連接傳輸衰減的分配即可。 1.兩端局之間全程衰減分配限值兩端局之間全程衰減分配限值v國(guó)內(nèi)任意兩用戶之間，最大的連接全程衰減不大于30dB如圖9-2所示。v該系統(tǒng)做過(guò)漢語(yǔ)單字清晰度實(shí)驗(yàn)，評(píng)定的清晰度達(dá)到88%。據(jù)此，可以認(rèn)為該話路系統(tǒng)是令人滿意的。在實(shí)際中為了方便，傳輸衰減限值分配，也可以如9-3所示。 圖9-2 國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途任意兩用戶電話傳輸衰減分配 圖9-3 長(zhǎng)途至端局傳輸衰減分配（dB） 2.市話網(wǎng)傳輸衰減限值分配市話網(wǎng)傳輸衰減限值分配v基于市話網(wǎng)中采用非加感電纜線路，以800Hz時(shí)的傳輸衰減為條件，兩分局之

5、間中繼線路的衰減不大于13dB。用戶電纜線路衰減不大于7dB，如圖9-4所示。圖 9-4 市話網(wǎng)中的傳輸衰減分配（dB） 3.農(nóng)話網(wǎng)傳輸衰減限值分配農(nóng)話網(wǎng)傳輸衰減限值分配 v農(nóng)話網(wǎng)是本地網(wǎng)中的組成部分，在農(nóng)話網(wǎng)中任意兩個(gè)用戶之間的傳輸衰減限值，應(yīng)與市話網(wǎng)中兩個(gè)用戶之間的相類似，全程為29dB，農(nóng)話用戶線路不大于7dB，如圖 9-5所示。圖 9-5 市話與農(nóng)話用戶間傳輸衰減限值分配（dB）9.1.2 用戶線路傳輸衰減限制的工程設(shè)計(jì)實(shí)例用戶線路傳輸衰減限制的工程設(shè)計(jì)實(shí)例v這里介紹一個(gè)根據(jù)衰減限制來(lái)設(shè)計(jì)用戶線路的實(shí)例。若用戶電纜線路分布，如圖9-6所示。為了保證該線路段的允許衰減值為4.34dB的要

6、求，選出兩個(gè)分配方案，以資比較。圖9-6 用戶電纜線路分布示意圖v下面給出兩個(gè)不同的衰減分配限制方案：v 方案（一）：市話局至交接箱的主干電纜線衰減為1.7dB，用戶配線衰減為2.64dB；v 方案（二）：市話局至交接箱的主干電纜衰減為2.64 dB，用戶配線衰減為1.7dB。v為了計(jì)算上述工程方案，用表9-2列出3類全塑對(duì)稱電纜相關(guān)參數(shù)。需說(shuō)明的是不同信號(hào)頻率下，其電纜衰減系數(shù)是不同的。另外對(duì)稱電纜的工程單價(jià)（元/對(duì)km）也是根據(jù)電纜對(duì)數(shù)不同，每對(duì)每km價(jià)格不同，通常同型號(hào)大對(duì)數(shù)電纜的平均每對(duì)每km價(jià)格低于對(duì)數(shù)少的電纜，如10對(duì)0.4線徑HYA對(duì)稱電纜價(jià)格為4457.6元/km（或445.7

7、6元/對(duì)km），而300對(duì)0.4線徑HYA對(duì)稱電纜價(jià)格為42672元/km（或142.24元/對(duì)km）。4.34 /dBLdB km7 /dBLdB km全塑市話對(duì)稱電纜線徑（mm）0.40.50.60.70.9備注（dB/km）1.641.331.060.9030.77測(cè)試條件800Hz最大通話距離（km）2.653.264.104.85.61TD/T322-1996標(biāo)準(zhǔn)限額（km）4.275.266.607.759.09現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)銅導(dǎo)線單位重量（kg/對(duì)km） 2.23.55.06.811.3工程單價(jià)（元/對(duì)km）142.24212.35291.42388.01545.70以300對(duì)為例表9

8、-2 全塑市話對(duì)稱電纜參考數(shù)據(jù)1.7 0.772.2dBkm2.64 1.322dBkm2.64 1.22.2dBkm1.7 0.852dBkm工程方案 （一） （二）分類用戶干線電纜用戶配線電纜用戶干線電纜用戶配線電纜衰減分配（dB）1.72.642.641.7衰減平均值（dB/km）需用線徑（mm）0.90.50.60.7對(duì)公里數(shù)2240022400工程單價(jià)（元/對(duì)km）545.70212.35291.42388.01費(fèi)用小結(jié)（元）12005.4084940.006411.24155204.00總費(fèi)用（元）96945.40161615.24表 9-3 用戶線路衰減設(shè)計(jì)方案對(duì)比表 v根據(jù)上述

9、兩個(gè)方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行核算其結(jié)果，列入表9-3中。所得結(jié)果說(shuō)明方案（一）的工程總費(fèi)用比方案（二）的要少6.46698萬(wàn)元，并且耗銅量也要少1181.4kg。9.2 9.2 主干電纜網(wǎng)的配線主干電纜網(wǎng)的配線v主干電纜，又稱饋線電纜，一般是300對(duì)以上的大對(duì)數(shù)電纜。配線電纜是從主干電纜的分支點(diǎn)或交接箱連接各分線設(shè)備的100對(duì)以下小對(duì)數(shù)電纜線路（也有用200對(duì)的）。v市內(nèi)用戶線路的的配線方式有直接配線、復(fù)接配線、自由配線和交接配線等幾種。 v市內(nèi)用戶線路的的配線方式有直接配線、復(fù)接配線、自由配線和交接配線等幾種。市內(nèi)用戶線路的配線設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)用戶分布（含近期待裝用戶）、用戶密度、自然環(huán)境、用戶到電話局的

10、距離等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，一般是在街道（或電信桿路）平面分布圖紙上作記錄，如圖9-7所示。 圖9-7 電話用戶分布示意圖v為使電纜配線系統(tǒng)便于管理和維護(hù)，根據(jù)劃分小區(qū)配線的要求，凡從主干電纜引出的每一條配線電纜，都要?jiǎng)澐譃檩^固定的配線服務(wù)區(qū)域。每一配線區(qū)的容量，一般以100對(duì)容量為宜（有的是50對(duì)，或150對(duì)，或200對(duì)劃區(qū)）。v在配線區(qū)的各分線點(diǎn)，把配線電纜芯線按對(duì)作好成端，這種便于用戶引入線連接的成端設(shè)備稱為分線設(shè)備，它包括分線箱（盒）和輕便型分線盒。v分線箱是帶有保安裝置的電纜分線設(shè)備，其容量有10、15、20、30和50對(duì)等。v分線盒是不帶保安裝置的，僅是安裝接線端子的電纜分線設(shè)備，其容量有

11、10、15、20和30對(duì)等。分線箱（盒）都是固定安裝在桿位或墻壁上的。v交接箱是安裝在主干和配線電纜交接處的端接設(shè)備，在該箱內(nèi)可以讓主干和配線電纜芯線對(duì)任意連接。交接箱的容量系列有300、600、1200、1800和2400對(duì)等。交接箱有落地式安裝和架空式裝置。v主干電纜網(wǎng)配線目前主要有直接配線、復(fù)接配線和交接配線3種，其配線規(guī)則如下。9.2.1 直接配線直接配線v主干電纜網(wǎng)直接配線是由局內(nèi)總配線架經(jīng)饋線電纜延伸出局將電纜芯線通過(guò)分支器直接分配到分線設(shè)備上，分線設(shè)備之間及電纜芯線之間不復(fù)接。如圖9-8所示。 圖9-8 主干電纜直接配線示意圖9.2.2 復(fù)接配線復(fù)接配線v主干電纜網(wǎng)復(fù)接配線是將電

12、纜線對(duì)復(fù)接到兩個(gè)以上的配線區(qū)內(nèi)，再接著分配到配線點(diǎn)上。這種配線方式的備用線較多（通常為15左右），適合于發(fā)展不平衡或不穩(wěn)定的配線區(qū)，使之有較高的通融性。電纜的復(fù)接配線如圖9-9所示。 圖9-9 主干電纜復(fù)接配線示意v我國(guó)大部分城市均用這種配線方式。主干電纜的復(fù)接方式分為全部復(fù)接和部分復(fù)接兩種。1.全部復(fù)接全部復(fù)接v主干電纜網(wǎng)全部復(fù)接是指兩條配線電纜的對(duì)數(shù)和起訖線序完全相同，而兩條電纜的分線箱或分線盒的數(shù)目和線序分配可以不必相同。全部復(fù)接適用于在一定時(shí)期后發(fā)展成為兩個(gè)單獨(dú)配線區(qū)的地區(qū)。2.部分復(fù)接部分復(fù)接v電纜以部分線序復(fù)接的配線，稱為部分復(fù)接。一般在主干與配線電纜遞減時(shí)較多采用部分復(fù)接，部分復(fù)

13、接如圖9-9所示。它的靈活性比全部復(fù)接更好。9.2.3 交接配線交接配線v采用交接箱通過(guò)跳線將主干電纜與配線電纜靈活連通的方式，稱為交接配線。在交接箱內(nèi)能分隔線對(duì)，因此對(duì)障礙線對(duì)的調(diào)度、測(cè)試等維護(hù)工作都比較方便。ITU-T建議交接配線作為主要的配線方式。v在交接配線制中，按交接方式又分為：二級(jí)電纜交接法、三級(jí)電纜交接法、緩沖交接法、環(huán)連交接法和二等交接法等5種。1.二級(jí)電纜交接法二級(jí)電纜交接法v電纜從電話局經(jīng)過(guò)交接箱到分線設(shè)備有兩級(jí)電纜從電話局經(jīng)過(guò)交接箱到分線設(shè)備有兩級(jí)電纜，自電話局到交接箱一段為主干電纜，電纜，自電話局到交接箱一段為主干電纜，自交接箱到分線設(shè)備一段為配線電纜。各自自交接箱到分

14、線設(shè)備一段為配線電纜。各自按不同的配線比例設(shè)計(jì)用線。配線方法如圖按不同的配線比例設(shè)計(jì)用線。配線方法如圖9-10所示。所示。 圖9-10 二級(jí)交接配線方式v二級(jí)電纜交接法的特點(diǎn)是：根據(jù)電纜設(shè)計(jì)的滿足年限，增強(qiáng)了線路網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性，并且構(gòu)造簡(jiǎn)單；當(dāng)用戶增加或者變動(dòng)時(shí)，只需要在配線電纜段調(diào)整變化，從而減少局內(nèi)配線架隨之而變化。v由于用戶在某具體地點(diǎn)出現(xiàn)帶有偶然性以及用戶的遷移等，在交接配線中，給主干電纜留有一定數(shù)量的備用線對(duì)是必要的。從電話局到交接箱這段主干電纜的備用線對(duì)一般為78，由交接箱到分線設(shè)備這段配線電纜的備用線對(duì)一般為15左右。v而其它配線方式的備用線對(duì)，從分線設(shè)備一直通到電話局內(nèi)總配

15、線架一般為15左右。這就是兩級(jí)電纜交接法能節(jié)省主干電纜備用線對(duì)的道理。 （1）根據(jù)用戶數(shù)N對(duì)主干電纜配線對(duì)數(shù)M的估算v假設(shè)交接區(qū)內(nèi)的用戶數(shù)為N，則引入交接箱的主干電纜對(duì)數(shù)M，應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析得知：（9.1）v式中，為一常數(shù)，它取決于在用戶接入網(wǎng)中電纜芯線備用線對(duì)平均值。如若引入交接箱的主干電纜芯線備用率為10%，交接箱的平均實(shí)裝容量是200對(duì)，則求出的。這時(shí)，式（9.1）變?yōu)椋海?.2）NNM NNM2（2）根據(jù)分線設(shè)備的容量Nk對(duì)配線電纜對(duì)數(shù)Rk估算v假設(shè)每個(gè)分線設(shè)備的容量為Nk，利用和式（9.1）相類似的關(guān)系式，可以求出每個(gè)分線設(shè)備所對(duì)應(yīng)的配線電纜對(duì)數(shù)Rk應(yīng)為：(9.3)v當(dāng)交接區(qū)內(nèi)

16、有n個(gè)分線設(shè)備與配線電纜相配，則配線電纜總對(duì)數(shù)R為：(9.4)NNRkkkk)(NNnnRRkkkk v如果該交接區(qū)內(nèi)的設(shè)計(jì)用戶數(shù)為N=nNk ，即：v將（9.5）式代人（9.4）式，則得：(9.6)nNNk (9.5)/ /kkkkkRnRNNNNNNNv從上式可見(jiàn)，由于NNK，故N / NK 1，與（9.1）式比較得知，配線電纜的總對(duì)數(shù)要比主干電纜的對(duì)數(shù)多（即RM）。表明在交接配線中，可以減少主干電纜備用線對(duì)，從而提高它的芯線利用率。這一差異有利于適應(yīng)兩者的滿足年限不同。如主干電線用到第5年時(shí)，就可以根據(jù)實(shí)際的通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需要而擴(kuò)建，這時(shí)的配線電纜容量，一般情況下總是較富余些?；蛘卟糠峙?/p>

17、線電纜進(jìn)行調(diào)整，仍然繼續(xù)使用。 v這一差異也有利于適應(yīng)當(dāng)前城建的分期發(fā)展及其所屬街區(qū)的用戶預(yù)測(cè)不可能很準(zhǔn)確的情況下，故考慮給予配線電纜的備用線對(duì)較多，滿足年限較長(zhǎng)是必然的。這時(shí)（9.6）式中的 值要小于（9.2）式中 的值。如取 =1.2以下，換算出的備用線對(duì)數(shù)，即目前一般的配線電纜備用線對(duì)取用指標(biāo)為2030，而主干電纜的備用線對(duì)為1015。 2kkv例9-1：已知某交接區(qū)內(nèi)的預(yù)測(cè)用戶數(shù)N=157戶，各配線點(diǎn)的配線電纜接入平均每個(gè)分線設(shè)備的容量為NK=5，取常數(shù) =1.2和 。試求主干電纜和配線電纜的實(shí)用對(duì)數(shù)。v解：根據(jù)（9.2）式和（9.6）式，代人題設(shè)已知條件算出的結(jié)果： k27 .174

18、1572157NNM24151572 . 1157/NNNRkkv參考我國(guó)市話電纜芯線對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列，從上述計(jì)算值換算得到的實(shí)用對(duì)數(shù)為：主干電纜的實(shí)用對(duì)數(shù)200對(duì)；配線電纜的實(shí)用對(duì)數(shù)250對(duì)。v 這種二級(jí)交接配線方式是國(guó)內(nèi)當(dāng)前推廣的交接配線中的基本方式。凡屬中等以上容量的市話局就可以采用以交接配線為主，直接配線為輔的配線方式。2.三級(jí)電纜交接法三級(jí)電纜交接法v此種交接配線方法，自電話局到交接間（即大容量的交接箱）為一級(jí)主干線路，自交接間到交接箱為二級(jí)主干線路，自交接箱到分線箱或分線盒為三級(jí)配線線路。如圖9-11所示。v三級(jí)電纜交接法，用于容量較大并且距局較遠(yuǎn)的線路時(shí)，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。圖

19、9-11 三級(jí)電纜交接配線圖 v三級(jí)電纜交接配線方式的各級(jí)纜芯線對(duì)數(shù)估算如下：v 各二級(jí)主干電纜的對(duì)數(shù)估算式與（9.1）式相似：(9.7)v式中下標(biāo)“i”表示第i個(gè)交接區(qū)，Ni就是第i個(gè)交接區(qū)的預(yù)計(jì)用戶數(shù)；M i就是第i個(gè)交接箱的二級(jí)主干電纜理論計(jì)算對(duì)數(shù)。 NNMiii v則二級(jí)主干電纜芯線實(shí)用總對(duì)數(shù)的計(jì)算式為：（9.8）v式中 為第i個(gè)交接箱二級(jí)主干電纜芯線實(shí)用對(duì)數(shù)。v一級(jí)主干電纜芯線的理論計(jì)算對(duì)數(shù)為：（9.9）v式中n為交接間所屬的交接箱（區(qū)）個(gè)數(shù)。niniiINNM11niIIiMM1iMv【例9-2】參照?qǐng)D9-12所示的配線分布和各交接區(qū)預(yù)測(cè)用戶數(shù)：N1=172戶，N2=152戶，N3

20、=83戶，N4=114戶，常數(shù) 。2v根據(jù)（9.7）式求出各二級(jí)主干電纜理論計(jì)算對(duì)數(shù)為M1=191對(duì)、M2=169對(duì)、M3=96對(duì)、M4=161對(duì)和實(shí)用二級(jí)主干電纜對(duì)數(shù)為M1=200對(duì)、M2=200對(duì)、M3=100對(duì)、M4=200對(duì)，M i為理論計(jì)算對(duì)數(shù)。預(yù)計(jì)所需二級(jí)主干電纜實(shí)際對(duì)數(shù)為700對(duì)。而一級(jí)主干電纜實(shí)用對(duì)數(shù)，應(yīng)用（9.9）式，經(jīng)選用后為600對(duì)。圖9-12 三級(jí)交接法例題用圖 3.緩沖交接法緩沖交接法v如圖9-13所示，在緩沖交接方式中除有一般交接箱外，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)裝有附加的交接間（交接箱）這種交接間稱為緩沖交接間。v不同方向的主干線路的某些交接箱的一部分線對(duì)經(jīng)過(guò)緩沖交接間交接后接入電

21、話局，而另一部分線對(duì)則直接接入電話局。緩沖交接間也可與其附近的交接箱合并設(shè)置。圖9-13 緩沖交接配線示意圖 4.環(huán)聯(lián)交接法環(huán)聯(lián)交接法v如圖9-14示，每個(gè)交接箱內(nèi)除了有直接來(lái)自電話局的主干電纜線外，還有兩個(gè)相鄰的交接箱的聯(lián)絡(luò)電纜，這種交接配線方式，稱為環(huán)聯(lián)交接法。各交接箱間聯(lián)絡(luò)電纜稱為箱間聯(lián)絡(luò)電纜。v配線電纜網(wǎng)的配線主要負(fù)責(zé)把主干電纜的芯線資源在地域上進(jìn)行合理分布與覆蓋。其配線方法有直接配線、自由配線、復(fù)接配線和交接配線4種。 圖9-14 環(huán)聯(lián)交接法配線圖 9.3 9.3 配線電纜網(wǎng)的配線配線電纜網(wǎng)的配線v配線電纜網(wǎng)的配線主要負(fù)責(zé)把主干電纜的芯線資源在地域上進(jìn)行合理分布與覆蓋。其配線方法有直接配線、自由配線、復(fù)接配線和交接配線4種。 9.3. 1 直接配線直接配線v直接配線是把電纜芯線直接分配到分線設(shè)備上，分線設(shè)備之間不復(fù)接，彼此之間沒(méi)有融性。直接配線如圖9-15所示。 圖9-15 直接配線v圖中100對(duì)配線電纜（線序1一100）自交接箱至#1號(hào)20對(duì)分線盒（線序120），然后遞減為80對(duì)，分為兩條電纜（50對(duì)及30對(duì)電纜各一條）。v其中一條30對(duì)電纜至#2號(hào)30對(duì)分線箱（線序2150）為止，另一條50對(duì)電纜，接入#3號(hào)10對(duì)分線盒（線序5160）后，仍為一條50對(duì)電纜，它在3號(hào)盒的接頭處將線序5160