本書是“海纜工程技術(shù)叢書”的一個分冊，系統(tǒng)地介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)、工程設(shè)計(jì)和建設(shè)、設(shè)備安裝及驗(yàn)收、系統(tǒng)維護(hù)管理等方面的知識。讀者通過閱讀本書能夠了解海底光纜通信系統(tǒng)工程建設(shè)的一般要求。本書可作為海纜工程各技術(shù)領(lǐng)域的工具書和教材，供海纜通信專業(yè)工程設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和管理的人員使用，也可供從事海纜工程專業(yè)的科研教學(xué)人員參考。
海底光纜通信系統(tǒng)是國際通信、洲際通信的重要基礎(chǔ)設(shè)施, 具有超遠(yuǎn)距離傳輸、大容量、高可靠性等特點(diǎn), 是實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)的重要通信手段。1988 年, 世界上第一條跨洋海底光纜建成, 經(jīng)過20 多年的發(fā)展, 已在全球語音和數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。目前, 海底光纜已跨越全球除南極洲之外的六大洲,總長度超過100 萬km, 構(gòu)成了一張不間斷的巨型網(wǎng)絡(luò), 提供國際通信90%以上的業(yè)務(wù)量, 在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化交流和社會進(jìn)步的進(jìn)程中正發(fā)揮著重要的作用。
本書是“海纜工程技術(shù)叢書” 的一個分冊, 系統(tǒng)地介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)、工程設(shè)計(jì)和建設(shè)、設(shè)備安裝及驗(yàn)收、系統(tǒng)維護(hù)管理等方面的基本知識。讀者通過閱讀本書能夠了解海底光纜通信系統(tǒng)工程建設(shè)的一般要求。本書可作為海纜工程各技術(shù)領(lǐng)域的工具書和教材, 供海纜通信專業(yè)的工程設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和管理人員使用, 也可供從事海纜工程專業(yè)的科研教學(xué)人員參考。
本書共分七章。第1 章簡要介紹海底光纜通信系統(tǒng)的地位、作用、發(fā)展歷程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范情況, 讀者通過閱讀第1 章能夠?qū)５坠饫|通信系統(tǒng)有一個概括的了解。第2 章介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的分類與組成, 首先介紹了系統(tǒng)的類型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸體制和保護(hù)倒換, 然后詳細(xì)介紹了組成系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備, 包括光傳輸終端設(shè)備、光放大器、遠(yuǎn)供電源設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、海纜線路監(jiān)測設(shè)備等岸上端站設(shè)備, 以及海底光纜、海底光纜接頭盒、水下分支單元、海底中繼器、海底光均衡器等水下線路設(shè)備, 可使讀者對海底光纜通信的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)備組成有一個基本的認(rèn)識。第3 章重點(diǎn)闡述海底光纜通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù), 主要介紹影響海底光纜通信系統(tǒng)的關(guān)鍵因素, 以及解決這些影響的前向糾錯、色散補(bǔ)償、光調(diào)制、偏振復(fù)用/ 相干檢測、數(shù)字信號處理等技術(shù), 還介紹了超高速傳輸技術(shù)的研究與試驗(yàn)情況, 這些都是海底光纜通信系統(tǒng)的核心關(guān)鍵技術(shù), 是讀者深入學(xué)習(xí)了解海底光纜通信的基礎(chǔ)。第4 章重點(diǎn)對海底光纜通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了論述, 包括技術(shù)方案確定、海底光纜選型、設(shè)備選型等, 以及網(wǎng)管、海纜監(jiān)測、遠(yuǎn)供電源等輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 對系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)、維護(hù)余量設(shè)Ⅵ 計(jì)也做了介紹, 可使讀者對海底光纜通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法有一個基本的了解。第5 章介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的工程建設(shè), 主要是工作環(huán)境、設(shè)備安裝、線路工程、系統(tǒng)測試、工程驗(yàn)收等方面的基本要求和作業(yè)方法, 涵蓋了工程建設(shè)的各個方面, 有助于讀者掌握海底光纜通信系統(tǒng)工程施工方面的基本知識。
第6 章是海底光纜通信系統(tǒng)維護(hù)管理技術(shù), 簡要介紹了光傳輸終端設(shè)備、海纜線路設(shè)備、海底光纜線路的維護(hù)技術(shù)和基本方法, 可使讀者對海底光纜通信系統(tǒng)的維護(hù)技術(shù)有一個基本的了解。第7 章介紹了海底光纜系統(tǒng)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用, 主要有海底光纜科學(xué)觀測站、區(qū)域科學(xué)觀測站、近海油氣通信系統(tǒng)三個方向的應(yīng)用, 還介紹了海底光纜在光纖傳感器系統(tǒng)、光纖水聽器陣列、水下綜合信息網(wǎng)方面的應(yīng)用前景, 有助于擴(kuò)展對海底光纜系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的認(rèn)識。
本書作者來自中國電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所和中國人民解放軍海軍工程大學(xué), 他們都是長期從事光通信科研、工程和教學(xué)的技術(shù)骨干。
由于本書的編寫時間緊迫, 編寫人員的水平有限, 難免有不妥或錯誤之處, 還望讀者批評指正。在本書的編寫過程中得到了原榮研究員的熱心指導(dǎo)和大力幫助, 在此一并致謝。
編 者
本書作者來自中國電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所和中國人民解放軍海軍工程大學(xué), 他們都是長期從事光通信科研、工程和教學(xué)的技術(shù)骨干。
叢書序
前言
第1 章 海底光纜通信系統(tǒng)介紹 1
1. 1 概述 1
1. 2 海底光纜通信系統(tǒng)簡介 2
1. 3 海底光纜通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5
1. 3. 1 世界海底通信的發(fā)展歷程 5
1. 3. 2 國內(nèi)海底光纜通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 8
1. 3. 3 海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展 14
1. 3. 4 推動海底光纜通信發(fā)展的主要因素 17
1. 3. 5 海底光纜通信的重要性 18
1. 3. 6 海底光纜通信系統(tǒng)的運(yùn)維特點(diǎn)及面臨的問題 18
1. 3. 7 海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展展望 20
1. 4 海底光纜通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)簡介 22
1. 4. 1 標(biāo)準(zhǔn)化的必要性、作用 22
1. 4. 2 標(biāo)準(zhǔn)化組織介紹 23
1. 4. 3 ITU-T 的海底光纜通信標(biāo)準(zhǔn)介紹 25
1. 4. 4 國內(nèi)的主要標(biāo)準(zhǔn)介紹 31
1. 4. 5 小結(jié) 36
參考文獻(xiàn) 38
第2 章 海底光纜系統(tǒng)分類與組成 39
2. 1 海纜通信系統(tǒng)組成及工作原理 39
2. 1. 1 海纜系統(tǒng)分類及組成 39
2. 1. 2 海底光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 43
2. 1. 3 海底光纜系統(tǒng)傳輸技術(shù)體制 47
2. 1. 4 海底光纜系統(tǒng)保護(hù)倒換機(jī)制 51
2. 2 海纜通信系統(tǒng)設(shè)備 52
2. 2. 1 岸上端站設(shè)備 52
2. 2. 2 水下設(shè)備 93
Ⅷ
參考文獻(xiàn) 105
第3 章 海底光纜通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 106
3. 1 影響海底光纜通信系統(tǒng)性能的主要因素 106
3. 1. 1 光信噪比 106
3. 1. 2 色散 107
3. 1. 3 非線性 108
3. 2 前向糾錯技術(shù) 108
3. 3 色散補(bǔ)償與色散管理技術(shù) 113
3. 3. 1 單模光纖的色散及對系統(tǒng)的影響 113
3. 3. 2 色散補(bǔ)償技術(shù) 115
3. 3. 3 色散管理技術(shù) 121
3. 4 光調(diào)制技術(shù) 123
3. 4. 1 光調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ) 123
3. 4. 2 光調(diào)制技術(shù)分類 125
3. 4. 3 調(diào)制編碼方式 126
3. 4. 4 超高速系統(tǒng)其他調(diào)制方式 129
3. 5 偏振復(fù)用/相干接收技術(shù) 131
3. 5. 1 偏振復(fù)用/相干接收技術(shù)在100Gbit/ s 海底光纜通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 133
3. 5. 2 偏振復(fù)用技術(shù) 133
3. 5. 3 相干檢測技術(shù) 134
3. 6 數(shù)字信號處理(DSP) 技術(shù) 136
3. 6. 1 DSP 在高比特率光纖通信系統(tǒng)中的作用 136
3. 6. 2 DSP 技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 138
3. 6. 3 100Gbit/ s DSP 140
3. 7 超高速傳輸技術(shù) 141
3. 7. 1 100Gbit/ s 系統(tǒng)對OSNR 的要求 141
3. 7. 2 超高速技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式 142
3. 7. 3 基于CO-WDM 技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 144
3. 7. 4 基于OFDM 技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 146
3. 7. 5 基于奈奎斯特技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 148
參考文獻(xiàn) 150
第4 章 海底光纜通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 152
4. 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則 152
4. 1. 1 概述 152
4. 1. 2 總體設(shè)計(jì)要求 153
4. 2 規(guī)模容量的確定 154
4. 2. 1 規(guī)模容量確定原則 154
4. 2. 2 海底光纜通信系統(tǒng)制式 155
Ⅸ
4. 3 技術(shù)方案的確定 156
4. 3. 1 無中繼系統(tǒng)技術(shù)方案 156
4. 3. 2 有中繼系統(tǒng)技術(shù)方案 160
4. 4 終端設(shè)備的選型 162
4. 4. 1 基本要求 162
4. 4. 2 光傳輸終端 163
4. 4. 3 光放大器 177
4. 5 海底設(shè)備的選型 180
4. 5. 1 海纜接頭盒 180
4. 5. 2 海底分支器 182
4. 5. 3 海底光中繼器 183
4. 5. 4 海底光均衡器 184
4. 6 海底光纜的選型 184
4. 6. 1 光纖選型 185
4. 6. 2 光纜選型 185
4. 7 海纜監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 188
4. 8 遠(yuǎn)供電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 189
4. 9 網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì) 191
4. 10 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 192
4. 11 系統(tǒng)維護(hù)余量設(shè)計(jì) 194
4. 12 系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 195
4. 12. 1 海底光纜通信工程內(nèi)容 195
4. 12. 2 海底光纜通信工程要求 200
4. 12. 3 海底光纜路由桌面預(yù)選 201
4. 12. 4 海底光纜路由現(xiàn)場勘察 203
4. 12. 5 海底光纜敷設(shè)安裝要求 211
4. 12. 6 海底光纜登陸站要求 216
4. 13 維護(hù)工具及儀表的配置 217
參考文獻(xiàn) 218
第5 章 海底光纜通信系統(tǒng)工程建設(shè)技術(shù) 220
5. 1 工程建設(shè)概述 220
5. 2 通信系統(tǒng)工作環(huán)境要求 220
5. 2. 1 機(jī)房層高及室內(nèi)凈高要求 220
5. 2. 2 設(shè)備供電環(huán)境要求 220
5. 2. 3 設(shè)備電磁屏蔽要求 221
5. 2. 4 設(shè)備防雷與接地要求 221
5. 2. 5 通信系統(tǒng)裝機(jī)條件要求 221
5. 3 通信系統(tǒng)設(shè)備安裝 222
Ⅹ
5. 3. 1 設(shè)備選型要求 222
5. 3. 2 設(shè)備配置要求 223
5. 3. 3 設(shè)備布置要求 223
5. 3. 4 設(shè)備安裝要求 224
5. 3. 5 局內(nèi)工程布線要求與線纜選擇 224
5. 3. 6 電源系統(tǒng)及接地 226
5. 4 通信系統(tǒng)線路工程敷設(shè) 227
5. 4. 1 海底光纜線路路由的選擇原則 227
5. 4. 2 海底光纜的敷設(shè)和工程設(shè)計(jì)要求 228
5. 4. 3 海纜登陸站的選擇 229
5. 4. 4 遠(yuǎn)供系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)要求 229
5. 4. 5 輔助
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