本書是“海纜工程技術叢書”的一個分冊，系統(tǒng)地介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的組成及關鍵技術、工程設計和建設、設備安裝及驗收、系統(tǒng)維護管理等方面的知識。讀者通過閱讀本書能夠了解海底光纜通信系統(tǒng)工程建設的一般要求。本書可作為海纜工程各技術領域的工具書和教材，供海纜通信專業(yè)工程設計、施工、維護和管理的人員使用，也可供從事海纜工程專業(yè)的科研教學人員參考。
本套叢書由國內(nèi)海纜工程的quan wei部門——中國人民解放軍海纜通信技術研究中心 組織編寫，涉及海纜工程的諸個方面，是一套全面、具有可指導性、可操作性的技術叢書！
海底光纜通信系統(tǒng)是國際通信、洲際通信的重要基礎設施, 具有超遠距離傳輸、大容量、高可靠性等特點, 是實現(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, 構成了一張不間斷的巨型網(wǎng)絡, 提供國際通信90%以上的業(yè)務量, 在世界經(jīng)濟發(fā)展、文化交流和社會進步的進程中正發(fā)揮著重要的作用。
本書是“海纜工程技術叢書” 的一個分冊, 系統(tǒng)地介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的組成及關鍵技術、工程設計和建設、設備安裝及驗收、系統(tǒng)維護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)工程建設的一般要求。本書可作為海纜工程各技術領域的工具書和教材, 供海纜通信專業(yè)的工程設計、施工、維護和管理人員使用, 也可供從事海纜工程專業(yè)的科研教學人員參考。
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)展歷程和相關標準規(guī)范情況, 讀者通過閱讀第1 章能夠對海底光纜通信系統(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、拓撲結構、傳輸體制和保護倒換, 然后詳細介紹了組成系統(tǒng)的相關設備, 包括光傳輸終端設備、光放大器、遠供電源設備、網(wǎng)絡管理設備、海纜線路監(jiān)測設備等岸上端站設備, 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備, 可使讀者對海底光纜通信的工作原理、系統(tǒng)構成和設備組成有一個基本的認識。第3 章重點闡述海底光纜通信系統(tǒng)的關鍵技術, 主要介紹影響海底光纜通信系統(tǒng)的關鍵因素, 以及解決這些影響的前向糾錯、色散補償、光調制、偏振復用/ 相干檢測、數(shù)字信號處理等技術, 還介紹了超高速傳輸技術的研究與試驗情況, 這些都是海底光纜通信系統(tǒng)的核心關鍵技術, 是讀者深入學習了解海底光纜通信的基礎。第4 章重點對海底光纜通信系統(tǒng)的設計方法進行了論述, 包括技術方案確定、海底光纜選型、設備選型等, 以及網(wǎng)管、海纜監(jiān)測、遠供電源等輔助系統(tǒng)的設計, 對系統(tǒng)可靠性設計、維護余量設Ⅵ 計也做了介紹, 可使讀者對海底光纜通信系統(tǒng)的設計思路和設計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, 主要是工作環(huán)境、設備安裝、線路工程、系統(tǒng)測試、工程驗收等方面的基本要求和作業(yè)方法, 涵蓋了工程建設的各個方面, 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)維護管理技術, 簡要介紹了光傳輸終端設備、海纜線路設備、海底光纜線路的維護技術和基本方法, 可使讀者對海底光纜通信系統(tǒng)的維護技術有一個基本的了解。第7 章介紹了海底光纜系統(tǒng)在其他領域的應用, 主要有海底光纜科學觀測站、區(qū)域科學觀測站、近海油氣通信系統(tǒng)三個方向的應用, 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)方面的應用前景, 有助于擴展對海底光纜系統(tǒng)應用發(fā)展的認識。
本書作者來自中國電子科技集團公司第三十四研究所和中國人民解放軍海軍工程大學, 他們都是長期從事光通信科研、工程和教學的技術骨干。
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公司第三十四研究所和中國人民解放軍海軍工程大學, 他們都是長期從事光通信科研、工程和教學的技術骨干。
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)的運維特點及面臨的問題 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)標準簡介 22
1. 4. 1 標準化的必要性、作用 22
1. 4. 2 標準化組織介紹 23
1. 4. 3 ITU-T 的海底光纜通信標準介紹 25
1. 4. 4 國內(nèi)的主要標準介紹 31
1. 4. 5 小結 36
參考文獻 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)絡拓撲結構 43
2. 1. 3 海底光纜系統(tǒng)傳輸技術體制 47
2. 1. 4 海底光纜系統(tǒng)保護倒換機制 51
2. 2 海纜通信系統(tǒng)設備 52
2. 2. 1 岸上端站設備 52
2. 2. 2 水下設備 93
Ⅷ
參考文獻 105
第3 章 海底光纜通信系統(tǒng)關鍵技術 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 108
3. 3 色散補償與色散管理技術 113
3. 3. 1 單模光纖的色散及對系統(tǒng)的影響 113
3. 3. 2 色散補償技術 115
3. 3. 3 色散管理技術 121
3. 4 光調制技術 123
3. 4. 1 光調制技術基礎 123
3. 4. 2 光調制技術分類 125
3. 4. 3 調制編碼方式 126
3. 4. 4 超高速系統(tǒng)其他調制方式 129
3. 5 偏振復用/相干接收技術 131
3. 5. 1 偏振復用/相干接收技術在100Gbit/ s 海底光纜通信系統(tǒng)中的應用 133
3. 5. 2 偏振復用技術 133
3. 5. 3 相干檢測技術 134
3. 6 數(shù)字信號處理(DSP) 技術 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 技術的實現(xiàn) 138
3. 6. 3 100Gbit/ s DSP 140
3. 7 超高速傳輸技術 141
3. 7. 1 100Gbit/ s 系統(tǒng)對OSNR 的要求 141
3. 7. 2 超高速技術實現(xiàn)方式 142
3. 7. 3 基于CO-WDM 技術的超高速傳輸技術 144
3. 7. 4 基于OFDM 技術的超高速傳輸技術 146
3. 7. 5 基于奈奎斯特技術的超高速傳輸技術 148
參考文獻 150
第4 章 海底光纜通信系統(tǒng)設計 152
4. 1 系統(tǒng)設計基本原則 152
4. 1. 1 概述 152
4. 1. 2 總體設計要求 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 技術方案的確定 156
4. 3. 1 無中繼系統(tǒng)技術方案 156
4. 3. 2 有中繼系統(tǒng)技術方案 160
4. 4 終端設備的選型 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)設計 188
4. 8 遠供電源系統(tǒng)設計 189
4. 9 網(wǎng)管系統(tǒng)設計 191
4. 10 系統(tǒng)可靠性設計 192
4. 11 系統(tǒng)維護余量設計 194
4. 12 系統(tǒng)工程設計 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 海底光纜敷設安裝要求 211
4. 12. 6 海底光纜登陸站要求 216
4. 13 維護工具及儀表的配置 217
參考文獻 218
第5 章 海底光纜通信系統(tǒng)工程建設技術 220
5. 1 工程建設概述 220
5. 2 通信系統(tǒng)工作環(huán)境要求 220
5. 2. 1 機房層高及室內(nèi)凈高要求 220
5. 2. 2 設備供電環(huán)境要求 220
5. 2. 3 設備電磁屏蔽要求 221
5. 2. 4 設備防雷與接地要求 221
5. 2. 5 通信系統(tǒng)裝機條件要求 221
5. 3 通信系統(tǒng)設備安裝 222
Ⅹ
5. 3. 1 設備選型要求 222
5. 3. 2 設備配置要求 223
5. 3. 3 設備布置要求 223
5. 3. 4 設備安裝要求 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 227
5. 4. 1 海底光纜線路路由的選擇原則 227
5. 4. 2 海底光纜的敷設和工程設計要求 228
5. 4. 3 海纜登陸站的選擇 229
5. 4. 4 遠供系統(tǒng)工程設計要求 229
5. 4. 5 輔助
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