光纖復(fù)用技術(shù)在海上采油平臺的應(yīng)用

摘要：光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是“光的全反射”。由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被廣泛應(yīng)用于長距離的信息傳遞。

海上采油平臺間的通訊聯(lián)系一般通過海底光纖進(jìn)行雙向通訊。本文通過故障光纖的檢查，對光纖復(fù)用技術(shù)進(jìn)行研究測試，驗(yàn)證了光纖復(fù)用技術(shù)在海上采油平臺間通訊的可用性，同時(shí)也是光纖復(fù)用設(shè)備首次在采油平臺使用，對解決海上平臺光纖故障不易重新鋪設(shè)類似問題的提供了新思路，具有一定的推廣參考意義。

關(guān)鍵詞：光纖通訊;復(fù)用技術(shù);解決措施

海上中心平臺與井口平臺之間的通訊采用海底光纖進(jìn)行雙向通訊，中心平臺及井口平臺中央控制室分別配置了兩臺安奈特光纖轉(zhuǎn)換器，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行光電信號的轉(zhuǎn)換，使中心平臺中央控制室能夠監(jiān)視到井口平臺的生產(chǎn)狀況。報(bào)房光端機(jī)使用光纖實(shí)現(xiàn)辦公網(wǎng)絡(luò)及程控系統(tǒng)之間信號的傳遞。

光復(fù)用技術(shù)種類很多，其中最為重要的是波分復(fù)用（WDM）技術(shù)和光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)。波分復(fù)用（WDM）是將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器（亦稱合波器，Multiplexer）匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù); 在接收端經(jīng)解復(fù)用器（亦稱分波器或稱去復(fù)用器，Demultiplexer）將各種波長的光載波分離，然后由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號。這種在同一根光纖中同時(shí)傳輸兩個(gè)或眾多不同波長光信號的技術(shù)，稱為波分復(fù)用。

海上采油平臺在用光纖設(shè)備均是采用一收一發(fā)雙芯光纖實(shí)現(xiàn)通訊，光纖復(fù)用技術(shù)可只用一芯光纖實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同波長光信號通訊，通過光纖復(fù)用技術(shù)在海上采油平臺的應(yīng)用，將會解決平臺光纖故障無備用光纖可用的窘境。

本文是波分復(fù)用（WDM）技術(shù)在海上采油平臺的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)中心平臺與井口平臺間設(shè)備的通訊。

1、問題描述

中心平臺至井口平臺光纖曾出現(xiàn)故障，監(jiān)控畫面無法顯示設(shè)備參數(shù)，辦公網(wǎng)絡(luò)和電話無法使用。檢查發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)EMS（電能管理系統(tǒng)）交換機(jī)光纖接口狀態(tài)燈無閃爍;報(bào)房程控機(jī)與井口平臺通訊卡指示燈報(bào)警，其他通訊設(shè)備運(yùn)行正常，Ping 井口平臺網(wǎng)絡(luò)無法通訊;檢查中控系統(tǒng)中心平臺與井口平臺通訊正常。通過上述檢查，初步判斷部分光纖存在故障。

由于海底光纖位于海底，故障點(diǎn)難以精確查找，維修成本高，且檢修耗時(shí)耗力，經(jīng)濟(jì)效益差。許多原來應(yīng)用于陸地光纖的維護(hù)測試方法已經(jīng)不再適用，在海底光纖出現(xiàn)較大衰減不滿足使用要求時(shí)，如何快速使光纖恢復(fù)通訊功能是此次排查的難點(diǎn)。

2、問題處理過程

光纖通訊中斷后，平臺采用了以下方式進(jìn)行排查：

對光纖進(jìn)行打光測試，電網(wǎng)EMS（電能管理系統(tǒng)）用的四芯光纖三芯透光，一芯不透光;通訊用的兩芯光纖，一芯透光，一芯不透光。將透光的兩芯光纖接入EMS交換機(jī)無法建立通訊;將電網(wǎng)EMS（電能管理系統(tǒng)）透光的一芯光纖給通訊使用，平臺通訊網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，電網(wǎng)EMS無法通訊。

用OTDR光纖檢測儀對光纖進(jìn)行檢測，光纖衰減數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表如下：

從表中數(shù)據(jù)可以看出，故障光纖的平均損耗比部分在用正常的光纖的平均損耗還低，據(jù)此判斷故障光纖有恢復(fù)通訊使用的可能。通過對波分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行研究、探討，波分復(fù)用技術(shù)在理論上可以滿足海上采油平臺的通訊需求。隨即利用光纖復(fù)用設(shè)備進(jìn)行通訊測試，本次測試?yán)脻櫣獍僬讍卫w收發(fā)器進(jìn)行測試，該收發(fā)器利用波分復(fù)用技術(shù)使單根光纖可以完成雙向通訊，可以極大提高光纖網(wǎng)絡(luò)的利用率，節(jié)省光纖資源。

首先對中控通訊用光纖進(jìn)行測試，中心平臺與井口平臺同時(shí)接入單纖雙向收發(fā)器，中控能夠?qū)崿F(xiàn)正常通訊，測試運(yùn)行通訊效果良好。通過更換井口平臺中控柜至EMS控制柜的光纖，并將單纖雙向收發(fā)器同時(shí)接入電網(wǎng)EMS系統(tǒng)，電網(wǎng)EMS系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)單根光纖通訊。由于潤光百兆單纖收發(fā)器測試只有一芯光纖可以用于電網(wǎng)EMS通訊，再次更換為更大功率光纖復(fù)用設(shè)備進(jìn)行測試。此次測試設(shè)備為瑞斯康達(dá)快速千兆以太網(wǎng)收發(fā)器，設(shè)備照片如下：

瑞斯康達(dá)快速千兆以太網(wǎng)收發(fā)器

該收發(fā)器配有可傳輸80Km光口，可實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的通訊。大功率光纖復(fù)用設(shè)備測試有兩芯光纖可以用于電網(wǎng)EMS通訊。通過潤光百兆單纖收發(fā)器測試得知井口平臺海纜箱至EMS控制柜的光纖存在較大衰減，更換完井口平臺海纜箱至EMS控制柜段的光纖后利用大功率復(fù)用設(shè)備進(jìn)行測試，四芯光纖均能夠?qū)崿F(xiàn)通訊。電網(wǎng)EMS系統(tǒng)利用大功率光纖復(fù)用設(shè)備能穩(wěn)定通訊，通訊效果良好。

3、成果及意義

海上平臺間通訊光纖故障無備用光纖可用情況下，為盡快恢復(fù)設(shè)備通訊，可使用光纖復(fù)用設(shè)備利用一芯光纖實(shí)現(xiàn)了中控及電網(wǎng)的雙向通訊，驗(yàn)證了光纖復(fù)用技術(shù)在采油平臺的可用性。在海底光纖部分通道故障無法處理時(shí)，我們可以通過減少平臺環(huán)節(jié)光纖的衰減來達(dá)到光纖使用的要求;光纖衰減增大后也可以通過更換大功率的光纖復(fù)用設(shè)備恢復(fù)通訊。這是光纖復(fù)用技術(shù)在采油平臺的首次使用，解決海上平臺光纖故障不易重新鋪設(shè)類似問題的提供了新思路。

參考文獻(xiàn)

[1]孫學(xué)康、張金菊. 光纖通訊[M]. 廈門大學(xué)出版社， 2010.

[2]胡慶 王敏琦.光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò) [M]. 電子工業(yè)出版社， 2009.

作者信息：

作者簡介：段海洋（1986- ），男，漢族，本科，工程師，現(xiàn)從事海上平臺油氣田電氣維修工作。