通信光纜的敷設(shè)及測試技術(shù)探討

顧 偉

（江蘇金卓能技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211500）

引言

新一代的通信網(wǎng)絡(luò)更廣泛地采用光纖通信技術(shù)，多模光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)字電纜也是通信行業(yè)未來的發(fā)展趨勢[1]。但是，與傳統(tǒng)的電纜相比，光纜在敷設(shè)和測試過程中有較高的技術(shù)要求，只有充分掌握并不斷改進(jìn)光纖的敷設(shè)和測試技術(shù)，才能更好地支持通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。

1 通信光纜施工概述

光纜是在光纖外部增加各類保護(hù)層而形成的通信線纜，當(dāng)前光纖的主要制造材料為玻璃纖維，具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢，這給運(yùn)輸和施工帶來了一定的便利。然而由于光纜的盤長遠(yuǎn)超普通電纜，而且在敷設(shè)中如有不當(dāng)容易折斷，因此對施工技術(shù)的要求較高[2]。只有嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，才能建成滿足設(shè)計(jì)文件規(guī)定的通信光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。

從施工的角度上看，光纜線路工程可以分為線路施工和設(shè)備施工兩部分，狹義的光纖施工主要是指線路部分的施工。以光纖分配架為界限，光連接器外側(cè)的線路安裝部分均屬于光纖線路施工，施工中除了涉及光纖本身之外，還需要使用連接器等光插件。光纖線路的施工關(guān)鍵技術(shù)包括敷設(shè)技術(shù)、連接技術(shù)和測試技術(shù)[3]。

2 通信光纜施工工序分析

在光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成之后，就進(jìn)入了施工階段。根據(jù)光纜的特點(diǎn)和工程技術(shù)要求，通信光纜的施工過程大致分為施工準(zhǔn)備、光纜敷設(shè)、光纖接續(xù)、性能測試和竣工驗(yàn)收等五個(gè)階段，其中從單盤檢驗(yàn)、路由準(zhǔn)備等工序均屬敷設(shè)前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。

3 光纜線路敷設(shè)技術(shù)要點(diǎn)分析

通信光纜的敷設(shè)方式可以分為多種類型，根據(jù)現(xiàn)場施工條件不同，可以選擇采用管道敷設(shè)、架空敷設(shè)和直埋敷設(shè)三種。

3.1 管道光纜敷設(shè)

在管道中敷設(shè)光纜之前，應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙檢查管孔的占用情況，對管孔進(jìn)行必要的清洗后預(yù)放塑料子管。檢查子管內(nèi)壁，保持光滑，不能有毛刺。子管布放時(shí)注意牽引力不能過大，且速度要保持均勻，避免出現(xiàn)扭曲和彎折。如果同時(shí)布放三根以上子管，必須做好明確的標(biāo)簽標(biāo)記。

管道內(nèi)光纜的長度在滿足使用要求的提前下，還需要預(yù)留一定的長度用于后期維護(hù)，在管道拐彎處增加接頭時(shí)，還要考慮接頭處的重疊長度。

在配盤階段，首先根據(jù)光纜盤號進(jìn)行排列，使首盤光纜的接頭落入人孔內(nèi)并有一定的預(yù)留長度。在敷設(shè)環(huán)節(jié)，為減少接頭的數(shù)量，要根據(jù)規(guī)范要求計(jì)算好光纜盤長，視具體條件選擇機(jī)械牽引或人工牽引。最好采用有超負(fù)荷自動(dòng)停機(jī)功能的牽引設(shè)備，以適應(yīng)敷設(shè)環(huán)境對牽引張力的影響。人工牽引時(shí)，每間隔若干個(gè)人孔安裝人員操作，分三到五段進(jìn)行。

3.2 架空光纜敷設(shè)

根據(jù)光纜架掛方式的不同，架空光纜敷設(shè)可以分為支承式和自承式兩種。支承式是指先將鋼絞線固定在桿子上，再將光纜托掛或綁扎在鋼絞線上；自承式無需另掛鋼絞線，直接把光纜固定在桿子上即可。支承式敷設(shè)方法在施工布放時(shí)比較方便，但是掛接位置易移動(dòng)，后期維護(hù)較困難。自承式敷設(shè)方法雖然可以節(jié)省鋼線成本和掛接維護(hù)費(fèi)用，但敷設(shè)過程對桿跟要求很高，后期維護(hù)難度更大。因此一般的通信光纜架空敷設(shè)都不會(huì)采用自承式方案。

對于支承式吊掛光纜，在架設(shè)時(shí)可以采用機(jī)械牽引，也可以采用人工牽引。光纜牽引前可通過引導(dǎo)器引上，再通過預(yù)先安裝在吊線上的滑輪進(jìn)行牽引。根據(jù)施工所在地的氣候特點(diǎn)，還應(yīng)在桿下設(shè)置伸縮彎，一般來說，北方和中部地區(qū)每桿設(shè)置一個(gè)，南方地區(qū)可間隔若干個(gè)桿子設(shè)置。

3.3 直埋光纜的敷設(shè)

直埋光纜是指通過挖掘溝壑將光纜直接埋在地表以下的敷設(shè)方式，為了保證光纜的安全，且不影響到地面的正常利用，光纜的埋深應(yīng)滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

光纜溝挖掘完成后，由專人驗(yàn)收通過后才能開始敷設(shè)光纜。對于穿越公路、鐵路、溝渠和河道等特殊位置，還應(yīng)預(yù)埋頂管、塑料管、鋼管等保護(hù)管件。敷設(shè)過程中，光纜的布放同樣可以采用機(jī)械牽引，也可以采用滑輪牽引或人工抬放。光纜敷設(shè)完成后先進(jìn)行驗(yàn)收，合格后進(jìn)行回填，如有必要還應(yīng)對回填區(qū)的路面進(jìn)行加固處理。

4 光纜線路的測試技術(shù)探討

通信光纜的線路測試包括單盤檢驗(yàn)測試、接頭損耗測試和線路衰減測試等項(xiàng)目，每個(gè)階段的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)都有所不同。

4.1 單盤檢驗(yàn)測試

在光纜進(jìn)入施工現(xiàn)場之前，必須對其進(jìn)行長度、衰減和后向信號等檢測，保證材料本身的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1）光纜長度檢驗(yàn)。由于光纜的特殊構(gòu)造設(shè)計(jì)以及制造過程中的不穩(wěn)定因素，光纜在出廠時(shí)打印的標(biāo)稱長度與實(shí)際的光纖長度往往有一定的差別，而實(shí)際敷設(shè)中主要考慮線纜的長度。檢驗(yàn)方法是使用ODTR測量每盤光纜的光纖實(shí)際總長，但ODTR測量結(jié)果往往大于標(biāo)稱值，因此可以根據(jù)每公里扭絞余長系數(shù)換算出光纜長度。但得注意的是，不同類型的光纜，其換算系數(shù)是不一樣的，例如中心束管式光纖和層絞式光纜等，應(yīng)取定不同的換算系數(shù)。光纜長度測量的準(zhǔn)確性對于后期的工程搶修、故障點(diǎn)定位具有重要參考價(jià)值。

2）衰減常數(shù)檢驗(yàn)。以光纜供應(yīng)商給出的標(biāo)稱衰減值為參考，對所有光纖進(jìn)行衰減測試，要求衰減的平均值不大于標(biāo)稱的衰減值，并且每芯光纖的衰減常數(shù)最大值小于規(guī)定的最大值。

3）后向信號檢查。正常的光纖其后向信號曲線是均勻衰減的，且比較平滑。如曲線出現(xiàn)明顯的跳躍、尖峰或斷點(diǎn)，則屬于不合格產(chǎn)品。

4.2 連接損耗測試

損耗是光纖的重要技術(shù)指標(biāo)，是影響光纖傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對光纜進(jìn)行連接損耗測試，是保證通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。

目前通信行業(yè)廣泛采用OTDR技術(shù)來測量光纖的連接損耗。在實(shí)際工程中，一個(gè)中繼段通常由若干盤光纖接續(xù)而成，由接續(xù)帶來的傳輸損耗是不可忽略的。另外，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，光纜在測試時(shí)，由兩端分別進(jìn)行測量的結(jié)果有一定的偏差，因此損耗值應(yīng)取兩端分別測量所得結(jié)果的平均值。

除了實(shí)際光纖質(zhì)量和敷設(shè)質(zhì)量之外，OTDR測試方法也會(huì)影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用OTDR測試損耗時(shí)，首先應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)臏y試條件，包括起點(diǎn)位置的設(shè)置、量程的設(shè)置、距離范圍的設(shè)置、脈寬及分度設(shè)置、測試波長的選擇和折射率的選擇。這些參數(shù)的準(zhǔn)確設(shè)置對于準(zhǔn)確測量光纜的連接損耗具有重要影響。例如，如果由于脈寬設(shè)置不當(dāng)，很可能會(huì)導(dǎo)致測試信號的二次反射，在屏幕中會(huì)出現(xiàn)異常的反射波形，這就是所謂的“鬼影”現(xiàn)象，此時(shí)可以對脈寬進(jìn)行調(diào)整，直到“鬼影”消失，才能得出正確的測量結(jié)果。

4.3 中繼光纜測試

中繼光纜測試是指以一個(gè)中斷段為單元進(jìn)行測試，一般在竣工驗(yàn)收階段進(jìn)行，是檢測施工質(zhì)量的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。中繼光纜測試廣泛采用插入法，該方法采用穩(wěn)定化激光光源和高性能光功率計(jì)，分別測量被測中繼段的入纖光功率及對端的出纖光功率，對兩者作差即為衰減量。中繼段光纜測試一般只需要在一個(gè)方向測試即可。此外，還可以采用后向法進(jìn)行測試，該方法采用OTDR進(jìn)行衰減測試，注意測試前要設(shè)置好合理的參數(shù)和條件。

5 結(jié)語

隨著技術(shù)的進(jìn)步，通信光纜敷設(shè)應(yīng)不斷適應(yīng)城市的發(fā)展，在施工技術(shù)上不斷改進(jìn)，進(jìn)一步提高光纜網(wǎng)絡(luò)的可靠性，降低施工及維護(hù)成本，使通信光纜網(wǎng)絡(luò)更好地服務(wù)于社會(huì)。