剖析光缆网络敷设与测试

剖析光缆网络敷设与测试

随着光纤传输技(jì )术的日渐成熟以及光纤在价格上越来越低，传统的同轴電(diàn)缆传输越来越不适应今天光電(diàn)网络的发展，而作(zuò)為(wèi)传播信息载體(tǐ)的光纤，具(jù)有(yǒu)传输损耗小(xiǎo)、传输距离遠(yuǎn)、工(gōng)作(zuò)频带宽、抗干扰能(néng)力强等优点，使之成為(wèi)光電(diàn)网络最理(lǐ)想的传播载體(tǐ)。光纤是由极纯净的石英制成。光纤有(yǒu)線(xiàn)電(diàn)视中(zhōng)只使用(yòng)单模光纤，其包层直径為(wèi)125μm，缓冲层直径為(wèi)250μm，通光部分(fēn)的芯径只有(yǒu)8～10μm。光缆的敷设与施工(gōng)应考虑的事项与電(diàn)缆工(gōng)程大致相同。但光纤抗张力、抗侧压性能(néng)差，容易折断，因此在施工(gōng)方法、工(gōng)艺要求、工(gōng)序流程等方面技(jì )术要求较高，对测试仪器仪表、机具(jù)工(gōng)具(jù)、辅助材料等要求精(jīng)度高、干燥清洁，还要求操作(zuò)人员有(yǒu)较高的技(jì )术知识和操作(zuò)技(jì )能(néng)。

光缆施工(gōng)大致分(fēn)為(wèi)以下几步：准备→路由工(gōng)程→光缆敷设→光缆接续→工(gōng)程验收。

1.准备工(gōng)作(zuò)

(1)检查设计资料、原材料、施工(gōng)工(gōng)具(jù)和器材是否齐全，光纤熔接用(yòng)设备由厂家负责，可(kě)暂不考虑。

(2)组建一支高素质(zhì)的施工(gōng)队伍。这一点至关重要，因為(wèi)光纤施工(gōng)比電(diàn)缆施工(gōng)要求要严格得多(duō)，任何施工(gōng)中(zhōng)的疏忽都将可(kě)能(néng)造成光纤损耗增大，甚至断芯。

2.路由工(gōng)程

(1)光缆敷设前首先要对光缆经过的路由做认真勘查，了解当地道路建设和规划，尽量避开坑塘、打麦场、加油站等这些潜在的隐患。路由确定后，对其長(cháng)度做实际测量，精(jīng)确到50m之内。还要加上布放时的自然弯曲和各种预留長(cháng)度，各种预留还包括插入孔内弯曲、杆上预留、接头两端预留、水平面弧度增加等其他(tā)特殊预留。為(wèi)了使光缆在发生断裂时再接续，应在每百米处留有(yǒu)一定裕量，裕量長(cháng)度一般為(wèi)5%～10%，根据实际需要的長(cháng)度订購(gòu)，并在绕盘时注明。

(2)画路径施工(gōng)图。在预先栽好的電(diàn)杆上编号，画出路径施工(gōng)图，并说明每根電(diàn)杆或地下管道出口電(diàn)杆的号码以及管道長(cháng)度，并定出需要留出裕量的長(cháng)度和位置。这样可(kě)有(yǒu)效地利用(yòng)光缆的長(cháng)度，合理(lǐ)配置，使熔接点尽量减少。

(3)两根光纤接头处最好安(ān)设在地势平坦、地质(zhì)稳固的地点，避开水塘、河流、沟渠及道路，最好设在電(diàn)杆或管道出口处，架空光缆接头应落在電(diàn)杆旁0.5～1m左右，这一工(gōng)作(zuò)称為(wèi)“配盘”。合理(lǐ)的配盘可(kě)以减少熔接点。另外在施工(gōng)图上还应说明熔接点位置，当光缆发生断点时，便于迅速用(yòng)仪器找到断点进行维修。

3.光缆敷设

(1)同一批次的光纤，其模场直径基本相同，光纤在某点断开后，两端间的模场可(kě)视為(wèi)一致，因而在此断开点熔接可(kě)使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。所以要求光缆生产(chǎn)厂家用(yòng)同一批次的裸纤，按要求的光缆長(cháng)度连续生产(chǎn)，在每盘上顺序编号，并分(fēn)别标明A(红色)、B(绿色)端，不得跳号。架设光缆时需按编号沿确定的路由顺序布放，并保证前盘光缆的B端要和后一盘光缆的A端相连，从而保证接续时两光纤端面模场直径基本相同，使熔接损耗值达到最小(xiǎo)。

(2)架空光缆可(kě)用(yòng)7?N2.2mm的镀锌钢绞線(xiàn)作(zuò)悬挂光缆的吊線(xiàn)。吊線(xiàn)与光缆要良好接地，要有(yǒu)防雷、防電(diàn)措施，并有(yǒu)防震、防风的机械性能(néng)。架空吊線(xiàn)与電(diàn)力線(xiàn)的水平与垂直距离要2m以上，离地面最小(xiǎo)高度為(wèi)5m，离房顶最小(xiǎo)距离為(wèi)1.5m。架空光缆的挂式有(yǒu)3种：吊線(xiàn)托挂式、吊線(xiàn)缠绕式与自承式。自承式不用(yòng)钢绞吊線(xiàn)，光缆下垂，承受风荷力较差，因此常用(yòng)吊挂式。

(3)架空光缆布放。由于光缆的卷盘長(cháng)度比電(diàn)缆長(cháng)得多(duō)，長(cháng)度可(kě)能(néng)达几千米，故受到允许的额定拉力和弯曲半径的限制，在施工(gōng)中(zhōng)特别注意不能(néng)猛拉和发生扭结现象。一般光缆可(kě)允许的拉力约為(wèi)150～200kg，光缆转弯时弯曲半径应大于或等于光缆外径的10～15倍，施工(gōng)布放时弯曲半径应大于或等于20倍。為(wèi)了避免由于光缆放置于路段中(zhōng)间，离電(diàn)杆约20m处，向两反方向架设，先架设前半卷，在把后半卷光缆从盘上放下来，按“8”字型方式放在地上，然后布放。

(4)在光缆布放时，严禁光缆打小(xiǎo)圈及折、扭曲，并要配备一定数量的对讲机，“前走后跟，光缆上肩”的放缆方法，能(néng)够有(yǒu)效地防止背扣的发生，还要注意用(yòng)力均匀，牵引力不超过光缆允许的80%，瞬间最大牵引力不超过100%。另外，架设时，在光缆的转弯处或地形较复杂处应有(yǒu)专人负责，严禁車(chē)辆碾压。架空布放光缆使用(yòng)滑轮車(chē)，在架杆和吊線(xiàn)上预先挂好滑轮(一般每10～20m挂一个滑轮)，在光缆引上滑轮、引下滑轮处减少垂度，减小(xiǎo)所受张力。然后在滑轮间穿好牵引绳，牵引绳系住光缆的牵引头，用(yòng)一定牵引力让光缆爬上架杆，吊挂在吊線(xiàn)上。光缆挂钩的间距為(wèi)40cm，挂钩在吊線(xiàn)上的搭扣方向要一致，每根電(diàn)杆处要有(yǒu)凸型滴水沟，每盘光缆在接头处应留有(yǒu)杆長(cháng)加3m的余量，以便接续盒地面熔接操作(zuò)，并且每隔几百米要有(yǒu)一定的盘留。

4.光缆接续

(1)常见的光缆有(yǒu)层绞式、骨架式和中(zhōng)心束管式光缆，纤芯的颜色按顺序分(fēn)為(wèi)本、橙、绿、棕、灰、白、黑、红、黄、紫、粉红、青绿，这称為(wèi)纤芯颜色的全色谱，有(yǒu)些光缆厂家用(yòng)“蓝”替换色谱中(zhōng)的某颜色。多(duō)芯光缆把不同颜色的光纤放在同一束管中(zhōng)成為(wèi)一组，这样一根多(duō)芯光缆里就可(kě)能(néng)有(yǒu)好几个束管。正对光缆横截面，把红束管看作(zuò)光缆的第一束管，顺时针依次為(wèi)白一、白二、白三……最后一根是绿束管。光纤接续，应遵循的原则是：芯数相等时，相同束管内的对应色光纤对接，芯数不同时，按顺序先接芯数大的，再接芯数小(xiǎo)的。

(2)光纤接续的过程和步骤：

a.开剥光缆，并将光缆固定到接续盒内。

b.分(fēn)纤将光纤穿过热缩管。将不同束管、不同颜色的光纤分(fēn)开。穿过热缩管。剥取涂覆层的光纤很(hěn)脆弱，使用(yòng)热缩管，可(kě)以保护光纤熔接头。

c.打开熔接机電(diàn)源，选择合适的熔接程序。每次使用(yòng)熔接机前，应使熔接机在熔接环境中(zhōng)放置至少十五分(fēn)钟，并在使用(yòng)中(zhōng)和使用(yòng)后及时去除熔接机中(zhōng)的灰尘，特别是夹具(jù)、各镜面型槽内的粉尘和光纤碎末。

d.制作(zuò)光纤端面。光纤端面制作(zuò)的好坏将直接影响接续质(zhì)量，所以在熔接前，一定要做好合格的端面。

e.放置光纤。将光纤放在熔接机的V形槽中(zhōng)，小(xiǎo)心压上光纤压板和光纤夹具(jù)，要根据光纤切割長(cháng)度设置光纤在压板中(zhōng)的位置，关上防风罩。

f.接续光纤，按下start键后，光纤相向移动，移动过程中(zhōng)，进行预加热放電(diàn)使端面软化，由于表面张力作(zuò)用(yòng)，光纤端面变圆，进一步对准中(zhōng)心，并移动光纤，当光纤端面之间的间隙合适后熔接机停止相向移动，设定初始间隙，熔接机测量，并显示切割角度。在初始间隙设定完成后，开始执行纤芯或包层对准，然后熔接机减小(xiǎo)间隙，高压放電(diàn)产(chǎn)生的電(diàn)弧将两根光纤熔接在一起，最后微处理(lǐ)器估算损耗，并将数值显示在显示器上。

g.移出光纤用(yòng)加热炉加热热缩管。打开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中(zhōng)心，放到加热炉中(zhōng)加热，完毕后从加热器中(zhōng)取出光纤，冷却等待。

h.盘纤并固定。将接续好的光纤盘到光纤收容盘上，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个線(xiàn)路的损耗越小(xiǎo)，所以一定要保持一定的半径，使激光在纤芯里传输时，避免产(chǎn)生不必要的损耗产(chǎn)生。

i.密封和挂起。野外接续盒一定要密封好，防止进水。

5.工(gōng)程验收

工(gōng)程验收是光缆施工(gōng)的最后一个环节，除了杆路验收外，用(yòng)OTDR(光时域反射计)测试仪测试光纤链路损耗最能(néng)说明光缆施工(gōng)质(zhì)量的好坏，施工(gōng)好的光缆工(gōng)程。OTDR测试图整體(tǐ)显得平滑，各段斜率一致，更无断点。最后验证整个光纤链路损耗是否在设计范围之内。施工(gōng)完成后，还要用(yòng)OTDR测试议和打印机打印出OTDR测试图作(zuò)為(wèi)资料保存起来，為(wèi)以后光缆線(xiàn)路维护做准备。

6.光缆测试

光纤在架设、熔接完工(gōng)后就是测试工(gōng)作(zuò)，使用(yòng)的仪器主要是OTDR测试仪，用(yòng)OTDR测试仪，可(kě)以测试：a.光纤断点的位置;b.光纤链路的全程损耗;c.了解沿光纤長(cháng)度的损耗分(fēn)布;d.光纤接续点的接头损耗。

為(wèi)了测试准确，OTDR测试仪的脉冲大小(xiǎo)和宽度要适当选择，按照厂方给出的折射率n值的指标设定。在判断故障点时，如果光缆長(cháng)度预先不知道，可(kě)先放在自动位置，找出故障点的大體(tǐ)地点，然后放在手动位置，将脉冲大小(xiǎo)和宽度选择小(xiǎo)一点，但要与光缆長(cháng)度相对应，盲區(qū)减小(xiǎo)直至与坐(zuò)标線(xiàn)重合。脉宽越小(xiǎo)越精(jīng)确，当然脉冲太小(xiǎo)后曲線(xiàn)显示出现噪波，要恰到好处。再就是加接探纤盘。目的是為(wèi)了防止近处有(yǒu)盲區(qū)不易发觉。关于判断断点时，如果断点不在接续盒处，将就近处接续盒打开，接上OTDR测试仪，测试故障点距测试点的准确距离，利用(yòng)光缆上的米标就很(hěn)容易找出故障点。利用(yòng)米标查找故障时，对层绞式光缆还有(yǒu)一个绞合率问题，那就是光缆的長(cháng)度和光纤的長(cháng)度并不相等，光纤的長(cháng)度大约是光缆長(cháng)度的1.005倍。

利用(yòng)上述方法，我们已成功排除多(duō)处断点和高损耗点。根据经验，高损耗点主要是光缆在架设过程中(zhōng)打折造成的，如遇打折，要用(yòng)手顺其反方向校正，还不能(néng)解决，那只有(yǒu)加接续盒，别无它法。在使用(yòng)OTDR测试仪时，我们发现同一接续点从两个方向测试，接头损耗相差很(hěn)多(duō)，这是由于光缆的模场直径影响它的后向散射，因此在接头两边的光纤可(kě)能(néng)会产(chǎn)生不同的后向散射，从而遮蔽接头的真实损耗。如果从两个方向测量接头的损耗，并求出这两个结果的平均值，便可(kě)消除单向OTDR测量的人為(wèi)因素误差。由此看来，仅从一个方向测量接头损耗，其结果并不十分(fēn)准确。