剖析光纜網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)與測(cè)試

隨著光纖傳輸技術(shù)的日漸成熟以及光纖在價(jià)格上越來(lái)越低，傳統(tǒng)的同軸電纜傳輸越來(lái)越不適應(yīng)今天光電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，而作為傳播信息載體的光纖，具有傳輸損耗小、傳輸距離遠(yuǎn)、工作頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使之成為光電網(wǎng)絡(luò)最理想的傳播載體。光纖是由極純凈的石英制成。光纖有線電視中只使用單模光纖，其包層直徑為125μm，緩沖層直徑為250μm，通光部分的芯徑只有8～10μm。光纜的敷設(shè)與施工應(yīng)考慮的事項(xiàng)與電纜工程大致相同。但光纖抗張力、抗側(cè)壓性能差，容易折斷，因此在施工方法、工藝要求、工序流程等方面技術(shù)要求較高，對(duì)測(cè)試儀器儀表、機(jī)具工具、輔助材料等要求精度高、干燥清潔，還要求操作人員有較高的技術(shù)知識(shí)和操作技能。

光纜施工大致分為以下幾步：準(zhǔn)備→路由工程→光纜敷設(shè)→光纜接續(xù)→工程驗(yàn)收。

1.準(zhǔn)備工作

(1)檢查設(shè)計(jì)資料、原材料、施工工具和器材是否齊全，光纖熔接用設(shè)備由廠家負(fù)責(zé)，可暫不考慮。

(2)組建一支高素質(zhì)的施工隊(duì)伍。這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)楣饫w施工比電纜施工要求要嚴(yán)格得多，任何施工中的疏忽都將可能造成光纖損耗增大，甚至斷芯。

2.路由工程

(1)光纜敷設(shè)前首先要對(duì)光纜經(jīng)過(guò)的路由做認(rèn)真勘查，了解當(dāng)?shù)氐缆方ㄔO(shè)和規(guī)劃，盡量避開(kāi)坑塘、打麥場(chǎng)、加油站等這些潛在的隱患。路由確定后，對(duì)其長(zhǎng)度做實(shí)際測(cè)量，精確到50m之內(nèi)。還要加上布放時(shí)的自然彎曲和各種預(yù)留長(zhǎng)度，各種預(yù)留還包括插入孔內(nèi)彎曲、桿上預(yù)留、接頭兩端預(yù)留、水平面弧度增加等其他特殊預(yù)留。為了使光纜在發(fā)生斷裂時(shí)再接續(xù)，應(yīng)在每百米處留有一定裕量，裕量長(zhǎng)度一般為5%～10%，根據(jù)實(shí)際需要的長(zhǎng)度訂購(gòu)，并在繞盤(pán)時(shí)注明。

(2)畫(huà)路徑施工圖。在預(yù)先栽好的電桿上編號(hào)，畫(huà)出路徑施工圖，并說(shuō)明每根電桿或地下管道出口電桿的號(hào)碼以及管道長(zhǎng)度，并定出需要留出裕量的長(zhǎng)度和位置。這樣可有效地利用光纜的長(zhǎng)度，合理配置，使熔接點(diǎn)盡量減少。

(3)兩根光纖接頭處最好安設(shè)在地勢(shì)平坦、地質(zhì)穩(wěn)固的地點(diǎn)，避開(kāi)水塘、河流、溝渠及道路，最好設(shè)在電桿或管道出口處，架空光纜接頭應(yīng)落在電桿旁0.5～1m左右，這一工作稱(chēng)為“配盤(pán)”。合理的配盤(pán)可以減少熔接點(diǎn)。另外在施工圖上還應(yīng)說(shuō)明熔接點(diǎn)位置，當(dāng)光纜發(fā)生斷點(diǎn)時(shí)，便于迅速用儀器找到斷點(diǎn)進(jìn)行維修。

3.光纜敷設(shè)

(1)同一批次的光纖，其模場(chǎng)直徑基本相同，光纖在某點(diǎn)斷開(kāi)后，兩端間的模場(chǎng)可視為一致，因而在此斷開(kāi)點(diǎn)熔接可使模場(chǎng)直徑對(duì)光纖熔接損耗的影響降到最低程度。所以要求光纜生產(chǎn)廠家用同一批次的裸纖，按要求的光纜長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)，在每盤(pán)上順序編號(hào)，并分別標(biāo)明A(紅色)、B(綠色)端，不得跳號(hào)。架設(shè)光纜時(shí)需按編號(hào)沿確定的路由順序布放，并保證前盤(pán)光纜的B端要和后一盤(pán)光纜的A端相連，從而保證接續(xù)時(shí)兩光纖端面模場(chǎng)直徑基本相同，使熔接損耗值達(dá)到最小。

(2)架空光纜可用7?N2.2mm的鍍鋅鋼絞線作懸掛光纜的吊線。吊線與光纜要良好接地，要有防雷、防電措施，并有防震、防風(fēng)的機(jī)械性能。架空吊線與電力線的水平與垂直距離要2m以上，離地面最小高度為5m，離房頂最小距離為1.5m。架空光纜的掛式有3種：吊線托掛式、吊線纏繞式與自承式。自承式不用鋼絞吊線，光纜下垂，承受風(fēng)荷力較差，因此常用吊掛式。

(3)架空光纜布放。由于光纜的卷盤(pán)長(zhǎng)度比電纜長(zhǎng)得多，長(zhǎng)度可能達(dá)幾千米，故受到允許的額定拉力和彎曲半徑的限制，在施工中特別注意不能猛拉和發(fā)生扭結(jié)現(xiàn)象。一般光纜可允許的拉力約為150～200kg，光纜轉(zhuǎn)彎時(shí)彎曲半徑應(yīng)大于或等于光纜外徑的10～15倍，施工布放時(shí)彎曲半徑應(yīng)大于或等于20倍。為了避免由于光纜放置于路段中間，離電桿約20m處，向兩反方向架設(shè)，先架設(shè)前半卷，在把后半卷光纜從盤(pán)上放下來(lái)，按“8”字型方式放在地上，然后布放。

(4)在光纜布放時(shí)，嚴(yán)禁光纜打小圈及折、扭曲，并要配備一定數(shù)量的對(duì)講機(jī)，“前走后跟，光纜上肩”的放纜方法，能夠有效地防止背扣的發(fā)生，還要注意用力均勻，牽引力不超過(guò)光纜允許的80%，瞬間最大牽引力不超過(guò)100%。另外，架設(shè)時(shí)，在光纜的轉(zhuǎn)彎處或地形較復(fù)雜處應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，嚴(yán)禁車(chē)輛碾壓。架空布放光纜使用滑輪車(chē)，在架桿和吊線上預(yù)先掛好滑輪(一般每10～20m掛一個(gè)滑輪)，在光纜引上滑輪、引下滑輪處減少垂度，減小所受張力。然后在滑輪間穿好牽引繩，牽引繩系住光纜的牽引頭，用一定牽引力讓光纜爬上架桿，吊掛在吊線上。光纜掛鉤的間距為40cm，掛鉤在吊線上的搭扣方向要一致，每根電桿處要有凸型滴水溝，每盤(pán)光纜在接頭處應(yīng)留有桿長(zhǎng)加3m的余量，以便接續(xù)盒地面熔接操作，并且每隔幾百米要有一定的盤(pán)留。

4.光纜接續(xù)

(1)常見(jiàn)的光纜有層絞式、骨架式和中心束管式光纜，纖芯的顏色按順序分為本、橙、綠、棕、灰、白、黑、紅、黃、紫、粉紅、青綠，這稱(chēng)為纖芯顏色的全色譜，有些光纜廠家用“藍(lán)”替換色譜中的某顏色。多芯光纜把不同顏色的光纖放在同一束管中成為一組，這樣一根多芯光纜里就可能有好幾個(gè)束管。正對(duì)光纜橫截面，把紅束管看作光纜的第一束管，順時(shí)針依次為白一、白二、白三……最后一根是綠束管。光纖接續(xù)，應(yīng)遵循的原則是：芯數(shù)相等時(shí)，相同束管內(nèi)的對(duì)應(yīng)色光纖對(duì)接，芯數(shù)不同時(shí)，按順序先接芯數(shù)大的，再接芯數(shù)小的。

(2)光纖接續(xù)的過(guò)程和步驟：

a.開(kāi)剝光纜，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)。

b.分纖將光纖穿過(guò)熱縮管。將不同束管、不同顏色的光纖分開(kāi)。穿過(guò)熱縮管。剝?nèi)⊥扛矊拥墓饫w很脆弱，使用熱縮管，可以保護(hù)光纖熔接頭。

c.打開(kāi)熔接機(jī)電源，選擇合適的熔接程序。每次使用熔接機(jī)前，應(yīng)使熔接機(jī)在熔接環(huán)境中放置至少十五分鐘，并在使用中和使用后及時(shí)去除熔接機(jī)中的灰塵，特別是夾具、各鏡面型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎末。

d.制作光纖端面。光纖端面制作的好壞將直接影響接續(xù)質(zhì)量，所以在熔接前，一定要做好合格的端面。

e.放置光纖。將光纖放在熔接機(jī)的V形槽中，小心壓上光纖壓板和光纖夾具，要根據(jù)光纖切割長(zhǎng)度設(shè)置光纖在壓板中的位置，關(guān)上防風(fēng)罩。

f.接續(xù)光纖，按下start鍵后，光纖相向移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中，進(jìn)行預(yù)加熱放電使端面軟化，由于表面張力作用，光纖端面變圓，進(jìn)一步對(duì)準(zhǔn)中心，并移動(dòng)光纖，當(dāng)光纖端面之間的間隙合適后熔接機(jī)停止相向移動(dòng)，設(shè)定初始間隙，熔接機(jī)測(cè)量，并顯示切割角度。在初始間隙設(shè)定完成后，開(kāi)始執(zhí)行纖芯或包層對(duì)準(zhǔn)，然后熔接機(jī)減小間隙，高壓放電產(chǎn)生的電弧將兩根光纖熔接在一起，最后微處理器估算損耗，并將數(shù)值顯示在顯示器上。

g.移出光纖用加熱爐加熱熱縮管。打開(kāi)防風(fēng)罩，把光纖從熔接機(jī)上取出，再將熱縮管放在裸纖中心，放到加熱爐中加熱，完畢后從加熱器中取出光纖，冷卻等待。

h.盤(pán)纖并固定。將接續(xù)好的光纖盤(pán)到光纖收容盤(pán)上，在盤(pán)纖時(shí)，盤(pán)圈的半徑越大，弧度越大，整個(gè)線路的損耗越小，所以一定要保持一定的半徑，使激光在纖芯里傳輸時(shí)，避免產(chǎn)生不必要的損耗產(chǎn)生。

i.密封和掛起。野外接續(xù)盒一定要密封好，防止進(jìn)水。

5.工程驗(yàn)收

工程驗(yàn)收是光纜施工的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，除了桿路驗(yàn)收外，用OTDR(光時(shí)域反射計(jì))測(cè)試儀測(cè)試光纖鏈路損耗最能說(shuō)明光纜施工質(zhì)量的好壞，施工好的光纜工程。OTDR測(cè)試圖整體顯得平滑，各段斜率一致，更無(wú)斷點(diǎn)。最后驗(yàn)證整個(gè)光纖鏈路損耗是否在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。施工完成后，還要用OTDR測(cè)試議和打印機(jī)打印出OTDR測(cè)試圖作為資料保存起來(lái)，為以后光纜線路維護(hù)做準(zhǔn)備。

6.光纜測(cè)試

光纖在架設(shè)、熔接完工后就是測(cè)試工作，使用的儀器主要是OTDR測(cè)試儀，用OTDR測(cè)試儀，可以測(cè)試：a.光纖斷點(diǎn)的位置;b.光纖鏈路的全程損耗;c.了解沿光纖長(zhǎng)度的損耗分布;d.光纖接續(xù)點(diǎn)的接頭損耗。

為了測(cè)試準(zhǔn)確，OTDR測(cè)試儀的脈沖大小和寬度要適當(dāng)選擇，按照廠方給出的折射率n值的指標(biāo)設(shè)定。在判斷故障點(diǎn)時(shí)，如果光纜長(zhǎng)度預(yù)先不知道，可先放在自動(dòng)位置，找出故障點(diǎn)的大體地點(diǎn)，然后放在手動(dòng)位置，將脈沖大小和寬度選擇小一點(diǎn)，但要與光纜長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，盲區(qū)減小直至與坐標(biāo)線重合。脈寬越小越精確，當(dāng)然脈沖太小后曲線顯示出現(xiàn)噪波，要恰到好處。再就是加接探纖盤(pán)。目的是為了防止近處有盲區(qū)不易發(fā)覺(jué)。關(guān)于判斷斷點(diǎn)時(shí)，如果斷點(diǎn)不在接續(xù)盒處，將就近處接續(xù)盒打開(kāi)，接上OTDR測(cè)試儀，測(cè)試故障點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的準(zhǔn)確距離，利用光纜上的米標(biāo)就很容易找出故障點(diǎn)。利用米標(biāo)查找故障時(shí)，對(duì)層絞式光纜還有一個(gè)絞合率問(wèn)題，那就是光纜的長(zhǎng)度和光纖的長(zhǎng)度并不相等，光纖的長(zhǎng)度大約是光纜長(zhǎng)度的1.005倍。

利用上述方法，我們已成功排除多處斷點(diǎn)和高損耗點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，高損耗點(diǎn)主要是光纜在架設(shè)過(guò)程中打折造成的，如遇打折，要用手順其反方向校正，還不能解決，那只有加接續(xù)盒，別無(wú)它法。在使用OTDR測(cè)試儀時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)同一接續(xù)點(diǎn)從兩個(gè)方向測(cè)試，接頭損耗相差很多，這是由于光纜的模場(chǎng)直徑影響它的后向散射，因此在接頭兩邊的光纖可能會(huì)產(chǎn)生不同的后向散射，從而遮蔽接頭的真實(shí)損耗。如果從兩個(gè)方向測(cè)量接頭的損耗，并求出這兩個(gè)結(jié)果的平均值，便可消除單向OTDR測(cè)量的人為因素誤差。由此看來(lái)，僅從一個(gè)方向測(cè)量接頭損耗，其結(jié)果并不十分準(zhǔn)確。