剖析光纜網(wǎng)絡敷設與測試

隨著光纖傳輸技術的日漸成熟以及光纖在價格上越來越低，傳統(tǒng)的同軸電纜傳輸越來越不適應今天光電網(wǎng)絡的發(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、工作頻帶寬、抗干擾能力強等優(yōu)點，使之成為光電網(wǎng)絡最理想的傳播載體。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。光纜的敷設與施工應考慮的事項與電纜工程大致相同。但光纖抗張力、抗側壓性能差，容易折斷，因此在施工方法、工藝要求、工序流程等方面技術要求較高，對測試儀器儀表、機具工具、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知識和操作技能。

光纜施工大致分為以下幾步：準備→路由工程→光纜敷設→光纜接續(xù)→工程驗收。

1.準備工作

(1)檢查設計資料、原材料、施工工具和器材是否齊全，光纖熔接用設備由廠家負責，可暫不考慮。

(2)組建一支高素質(zhì)的施工隊伍。這一點至關重要，因為光纖施工比電纜施工要求要嚴格得多，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)光纜敷設前首先要對光纜經(jīng)過的路由做認真勘查，了解當?shù)氐缆方ㄔO和規(guī)劃，盡量避開坑塘、打麥場、加油站等這些潛在的隱患。路由確定后，對其長度做實際測量，精確到50m之內(nèi)。還要加上布放時的自然彎曲和各種預留長度，各種預留還包括插入孔內(nèi)彎曲、桿上預留、接頭兩端預留、水平面弧度增加等其他特殊預留。為了使光纜在發(fā)生斷裂時再接續(xù)，應在每百米處留有一定裕量，裕量長度一般為5%～10%，根據(jù)實際需要的長度訂購，并在繞盤時注明。

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

(3)兩根光纖接頭處最好安設在地勢平坦、地質(zhì)穩(wěn)固的地點，避開水塘、河流、溝渠及道路，最好設在電桿或管道出口處，架空光纜接頭應落在電桿旁0.5～1m左右，這一工作稱為“配盤”。合理的配盤可以減少熔接點。另外在施工圖上還應說明熔接點位置，當光纜發(fā)生斷點時，便于迅速用儀器找到斷點進行維修。

3.光纜敷設

(1)同一批次的光纖，其模場直徑基本相同，光纖在某點斷開后，兩端間的模場可視為一致，因而在此斷開點熔接可使模場直徑對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，按要求的光纜長度連續(xù)生產(chǎn)，在每盤上順序編號，并分別標明A(紅色)、B(綠色)端，不得跳號。架設光纜時需按編號沿確定的路由順序布放，并保證前盤光纜的B端要和后一盤光纜的A端相連，從而保證接續(xù)時兩光纖端面模場直徑基本相同，使熔接損耗值達到最小。

(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、防風的機械性能。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。由于光纜的卷盤長度比電纜長得多，長度可能達幾千米，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)生扭結現(xiàn)象。一般光纜可允許的拉力約為150～200kg，光纜轉彎時彎曲半徑應大于或等于光纜外徑的10～15倍，施工布放時彎曲半徑應大于或等于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，先架設前半卷，在把后半卷光纜從盤上放下來，按“8”字型方式放在地上，然后布放。

(4)在光纜布放時，嚴禁光纜打小圈及折、扭曲，并要配備一定數(shù)量的對講機，“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，牽引力不超過光纜允許的80%，瞬間最大牽引力不超過100%。另外，架設時，在光纜的轉彎處或地形較復雜處應有專人負責，嚴禁車輛碾壓。架空布放光纜使用滑輪車，在架桿和吊線上預先掛好滑輪(一般每10～20m掛一個滑輪)，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，每盤光纜在接頭處應留有桿長加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留。

4.光纜接續(xù)

(1)常見的光纜有層絞式、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，這稱為纖芯顏色的全色譜，有些光纜廠家用“藍”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束管。正對光纜橫截面，把紅束管看作光纜的第一束管，順時針依次為白一、白二、白三……最后一根是綠束管。光纖接續(xù)，應遵循的原則是：芯數(shù)相等時，相同束管內(nèi)的對應色光纖對接，芯數(shù)不同時，按順序先接芯數(shù)大的，再接芯數(shù)小的。

(2)光纖接續(xù)的過程和步驟：

a.開剝光纜，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)。

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

c.打開熔接機電源，選擇合適的熔接程序。每次使用熔接機前，應使熔接機在熔接環(huán)境中放置至少十五分鐘，并在使用中和使用后及時去除熔接機中的灰塵，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)光纖切割長度設置光纖在壓板中的位置，關上防風罩。

f.接續(xù)光纖，按下start鍵后，光纖相向移動，移動過程中，進行預加熱放電使端面軟化，由于表面張力作用，光纖端面變圓，進一步對準中心，并移動光纖，當光纖端面之間的間隙合適后熔接機停止相向移動，設定初始間隙，熔接機測量，并顯示切割角度。在初始間隙設定完成后，開始執(zhí)行纖芯或包層對準，然后熔接機減小間隙，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。打開防風罩，把光纖從熔接機上取出，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.盤纖并固定。將接續(xù)好的光纖盤到光纖收容盤上，在盤纖時，盤圈的半徑越大，弧度越大，整個線路的損耗越小，所以一定要保持一定的半徑，使激光在纖芯里傳輸時，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，防止進水。

5.工程驗收

工程驗收是光纜施工的最后一個環(huán)節(jié)，除了桿路驗收外，用OTDR(光時域反射計)測試儀測試光纖鏈路損耗最能說明光纜施工質(zhì)量的好壞，施工好的光纜工程。OTDR測試圖整體顯得平滑，各段斜率一致，更無斷點。最后驗證整個光纖鏈路損耗是否在設計范圍之內(nèi)。施工完成后，還要用OTDR測試議和打印機打印出OTDR測試圖作為資料保存起來，為以后光纜線路維護做準備。

6.光纜測試

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

為了測試準確，OTDR測試儀的脈沖大小和寬度要適當選擇，按照廠方給出的折射率n值的指標設定。在判斷故障點時，如果光纜長度預先不知道，可先放在自動位置，找出故障點的大體地點，然后放在手動位置，將脈沖大小和寬度選擇小一點，但要與光纜長度相對應，盲區(qū)減小直至與坐標線重合。脈寬越小越精確，當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。目的是為了防止近處有盲區(qū)不易發(fā)覺。關于判斷斷點時，如果斷點不在接續(xù)盒處，將就近處接續(xù)盒打開，接上OTDR測試儀，測試故障點距測試點的準確距離，利用光纜上的米標就很容易找出故障點。利用米標查找故障時，對層絞式光纜還有一個絞合率問題，那就是光纜的長度和光纖的長度并不相等，光纖的長度大約是光纜長度的1.005倍。

利用上述方法，我們已成功排除多處斷點和高損耗點。根據(jù)經(jīng)驗，高損耗點主要是光纜在架設過程中打折造成的，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，別無它法。在使用OTDR測試儀時，我們發(fā)現(xiàn)同一接續(xù)點從兩個方向測試，接頭損耗相差很多，這是由于光纜的模場直徑影響它的后向散射，因此在接頭兩邊的光纖可能會產(chǎn)生不同的后向散射，從而遮蔽接頭的真實損耗。如果從兩個方向測量接頭的損耗，并求出這兩個結果的平均值，便可消除單向OTDR測量的人為因素誤差。由此看來，僅從一個方向測量接頭損耗，其結果并不十分準確。