光纤通信以其容量大、传输损耗低、传输距离远、绝缘、抗电磁干扰性能强等诸多其他传输媒介所无法比拟的特点,被广泛应用在通讯传输领域中。光纤通信最基础的传输网络构成就是光缆线路,光缆线路工程分架空光缆工程、直埋光缆工程、管道光缆工程、海底光缆工程等,光缆线路作为通信系统的“骨骼”,其施工质量直接关系到整个系统的稳定性和系统在竣工验收投入运营后维护的繁简,因此通信光缆工程施工质量显得尤为重要。
一、施工准备期间的重点工作
1、径路复测及配盘
根据设计径路图和现场的实际情况,确定光缆径路走向和长度,以及过桥(涵)、过道、过轨、接头等项目的相对位置和数量,调查障碍物和交通运输情况等,为光缆配盘和施工提供依据。如遇特殊情况不能按设计路由施工时应及时记录以便与设计、建设单位协商确定。
光缆配盘径路复测后的关键工序,也是光缆备料、物资管理部门向光缆厂家订货的依据。在确定路由后,复测时要做好长度测量,同时要考虑各种预留,并应考虑光缆在发生破损、断纤的接续余留。
2、光缆单盘测试
光缆单盘测试时,首先要检查外包装、盘号、盘长等,并做好记录,将外包装破损的光缆列为重点检测对象。检查光纤的几何、光学、传输特性和机械物理性能等出厂测试记录是否符合设计文件和订货合同、相关验收规范的有关规定。光缆的单盘测试内容有光纤衰减和光纤长度两个项目,其中光纤衰减要分测两个波长(1310nm、1550nm)下的两个方向(A→B,B→A)的衰减值;光纤长度只测1310nm波长下的两个方向(A→B,B→A)的长度,并通过光缆米带加以辅助确认。
二、施工过程中的重点工作
1、光缆敷设
光缆敷设过程中,线路的余留是最为关键的,它是提高光纤通信系统可靠性的重要保证。一般情况下,系统富余度M可用下式估算得出:
M=MC+ME
式中:MC——光缆线路富余度
ME——设备的富余度
余留处一般分为接头余留(余留一般考虑2或3次的重开接头的需要,每个接头处应考虑余留0.8~1.5m);中继站余留(中继站两边各余留2~3m);过桥余留(考虑到铁路桥震动较大,接头故障较多,应尽量采用制造长度长的光缆,在桥上少做接头;一般情况,在200m及以上的大桥两端,各余留1~3m;在有伸缩缝的钢结构桥梁上敷设光缆时, 在每个伸缩缝处要余留0.5m,以适应钢结构桥梁热胀冷缩的变化,防止光缆受力);受地形、地质变化影响的余留(在塌方和路基下沉等地段,如因条件限制路径不能避开,光缆应有适当长度的余留。
施工过程中,如果存在残余应力,如扭绞、压、伸等应力时,会使光纤在残余应力的长期作用下发生截面的改变;当弯曲半径与其纤芯直径具有可比性的时候,它的传输特性就发生的变化。也就是说,光纤成了另一种类型的波导,形象的解释就是,光纤截面不再是圆形,而可能变成椭圆等形状,从而不再适合传导原来所传的那个波长的光波。以传输波长为1310nm为例,当光穿过变形的光纤时,部分传导模就被转化成了辐射模,将有部分光进入包层被涂覆层或者直接被包层吸收,使获得的传输信号大大衰减,这是施工中极易出现的通病。在光缆敷设过程中还要引起关注的是A、B端别的使用,应该严格按照配盘顺序进行敷设。在进行人工布放光缆时必须牵引其内部加强芯,不得直接拖拽光缆,应能保证充足的人力以保持均匀的牵拉速度,尽量降低光缆在牵拉过程中受到过大的应力。不得压、折、摔、拖、扭曲光缆,不得有硬弯、背扣,以免影响光缆的特性指标,甚至断纤。
在过轨、过公路、跨越障碍物等需要防护或弯曲半径较小的地段,设专人负责防护两端,光缆的弯曲半径不小于护套外径的20倍,以免光缆受损。
总之,在光缆施工中会受到各种静态应力的作用是不可避免的。如果这些应力的总和是光纤能够承受的,就不会影响光纤的使用寿命。
2、回填、埋设标桩
光缆敷设到沟里之后,在回填土前要先完成以下工作:
(1)、光缆接头所需要的接头长度要余留够用;
(2)、检查光缆外护层是否有在敷设过程中或未及时填埋、防护不到位而产生的损伤;
(3)、光缆如有弯曲起伏应修整摆平;
(4)、清理光缆敷设过程中落入沟内的石块及硬物等。
光缆敷设完成后,先回填20~30cm细土或细沙,待确定光缆无损坏后全部回填。沟内严禁回填大石块,挖出的土要全部回填,回填时要分层夯实,回填后的土应高出自然地面,以防雨后缆沟下陷。同时按要求埋设光缆标桩。
3、光缆接续及测试
常用的光纤接续的方法有熔接、活动连接和机械连接三种,熔接方式连接的接头损耗小,可靠性高,因此在光缆工程中也被广泛采用。光缆接续工作之前,组织技术及接续人员应检查接续使用工具、仪表是否完好,按照接头资料对每个接头用料逐一进行核实准备,归类存放。
光纤熔接时重点工序是光纤端面的制作,要严格遵守操作规程,以保证端面制作质量。对于区间的接续盒要密封好,防止进水。因为熔接盒进水后,光纤熔接点浸泡在水中将会导致故障,尤其在北方严寒地区,接头盒内积水冻结后将会对光纤接头造成挤压,会产生微弯曲损耗甚至断纤。
在接续操作时,操作人员要把握好开剥刀切入光缆的深度,不要把松套管压扁使光纤受力。同时,应该重视熔接后光纤的收容,要根据收容盘的尺寸决定开剥长度,尽量开剥长一些,使光纤较从容地盘绕在收盘内。在进行室内光纤成端操作时,也不要将尾纤捆扎的太紧,以免外力作用产生应力给光纤造成挤压。
施工中必须遵照设计文件和有关验收标准的要求,在直埋的通信光缆线路上的接头点、余留点、线路转弯拐点等关键点上设置准确的标石。并在竣工图纸上绘制准确的坐标,准确记录各种光缆的余留数据,从而为通信光缆线路在投入运营后,为故障点的迅速判断等后续工作建立起完整准确的维护资料。同时还要详细记录终端盒、ODF架等部位的光纤盘留长度,这些数据会在换算查找故障点路由长度时起到不可估量的作用。
4、光缆线路的测试
光缆线路全程接续完成后,对光缆线路进行全程测试。最常用的光缆测试仪器是光功率损耗测试包(OLTS)和光时城反射仪(OTDR)。其中光时城反射仪为施工单位最为常用的测试用仪器。在光缆线路的两端分别使用光源、光功率计测试线路的全程损耗,用光时域反射仪(OTDR)测量光纤的接头损耗及光缆长度,并作好记录。采用OTDR测试时要打印出每根光纤A→B、B→A两个方向的后向散射信号曲线图。在使用OTDR时要注意以下两个方面:
(1)、设定测试光纤的折射率和测试波长等基本参数为准确测试提供方便。
(2)、光缆线路出现故障时,选用的OTDR的测试范围档不应小于实际的被测距离,以充分利用仪表的本身精度。
光缆线路作为通信传输网络的重要基础设施,其施工质量好坏对系统运营稳定性起者相当重要的作用。在光缆线路施工的全过程中,要对人员、机械设备、材料、施工工艺方法、施工环境及测量方法等方面加强管理和控制,利用科学的质量控制方法和质量数据统计方法对各工序质量进行管理和分析,对质量工作做到事前控制,以贡献出高质量的通信基础工程。