程青青

國家管網(wǎng)集團湖南公司

摘要：從通信光纜材質(zhì)、光纖熔接、光纜敷設、運行環(huán)境等方面分析了影響管道伴行光纜通信信號衰減的主要原因，針對存在的問(wèn)題，提出了做好光纖選材、提高光纖熔接質(zhì)量、改進(jìn)敷設方法、加強日常管理等保障措施，對光纜線(xiàn)路全生命周期管理維護具有指導意義。

關(guān)鍵詞：通信傳輸；光纖損耗；光纜線(xiàn)路

油氣長(cháng)輸管道利用伴行光纜中的光纖承載生產(chǎn)網(wǎng)、生產(chǎn)輔助網(wǎng)、辦公內網(wǎng)等系統的數據傳輸任務(wù)，以實(shí)現對生產(chǎn)現場(chǎng)的遠程監控和管理。光纖傳輸相較于傳統的信號傳輸手段（如雙絞線(xiàn)傳輸）速度更快，也更加穩定。但光信號在傳輸過(guò)程中強度會(huì )不斷衰減，影響數據傳輸質(zhì)量。同時(shí)光纜抵御外部沖擊的能力較弱，外力容易造成光纜損傷，形成大值損耗點(diǎn)。本文分析了造成光纖信號衰減的原因，提出了防范光纜信號衰減的措施。

1  通信光纜信號衰耗原因分析

1.1  光纖材質(zhì)的影響

光纖自身的材質(zhì)及其內部結構（圖 1）從根本上決定了光纖傳輸過(guò)程中信號的衰減程度。不同材質(zhì)、不同加工等級的光纖在信號衰減方面的差異是顯而易見(jiàn)的。比如，使用石英玻璃制成的光纖，由于石英玻璃中混有少量雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也會(huì )嚴重影響光纖的光折射率，加劇了光信號的衰減速率，進(jìn)而影響數據傳輸[1]。另外光纖當中羥基類(lèi)的雜質(zhì)也會(huì )造成信號傳輸損耗嚴重。在油氣管道敷設的過(guò)程中，很難將水分徹底排除，水分進(jìn)入光纖材料中也會(huì )造成信號衰減。

圖 1 光纜內部結構

1.2  光纖熔接的影響

基于現有的光纖熔接技術(shù)，很難做到光纖的無(wú)損耗熔接，接頭處容易出現接面不平整的問(wèn)題。光纖一旦斷裂，重新熔接后必然會(huì )導致一定程度的信號衰減，這也是導致信號衰減的另一重要原因。對光纜接頭處的光纖保護不足，光纜接線(xiàn)盒密封不嚴、老化，光纖熔接和盤(pán)纖質(zhì)量有缺陷等，均會(huì )增大光纜故障概率。

1.3  光纜敷設的影響

長(cháng)輸管道施工過(guò)程中，伴行光纜跟隨管道線(xiàn)路同溝敷設。施工中管道不可能?chē)栏癜凑罩本�(xiàn)進(jìn)行敷設，而會(huì )根據現場(chǎng)實(shí)際情況適當變向甚至是拐彎，因此光纜也需彎曲成一定的角度敷設。不管是管道自身走向還是路由規劃造成彎曲，或者由于施工過(guò)程中的短暫彎折，都會(huì )造成光纖損耗[2]。當彎曲角度過(guò)大時(shí)，會(huì )直接影響光纖傳輸的效率，是導致信號衰減的主要原因之一。

1.4  光纜所處環(huán)境的影響

鼠、蟻類(lèi)咬噬是直埋光纜經(jīng)常遇到的問(wèn)題之一。普通管道光纜不足以抵御竹鼠咬噬，這類(lèi)光纜故障多發(fā)生在人類(lèi)活動(dòng)較少的山區段林地，且白蟻咬噬光纜多發(fā)生在光纜接續盒內。如湖南境內的長(cháng)郴管道多次出現過(guò)白蟻咬食、接續盒進(jìn)水進(jìn)土、外力沉降以及加強芯未固定等因素造成的光纜受損（圖 2、圖 3）。

圖 2 光纜斷芯因素占比統計

圖 3 光纜斷芯原因統計

2  光纜信號衰減防范措施

在實(shí)際工作中，防范光纜信號衰減措施應貫穿光纜的全生命周期，最大限度避免或者降低光纖信號損耗衰減，提高數據傳輸質(zhì)量。

2.1  光纜選擇

管道伴行光纜是油氣長(cháng)輸管道系統不可或缺的重要組成部分，光纜通信質(zhì)量對保障管道運行的安全性和可靠性意義重大，所以在設計選材階段，就要選擇技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)地優(yōu)良、市場(chǎng)反響好的光纜品牌，從材質(zhì)上保障光纜經(jīng)久耐用、信號衰減幅度相對較低。

2.2  光纖熔接

業(yè)內針對光纖熔接有明確的規定：①在光纜敷設過(guò)程中應當明確施工順序，盡量一次性完成施工，避免不必要的熔接；②同一點(diǎn)不允許進(jìn)行多次焊接，避免由于熔接次數造成的損耗。因此一方面需要選擇合適的工藝進(jìn)行光纖熔接，另一方面，需要提高技術(shù)人員的光纖熔接水平，確保熔接頭質(zhì)量過(guò)關(guān)。并且針對不同的現場(chǎng)環(huán)境狀況，應采用不同類(lèi)型的光纜接續盒類(lèi)型，減小外部環(huán)境帶來(lái)的影響。

2.3  光纜敷設

光纜敷設需規劃出合理的路由，制定科學(xué)的施工方案。施工過(guò)程中要加強施工人員技術(shù)培訓和現場(chǎng)管理，避免由于操作不當引發(fā)光纖損傷和過(guò)度折彎等問(wèn)題。為避免水分對光纖的影響，應當盡量選擇晴天施工，嚴格光纜標準施工順序（圖 4）。

圖 4 光纜施工監管和保護光纜施工順序

光纜敷設完成后，要妥善保管光纜線(xiàn)路的過(guò)程數據資料，包括但不限于光纜埋深、走向、光纜接續盒RTK精準坐標數據等，以便后續進(jìn)行故障測量和定位。

2.4  日常管理

在光纜使用周期內，通信管理人員要定期開(kāi)展光纜數據測試，結合光纖自身的衰減特性，計算出大致的光纖衰減情況。對于測量誤差較大的一些地區，需要進(jìn)行反復測量，以保證測量結果的準確性，便于后續采取對策[3]。

針對光纜被白蟻咬食的情況，可以通過(guò)在光纜接線(xiàn)盒、光纜保護手孔內噴灑防治蟻蟲(chóng)藥劑，做好防蟻、鼠密封處理或更換注膠式密封接頭盒來(lái)進(jìn)行防范。也可通過(guò)清理管道伴行光纜線(xiàn)路周邊的竹子、芒草、棕葉等甜味植物，能有效減少光纜附近竹鼠活動(dòng)，防范竹鼠危害。

同時(shí)湖南地區受環(huán)境氣候影響，雨水期長(cháng)而多。針對汛期、易發(fā)生地質(zhì)災害、光纜沿線(xiàn)滑坡、泥石流、塌方、洪水、地面塌陷等自然災害的地區，要做好伴行光纜日常巡護并采取有效的防范措施，提高應急處置能力。

3  結語(yǔ)

在光通信傳輸技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們越來(lái)越關(guān)注光纜信號衰減問(wèn)題，它直接影響用網(wǎng)質(zhì)量和傳輸效率。要站在全生命周期的視角，針對具體管道項目和光纜運行環(huán)境，做好伴行光纜選材、熔接、敷設以及日常管理工作，最大限度降低光纜信號衰減，提高管道數據傳輸質(zhì)量。  

參考文獻：

[1]鄂士野，王汝鋒，王楊，等.通信光纜線(xiàn)路施工常見(jiàn)問(wèn)題與對策研究[J].中國新通信，2021，23(11)：22-23.

[2]王建國.通信光纜線(xiàn)路施工常見(jiàn)問(wèn)題與對策[J].通信電源技術(shù)，2019，36(06)：191-192.

[3]劉海東，龍愛(ài)華.通信光纜施工中故障分析與處理[J].中國新通信，2021，23(15)：1-2.

作者簡(jiǎn)介：程青青，1993年生，碩士研究生，中級工程師，通信管理三級工程師，研究方向為電子與通信工程領(lǐng)域，主要從事長(cháng)輸管道通信管理工作。聯(lián)系方式：17767759043，1364619658@qq.com。