程青青

國家管網(wǎng)集團(tuán)湖南公司

摘要：從通信光纜材質(zhì)、光纖熔接、光纜敷設(shè)、運(yùn)行環(huán)境等方面分析了影響管道伴行光纜通信信號(hào)衰減的主要原因，針對(duì)存在的問題，提出了做好光纖選材、提高光纖熔接質(zhì)量、改進(jìn)敷設(shè)方法、加強(qiáng)日常管理等保障措施，對(duì)光纜線路全生命周期管理維護(hù)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：通信傳輸；光纖損耗；光纜線路

油氣長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(nèi)網(wǎng)等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。光纖傳輸相較于傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸手段（如雙絞線傳輸）速度更快，也更加穩(wěn)定。但光信號(hào)在傳輸過程中強(qiáng)度會(huì)不斷衰減，影響數(shù)據(jù)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(hào)衰減的原因，提出了防范光纜信號(hào)衰減的措施。

1  通信光纜信號(hào)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(nèi)部結(jié)構(gòu)（圖 1）從根本上決定了光纖傳輸過程中信號(hào)的衰減程度。不同材質(zhì)、不同加工等級(jí)的光纖在信號(hào)衰減方面的差異是顯而易見的。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(yán)重影響光纖的光折射率，加劇了光信號(hào)的衰減速率，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)傳輸[1]。另外光纖當(dāng)中羥基類的雜質(zhì)也會(huì)造成信號(hào)傳輸損耗嚴(yán)重。在油氣管道敷設(shè)的過程中，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(hào)衰減。

圖 1 光纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.2  光纖熔接的影響

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

1.3  光纜敷設(shè)的影響

長輸管道施工過程中，伴行光纜跟隨管道線路同溝敷設(shè)。施工中管道不可能嚴(yán)格按照直線進(jìn)行敷設(shè)，而會(huì)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適當(dāng)變向甚至是拐彎，因此光纜也需彎曲成一定的角度敷設(shè)。不管是管道自身走向還是路由規(guī)劃造成彎曲，或者由于施工過程中的短暫彎折，都會(huì)造成光纖損耗[2]。當(dāng)彎曲角度過大時(shí)，會(huì)直接影響光纖傳輸?shù)男�率，是�?dǎo)致信號(hào)衰減的主要原因之一。

1.4  光纜所處環(huán)境的影響

鼠、蟻類咬噬是直埋光纜經(jīng)常遇到的問題之一。普通管道光纜不足以抵御竹鼠咬噬，這類光纜故障多發(fā)生在人類活動(dòng)較少的山區(qū)段林地，且白蟻咬噬光纜多發(fā)生在光纜接續(xù)盒內(nèi)。如湖南境內(nèi)的長郴管道多次出現(xiàn)過白蟻咬食、接續(xù)盒進(jìn)水進(jìn)土、外力沉降以及加強(qiáng)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(tǒng)計(jì)

圖 3 光纜斷芯原因統(tǒng)計(jì)

2  光纜信號(hào)衰減防范措施

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

2.1  光纜選擇

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

2.2  光纖熔接

業(yè)內(nèi)針對(duì)光纖熔接有明確的規(guī)定：①在光纜敷設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)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(shù)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)量過關(guān)。并且針對(duì)不同的現(xiàn)場環(huán)境狀況，應(yīng)采用不同類型的光纜接續(xù)盒類型，減小外部環(huán)境帶來的影響。

2.3  光纜敷設(shè)

光纜敷設(shè)需規(guī)劃出合理的路由，制定科學(xué)的施工方案。施工過程中要加強(qiáng)施工人員技術(shù)培訓(xùn)和現(xiàn)場管理，避免由于操作不當(dāng)引發(fā)光纖損傷和過度折彎等問題。為避免水分對(duì)光纖的影響，應(yīng)當(dāng)盡量選擇晴天施工，嚴(yán)格光纜標(biāo)準(zhǔn)施工順序（圖 4）。

圖 4 光纜施工監(jiān)管和保護(hù)光纜施工順序

光纜敷設(shè)完成后，要妥善保管光纜線路的過程數(shù)據(jù)資料，包括但不限于光纜埋深、走向、光纜接續(xù)盒RTK精準(zhǔn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)等，以便后續(xù)進(jìn)行故障測量和定位。

2.4  日常管理

在光纜使用周期內(nèi)，通信管理人員要定期開展光纜數(shù)據(jù)測試，結(jié)合光纖自身的衰減特性，計(jì)算出大致的光纖衰減情況。對(duì)于測量誤差較大的一些地區(qū)，需要進(jìn)行反復(fù)測量，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，便于后續(xù)采取對(duì)策[3]。

針對(duì)光纜被白蟻咬食的情況，可以通過在光纜接線盒、光纜保護(hù)手孔內(nèi)噴灑防治蟻蟲藥劑，做好防蟻、鼠密封處理或更換注膠式密封接頭盒來進(jìn)行防范。也可通過清理管道伴行光纜線路周邊的竹子、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(qū)受環(huán)境氣候影響，雨水期長而多。針對(duì)汛期、易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害、光纜沿線滑坡、泥石流、塌方、洪水、地面塌陷等自然災(zāi)害的地區(qū)，要做好伴行光纜日常巡護(hù)并采取有效的防范措施，提高應(yīng)急處置能力。

3  結(jié)語

在光通信傳輸技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們?cè)絹碓疥P(guān)注光纜信號(hào)衰減問題，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(duì)具體管道項(xiàng)目和光纜運(yùn)行環(huán)境，做好伴行光纜選材、熔接、敷設(shè)以及日常管理工作，最大限度降低光纜信號(hào)衰減，提高管道數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。  

參考文獻(xiàn)：

[1]鄂士野，王汝鋒，王楊，等.通信光纜線路施工常見問題與對(duì)策研究[J].中國新通信，2021，23(11)：22-23.

[2]王建國.通信光纜線路施工常見問題與對(duì)策[J].通信電源技術(shù)，2019，36(06)：191-192.

[3]劉海東，龍愛華.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.

作者簡介：程青青，1993年生，碩士研究生，中級(jí)工程師，通信管理三級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娮优c通信工程領(lǐng)域，主要從事長輸管道通信管理工作。聯(lián)系方式：17767759043，1364619658@qq.com。