光缆线路大衰耗点的分析和处理

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摘要：本文分析了光缆施工中大衰耗点的产生原因及处理方法。

关键词：光缆大衰耗点分析处理

Abstract:The paper analyses the reason and processing method of optical fiber high loss

Key words:optical cable, high loss, analyse,processing

中图分类号： TN915 文献标识码： A 文章编号：

在光缆线路的施工中，光缆线路的衰耗指标是一项重要的考核指标，不但要考核施工完毕的光缆线路的光纤平均损耗系数，还要考核光缆线路光纤散射曲线，不但光缆线路的平均损耗系数和总损耗要符合设计要求和施工规范和验收标准的指标要求，而且要求光纤散射曲线比较均匀，曲线上不应出现较大的衰耗台阶，以保证光缆线路的光特性技术指标符合施工规范和验收标准的要求。

1光缆大衰耗点产生的几点情况和原因

1.1 敷设时产生的大衰耗点

在光缆施工中，由于光缆敷设长度一般都在2～3km左右，直埋敷设时，穿越的障碍物较多，在施工中，敷设人员较多，敷设过程中，由于距离较远，难以保证所有敷设人员协调行动，特别是通过障碍物较多时，如：穿越防护钢管，拐弯，上下坡等，从而造成出现俗称的光缆打背扣（出现死弯）现象，对光缆造成严重伤害，一旦发生死弯现象，此处必然会出现一个大衰耗点，严重的会发生部分或全部光纤断裂的现象，这是光缆施工中，容易出现的故障现象。此外，在敷设光缆时，光缆端头的光缆最容易受到损伤，在接续时，往往在接续点处显示有较大衰耗值，此时，即使多次重复熔接，也不能降低接续损耗值，从而形成一个较大的衰耗点。

1.2 接续过程中产生的大衰耗点

在光缆接续过程中，产生大衰耗点也是经常发生的，在接续过程中，我们一般是用OTDR（光时域反射仪，下同）进行监测的，即每熔接一根光纤，都用OTDR测试一下熔接点的衰耗值，具体测试时，采用双向监测法，因为由于光纤制造过程中存在的差异性，两根光纤不可能完全一致，总是存在模场直径的不一致的现象，从而导致用OTDR所测的损耗值并不是接续点的实际损耗值，其数值有正有负，一般用双向测试值的算术平均值作为实际衰耗值，这一点，已有理论证明，在此不再赘述。在接续时，一般用实时监测法，基本能保证熔接损耗达到控制目标，但经常产生大损耗点的原因是在熔接完毕后进行光纤收容时，部分光纤受压或弯曲半径过小，即形成一个大衰耗点。因为1550nm波长的光纤对微弯损耗非常敏感，光纤一旦受压，即产生了一个微弯点，或盘纤时，弯曲半径过小，光纤信号在此处也产生较大的衰耗，表现在光纤后向散射曲线上，就形成了一个较大的衰耗台阶。另外一个比较容易忽视的原因是光缆接头盒组装完成后，固定接头盒和固定光缆时，由于光缆在接头盒内固定不是很牢固，造成光缆拧转，使光纤束管变形，使光纤受压，造成光纤衰耗值急剧增加，形成衰耗台阶。

1.3运输和装卸造成的大衰耗点

在光缆运输到施工现场时，由于现场环境比较恶劣，特别是敷设铁路通信光缆时，吊车往往无法到达施工现场，此时，常常是通过人力装卸光缆，在光缆卸下的过程中，外层光缆经常受到损伤，原因是，光缆盘直径过小，导致外层光缆离地面距离过近，由于现场地面土质软硬不一，崎岖不平，在滚动光缆盘的过程中，光缆盘陷入地面，导致外层光缆被地面硬物硌坏，其主要原因是部分厂家为降低生产成本，采用较小的光缆盘，此外，光缆盘未用木板进行包封（当然有些是铁架光缆盘，无法用木板进行包封），而仅用塑料布在光缆外层进行包裹，或者是单盘测试后，光缆盘包封未恢复，起不到应有的防护作用，当光缆外层被石头等硬物硌伤后，光纤在束管中受压，即产生一个衰耗台阶，表现在光纤后向散射曲线上，形成一个较大的衰耗点。

1.4 成端过程中产生的大衰耗点

在光缆成端过程中，也是经常会产生大衰耗点的。在成端时，由于一般不进行熔接损耗监测，仅凭经验操作，因此，产生大衰耗点的几率也大增。此外，在光纤熔接后安装收容盘时，往往造成收容盘附近的光纤束管弯曲半径过小或造成光纤束管拧转变形，使光纤在此处产生一个较大的衰耗点，此类大衰耗点一般比较隐蔽，不像线路中间的大衰耗点用OTDR直接可以找出。

2光缆大损耗点的查找定位和处理

光缆接续完成后，我们一般要对整个中继段用OTDR进行测试，通过测试，我们可以检验接续完的光缆中继段的光特性是否符合施工规范和验收标准的要求，主要从以下几个方面进行考核：中继段全程总衰耗是否小于设计规定（也就是平均衰耗系数是否小于设计规定值）；中继段接头双向平均衰耗值是否小于验收标准要求和设计要求；中继段后向散射曲线是否斜率均匀，曲线平滑，除正常的接头衰耗点的小台阶外，曲线上应无大衰耗台阶。

利用OTDR进行光中继段测试时和大衰耗点定位时，首先应正确地设置仪表的测试参数，诸如测试量程、测试波长、脉冲宽度、折射率、平均化处理时间等。对测试量程的设定，一般根据中继段长度，选择合适的量程，使整个中继段曲线占据整个显示屏幕的2/3为宜；测试波长根据系统采用的波长确定，对长途干线光缆一般为1310nm和1550nm；折射率根据使用厂家的光纤的折射率设定；脉冲宽度是一个重要的设置参数，脉冲宽度过小，测试的动态范围太小，不能完整地测试整个曲线，表现为曲线末端噪声信号大，平均化时间长，所得到的曲线质量差；脉冲宽度过大，测试的范围越大，但测试的精确度越差，一般根据被测中继段长度，选择一个合适的测试脉冲宽度，既要考虑测试距离，又要考虑测试精度，通过试测，选择一个合适的脉冲宽度；平均化时间一般设定根据平均化的曲线质量试验确定，使平均化后的曲线尾端上无明显毛刺即可。

为了精确地确定线路上光纤故障点的位置，我们可利用OTDR分析软件对仪表测试出的曲线进行分析，一般有以下几种情况：

2.1线路上的大衰耗点的处理

首先确定大衰耗点是否是接头位置，一般在接头位置，所有光纤在此位置均有或大或小的衰耗台阶，可将多条光纤的曲线同时显示在屏幕上，从前向后移动曲线，可看到所有曲线在接头点均有大小不等的台阶，我们可对各光纤同一位置的接头双向衰耗值进行测试和计算，对大于指标要求的，做好记录，并安排对接头位置的大衰耗点进行处理。对不是接头位置的部分光纤的大衰耗点，我们将多条曲线同时显示在屏幕上时，移动曲线，可看到，有的曲线在此点有衰耗，有的就没有衰耗台阶，据此可以判断，这不是接头位置的故障，而是光缆线路中间光缆有故障。对接头处的故障，其位置比较好定位，对非接头位置的故障，定位准确是比较困难的，一般原则是对离测试端较近的故障点，可就在端站测试，利用OTDR测出故障点离最近接头点的距离，对离测试点较远的故障点，由于距离远，测试的精确度相对下降，定位准确较困难，可在就近接头盒处打开，接入OTDR进行测试，测出故障点的距离后，并结合施工原始资料记录的各种余留，根据直埋径路情况，实地丈量出故障点的大致位置，一般可定位在几米的范围内，这样开挖的范围就比较小，节省了施工费用，缩短了处理故障的时间。

对接头处的大衰耗点，我们采用打开接头盒进行重新熔接处理，用OTDR实时监测，直到接续损耗达到要求。有时经多次熔接，接续损耗也达不到要求，这时，就要检查是否光纤束管变形引起光纤受压，盘纤时光纤弯曲半径是否过小，光纤是否受压等，经这些检查后，如果还不能达到要求，就有考虑是否接头盒前后的光缆是否有问题，因为端头的光缆在施工中比较容易受到损伤，这时就要在截去一段光缆重新熔接全部光纤。为了避免出现此类问题，我们在接续前，可仔细检查接头余留光缆，对可疑端头光缆采取多截去一部分的做法，以避免此类问题出现。

对线路中间的光缆大衰耗点的处理，在找到故障点后，可发现此类故障或者是光缆出现过打背扣现象，或者是光缆受到损伤，如被石头等硬物硌伤使光缆出现凹进、压扁等变形情况，使光纤束管变形而导致光纤受压，产生大衰耗点，或者是其它外力因素造成光缆受损。处理时，可仔细开剥光缆外护套，露出光纤束管，用小钳子仔细修理光纤束管，使束管形状基本恢复，一般经此处理，大衰耗点基本消失，处理后用热缩片进行热缩，以保证光缆的外观强度和对地绝缘特性，对受损较严重的，可加接头盒进行防护。对在施工时已发现的打背扣故障点，应在故障点做好适当余留，以便处理。对受损严重的，加接头盒处理时，可剥开光缆外护套，对有变形的束管进行处理，必要时对受损束管的光纤进行接续，而未受损的光纤束管可盘留在接头盒内。

2.2成端造成的大衰耗点的处理：

前已述及，成端造成的大衰耗现象，主要由于光纤束管拧转变形，使光纤受压，或者收容盘中光纤弯曲半径过小，收容盘中光纤受压等，造成部分光纤在此位置衰耗过大。表现在后向散射曲线上，是部分曲线由于散射信号下降，使曲线在屏幕上纵向下降了一定距离，即曲线有高有低，有大衰耗点的光纤散射曲线比正常光纤散射曲线位置要低，针对此类故障，必须进行处理，对束管变形不易处理的，还应重新成端，以保证光中继段的光特性。

3结束语

综上所述，针对这些产生大衰耗点的原因，我们可以在光缆线路施工中，尽量避免产生此类故障现象的因素。在产生了这类大衰耗点的故障现象后，利用上述方法，来尽力排除此类故障现象，以保证光中继段的光特性符合验收规范的要求，确保光缆线路工程的施工质量，交付给业主一个合格的工程产品。

作者简介：柏友富， 男 ，生于1963年6月，1984年毕业于上海铁道学院（现同济大学），现为中铁四局集团电气化工程有限公司高级工程师，长期从事通信工程施工技术管理工作。