光纤光缆敷设中的关键技术研究资料.docx

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光纤光缆敷设中的关键技术研究资料

光纤光缆敷设中的关键技术研究

1.概述-------------------------------------------1

2.光缆的简介-------------------------------------2

2.1缆芯----------------------------------------2

2.2护套----------------------------------------2

2.3光纤结构和类型------------------------------3

2.3.1光纤结构-------------------------------3

2.3.2光纤类型-------------------------------4

2.4光纤传输原理--------------------------------4

3.影响光纤熔接损耗的主要因素---------------------7

3.1本征因素------------------------------------7

3.2非本征因素----------------------------------7

3.3其他因素------------------------------------8

4.光纤接续---------------------------------------9

4.1光纤涂覆层的剥除----------------------------9

4.2裸纤的清洁----------------------------------10

4.3裸纤的切割----------------------------------11

4.4光纤熔接------------------------------------14

4.5盘纤----------------------------------------16

5.光缆线路施工-----------------------------------17

5.1光缆线路路由复测----------------------------17

5.1.2路由复测的原则-------------------------17

5.1.3路由复测的工作内容--------------------17

5.2光缆的单盘检验与配盘------------------------18

5.2.1光缆的单盘检验-------------------------18

5.2.2光缆配盘-------------------------------19

5.3光缆接续、测试。

----------------------------20

5.3.1光缆的接续-----------------------------20

5.3.2光缆测试-------------------------------20

5.4直埋线路工程施工技术------------------------21

5.4.1挖填光缆沟----------------------------21

5.4.2直埋光缆敷设安装及保护-----------------22

5.4.3光缆线路标石的埋设---------------------23

5.4.4光缆线路对地绝缘-----------------------23

1.概述

为适应长庆油田“大油田管理、大规模建设”的发展思路，数字化管理在长庆各油气区应运而生，并得到了公司领导的高度关注。

经过多年的建设，长庆油田已经建成一定规模的光缆通信系统，基本覆盖到各厂前线指挥部、大站、大库,信息化方面得到了广泛的应用。

光缆通信系统组成中光缆光纤的熔接是影响整个厂站通讯线路质量的重要环节，本文针对在乌审旗第三处理厂所进行的光纤熔接工作中容易出现的问题及解决办法进行了简单的总结，并对光缆及光纤的结构进行了简单的介绍，希望对提高光纤熔接的质量和效率有所帮助。

2.光缆的结构

苏里格第三天然气处理厂主要采用光缆的型号为GYTA53-4B1和GYTA53-12B1（12芯松套层绞式加强铠装单模光缆）此种光缆一般由缆芯和护套两部分组成，有时在护套外面加有铠装。

基本形式有：

1）层绞式：

把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成。

2）骨架式：

把紧套光纤或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。

3）中心束管式：

把一次被覆光纤或光纤束放入大套管中，加强件配置在套管周围而构成。

4）带状式：

把带状光纤单元放入大套管内，形成中心束管式结构，也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。

2.1缆芯通常包括被覆光纤（或称芯线）和加强件两部分。

被覆光纤是光缆的核心，决定着光缆的传输特性。

加强件起着承受光缆拉力的作用，通常处在缆芯中心，有时配置在护套中。

2.2护套起着对缆芯的机械保护和环境保护作用，要求具有良好的抗侧压力性能及密封防潮和耐腐蚀的能力。

护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯（PE或PVC）和铝带或钢带构成。

图2.1光缆剖面图

图2.2光缆抛面图

2.3光纤结构和类型

2.3.1光纤结构

光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。

纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。

包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。

设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。

图2.3光纤抛面图

2.3.2光纤类型

光纤种类很多，高纯度石英光纤是油田厂站常用的一

种，这里只讨论作为信息传输波导用的由高纯度石英（SiO2）制成的光纤。

2.4光纤传输原理

为简便起见，以光纤的交轴（子午）光线为例，讨论光纤的传输条件。

设纤芯和包层折射率分别为n1和n2，空气的折射率n0=1，纤芯中心轴线与z轴一致，如图2.4。

光线在光纤端面以小角度θ从空气入射到纤芯（n0n2）。

图2.4光纤的光线传播原理

改变角度θ，不同θ相应的光线将在纤芯与包层交界面发生反射或折射。

根据全反射原理，存在一个临界角θc。

当θ<θc时，相应的光线将在交界面发生全反射而返回纤芯，并以折线的形状向前传播，如光线1。

根据斯奈尔定

律得到

n0sinθ=n1sinθ1=n1cosψ1（2.1）

当θ=θc时，相应的光线将以ψc入射到交界面，并沿交界面向前传播（折射角为90°），如光线2，

当θ>θc时，相应的光线将在交界面折射进入包层并逐渐消失，如光线3。

由此可见，只有在半锥角为θ≤θc的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播。

3.影响光纤熔接损耗的主要因素

　　根据第三处理厂光纤熔接本人总结出影响光纤熔接损耗的因素大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。

3.1本征因素

　　它是光纤自身因素，主要有4点：

A．光纤模场直径不一致；

B．2根光纤芯径失配；

C．纤芯截面不圆；

D．纤芯与包层同心度不佳。

其中光纤模场直径不一致影响最大。

3.2非本征因素

　　其次影响光纤接续损耗的非本征因素，即接续技术。

是关系到整条光缆通信质量的重要因素。

　　a.轴心错位单模光纤纤芯很细，2根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。

当错位1.2μm时，接续损耗达0.5dB。

　　b.轴心倾斜当光纤断面倾斜1°时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求接续损耗≤0.1dB，则单模光纤的倾角应≤0.3°。

　　c.端面分离如果活动连接器的连接不好，很容易产生端

面分离，造成连接损耗较大。

当熔接机放电电压较低时，或者放电时间过短时，也容易产生端面分离，或者接续表面不平整。

　　d.端面质量光纤端面的平整度差时也会产生损耗，甚至气泡。

　　e.光纤物理变形光纤是柔软的，可以弯曲，可是弯曲到一定程度后，光纤虽然可以导光，但会使光的传输途径改变。

由传输模转换为辐射模，使一部分光能渗透到包层中或穿过包层成为辐射模向外泄漏损失掉，从而产生损耗。

3.3其他因素的影响

　　接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、熔接机中电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响熔接损耗值。

4.光纤接续

光纤接续努力降低光纤接头处的熔接损耗，则可增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减裕量。

光纤端面的制备是影响光纤接续质量的最直接的环节，断面的合格与否直接决定了接头损耗的指标。

4.1光纤涂覆层的剥除

在实际操作中我结合“平、稳、快”的三字剥纤法使剥纤更加快捷并且不易损伤光纤。

持纤要“平”。

左手拇指和食指捏紧光纤，使之成水平状，所露长度以5cm为准，余纤在无名指、小拇指之间自然打弯，以增加力度，防止打滑。

剥纤钳要握得“稳”。

剥纤要“快”，剥纤钳应与光纤垂直，上方向内倾斜一定角度，然后用钳口轻轻卡住光纤右手，随之用力，顺光纤轴向平推出去。

整个过程要自然流畅，一气呵成。

有时在施工时马克钳用力过大或者用力太小都不能完全剥除光纤表面的涂覆层或者造成光纤损伤（如图4.1），使劲过大过猛还会拉断光纤。

对于未完全清楚干净涂覆层的光线接续后将直接影响接续质量，针对此类光纤就必须要返工。

因此，我也套用一句话就是胆大心细，用来形容剥纤。

只有这样剥纤才能又快又好。

图4.1左侧的光纤为未完全清楚干净涂覆层的光纤

4.2裸纤的清洁

在裸纤清洁时使用优质医用脱酯棉和工业用优质无水乙醇。

应两次清洁，即剥纤前对所有光纤用干棉捋擦，并用酒精棉对尾纤5-6cm处重点清洁；剥纤后，将棉花撕成层面平整的扇形小块，洒少许酒精，折成“V”形，夹住已剥覆的光纤，顺光纤轴向轻轻擦拭，力度不益过大，以免力度过大捏断裸纤，力争一次成功，一块棉花使用2-3次后要及时更换，这样既可提高棉花的利用率，又防止了裸纤的两次污染。

三是注意与切、熔操作的衔接，清洁后勿久置空气中，谨防二次污染。

一般光纤在清洁后光纤的端面就不能再碰任何东西了，直接放到光纤切割刀的V型槽里，以免粘到灰尘和杂物，在刮风的天气里施工时还应当采取防风措施，防止大风将灰尘吹到处理好的光纤上。

（如图4.2）图中两根光纤均没有清洁干净，并且很明显都粘有灰尘会造成接续的质量下降，损耗增大。

图4.2布满灰尘的光纤

4.3裸纤的切割

切割是光纤端面制备中最为关键的步骤。

操作规范以手动为例，光纤的放置，应讲究“前抵后掀、先进后撤”，即手持光纤，稍超前刻度要求平放导槽中，后部稍向上抬起，使光纤前半部紧抵导槽底部，然后向后撤至要求刻度，从而确保光纤吻合“V”导槽并与刀刃垂直。

切割时，动作要自然、平稳、勿重、勿急，避免断纤、斜角、毛刺、裂痕等不良端面的产生。

并同时注意洁、切、熔协调配合，整个操作过程中放、夹、盖、推、压、掀、取、传，一套动作应有行云流水般的和谐流畅。

另外，谨防污染，已制备的端面切勿放在空气中，移动时要轻拿轻放，防止与其它物件擦踫。

裸纤的清洁、切割和熔接的时间应紧密衔接，不可间隔过长，特别是已制备的端面切勿放在空气中。

移动时要轻拿轻放，防止与其它物件擦碰。

在接续中，应根据环境，对切刀如图:

4.3V形槽、压板、刀刃进行清洁，谨防端面污染。

在已经清洁好的光纤放入V型槽时，应尽量使端面不接触到切割刀的任何部位，防止受到污染，同时在合盖板时要保持动作的轻巧，有时由于盒盖用力过猛，金属的盖片会“砸”伤光纤，前面的努力都将白费，推刀时也应做到轻巧，不可犹豫不决，也不能使出蛮力。

图4.3切刀

切割刀的工作步骤：

1刀片在光纤表面迅速划过

2留下浅痕，连锁压块下压

3光纤被“压断”

由于刀