铁路通信光缆线路施工问题研究

ejupasufi

[摘要]铁路通信光缆是保证铁路系统安全运行的重要工具。在光缆线路的施工中，严格按照施工规范操作是保证通信畅通，减少损失的重要前提。对光缆施工和接续中应注意的问题进行研究。
[关键词]铁路通信 规范操作 接续
中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220081－01
一、引言
随着我国经济建设的繁荣发展，国家对铁路建设的投资也越来越大，现代化的铁路比比皆是。现代化的铁路运输系统离不开现代化的通信网络，铁路通信网作为保障行车安全、提高运输效率的重要工具，自然而然的也进入了高速发展期。
二、光缆在运送敷设中应注意的问题
光缆敷设前首先要对光缆经过的路由做认真的勘查，尽量避开坑沟、河流等有潜在隐患的位置；光缆接头处尽量安设在地势平坦、地质稳固的地点，避开沟壑、河流及道路；光缆在搬运过程中应保持缆盘竖立，严禁将缆盘平放或叠放，以免造成光缆排线混乱或受损；短距离滚动缆盘时应严格按缆盘上标明的箭头方向滚动，以免损坏保护板及光缆；严禁长距离滚动光缆盘；光缆布放时，严格控制光缆的弯曲半径，严禁打小圈及折扭，采用“前走后跟，光缆上肩”的放缆方法；光缆接续时要严格按照光纤接续的要求规范操作，保证接头损耗符合标准。光缆接头盒一定要密封好，防止进水；施工完成后，要用OTDR进行测量光纤链路的接续点损耗及全程损耗，了解沿光纤长度的损耗分布。最后将测试图打印存档，为以后光缆线路的维护做准备。
三、光纤接续中的问题分析
（一）影响光缆接续质量的具体因素
光缆接续质量高低主要由光纤接续损耗大小及稳定性决定，而在施工中影响其因素众多，可归纳为以下几种：
1．光纤本征因素。光纤模场直径失配、芯径失配、同心度不良、光纤介质折射率不同均是影响光纤接头损耗的重要本征因素，而多模光纤数值孔径差别和单模光纤模场直径的偏差对接续影响最大，其偏差可大大增加光纤接续损耗。
2．接续技术因素。（1）光纤轴心错位。由于在熔接时纤芯未对准或因表面张力作用而引起轴心错位，都会使光纤接续损耗加大。（2）光纤端面制备质量差。光纤端面有污染、切割断面倾斜有角度、断面不平有毛刺和缺陷等，熔接时纤芯就会发生畸变，增加附加损耗。这主要由切割刀老化、切割光纤时用力过大、清洁工作没做好等因素引起。（3）熔接时，由于端面不良或放电强度不佳，导致接头强度不足，直接影响到光纤的使用寿命和损耗特性稳定。随着时间推移，衰减曲线与竣工时相比，会出现巨大变化和落差，严重影响使用和维护。
3．接头综合处置因素。（1）接续过程中，不慎把光纤出束管处拉伤或折裂，增加了隐性故障。（2）光纤熔接后，热缩保护时加强型热缩管收缩不均匀，中间有气泡，由于应力作用，而使光纤发生微弯，增加了附加损耗。（3）光纤收容盘留弯曲半径过小或光纤被载线盒盖挤压，及接头盒密封性不良，导致进水进潮气，都会使接续损耗加大。
4．周围环境因素。主要是指天气情况、温度、湿度及震动等周围外界环境因素。其中：（1）阴雨天温度过低、湿度过大时接续，一方面使熔接机工作不正常，另一方面是水气和潮气附着在光纤端面，熔接时纤芯发生畸变，增加了接续损耗。（2）风沙过大时，即使采取防护，灰尘也会进入熔接机或粘在纤芯表面及端面，增加清洁难度，影响接续质量。（3）外界有震动情况下接续，会使纤芯熔接时错位，加大损耗。
（二）光缆接续施工程序
（1）在待接光纤上套上对接续部位补强的热缩加强芯；（2）除去涂覆层，用被覆钳垂直钳住光纤剥除20-30mm长的一次涂覆和二次涂覆层，用浸泡酒精的棉球或镜头纸均匀擦拭光纤，将光纤擦拭干净，同时要注意光纤表面不应有裂口划痕。（3）切割光纤，制作端面，在光纤接续中，光纤端面的制作是最为关键的工序。光纤端面的完善与否是决定光纤接续损耗的重要原因之一。他要求制备后的端面平整无毛无缺损，且与轴线垂直，呈现一个平滑平整的镜面区，保持清洁无灰尘污染。制备端面有三种方法：一是刻痕法，采用机械切割刀，用金刚石刀在表面上向垂直与光纤的方向划道刻痕，距涂覆层10mm，轻轻弹碰，光纤在此刻痕上自然断裂；二是切割钳法，他是利用一种自制的手持简易钳进行切割操作；三是超声波电动切割法。这三个方法只要器具优良，操作得当，制备端面的效果都不错。（4）将欲接的两根光纤放入熔接机中进行熔接；放入光纤时应注意光纤端面不要碰到熔接机的任何部位，以免端面损坏弄脏。放置好后由熔接机自动完成接续。（5）熔接好后用OTDR进行接续性能测定，符合接续指标后小心拿出熔好后的光纤，将热熔加强芯轻轻置于熔接部位，加强芯的中心应正对熔接点，然后放入热熔炉将加强芯热熔；（6）全部接续完毕后，收入收容盘内，用OTDR进行复测，全部合格后进行接头盒的封闭工作。光纤接续损耗是由于接续点不完善而产生的损耗，影响接续点不完善的因素很多，归纳起来有两大类即外因和内因。内因是指光纤本身的不完善，不能通过改善接续工艺来减少损耗；它包括芯径失配，折射率分布失配，光纤同心度不良，模场直径失配，所以在接续测试中，接续损耗值会出现大正大负的现象。通过多次接续只能使单向值小些，平均值趋于零，但正负现象不能避免，正负现象对光纤但输损耗有一定的影响。在工程中，光缆配盘时应尽量选用同一批出厂的光缆，AB端尽量一一对应，人为的完善接续工艺以减少接续损耗。外因是指非光纤本身不完善，而是接续工艺不良造成的，包括芯位置横向纵向光纤轴向角的偏差，光纤端面污染等，这是由于接续过程中属于熔接机维护不及时操作不当等人为因素造成接续损耗过大。
（三）采取的措施
1．减小本征影响。（1）施工中，在同一中继段线路要采用同一厂家和同一型号的光缆，以保证相接光纤的折射率和几何尺寸偏差尽量小。（2）结合单盘测试结果，尽量按出厂盘号顺序相邻配盘，使模场直径相近，减小其失配性。
2．克服技术因素。（1）光纤使用熔接机熔接时，选责任心强的接续人员，在制好端面的前提下放入Ｖ型槽，光纤尽可能对准对直。（2）光纤涂覆层采用高纯度酒精和优质脱脂棉洗净，纤端灰尘也要清洁，避免放电时污染断面，增大损耗或产生气泡。对Ｖ形槽、切割刀要经常保持清洁，使用时注意避免磕碰影响精度。另外，切割光纤时，注意手指力度和均匀性。（3）使用高精度的光纤切割刀切出最理想的端面后，再小心地放入Ｖ形槽进行熔接。若连续许多次切出端面均很差，则刀片有可能老化，必须果断调整或更换刀片。使用全自动高精度熔接机，控制放电时间不要太长，可以提高接续强度，使接头损耗长期稳定在初始水平，并且在外界环境温度变化时，不出现接头断裂现象。
3．优化综合处置。（1）在切割或盘留光纤时，操作人员尤其要注意保护光纤出束管处和已剥涂覆层光纤根部，避免隐性断裂伤口。（2）热缩管热缩时，把光纤接头位置置于热缩管中央，等均匀热缩完冷却后，再轻轻提起热缩接头，进行盘留。
参考文献：
[1]李静浪，通信光缆施工技术新探，铁道通信信号，2004.
[2]张锡斌，光缆线路工程，北京：人民邮电出版社，1992.