孫華辰

（江蘇大學 電氣信息工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

0 引 言

隨著5G時代的來臨，寬帶網(wǎng)絡建設和智能建筑得以持續(xù)迅猛發(fā)展。室內單芯軟光纜因其用途多、使用范圍廣、使用量大、結構簡單、價格便宜、重量輕等具有很大的市場容量，也成為室內通信的重要傳輸路徑。室內單芯軟光纜可廣泛運用于室內布線、跳線、通信設備和數(shù)據(jù)設備內的連線及數(shù)據(jù)線、用戶引入端等地方，是室外與通信終端設備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸ｋS著光纖化的不斷深入，室內單芯軟光纜的用途和用量將會進一步擴大化。

室內單芯軟光纜具有緊套和松套結構之分。緊套結構由涂覆光纖、緊套層、加強構件和護套按照一定的工藝流程組合而成，而松套結構由涂覆光纖、填充復合物、松套管、加強構件和護套按照一定的工藝流程組合而成。由于松套結構的室內單芯軟光纜含有油膏等填充復合物和松套管，結構復雜、價格貴，室內使用繁瑣且不衛(wèi)生。緊套結構的室內單芯軟光纜（以下簡稱軟光纜）則結構簡單、價格便宜，使用便捷、無污染，更加符合室內使用環(huán)境。

1 軟光纜生產(chǎn)設備

軟光纜的生產(chǎn)加工由軟光纜生產(chǎn)線完成。軟光纜生產(chǎn)線按照生產(chǎn)流程依次包括緊包光纖放線架、紗線放線架、擠出機、主控制柜、兩級水槽、測徑儀、噴碼機、牽引輪和收線架等電氣元器件和機械設備。各部件之間需要按照特定工藝參數(shù)設置相應溫度、張力及其他數(shù)據(jù)，且在安裝時要保證各個部件有序排列，并通過拉中心線的方式確保安裝位置正確，否則無法生產(chǎn)出合格的軟光纜成品。

合格的軟光纜一般滿足以下三方面要求：

（1）1 550 nm波長、1 310 nm波長下，光纖損耗在正常范圍內，且測試無臺階、無斷點；

（2）軟光纜外觀光滑圓整，護套料塑化正常、無破損，長度不得低于正常要求值；

（3）符合工藝中關于外徑、壁厚、同心度、高溫收縮等參數(shù)的相關要求，且無粘紗和粘光纖現(xiàn)象。

軟光纜生產(chǎn)線各設備之間以擠出機為核心，其余被分為擠出前級和擠出后級。

1.1 擠出機

擠出機的選型根據(jù)所要達到的護套外徑、壁厚及護套材料的腐蝕程度等參數(shù)而定。軟光纜生產(chǎn)線使用的擠出機，一般采用小型擠出機即可滿足正常要求。擠出機中經(jīng)常需要調節(jié)和更換的位置是機頭上的模套和模芯。模套和模芯是生產(chǎn)前期準備工作的重要關注對象，其調節(jié)可影響軟光纜成品的同心度、外徑、壁厚和損耗等工藝參數(shù)。

擠出機的作用是按照一定的機身和機頭溫度要求，將護套料顆粒塑化成半流體狀，作為軟光纜結構中最外層護套。半流體狀的護套料通過擠出機上的模芯、模套等關鍵部件擠出成管狀護套，并通過調偏心的方式保證擠出的管狀護套同心度在正常要求范圍內。擠出的管狀護套正好可以套接在穿過模芯孔的緊包光纖和紗線上，且不得出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。

1.2 擠出前級

擠出前級是指軟光纜結構中各部分的智能準備區(qū)域，主要包括緊包光纖放線架、紗線放線架和穩(wěn)線架。其中，緊包光纖放線架和紗線放線架主要是為了將緊包光纖和紗線有序地穿入擠出機，并配合適當?shù)膹埩σ蠛蛷埩討B(tài)調節(jié)功能完成智能準備工作；穩(wěn)線架是將緊包光纖放線架和紗線放線架中釋放的緊包光纖和紗線有序地匯集起來，保證從擠出機機頭模芯孔的正中心穿過，為后續(xù)軟光纜成型做準備。

在軟光纜生產(chǎn)過程中，緊包光纖放線架和紗線放線架的張力動態(tài)調節(jié)功能至關重要，關乎軟光纜成品外徑是否均勻、成品是否粘紗和粘光纖，進而影響軟光纜的測試損耗是否正常。穩(wěn)線架的結構和功能較為簡單，但前期安裝較為麻煩，不僅需要用膨脹螺絲固定于地面，而且需要確保與擠出機模芯的正中心位于同一條水平線，否則極易出現(xiàn)軟光纜成品粘紗或粘緊包光纖的情況。

1.3 擠出后級

擠出后級是指軟光纜擠出雛形產(chǎn)生后如何保證合理地形成穩(wěn)定成品，所要達到的功能主要包括護套料合理地降溫凝固、外徑保持正常范圍、字體保證正常噴印和收線正常。每個功能都需要配套的設備來完成。由于軟光纜生產(chǎn)速度較快，每種設備都需要配合生產(chǎn)速度來設定相應的參數(shù)，以達到最佳匹配。

1.3.1 合理地降溫凝固

合理地降溫凝固是指運用兩級水槽作為降溫設備，將擠出機擠出的半流體管狀護套及其內部穿入的緊包光纖和紗線進行降溫。降溫通過熱傳遞原理實現(xiàn)，降溫過程不能過快或過慢。過快的降溫會導致半流體管狀護套收縮變形，造成表面不光滑圓整；過慢的降溫會導致降溫不完全，經(jīng)過牽引輪后會壓扁變形，或進入收線盤后受壓變形，并可能導致護套與內部的緊包光纖和紗線粘連在一起，造成測試損耗增大。兩級水槽的長度和水溫根據(jù)生產(chǎn)速度來設定。此外，兩級水槽要具備水循環(huán)和加熱、制冷功能，還要具備水溫動態(tài)調節(jié)功能，保證水溫恒定不變。

1.3.2 外徑保持正常范圍

在軟光纜正常生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)速度根據(jù)牽引輪的轉速而定。生產(chǎn)速度的穩(wěn)定需要牽引輪轉速的恒定不變，而外徑的大小主要依靠牽引輪與擠出機之間的匹配來完成。調節(jié)擠出機的擠出量需要通過主控制柜上的顯示頁面和操作鍵盤來完成。當擠出數(shù)據(jù)穩(wěn)定時，擠出機的擠出量在理論上是恒定的。但是，由于設備本身精準度的問題，擠出數(shù)據(jù)穩(wěn)定時，擠出量依舊會存在微微變化，而這種變化會導致軟光纜外徑的快速變化。因此，為了得到更加穩(wěn)定的外徑，在牽引輪轉速穩(wěn)定的前提下，需要對擠出機的擠出量進行在線動態(tài)微調。外徑變小時將擠出數(shù)據(jù)微微增大，外徑增大時將擠出數(shù)據(jù)微微減小，從而保證軟光纜外徑始終維持在一定范圍。

1.3.3 字體保證正常噴印

字體噴印工作由噴碼機完成。根據(jù)客戶的需求，一般需要向軟光纜的護套上噴印一些字體，這些字體以英文字母、拼音和數(shù)字為主，意在顯示客戶的一些基本信息和軟光纜的一些基本型號。由于軟光纜外徑較細，且高速生產(chǎn)時存在纜身抖動情況，再加上噴碼機本身質量問題和維護不到位、不及時等因素，實際生產(chǎn)中會出現(xiàn)較多噴印不清晰、漏噴、錯噴等問題。噴印事故造成的問題纜雖然不影響軟光纜本身的通信功能和正常使用，但影響其美觀，且不符合客戶要求。為了避免浪費，類似于這種噴印事故的問題纜一般可以通過擦字后重新噴印的方式加以彌補。但是，這種重新噴印的方式會大幅增加成本投入，如果操作不當，不但無法重新利用，還有可能對軟光纜造成不可逆轉的二次破壞，嚴重時會導致纜身扭曲變形、緊包光纖信號中斷等，從而形成廢纜。因此，字體噴印須以細心謹慎為主。

1.3.4 收線正常

收線通過雙盤切換或其他收線設備來完成，是軟光纜生產(chǎn)的最后一道工序。收線張力和排線問題是收線影響軟光纜質量的兩個重要原因。若采用雙盤切換，相關數(shù)據(jù)設置好后，排線問題將迎刃而解。收線張力需要保證排線穩(wěn)定的前提下盡可能小，以減小上盤后軟光纜之間互相擠壓的力度，避免因受壓而造成軟光纜在某一點處出現(xiàn)測試臺階或大損耗。

2 問題分析

軟光纜雖然沒有過于復雜的工藝，但是融合了最基本的擠出原理。軟光纜采用的護套料具有性質軟、伸縮性較強等特點，再加上纜身直徑較小、壁厚較薄，實際生產(chǎn)時會出現(xiàn)各種細節(jié)問題。這種細節(jié)主要體現(xiàn)在設備、工藝、操作等方面，而每一處細節(jié)的忽略都極易造成軟光纜的質量問題。因此，軟光纜的生產(chǎn)過程完全能夠體現(xiàn)出擠出工藝中出現(xiàn)的絕大部分問題。

實際生產(chǎn)中會因為設備零部件突然損壞或失控、工藝參數(shù)設置不到位、操作不認真不仔細等各種原因而導致出現(xiàn)測試臺階和大損耗、外徑不勻等現(xiàn)象，且很難在停機時查找出導致這些問題的具體原因。此外，當問題較大、較為繁雜時，還需要在線跟蹤觀察或重新調試，而這必然引起更大的浪費。因此，對軟光纜而言，生產(chǎn)經(jīng)驗和對問題的可控度異常重要。下面根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，將出現(xiàn)測試臺階和大損耗、外徑不勻的部分原因展開具體分析。

2.1 測試臺階和大損耗

測試有臺階和大損耗是指軟光纜成品后，通過OTDR測試其內部的光纖損耗。當光纖受壓或受力超出能夠承受的最大壓力且又不會將其壓斷時，會在測試時的線條上出現(xiàn)陡然塌陷的情形，即測試臺階。當有臺階時，測試損耗一般會變大。此外，如果光纖內部受力過大且是均勻受力，則測試可能無臺階，卻會出現(xiàn)整體損耗偏大的情況，即為測試大損耗。產(chǎn)生的具體原因主要包括收線張力過小、收線張力過大、緊包光纖放線張力過大、粘紗和緊包光纖。

（1）收線張力過小、收線張力過大。對于雙盤切換或其他收線設備而言，當收線張力過小時，會出現(xiàn)上盤后纏繞不緊密、排線到邊時松弛或換盤時跨線等問題。排線松弛會造成某圈纜出現(xiàn)非正常鼓起現(xiàn)象，引起排線蓬松、混亂、受壓，從而使光纖受力引起臺階和損耗；當收線張力過大時，會拉伸護套，待收線結束后，護套因自然收縮而使得相互擠壓力變大，從而易引起光纖受力，產(chǎn)生臺階和大損耗。

（2）緊包光纖放線張力過大。當緊包光纖放線張力過大時，緊包光纖被拉長，收線結束后，緊包光纖自然收縮而使得相互擠壓力變大，從而容易引起光纖受力，產(chǎn)生臺階和大損耗。

（3）粘紗和緊包光纖。粘紗和緊包光纖也是引起臺階和大損耗的重要原因。當熱水槽和前級冷水槽淹沒不及時或不完全時，會造成護套料在擠出后無法按工藝要求及時凝固或凝固不均勻。凝固不及時可能會導致紗線在某一點上黏連護套內壁，凝固不均勻會導致護套收縮不均勻而造成纜身側向扭曲并粘紗，這主要是由生產(chǎn)人員拉牽引后未及時關注好細節(jié)問題而造成的。當收線排線不整齊尤其是最內側排線不整齊時，會使最內側一層纜呈大間距螺旋狀排列，容易導致上層纜身出現(xiàn)類似于彎折的現(xiàn)象。

因此，避免測試臺階和大損耗，要從設備本身的穩(wěn)定性和操作人員的規(guī)范性抓起。

2.2 外徑不勻

軟光纜與接頭配合使用，才能將通信信號傳遞給終端服務器。在對軟光纜纜身兩端做接頭時，要求軟光纜纜身外徑要與接頭的尺寸匹配。過大的外徑無法穿入接頭，過小的外徑在穿入接頭后會松弛而無法受力，因此軟光纜外徑要求較嚴格。實際生產(chǎn)中，因為放線抖動、牽引打滑、膠料等原因，會造成外徑不勻的情況。

（1）放線抖動。當緊包光纖或紗線放線架出現(xiàn)異常抖動且抖動幅度較大時，進入模芯的緊包光纖和紗線會帶動擠出的護套一起擺動，從而引起外徑不勻。

（2）牽引打滑。當牽引打滑時，會使放線速度跟不上擠出速度，從而引起大外徑。

（3）膠料。長期不擦機、操作不到位時，料在機身機頭內處于長時間高溫烘烤而無法及時排出的狀態(tài)，易產(chǎn)生膠料，而膠料會在擠出時偶爾或經(jīng)常被帶出，使得軟光纜表面產(chǎn)生較大凸起而引起外徑不勻。

要想防止外徑不勻的出現(xiàn)，需要從設備維護及人員操作細節(jié)上入手。

3 結 論

本文根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，詳細介紹了室內通信用單芯軟光纜的主要生產(chǎn)設備及其在生產(chǎn)中發(fā)揮的功能，并以此為基礎總結了實際生產(chǎn)中遇到的具體問題，分析了測試臺階和大損耗、外徑不勻等問題產(chǎn)生的原因及結果，論述了問題的根源。針對這些問題主要由設備、工藝、操作等多種環(huán)節(jié)相互交叉而導致的情況，提出了具體解決方案，以期提供借鑒。