孟彥余

（中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司，天津 300000）

架設(shè)長途光纜工程，不僅可以滿足干線通信建設(shè)與發(fā)展需求，還可以在一定程度上緩解地區(qū)沿線通信緊張的局面。在對(duì)現(xiàn)有通信工程的研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，多地區(qū)的長途電話繁忙時(shí)段存在溢出現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下，溢出率超過了85%，即有效接通的電話數(shù)量極少[1]。為此，有關(guān)工程單位提出了針對(duì)光纜線路工程，通過埋設(shè)光纜，為長途通信提供質(zhì)量與速度保障。

1 長途光纜通信工程實(shí)例

所選的工程項(xiàng)目為地區(qū)政府投資建設(shè)的一條35Mb/s的長途光纜工程，此工程的設(shè)計(jì)長度為247km，其中共包括9個(gè)中繼站點(diǎn)，基于整體層面分析，此工程共含有10個(gè)中繼施工段，每個(gè)中繼段的平均長度約為24.8km，全線最長的中繼線路長度34.808km，全線最短的中繼線路長度13.57km。光纜線路示意圖如圖1所示。

圖1 光纜線路示意圖

所有的光纜線均按照本地供電模式運(yùn)行，其中只有一個(gè)中繼段采用遠(yuǎn)程供電模式運(yùn)行，為滿足此段的通信需求，采用銅線包裹四芯的多模態(tài)光纜形式[2]。設(shè)計(jì)中，光纜線路整體呈現(xiàn)骨架式結(jié)構(gòu)，外部使用鋁塑性保護(hù)套進(jìn)行保護(hù)，部分途徑較為復(fù)雜的路段采用雙層套纜保護(hù)形式。設(shè)計(jì)全程光纜135盤，站內(nèi)有效通信接頭數(shù)量為85個(gè)。

2 長途光纜通信工程的光纜線路施工技術(shù)

2.1 光纜線路敷設(shè)施工

在長途光纜通信工程施工中，針對(duì)光纜線路的敷設(shè)，其一般步驟為：路由復(fù)測、配盤配纖、光纜復(fù)驗(yàn)、光纜敷設(shè)以及敷設(shè)后的檢驗(yàn)等。為確保最終施工成果能夠符合工程設(shè)計(jì)需要，在原有敷設(shè)施工步驟基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。在具體施工前，需要對(duì)施工現(xiàn)場及周圍的路由、地形、樹木、建筑物等進(jìn)行勘查，結(jié)合長途光纜通信工程設(shè)計(jì)要求，給出周密的施工方案[3]。除此之外，還需要進(jìn)行下述幾點(diǎn)準(zhǔn)備工作：根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)管孔占用情況進(jìn)行核對(duì)；對(duì)所有管孔進(jìn)行清洗；完成塑料直管的預(yù)放。為了能夠提高管道的利用率，結(jié)合光纜線路特點(diǎn)，在每一個(gè)管孔當(dāng)中事先設(shè)置三根塑料子管。光纜的敷設(shè)長度可按照下述公式計(jì)算得出：

式中：L代表光纜線路敷設(shè)長度；l代表光纜線路敷設(shè)位置與地面之間的丈量長度；l'代表各種預(yù)留長度[4]。預(yù)留長度包括：自然彎曲時(shí)需要增加的長度，通常為5m/km；入孔中后線路拐彎位置增加長度，通常為0.5~1.2m/孔；接頭重疊部分長度，通常為8~10m/側(cè)；局內(nèi)預(yù)留長度，通常為12~18m。在進(jìn)行機(jī)械牽引敷設(shè)時(shí)，還需要對(duì)牽引張力進(jìn)行估算，可以下述公式為依據(jù)進(jìn)行：

式中：F代表光纜線路直線路由張力；u代表摩擦系數(shù)；w代表被牽引的光纜重量；H代表光纜線路直線段長度。在確定上述各項(xiàng)參數(shù)后，進(jìn)行實(shí)際施工。在進(jìn)行電纜線路架空時(shí)，按照?qǐng)D2所示的形式，采用滑輪布放法進(jìn)行施工。

圖2 滑輪布放法架空電纜線路

按照?qǐng)D2所示的方式進(jìn)行架空，在每一個(gè)桿結(jié)構(gòu)上放置一個(gè)滑輪結(jié)構(gòu)，并在每一個(gè)格擋之間的吊線上同樣放置一個(gè)滑輪結(jié)構(gòu)[5]。光纜線路通過滑輪實(shí)現(xiàn)牽引。通過上述方式實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜線路的架空，為確保均勻牽引，在每一個(gè)格擋之間的吊線上額外放置6~8個(gè)規(guī)格為45mm的大掛鉤[6]。將光纜線路的牽引頭與加強(qiáng)芯連接固定，并設(shè)置鐵絲網(wǎng)套和光纜護(hù)套進(jìn)行包扎，以此確保超過80%的牽引力能夠施加在加強(qiáng)芯上，并確保保護(hù)套不會(huì)被拉脫。由于長途光纜通信工程的跨度較大，并且常常會(huì)在大河上完成跨越。因此，針對(duì)這一問題，在光纜線路橫跨較大的河流時(shí)，此時(shí)采用飛線方式進(jìn)行敷設(shè)，其基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 飛線方式的光纜線路敷設(shè)示意圖

圖3中A和F均表示為單桿結(jié)構(gòu)；B、C、D、E均表示為品接桿結(jié)構(gòu)。其中：A和F的高度為10m；B和E的高度為14m；C和D的高度為22m。在敷設(shè)的過程中，將輔吊垂直度設(shè)置為6.5m，在正輔吊線的中間位置，采用二眼茶托拉板進(jìn)行連接[7]。除此之外，針對(duì)部分需要在管道當(dāng)中敷設(shè)的光纜線路，可采用市話中繼光纜管道敷設(shè)法進(jìn)行敷設(shè)施工。

2.2 光纜線路連續(xù)與保護(hù)施工

在進(jìn)行光纜線路連續(xù)施工時(shí)，線利用光時(shí)域計(jì)對(duì)已經(jīng)敷設(shè)的光纜線路是否存在異常進(jìn)行檢查，待檢查完畢后，再進(jìn)行連續(xù)。在檢查過程中需要對(duì)光纜端別進(jìn)行核對(duì)，將光纜線路端頭數(shù)米的線路剪掉，再利用專業(yè)工具將光纜線路外側(cè)保護(hù)套剝開，其長度應(yīng)當(dāng)控制在1.0~1.2m之間[8]。按照連續(xù)保護(hù)套結(jié)構(gòu)要求，處理好光纜骨架和加強(qiáng)芯，按照對(duì)應(yīng)色標(biāo)對(duì)光纜進(jìn)行熔接。在熔解的過程中需要用光時(shí)域計(jì)進(jìn)行監(jiān)測，針對(duì)光纜熔接點(diǎn)位置上的保護(hù)采用熱熔熱縮管保護(hù)。針對(duì)部分有遠(yuǎn)供銅線的光纜，還需要將銅線用錫材料進(jìn)行焊接，并用塑料套管對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行保護(hù)。在完成上述操作后，用尼龍掛帶將其懸掛在吊線上。為了避免在熔接過程中接頭衰耗過大，在施工中，熔接用工具、儀表在熔接之前應(yīng)用無水乙醇或特殊的清潔劑擦拭。清洗時(shí)要用專用的工具棒，用棉簽擦拭，以防損壞。擦拭完畢后，待酒精完全揮發(fā)后，才可繼續(xù)使用。剝離后的裸露光纜，用干凈的棉布蘸上酒精或特殊的清潔劑，沿光纜末端的不同角度擦拭，除去剩余的涂層。在光纜末端切斷時(shí)，切斷器要穩(wěn)定，接續(xù)施工時(shí)施工人員身體坐正，雙手要自然地放在工作臺(tái)上，不要搖晃。光纜的端部，必須對(duì)齊，不得有角度，否則會(huì)增加光纜的持續(xù)損耗。在光纜線路末端切斷后，不要讓末端表面與其他物體發(fā)生摩擦，把光纜從上到下正確地插入到凹槽中。為進(jìn)一步提高施工安全性，針對(duì)危險(xiǎn)性較高的施工環(huán)節(jié)，可采用機(jī)械方式進(jìn)行連接。機(jī)械接合方法也就是冷接合方法，它是通過模槽對(duì)接，用硅膠配合液體進(jìn)行接合，然后用機(jī)械將光纜線路固定在一起。在這一過程中可通過光纜接頭護(hù)套實(shí)現(xiàn)光纜線路之間的連接、分歧和光纖接頭的保護(hù)。在連續(xù)時(shí)，要充分考慮盤纖的形式，以確保纖維的長度。如果在光纖對(duì)入（分岔）時(shí)，出現(xiàn)有兩根光纖同時(shí)進(jìn)入的情況，則此時(shí)應(yīng)使用倒“8”字形的盤纖法，否則光纜無法實(shí)現(xiàn)牢固連接。

3 實(shí)證分析

為滿足設(shè)計(jì)需求，在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)光纜線路通信傳輸技術(shù)指標(biāo)，指標(biāo)及其參數(shù)見表1。

表1 光纜線路通信傳輸技術(shù)指標(biāo)及其參數(shù)

完成基礎(chǔ)內(nèi)容的設(shè)計(jì)后，為確保施工成果可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)行光纖與光纜損耗與技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)，見表2。

表2 光纖與光纜損耗與技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)

將光纜線路通信過程中的損耗量作為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，按照下述圖四方式，進(jìn)行損耗量的測量。

圖4 光纜線路通信過程中的損耗量測量方法

整理不同損耗量的占比，見表3。

表3 不同損耗量的占比統(tǒng)計(jì)

在上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)光纜線路進(jìn)行加溫實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)選擇一條光纜線路，對(duì)其接頭進(jìn)行加溫，持續(xù)加熱直到溫度達(dá)到65℃，保持此過程30min。

再對(duì)光纜線路進(jìn)行降溫實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)選擇一條光纜線路，對(duì)其接頭進(jìn)行降溫處理，保持溫度在-20℃，保持此過程30min。統(tǒng)計(jì)在此過程中光纜線路接頭的接收端功率變化。其結(jié)果見下表：

4 結(jié)語

通過上述研究，得到以下幾個(gè)方面的結(jié)論：

（1）根據(jù)表3不同損耗量的占比統(tǒng)計(jì)結(jié)果，<0.1dB損耗量的占比接近一半，>0.6dB損耗量的占比不足1%，說明施工后的光纜線路施工成果可以在實(shí)際應(yīng)用中起到控制通信接頭損耗的效果。

（2）根據(jù)表4加溫與降溫實(shí)驗(yàn)中光纜線路接頭的接收端功率變化結(jié)果，在0~30min的實(shí)驗(yàn)中，光纜線路接頭的接收端功率存在細(xì)微的變化，但變化值均未超出±1dBm，即不會(huì)對(duì)光纜通信效果造成影響。證明此次設(shè)計(jì)的成果可以在投入使用后抵御長途環(huán)境下不同地段中惡劣條件的影響。

表4 加溫與降溫實(shí)驗(yàn)中光纜線路接頭的接收端功率變化