高速公路通信光缆的敷设-熔接及故障排查施工方法探讨

高速公路通信光缆的敷设\\熔接及故障排查施工方法探讨

摘要：重庆外环高速公路东北段是重庆市规划建设的重庆外环高速公路的重要组成部分，路线全长86.226km，共计9处立交互通和8处隧道（隧道单洞长共计24.490km），全线设置8处通信站。本项目路线状况复杂且施工工期较短，作为通信系统的基础，光缆的敷设、熔接及故障排查处理尤为重要。

关键字：通信光缆 敷设熔接故障

项目概况

重庆外环高速公路东段是重庆市规划建设的重庆外环高速公路的重要组成部分，项目位于重庆市区东部，总体呈由南向北走向，路线起自重庆市巴南区南彭镇，经惠民镇和南岸区迎龙镇，终于江北区鱼嘴镇，路线全长36.941km。设置花溪枢纽与水界高速公路连接，忠兴、惠民、广阳互通与地方道路、城镇连接。

重庆外环高速公路北段位于重庆市北部，分属于重庆市江北区、渝北区和北碚区管辖。项目起始于鱼嘴长江大桥北岸新龙湾，与重庆外环高速公路东段终点相连。经王家、水土，止于终点朱家坪，接重庆外环高速公路西段，路线全长49.285km。全线共设外环东（复盛）、龙兴（天堡寨）、环东北（朝阳寺）、空港（仁睦）、水土和施家梁共6处互通立交。

本路段通信系统为重庆市高速公路专用通信网的一部分，工程总体服从重庆市高速公路专用通信网总体规划的要求，全程敷设光缆传输。重庆外环高速公路东段设忠兴、惠民、广阳3个通信站，重庆外环高速公路北段分别在玉峰山隧道和施家梁互通设置隧道现场管理站。在龙兴收费站、空港收费站、水土收费站、施家梁收费站（施家梁隧道管理站）和玉峰山隧道管理站共设置5处无人通信站，分别设置ONU设备，与绕城西段的4个无人通信站构成一个自愈环保护。

北段5个隧道采用2个隧道群管理，鱼嘴，玉峰山和朝阳寺隧道由玉峰山隧道现场管理站管理，狮子岩和施家梁隧道由施家梁隧道现场管理站管理。各隧道的数据图像通过光缆直接接入各自的隧道现场管理站。

光纤传输具有传输频带宽、通信容量大、损耗低、不受电磁干扰、光缆直径小、重量轻、原材料来源丰富等优点，因而正成为高速公路通信系统的主要传输媒介。下面对高速公路通信光缆的敷设、熔接及故障排查施工方法和大家做一下探讨。

一、 通信光缆敷设

高速公路通信光缆敷设主要分为主干光缆的敷设和支线光缆的敷设。

1、主干光缆的敷设是利用空压机和吹缆机配合使用来进行对主干光缆的敷设，它采用了气吹敷缆法。气吹敷缆法是一种敷设光缆或通信电缆的新方法。它是利用高速气流的推力均匀地作用在光缆上进行工作的。

对于主干光缆的敷设，应先对整条路段的主干路由硅芯管进行查看，看所有的硅芯管是否都敷设完成，是否能满足敷设吹缆条件。比如说：如果主干硅芯管只敷设了一部分，这时就通知吹缆队伍进场施工的话，不到两天就把所有能敷设的管道都敷设完了，那吹缆队伍就空闲着了。这时就造成了施工方的经济损失，而这些问题是可以避免的。因此通知吹缆队伍进场施工之前，应该先了解整个施工现场是怎么一回事，并和硅芯管敷设的施工方、以及吹缆方进行好沟通，要把握好整个施工工程时间进度，同时也不能忽视对施工质量的检查。

在进行光缆敷设之前还要对光缆进行光性能检查，就是对进行敷设的光缆进行开盘测试，看光缆的盘长、性能是否和设计相符等。

满足上述吹缆条件后，就可以进行吹缆了。这时就要准备好架设光缆的轴棍、支架及敷设用光缆托架、穿管器、牵引机、吹缆机及常用工具等。核对光缆型号、规格及长度，均应于设计要求一致。

在施工过程中光缆应尽量减少接头数量，光缆接头位置应避免在不宜接续操作的地点，尽可能把穿管的地段排在靠近光缆的两端位置。布放光缆时光缆的转动应与光缆的布放同步、均匀，避免“浪涌”扭转、打小圈等情况。光缆布放必须严密组织、专人指挥。

最重要的是注意施工安全，其安全措施应该做好，保证零事故的发生。

2、支线光缆的敷设一般都是采用人工敷设，人工敷设是利用穿缆器来进行敷设的。使用穿缆器，可以提高敷设的工作效率。穿缆器一般有150米、180米、200米的型号。

在进行支线光缆的敷设时，工作流程没有像主干光缆敷设那样麻烦，主要的还是把准备工作给做好了，这样做起事来就事半功倍了。

例如在进行光缆敷设之前，应该先查看管道路由的走向，管道是否完善，需要带多大的穿缆器，管道路由的实际距离是否符合要敷设的光缆的距离，需不需要更改，需要多少施工员等。这些准备工作做好了，就可以进行光缆的敷设了，在施工的过程中，必须注意施工安全措施的实行。

主干光缆敷设示意图

二、 通信光缆熔接

光纤接续的方法有：熔接、活动连接、机械连接三种。在工程中大都采用熔接法。采用这种熔接方法的接点损耗小，反射损耗大，可靠性高。

光纤接续应遵循的原则是：芯数相等时，要同束管内的对应色光纤对接，芯数不同时，按顺序先接芯数大的，再接芯数小的。

光缆接续采用熔接法，主要要求如下：光缆必须在人孔外十分清洁的环境中接续；剩余光缆装在光缆接头盒的托盘上，放在托盘上的光纤不产生微弯曲损耗；每根光缆的接头损耗不超过0.05DB；光缆不在桥上接头；接头安装在尽可能放高处，以免浸水。

机具设备：光纤熔接机，切割器，加热器，剥线钳，发电机，稳压器或蓄电池组，OTDR，光纤接续车。

光纤接续的过程和步骤：

①开剥光缆，并将光缆固定到接续盒内。注意不要伤到束管,开剥长度取1m左右，用卫生纸将油膏擦拭干净,将光缆穿入接续盒,固定钢丝时一定要压紧,不能有松动。否则,有可能造成光缆打滚折断纤芯。

②分纤将光纤穿过热缩管。将不同束管，不同颜色的光纤分开，穿过热缩管。剥去涂覆层的光纤很脆弱，使用热缩管，可以保护光纤熔接头。

③打开熔接机电源，采用预置的程式进行熔接，并在使用中和使用后及时去除熔接机中的灰尘，特别是夹具，各镜面和V型槽内的粉尘和光纤碎未。使用的光纤有常规型单模光纤和色散位移单模光纤，工作波长也有1310nm和1550nm两种。所以，熔接前要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接程序。如没有特殊情况，一般都选用自动熔接程序。

④制作光纤端面。光纤端面制作的好坏将直接影响接续质量，所以在熔接前一定要做好合格的端面。用专用的剥线钳剥去涂覆层，再用沾酒精的清洁棉在裸纤上擦拭几次，用力要适度，然后用精密光纤切割刀切割光纤，对0.25mm（外涂层）光纤，切割长度为8mm-16mm，对0.9mm（外涂层）光纤，切割长度只能是16mm。

⑤放置光纤。将光纤放在熔接机的V形槽中，小心压上光纤压板和光纤夹具，要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置，关上防风罩，即可自动完成熔接，只需11秒。

⑥移出光纤用加热炉加热热缩管。打开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中心，放到加热炉中加热。加热器可使用20mm微型热缩套管和40mm及60mm一般热缩套管，20mm热缩管需40秒，60mm热缩管为85秒。

⑦盘纤固定。将接续好的光纤盘到光纤收容盘上，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个线路的损耗越小。所以一定要保持一定的半径，使激光在纤芯里传输时，避免产生一些不必要的损耗。

⑧密封和挂起。野外接续盒一定要密封好，防止进水。熔接盒进水后，由于光纤及光纤熔接点长期浸泡在水中，可能会先出现部分光纤衰减增加。套上不锈钢挂钩并挂在吊线上。

接续过程应特别注意清洁，尤其是环境条件和操作人员的双手。用剥除器剥除光纤被覆，用丙酮将裸光纤擦净，用光纤切割器切出端面，端面不合格时须重新切割。监视光纤熔接推定值及仔细观察接续图像有无缺陷情况，如不合格则重新制备光纤端面，再次接续，直到合格为止。接续好的光纤从熔接机取出时，注意动作要慢而稳，移动到加强保护热熔管位置应适中，收缩后两端应包住光纤的被覆层不得小于10mm。光纤熔接时注意弯曲半径应不小于40mm。接头盒内壁、密封条、槽等应用酒精擦拭干净，组装时应严格按操作规程进行。施工过程要特别注意交通安全做好防护工作。

质量要求：光纤端面切割必须垂直，呈镜面，不得有缺陷、劈裂，单个接头的平均损耗≦0.1DB，单个接头的最大接头损耗≦0.4DB；熔接点图像应符合要求。每端压被覆层≧10mm，收缩后管内无气泡；光纤收容弯曲半径≧40mm，光纤不得受扭、压；接头盒密封性应符合规定；护套连接线和地线连通应符合要求。

三、 通信光缆故障排查及处理

当通信光缆发生故障时，一般我们都采用光功率计、激光笔、OTDR等设备去判断它的故障点及类型。

我们可以查看华为通信设备OSN1500光板的面前报警灯，一般会出现这几种情况：

1、通信业务中断了，那就先检查跳纤，看其是否完好，并用光功率计测量一下看光板发出的光源是否正常，排除光板的问题，根据经验一般光板出问题的情况很少，其次查看跳纤是否跳对位，在ODF架上能否收到光，排除跳纤的问题。如果跳纤没有问题，也跳对位了，在ODF架上没有收到光源，在去对应的站点用同样的方法在检查，看问题是不是出在上述方面。

如果这方面没有问题的话，这时一般就可以判断问题是出在监控室外了，这就需要用到OTDR设备了。先用OTDR测出故障点出现的位置，在出去寻找故障点，一般这就要求丰富的工作经验了，寻找故障点事，需要把光缆预留在通讯井里的量给算上。一般故障点都是出现在通讯井里，被人为的破坏。

如果故障点没有出现在通讯井里，出现在路段上，那就在就近的通信井里，找到有接头的地方，拆开一个接头盒，断点一根光纤，在用OTDR测量具体的

故障点，这就缩小了故障寻找范围。

2、如果通信业务没有中断，而光板出现报警的话，那就可能是对应的站点出问题。首先还是用光功率计，看能不能收到对应的站点发过来的光源，看是否正常。在检查跳纤，看是否正常，排除这些问题，再去对应的站点查看。

如果对应的站点也没有问题，那就利用1中说道的利用ODTR工具，测出故障点，这种情况一般都是外面通信井里的光缆被人以为是电缆，被认为的用刀割了一下，看见不是电缆就丢弃了，刚好刀就割到了用到的那几芯光缆。这种情况在北段碰到过特别是在隧道里，一般都是这种现象。

而激光笔一般都用在对隧道里的故障处理，比如像隧道里有摄像机的光路不通了，这就可以用激光笔打一下光，看有没有光出来，如果没有的话，那光缆就是断的了，这是就可以利用ODTR来判断故障的具体位置了，方法和前面的差不多。但要考虑到各种因素，比如说光缆的预留、走向等。

同时外场的设备光缆出问题也是用到激光笔，方法和在隧道里处理一样的。

当用光时域计(OTDR ) 对线路进行测试,观察OTDR 荧幕上显示的被测光纤波导曲线, 大概有下列情况：

1、仪表荧幕上没有曲线。说明被测光纤故障点在仪表盲区以内, 大多数是在活动连接器部位(包括活动连接器与光纤链路连接处的固定接头)。如果故障发生在这些部位, 仪表将无法显示曲线。

2、仪表屏幕上可以观察到反射峰。此时可以精确测量故障点位置, 但由于测量仪表的固有误差, 测试值必须和原始记录相对比, 如果恰好是某一接头附近, 则很可能就是该接头损坏。

此时, 并不一定是光缆内的全部光纤都有反射峰, 往往是某一根光纤的接头损坏。当然, 也有可能是光缆接头护套出问题, 全部光纤在此点受到伤害, 这种故障是很容易判断的, 此时缆内全部光纤均在同一点出现反射峰。

如果反射峰出现在非接头部位, 而且是全部光纤在同一位置出现, 则可判断是外因造成光缆中断, 可以在该点附近很容易地找到光缆断裂点或损伤痕迹。如果在非接头部位只有个别光纤有反射峰, 则可能是光缆受外力挤压变形所致, 这种故障点也较容易从外观看出。

高衰耗点大都发生在接头部位, 由于前面讨论的原因造成接头损耗增加, 或者是此接头长期浸在水中, 影响衰耗。高衰耗区说明此段光缆质量下降, 或者某根光纤质量有问题, 前者需更换光缆, 后者视具体情况而定。如果缆内还有备用光纤, 则只需用备用光纤顶换故障光纤即可, 否则也应更换光缆, 以免影响线路的全程衰耗。

当故障性质、位置确定以后, 一般应及时组织检修, 除非发生在管道中间的单纤故障, 且有备用光纤的情况下, 可不急于处理,以便进一步观察和分析故障的原因。

对光缆线路典型故障的修复,主要如下：

1、光纤接头故障

因为这种故障正好发生在光缆接头部位, 因此它的修复一般可在不中断通信的情况下进行(除非所有光纤全部出现故障)

2、光缆中间部位的故障处理

对于非接头部位的故障, 有两种处理方法。光缆发生单纤(或2～ 3 根纤但在同一点) 故障, 可采取“开天窗”不中断通信的处理方法。在故障点增加一个接头盒，把故障的单纤熔接。另外一种方法是采用更换光缆的办法，但这种方法成本都是很大，在前面一种方法能满足业务的需求时，都先采用前面的那种方法。

另外光缆故障情况较多, 敷设路由有时也十分复杂, 因此处理故障的方法应机动灵活, 因地制宜。例如, 管道光缆故障点虽不在接头部位, 却正好在某人孔处, 此时就可不必更换光缆, 只须以故障点处连接修复即可。此时会使通道增加一个接头, 但如果衰耗值在允许范围内(一般设计时已考虑到维修时因增加接头而增加的衰耗值, 大都留有一定的富裕量) , 此法还是可行的, 它既节省光缆, 也省人力。

总之，对于通信光缆敷设、熔接及故障处理，这不但要求有很好的理论知识，同时也还要有丰富的现场处理经验，这就需要在平常的工作中去学习和积累。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。