浅谈铁路通信光缆线路的施工

摘 要：本文主要介绍了光纤通信的特点和光缆通信线路施工的程序以及光缆施工中应注意的问题。

关键词：光纤通信；光缆施工；光纤接续

中图分类号： TN818 文献标识码：A

光纤通信是20世纪70年代初期出现的一种新的通信技术，光纤通信具有通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好等优点，因此，在短短的三四十年中得到了迅速发展。如今光纤通信已经成为国内、国际通信网中的主要通信方式。在铁路通信中，光纤通信也占据着举足轻重的作用，承载着各种铁路语音、数据业务。本文将基于光缆的性能特点，结合工程实际，全面介绍光缆施工的程序及需要注意的问题。

光纤通信的性能特点

光纤通信的优点

传输频带宽，通信容量大

用一根光纤可以同时传输50万个话路（40Gb/s）的试验已经成功，它比传统的同轴电缆、微波等要高出几千倍甚至几十万倍以上。

体积小、重量轻、便于敷设和运输。

光纤的芯径很细，多模光纤的芯径为50μm左右，和人的头发丝差不多，单模光纤的芯径在10μm左右，纤芯加上包层后直径一般为125μm，只有对称电缆的1/3～1/4。成缆后，8芯光缆的横截面积约为10mm，是对称电缆的1/4～1/5。相比之下光缆的重量更是比电缆轻许多，这使得光缆的运输和敷设都比较方便。

中继距离长

目前石英光纤在1310ns处的衰减可低于0.35dB/km，在1550nm处的衰减可低于0.2dB/km，这比目前的其他通信线路的衰减都要低，因此光纤通信系统的中继距离也较其他通信线路构成的系统长得多。

抗电磁干扰

由于光纤是非导电介质，交变电磁波不会在其中产生感应电动势，因此光纤通信不会受到电磁干扰，这比电缆通信线路具有很大优越性。

光纤通信的缺点

抗拉强度很低

由于光纤在生产过程中表面存在或产生微裂痕，光纤受拉时应力全加于此，从而使光纤的实际抗拉强度非常低。在光缆的施工过程中绝大部分拉力都应在抗拉元件上。

光纤怕水

水进入光缆后主要会产生三方面的影响。其一，会增加光纤的OH-吸收损耗，使光纤总损耗增大。其二，会造成光缆中的金属构件氧化，降低光缆的强度。其三，遇冷后，水结冰体积增大，有可能压坏光纤。

铁路通信中光缆线路的施工及注意问题

径路复测

径路复测是光缆线路施工前期必做的一项重要工作，复测资料将是后续施工的重要参考资料，也是竣工图重要参考。径路复测过程中不仅要实地测量光缆的总长度，也要合理确定光缆埋设的最佳位置，以及困难地段的防护方式，还要调查施工沿线的交通情况、水文地理情况等。

在径路复测过程中，复测必须仔细认真，复测资料须详细完整。比如此次洛湛铁路通信光缆的施工，由于工期安排紧凑，光缆施工和铁路土建施工同时交叉施工。在光缆施工的时候，有很多桥梁还未成形，我们在复测的时候就必须准确、合理的考虑各个桥梁处的预留长度。水文地理方面，由于当地交通线路繁多，排水沟渠复杂，因此整个铁路线上交通及排水涵非常多。复测时每个涵洞处都必须适当的考虑合理的预留长度，对于一些排水涵洞更要深刻考虑的各个季节涵洞排水量不通，要合理的选择光缆的过涵方式。

单盘检查及配盘

单盘检查要根据光缆的出厂记录核实光缆的机械物理特性是否符合技术标准的规定。用OTDR（光时域反射仪）测试光缆的的长度和固有衰减，应符合订货合同要求。

配盘时须注意，尽量按出厂盘号顺序排列，以减少光纤参数差别而引起的接头本身损耗。相邻两光缆的光纤的模场直径之差应小于1μm。

光缆的敷设

光缆敷设是光缆线路施工中的关键步骤，除了要遵循《铁路通信工程施工技术指南》之外，还要注意以下问题。

光缆施工中，光缆的弯曲半径不应小于光缆外径的20倍。这个就要求施工过程严格考虑到一些特殊地段需要光缆的弯曲情况。比如此次洛湛铁路项目，由于有很多的排水涵及桥梁，过路、过涵时光缆径路需要上绕到涵洞顶上及桥上，在施工过程中就要注意，必须在每个拐弯处安排施工人员，以防光缆弯曲过小或者刮蹭受伤。

在光缆敷设时，尽量选择经过培训的，有经验的人员敷设光缆。在敷设时设专人指挥，保持通信畅通，以免敷设过程中个别人员忽快忽慢导致光缆打小圈、浪涌等问题的出现。人工牵引时，速度要均匀，一般控制在10m/min左右为宜，且牵引长度不能过长。

主要牵引力应在光缆的加强芯上，而且牵引张力不应超过允许张力的80%，瞬间牵引力不得超过允许张力的100%。

缆沟回填时，必须注意先回填30cm厚细土，严禁将石块、砖头等推入沟内，回填后人工踏平。第一层细土填完后再填原土，每填30cm踏平一次。

光缆的接续与成端

光缆的制造长度一般为2km，所以光缆的接续是在所难免的，光缆接续工艺水平的高低直接关系着系统的传输质量和系统的可靠性。光缆接续分为光纤接续和光缆护套接续两部分，核心是光纤接续。对光纤接续的基本要求是：

连接损耗小，满足线路传输性能的要求；

连接后性能稳定，长期可靠性好。

光缆的接续步骤一般分为：光缆护套的开剥处理、加强芯及金属护层的接续处理、光纤的接续、光纤连接损耗的监测及评估、光纤余留长度的收容处理、光缆接头盒的封装处理。本文着重介绍光缆接续应注意的问题以及减小接续损耗的方法。

光纤端面制备处理包括去除涂敷层、裸纤的清洗、端面切割三个环节，在剥除涂覆层时就要注意动作要平、稳、快，既持纤要平，握钳要稳，剥纤要快，整个过程流畅自然。

切割光纤端面。切割光纤端面时要注意把切割刀放置平稳，并清洁切割刀，切割出的光纤端面应与轴线垂直且平整、无毛刺、无缺损。

光纤熔接。光纤熔接时，要注意光纤要平稳、自然放入熔接机的V型槽，光纤端面不得碰触槽底和电极，两个端面也不能距离太远。

质量评估。熔接机显示的接续损耗只是一个估计值，它是根据光纤自动对准过程中获得的两根光纤的的轴偏距、端面角偏离、及纤芯尺寸的匹配程度等图像信息推算出来的。当熔接过程中出现一些非几何因素导致熔接质量下降时，这个值是不准的，必须对接续情况进行现场监测。不难想象，及时发现不合格的接头，现场重新熔接比盲目完成接续任务后再返工要简单的多。在接续时我们就要注意，接续工作必须按程序依次认真完成，须在对光纤进行热缩管热缩之前对熔接结果进行监测。工程中，接续损耗的监测普遍采用OTDR法。

光纤接续的程序如图所示：

在光纤接续过程中影响光纤接续损耗的因素很多，只有消除各种不良因素才能从根本上降低光纤的接续损耗。根据实践，可采用以下措施降低接续损耗：

选用性能良好的接续工具，在接续时要及时除去熔接机及切割刀V型槽中的光纤碎末。

选择良好的工作环境。要避免在多尘土、多雾、大风的露天中作业。当气温过高或过低时要有适当的降温或升温措施。

光纤涂覆层剥除后，应彻底擦拭，清洁光纤，且必须先清洁、后切割。

光缆的测试

当光缆敷设及接续工作完成后，最后还要对整段光缆线路进行整个中继段的测试。工程中普遍采用背向散射法进行光缆测试。只有通过背向散射曲线的测试才能发现光缆线路上的光纤连接部位是否可靠、有无异常，光纤衰减沿长度方向分布是否均匀、光纤全长上有无微裂伤部位以及非接头部位有无“台阶”等异常现象。

光纤测试时需要对OTDR进行合适的参数设置，不合理的参数设置将很大的影响测试的准确性。一般来讲参数设置包括波长、取样时间、余长系数、脉冲宽度、距离（量程）等的设置。一般比较关键的参数设置有折射率、余长系数、距离范围及脉冲宽度的设置。

折射率决定了OTDR测试距离的精度，而余长系数则考虑光缆长度和光缆中光纤长度的差值。距离范围（量程）必须要大于光纤的长度，选择小的量程会加快测试的速度，而选择大的量程会增加测试误差。实际中，距离范围一般取被测光缆长度的1.5～2倍。脉冲宽度是指OTDR发出的光脉冲的长度，短脉冲可以提高分辨率，适用于短光纤测试，长脉冲可提高动态范围，适用于长光纤测试。

结语

光纤通信有其巨大的优点，在铁路通信中光纤通信发挥着巨大的作用，但是另一方面光缆又有一些自身的不足条件，这就要求我们施工人员在施工期间熟悉光缆的特点性能，掌握光缆施工技术要点，只有这样我们才能更好的完成光缆施工任务。

参考文献

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