1.4　通信線路施工

1.4.1　直埋光纜

1.直埋光纜結構

光纜的基本結構：PE護套—雙面涂塑鋼帶—阻水紗—纜芯填充物—加強件—松套管—套管填充物—光纖。

常見直埋光纜結構如圖1-1～圖1-5所示。

2.光纜命名方法

光纜的型號根據國標GB 7424—87規定，由光纜的型式和規格組成。

（1）光纜型式由五個部分組成（圖1-6），說明如下：

Ⅰ：分類代號及其意義：

GY——通信用室（野）外光纜；GR——通信用軟光纜；GJ——通信用室（局）內光纜；GS——通信用設備內光纜；GH——通信用海底光纜；GT——通信用特殊光纜。

Ⅱ：加強構件代號及其意義：

無符號——金屬加強構件；F——非金屬加強構件；G——金屬重型加強構件；H——非金屬重型加強構件。

Ⅲ：派生特征代號及其意義：

D——光纖帶狀結構；G——骨架槽結構；B——扁平式結構；Z——自承式結構；T——填充式結構。

Ⅳ：護層代號及其意義：

Y——聚乙烯護層；V——聚氯乙烯護層；U——聚氨酯護層；A——鋁-聚乙烯黏結護層；L——鋁護套；G——鋼護套；Q——鉛護套；S——鋼-鋁-聚乙烯綜合護套。

Ⅴ：外護層的代號及其意義：

外護層是指鎧裝層及其鎧裝外邊的外護層，外護層的代號及其意義見表1-1。

（2）光纜的規格由五部分七項內容組成（圖1-7）。

其中羅馬數字：

Ⅰ——光纖數量，用實際數量1，2，3，…，n表示。

Ⅱ——光纖類型，常用J、T、Z、D、X、S等表示。J代表二氧化硅系多模漸變型光纖；T代表二氧化硅系多模突變型光纖；Z代表二氧化硅系多模準突變型光纖；D代表二氧化硅系單模光纖；X代表二氧化硅纖芯塑料包層光纖；S代表塑料光纖。

Ⅲ——光纖主要尺寸參數，用1，2，3，…，n的數值表示，單位是μm。

Ⅳ——波長、衰減、帶寬分別用a、bb、cc三組字符表示，見表1-2。

續上表

Ⅴ——適用溫度，具體說明見表1-3。

（3）纜線命名舉例。

GY為室外光纜；T為填充式結構；A為鋁-聚乙烯黏結護層；53為單鋼帶皺紋縱包-聚乙烯套防護；8D代表8芯單模光纖。

3.光纜特性

（1）衰減系數

光纖衰減系數是指光在單位長度光纖中傳輸時的衰耗量，單位是dB/km。

單模光纖（Fiber）有兩個低損耗區域，分別是1310nm和1550nm窗口。1550nm窗口又分為C-band（C波段）（1525～1562nm）和L-band（L波段）（1565～1610nm）。如圖1-8所示。

（2）光纖的色散特性

光脈沖中不同頻率或模式在光纖中的群速度不同，這些頻率成分和模式到達光纖終端有先有后，使得光脈（Pulse）沖發生展寬，這就是光纖的色散，單位[ps/（nm·km）]，如圖1-9所示。色散用時延差來表示，時延差是指不同頻率的信號成分傳輸同樣的距離所需要的時間之差。

4.光纜單盤測試

（1）外觀檢查，確認光纜制造是否有缺陷，判斷光纜運輸有無碰撞、擠壓問題。

（2）單盤光纜主要測三項指標，即：單盤光纖損耗（dB）、光纖衰減系數（每公里損耗dB/km）、光纖長度（m）。

（3）光纜指標用光時域反射儀（OTDR）測試。為提高測試精度，始端應加入200m以上的輔助光纖以消除儀表盲區影響。

（4）儀表參數設置：光纖折射率、距離量程、平均化時間等。

（5）通過每芯光纖的三項指標測試和光纖的背向散射曲線，準確判斷每根光纖是否存在制造缺陷。

（6）單盤通過1310nm和1550nm窗口測試，一旦發現光纖質量存在問題，應及時保存曲線，分析原因，確認是制造問題的，及時和廠方溝通，辦理相關退換手續，嚴禁問題光纜用于工程中。

（7）填寫“光纜單盤測試記錄”（表1-4），詳細描述單盤測試結果。

5.測試方法

（1）波形說明

1）近端面反射：由OTDR光纖連接器與被測光纖之間的連接縫產生。該反射區的光纖損耗不能被探測，這個反射區叫肓區。

2）后向反射光：當光信號通過光纖傳播時，由于光纖材料密度的不均勻性和結構尺寸不均勻性會產生瑞利散射，這種散射光是反方向傳播的，所以叫后向散射光，如圖1-10標注。

3）熔接損耗：由光纖熔接點的光纖軸向、角度偏差產生。

4）連接器產生的反射：它不像熔接點，是連接器中存在微小縫隙，當光通過時，便產生反射和損耗。

5）光纖遠端的菲涅爾反射：當有光進入光纖后，菲涅爾反射主要發生在光纖末端、斷點或折射率發生變化處，比如光纖遠端當玻璃與空氣垂直接觸，就會有大約有3.4％（-14.7dB）的入射光被反射。

6）動態范圍：是指近端后向散射光與遠端散射光（RMS=1）的差值。

7）肓區：由于連接器的連接點存在菲涅爾反射光，導致光纖前端不能測量，該區域為盲區。

（2）測試方法及步驟

1）用酒精將光纖擦拭干凈，用光纖切割刀制作光纖斷面，光纖斷面允許偏差小于5°。

2）將制作好的被測光纖放入光纖接線子（或V形槽）一端卡住，再將與OTDR相連的輔助尾纖末端放入光纖接線子（或V形槽）的另一端，對準后卡緊，即可測試。

3）打開電源，OTDR通過自檢后，設置測試參數（測試范圍、測試脈寬、折射率等），然后，按照OTDR說明書的操作步驟進行各項指標測試。

4）光纖長度以1310nm窗口為準，測試時光纖折射率應和光纖出廠參數一致。

5）光纖固有衰減和衰減系數測試，應根據光纖運用波長進行測試，單模光纖在1310nm和1550nm窗口測試，多模光纜在850nm和1310nm窗口測試。

6）單盤測試中及時填寫測試記錄，作為竣工資料的一部分。

7）單盤內所有光纖測試后，切除為測試開剝的裸光纖，用熱縮帽對光纜端頭密封，待光纜盤好后，恢復包裝物，以便運輸。

（3）常見光纖事件類型

沒有反射的事件，由熔接等造成。

沒有反射的事件，由熔接等造成（負熔接損耗）。

帶有反射的事件，由連接器等造成。

6.單模光纜出廠指標

（1）模場直徑：（8.6～9.5）μm±0.7μm；1310nm窗口典型值：（9.2±0.5）μm，1550nm窗口典型值：（10.5±1.0）μm。

（2）包層直徑：（125.0±1）μm。

（3）模場同心度誤差：1310nm波長≤0.8μm。

（4）包層不圓度：＜2.0％。

（5）折射率系數1310nm窗口為1.4675；1550nm窗口為1.4681。

（6）截止波長：λcc（在2m光纖上測試）：1100～1280nm；λcc（在22m成纜上測試）：＜1260nm。

（7）單模光纖衰減常數：1310nm窗口≤0.35dB/km；1550nm窗口≤0.21dB/km。光纖在1288～1339nm波長范圍內，任一波長的光纖衰減常數與1310nm波長相比，其差值≤0.03dB/km。在1525～1575nm波長范圍內，任一波長的光纖衰減系數與1550nm波長相比，其差值≤0.02dB/km。

（8）衰減不均勻性：在光纖后向散射曲線上，任意500m長度上的實測衰減與全長度上平均每500m的衰減值之差的最大值≤0.05dB。

（9）普通單模G.652光纖色散系數。

1）零色散波長λ0：在1300～1324nm范圍之間，零色散斜率S0max為0.093ps/（nm2·km）。

2）波長在1288～1339nm范圍內，最大色散系數幅值≤3.5ps/（nm·km），波長在1271～1360nm范圍內，最大色散系數幅值≤5.3ps/（nm·km），但損耗較大，約為0.3～0.4dB/km。

3）在1550nm波段色散較大，約為20ps/（nm·km）。但損耗較小，約為0.19～0.25dB/km。

（10）偏振膜色散（PMD）：≤5.3ps/km1/2。

（11）低色散斜率G655光纖，其色散系數在0.05ps/（nm·km）以下，在1530～1565nm波長范圍內色散系數為2.6～6.0ps/（nm·km），在1565～1625nm波長范圍的色散系數為4.0～8.6ps/（nm·km）。

（12）G.653色散位移光纖，是在G.652光纖的基礎上，將零色散點從1310nm窗口移動到1550nm窗口，G.653光纖色散非常小，容易產生各種光學非線性效應網，因此沒有得到廣泛應用。

（13）宏彎損耗：單模B1.1光纖，以半徑37.5mm松繞100圈后，其附加衰減＜0.05dB/km。

（14）光纖光纜高低溫度衰減特性：在-40℃～+60℃時，衰減變化＜l0.05dB/km。

（15）光纖在束管中為全色譜標識，光纖著色采用光固化，用丙酮擦拭200次后不褪色。

（16）光纜中任意兩根光纖的熔接衰減：平均值＜0.02dB，最大值＜0.03dB。

（17）光纜的機械特性（表1-5）。

續上表

（18）光纜的環境性能。

1）光纜的環境溫度環境試驗：按-40℃～+60℃且保溫時間＞12h，有兩層護套時為24h，循環2個周期，可保持原有光纖特性不變，衰減變化＜0.05dB/km。

2）浸水試驗：光纜浸入水中，時間為24h，在直流500V電壓下測試，聚乙烯外護套的絕緣電阻＞2000MΩ·km，耐壓在不低于直流電壓15kV、2min的條件下不擊穿。

3）直流火花試驗：直流火花試驗檢驗光纜的完整性，試驗電壓不小于18kV。

4）低溫下U形試驗：光纜在-20℃冷凍24h后取出，立即在室內進行4次U形彎曲試驗，光纖不斷裂、護套無可見裂紋。

5）低溫沖擊試驗：光纜在-20℃下冷凍24h取出，立即在室內接負載450g，以1m的高度進行沖擊，光纖不應斷裂、護套無可見裂紋。

6）滴流試驗：在溫度70℃環境下，光纜應無填充物和涂覆復合物滴出。

（19）光纖色譜（表1-6）。

（20）護套性能。

1）隔潮層鋼帶和金屬鎧裝層在光纜縱向分別保持電氣導通。

2）黏接護套的鋼帶與聚乙烯之間的剝離強度不小于1.4N/mm2，當采用阻水膠時，搭接處不考核剝離強度。

3）聚乙烯護套的機械性能見表1-7。

7.多模光纜出廠指標

常見的多模光纜有A1a和A1b兩種，由于多模光纖芯徑較粗，數值孔徑大，能從光源中耦合更多的光功率，多用于網絡中彎路多、節點多、光功率分路頻繁、需要有較大光功率的局域網傳輸，長途線路很少使用，多模光纜的特性指標見表1-8。