淺談光纖單公里衰耗中的水流效應(yīng)

湯小虎

摘 要：光纖已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中起著舉足輕重的作用. 實(shí)現(xiàn)光纖通信，一個(gè)重要的問(wèn)題是盡可能地降低光纖的衰耗。本文結(jié)合作者工作實(shí)際，就光纖衰耗中的水流效應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討。

關(guān)鍵詞：光纖；現(xiàn)代通信；單公里衰耗；水流效應(yīng)

中圖分類號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）7-0050-02

光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，利用‘光的全反射傳輸原理，作為光傳導(dǎo)工具，被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞。光纖通訊之父高錕最早提出了光纖可以用于通信傳輸?shù)脑O(shè)想。隨著現(xiàn)代通信的發(fā)展，光纖倍受通信行業(yè)的重視，并在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中起著舉足輕重的作用。光纖分為單模與多模兩種，由于現(xiàn)今光纖通信普遍使用的是單模光纖，因而本文所提及的光纖均指的是單模光纖。

實(shí)現(xiàn)光纖通信，一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是盡可能地降低光纖的衰耗。

光纖衰耗是指光纖每單位長(zhǎng)度上的衰減，單位為dB/km。主要分為熔接衰耗和單公里衰耗（光纜單公里衰耗的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為1550波長(zhǎng)下、每公里≤0.22db）。其中，影響光纖單公里衰耗的周邊因素較多，其衰耗的高低直接影響了傳輸距離的遠(yuǎn)近，因此，掌握并降低光纖的單公里衰耗對(duì)光纖通信有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

長(zhǎng)江武漢通信管理局，是長(zhǎng)江海事通信業(yè)務(wù)保障維護(hù)部門，也是長(zhǎng)江全線海事通信的樞紐，對(duì)全線通信起著承上啟下的作用，而光纖作為現(xiàn)代通信的不可或缺的元素，更是在海事通信中起到了骨架作用。本文主要以長(zhǎng)江武漢通信管理局漢口-鄧家口；漢口-陽(yáng)邏2條長(zhǎng)途光纜的日常維護(hù)為例，就光纖衰耗中的水流效應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討。

漢口-鄧家口光纜是長(zhǎng)江武漢通信管理局重要干線長(zhǎng)途光纜，承載大量海事通信業(yè)務(wù)。2016年2月，漢口-鄧家口光纜中斷，運(yùn)維人員立即使用OTDR儀對(duì)中斷點(diǎn)進(jìn)行定位（OTDR儀，中文名稱光時(shí)域反射儀，利用光線在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射和菲涅爾反射，對(duì)光纖長(zhǎng)度、傳輸衰減、接頭衰減和故障點(diǎn)等進(jìn)行測(cè)量），發(fā)現(xiàn)斷點(diǎn)在某地鐵站附近，距離終端機(jī)房9.674KM左右（事后確認(rèn)為周邊施工不慎損傷）。測(cè)量圖如圖1。

在這個(gè)測(cè)量圖上，我們意外發(fā)現(xiàn)除了9.674KM處的斷點(diǎn)外，2.625KM處的單公里衰耗也遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0.22db的數(shù)倍（Unit Loss為0.967db/KM），懷疑該處也受到了損傷、產(chǎn)生高衰只是還未中斷。于是我們就該情況進(jìn)行了商討，決定先恢復(fù)9.674KM處的斷點(diǎn)，然后再去2.625KM處查看情況，進(jìn)行相應(yīng)處理。

確定方案后，我們立即趕到了9.674KM處的斷點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)周邊正在施工挖掘，現(xiàn)場(chǎng)泥土灰塵一片狼藉。于是我們馬上展開工作界面，與機(jī)房配合，使用OTDR儀及紅光筆確認(rèn)了光纜具體中斷點(diǎn)，并立即進(jìn)行搶修、熔接。光纜熔接、修復(fù)完成后，我們又使用OTDR儀進(jìn)行了復(fù)測(cè)，確認(rèn)線路恢復(fù)。測(cè)量圖為圖2。

在這次復(fù)測(cè)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，9.674KM處的斷點(diǎn)已經(jīng)恢復(fù)，測(cè)試距離已可達(dá)全程。但奇怪的是，2.625KM處的衰耗值消失了，甚至2.625KM這個(gè)高衰點(diǎn)（圖1中Event No. 001）也沒有了。

由于該次光纜中斷正是夜晚，光纜搶修、恢復(fù)時(shí)已是凌晨，技術(shù)人員都已疲憊，便沒有再具體研究“2.625KM處的高衰點(diǎn)消失”這個(gè)奇怪現(xiàn)象，但大家都記住了這一事情。

2個(gè)月后，長(zhǎng)江武漢通信管理局另一重要長(zhǎng)途光纜，漢口-陽(yáng)邏光纜，因市政施工，需將其永清街段光纜遷改。作業(yè)計(jì)劃主要是將永清街段光纜人為打斷、避開市政施工界面，重新劃定路由并熔接、接續(xù)、恢復(fù)。

根據(jù)方案，技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先打斷了原路由上該段光纜，并進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)量圖如圖3。

通過(guò)測(cè)量圖，我們可以看出，光纜打斷點(diǎn)距終端機(jī)房6.35KM，在3.519KM處存在一個(gè)較高的單公里衰耗0.392db/KM。

打斷原路由光纜后，現(xiàn)場(chǎng)人員迅速將光纜拖至新路由，然后熔接、接續(xù)，再一次測(cè)量，最后確認(rèn)線路全部恢復(fù)。測(cè)量圖如圖4。

通過(guò)測(cè)量圖4，我們可以看出，光纜斷點(diǎn)已經(jīng)恢復(fù)，測(cè)試距離已可達(dá)全程。同時(shí)，3.519KM處存在一個(gè)較高的單公里衰耗莫名消失了，與上次漢口-鄧家口光纜恢復(fù)后其中一個(gè)高衰點(diǎn)莫名消失的情況是一模一樣。

在這之后，我們?cè)谌粘９饫|線路維護(hù)中，留意這一現(xiàn)象，又多次觀察到這種現(xiàn)象，并根據(jù)光纜用于通信的原理、激光傳播方式等等，對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行了多次研究分析、現(xiàn)場(chǎng)探討。

我們認(rèn)為，光纖運(yùn)用于通信，原理上就是攜帶信息的激光在光纜中以不斷地經(jīng)光纖壁反射的方式向前傳播，其過(guò)程也可以等同理解為水流沿水管向前流動(dòng)、傳播。我們知道，當(dāng)水流沿水管向前流動(dòng)受阻時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生分流，當(dāng)阻塞消失時(shí)，水流才能繼續(xù)沿水管向前流動(dòng)。同理，當(dāng)光纜中斷時(shí)，激光在光纖纖維中，由于前面方向中斷，因而激光只能 “分流”，即激光向反方向產(chǎn)生反射，同時(shí)在反射中光纜因扭曲等自然因素，隨機(jī)在一定距離產(chǎn)生一定的單公里衰耗，而一旦光纜中斷點(diǎn)恢復(fù)，激光又能以不斷地經(jīng)光纖壁反射的方式繼續(xù)向前傳播，上述因中斷、繼而反射產(chǎn)生的單公里衰耗就會(huì)消失。于是就產(chǎn)生了我們?cè)谌粘＞S護(hù)中看到的某些單公里衰耗“維護(hù)前存在維護(hù)后消失”的奇特現(xiàn)象，據(jù)此，我們可以把這種現(xiàn)象稱作光纖單公里衰耗中的水流效應(yīng)。

光纖單公里衰耗中水流效應(yīng)的研究，對(duì)于運(yùn)維人員日常光纜線路維護(hù)有著積極的意義。一方面，能夠使運(yùn)維人員在線路維護(hù)中，忽視水流效應(yīng)的干擾，真實(shí)掌握光纖的單公里衰耗點(diǎn)、準(zhǔn)確測(cè)試光纖的單公里衰耗數(shù)值，進(jìn)一步提高光纜線路維護(hù)的效率；另一方面，又能以水流效應(yīng)為參照，結(jié)合歷史測(cè)試記錄、測(cè)試儀表，以另種方法來(lái)映證線路狀況的好壞趨勢(shì)或中斷與否。

在光纜線路的維護(hù)中，光纖的衰耗指標(biāo)是一項(xiàng)重要的考核指標(biāo)，作為光纖衰耗的重要部分--單公里衰耗，對(duì)他的研究越多，越能提高光纜線路的利用效率，最大限度發(fā)揮光纖通信的作用。

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