程青青

国家管网集团湖南公司

摘要：从通信光缆材质、光纤熔接、光缆敷设、运行环境等方面分析了影响管道伴行光缆通信信号衰减的主要原因，针对存在的问题，提出了做好光纤选材、提高光纤熔接质量、改进敷设方法、加强日常管理等保障措施，对光缆线路全生命周期管理维护具有指导意义。

关键词：通信传输；光纤损耗；光缆线路

油气长输管道利用伴行光缆中的光纤承载生产网、生产辅助网、办公内网等系统的数据传输任务，以实现对生产现场的远程监控和管理。光纤传输相较于传统的信号传输手段（如双绞线传输）速度更快，也更加稳定。但光信号在传输过程中强度会不断衰减，影响数据传输质量。同时光缆抵御外部冲击的能力较弱，外力容易造成光缆损伤，形成大值损耗点。本文分析了造成光纤信号衰减的原因，提出了防范光缆信号衰减的措施。

1  通信光缆信号衰耗原因分析

1.1  光纤材质的影响

光纤自身的材质及其内部结构（图 1）从根本上决定了光纤传输过程中信号的衰减程度。不同材质、不同加工等级的光纤在信号衰减方面的差异是显而易见的。比如，使用石英玻璃制成的光纤，由于石英玻璃中混有少量杂质，这些杂质也会严重影响光纤的光折射率，加剧了光信号的衰减速率，进而影响数据传输[1]。另外光纤当中羟基类的杂质也会造成信号传输损耗严重。在油气管道敷设的过程中，很难将水分彻底排除，水分进入光纤材料中也会造成信号衰减。

图 1 光缆内部结构

1.2  光纤熔接的影响

基于现有的光纤熔接技术，很难做到光纤的无损耗熔接，接头处容易出现接面不平整的问题。光纤一旦断裂，重新熔接后必然会导致一定程度的信号衰减，这也是导致信号衰减的另一重要原因。对光缆接头处的光纤保护不足，光缆接线盒密封不严、老化，光纤熔接和盘纤质量有缺陷等，均会增大光缆故障概率。

1.3  光缆敷设的影响

长输管道施工过程中，伴行光缆跟随管道线路同沟敷设。施工中管道不可能严格按照直线进行敷设，而会根据现场实际情况适当变向甚至是拐弯，因此光缆也需弯曲成一定的角度敷设。不管是管道自身走向还是路由规划造成弯曲，或者由于施工过程中的短暂弯折，都会造成光纤损耗[2]。当弯曲角度过大时，会直接影响光纤传输的效率，是导致信号衰减的主要原因之一。

1.4  光缆所处环境的影响

鼠、蚁类咬噬是直埋光缆经常遇到的问题之一。普通管道光缆不足以抵御竹鼠咬噬，这类光缆故障多发生在人类活动较少的山区段林地，且白蚁咬噬光缆多发生在光缆接续盒内。如湖南境内的长郴管道多次出现过白蚁咬食、接续盒进水进土、外力沉降以及加强芯未固定等因素造成的光缆受损（图 2、图 3）。

图 2 光缆断芯因素占比统计

图 3 光缆断芯原因统计

2  光缆信号衰减防范措施

在实际工作中，防范光缆信号衰减措施应贯穿光缆的全生命周期，最大限度避免或者降低光纤信号损耗衰减，提高数据传输质量。

2.1  光缆选择

管道伴行光缆是油气长输管道系统不可或缺的重要组成部分，光缆通信质量对保障管道运行的安全性和可靠性意义重大，所以在设计选材阶段，就要选择技术先进、质地优良、市场反响好的光缆品牌，从材质上保障光缆经久耐用、信号衰减幅度相对较低。

2.2  光纤熔接

业内针对光纤熔接有明确的规定：①在光缆敷设过程中应当明确施工顺序，尽量一次性完成施工，避免不必要的熔接；②同一点不允许进行多次焊接，避免由于熔接次数造成的损耗。因此一方面需要选择合适的工艺进行光纤熔接，另一方面，需要提高技术人员的光纤熔接水平，确保熔接头质量过关。并且针对不同的现场环境状况，应采用不同类型的光缆接续盒类型，减小外部环境带来的影响。

2.3  光缆敷设

光缆敷设需规划出合理的路由，制定科学的施工方案。施工过程中要加强施工人员技术培训和现场管理，避免由于操作不当引发光纤损伤和过度折弯等问题。为避免水分对光纤的影响，应当尽量选择晴天施工，严格光缆标准施工顺序（图 4）。

图 4 光缆施工监管和保护光缆施工顺序

光缆敷设完成后，要妥善保管光缆线路的过程数据资料，包括但不限于光缆埋深、走向、光缆接续盒RTK精准坐标数据等，以便后续进行故障测量和定位。

2.4  日常管理

在光缆使用周期内，通信管理人员要定期开展光缆数据测试，结合光纤自身的衰减特性，计算出大致的光纤衰减情况。对于测量误差较大的一些地区，需要进行反复测量，以保证测量结果的准确性，便于后续采取对策[3]。

针对光缆被白蚁咬食的情况，可以通过在光缆接线盒、光缆保护手孔内喷洒防治蚁虫药剂，做好防蚁、鼠密封处理或更换注胶式密封接头盒来进行防范。也可通过清理管道伴行光缆线路周边的竹子、芒草、棕叶等甜味植物，能有效减少光缆附近竹鼠活动，防范竹鼠危害。

同时湖南地区受环境气候影响，雨水期长而多。针对汛期、易发生地质灾害、光缆沿线滑坡、泥石流、塌方、洪水、地面塌陷等自然灾害的地区，要做好伴行光缆日常巡护并采取有效的防范措施，提高应急处置能力。

3  结语

在光通信传输技术飞速发展的今天，人们越来越关注光缆信号衰减问题，它直接影响用网质量和传输效率。要站在全生命周期的视角，针对具体管道项目和光缆运行环境，做好伴行光缆选材、熔接、敷设以及日常管理工作，最大限度降低光缆信号衰减，提高管道数据传输质量。  

参考文献：

[1]鄂士野，王汝锋，王杨，等.通信光缆线路施工常见问题与对策研究[J].中国新通信，2021，23(11)：22-23.

[2]王建国.通信光缆线路施工常见问题与对策[J].通信电源技术，2019，36(06)：191-192.

[3]刘海东，龙爱华.通信光缆施工中故障分析与处理[J].中国新通信，2021，23(15)：1-2.

作者简介：程青青，1993年生，硕士研究生，中级工程师，通信管理三级工程师，研究方向为电子与通信工程领域，主要从事长输管道通信管理工作。联系方式：17767759043，1364619658@qq.com。