天然氣管道光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：文章從實際的工程應(yīng)用出發(fā)，分析了目前陜京天然氣管道光纖通信技術(shù)的應(yīng)用情況，對光纖通信基本情況、光纜敷設(shè)、光通信故障處理方法、日常維護(hù)管理等4方面的應(yīng)用提出了一些看法。

關(guān)鍵詞：天然氣管道光纖通信；基本通信業(yè)務(wù)；光通信設(shè)備；光纜敷設(shè)；故障；維護(hù)管理

現(xiàn)代隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展，在通信傳輸方面，光纖通信技術(shù)已經(jīng)占據(jù)最重要的份額。在天然氣管道行業(yè)幾乎所有的新建天然氣管道均采用光纖作為通信傳輸業(yè)務(wù)的手段。本文主要針對中石油陜京天然氣管道光纖通信方面的問題，談?wù)剛€人的一些看法。

1陜京天然氣管道的光纖通信基本情況

1.1光纖通信的基本情況

一般天然氣管道站場分布具有站場點多線長，各站通信業(yè)務(wù)量不等的特點，根據(jù)這種特點，在天然氣管道的各個站場，會根據(jù)業(yè)務(wù)量大小安裝不同型號的光端機設(shè)備，各光端機通過所敷設(shè)的光纜相連，組成通信網(wǎng)絡(luò)。原來天然氣管道光通信設(shè)備的主要選擇PDH設(shè)備與SDH設(shè)備，PDH設(shè)備使用較早，結(jié)構(gòu)相對簡單，容量也較小，相應(yīng)的價格也較低；另一類是SDH設(shè)備相對來說技術(shù)先進(jìn)，容量也較大，組網(wǎng)也更靈活，價格相應(yīng)的也較高，陜京二線剛投產(chǎn)時均采用這種設(shè)備。為了滿足公司不斷的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，提供更好的通信方式，陜京天然氣管道目前已實現(xiàn)由SDH設(shè)備向OSN設(shè)備的過度，站場較大站場的光端機已經(jīng)基本上有Metro5000更換為OSN3500、OSN7500，閥室光端機還是采用Metro1000的光端機。陜京天然氣管道的光通信業(yè)務(wù)是從靖邊到北京，陜京線的光纜又是中石油通信網(wǎng)的重要組成部分，是中石油光通信業(yè)務(wù)進(jìn)京的必經(jīng)之路，承擔(dān)著中石油各地區(qū)公司的OTN業(yè)務(wù)。光纜自身的特點決定了目前通信都是以光纜通信為主，衛(wèi)星通信為輔，外網(wǎng)為補充，所以光通信顯得異常重要。

1.2光纖通信的業(yè)務(wù)需求

陜京天然氣管道的通信業(yè)務(wù)主要有SCADA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、工業(yè)電視監(jiān)控業(yè)務(wù)、辦公網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、視頻會議業(yè)務(wù)、電話業(yè)務(wù)等，具體情況各天然氣管道企業(yè)可能不盡相同，但基本的要求都一樣。

2陜京天然氣管道容量和敷設(shè)方式

2.1光纜容量選擇

從光纜的制造來看一根光纜的最小容量一般是4芯，一般天然氣管道通信網(wǎng)大多是鏈型結(jié)構(gòu)，某些天然氣管道4芯光纜就可以滿足業(yè)務(wù)使用。但從天然氣管道的整個通信網(wǎng)長久來看，由于不同天然氣管道所經(jīng)歷的地域條件不同，其承擔(dān)的業(yè)務(wù)量功能也不同，因此越是重要的干線天然氣管道，越要有足夠的備用纖芯。陜京天然氣管道采用24芯光纜，這24芯光纖中，除了陜京管道的各種業(yè)務(wù)以外，還有北京油氣調(diào)控中心的OTN業(yè)務(wù)，華北油田數(shù)據(jù)、華北油田電視業(yè)務(wù)等，因此采用多芯光纜是很有必要的，光纜容量選擇，不僅要考慮滿足剛開始時的使用，還要考慮為以后的擴容留有足夠的余量。

2.2光纜敷設(shè)的基本方式

目前，新建天然氣管道的光纜埋設(shè)一般均采用與管道同溝埋地敷設(shè)的方式，不再為光纜單獨開挖纜溝，這樣就大大降低了施工預(yù)算。與管道同溝敷設(shè)光纜的方式主要有兩種，一種是鎧裝光纜與管道同溝埋設(shè)，所謂的直埋光纜使用較早，施工也簡單。另一種是采用硅管與管道同溝敷設(shè)，硅管是一種新型管材，它采用高密度聚乙烯和硅膠混合物經(jīng)復(fù)合擠出而成，是一種內(nèi)壁帶有潤滑劑的復(fù)合光纜套管，它在物理性能、使用壽命、工程施工便利性等方面都具有很大的優(yōu)勢，光纜再利用吹管機將光纜吹入硅管中。

2.3陜京管道光纜敷設(shè)方式

陜京天然氣管道從首站靖邊到末站均采用鎧裝直埋光纜與管道同溝敷設(shè)，在21#到23#閥室之間經(jīng)過太行山區(qū)，為了最大限度的保護(hù)光纜，采用了一段重鎧光纜，在31#閥室附近因為改線有短暫的架空光纜。

3光通信故障處理方法

光纖通信的故障一般分為兩種，一種是設(shè)備故障，一種是線路故障，可以用排除法來確認(rèn)。

3.1光纜中斷故障處理

如果發(fā)生光纜線路斷纜，只能進(jìn)行緊急搶險光纜接續(xù)。這就要求我們平時要做好崗位練兵，加強熔接練習(xí)，真正遇到光纜故障時，能夠快速的進(jìn)行處理，在盡可能短的時間內(nèi)恢復(fù)光纖通信。光纜搶修的時效性決定著光傳輸網(wǎng)的運行安全，其搶修遵循“先搶通、后修復(fù)”的原則，即臨時搶通傳輸系統(tǒng)，再盡快修復(fù)。無法準(zhǔn)確判明是光通信設(shè)備還是光纜線路故障時，應(yīng)同時故障排查，確定故障位置。發(fā)現(xiàn)故障后，應(yīng)及時向通信機房報告，使用更換的光纜，要采用同一型號的光纜。故障處理后和遷改后光纜的彎曲半徑應(yīng)不小于15倍纜徑。光纜接續(xù)后應(yīng)進(jìn)行指標(biāo)測試，接續(xù)指標(biāo)應(yīng)符合技術(shù)指標(biāo)要求。故障排除后，應(yīng)組織搶險人員對故障的原因進(jìn)行調(diào)查、分析，整理資料，汲取教訓(xùn)，避免再次出現(xiàn)類似的情況。

3.2單一纖芯中斷或者損耗過大

（1）如果單一纖芯的故障點發(fā)生在接頭盒內(nèi)，處理方法為打開接頭點附近的盤纜，將接頭盒外部及預(yù)留的光纜清潔干凈，打開接頭盒，查找找故障點。接頭盒內(nèi)最常見的故障現(xiàn)象主要有：余纖盤放收容時發(fā)生斷纖，收容時易導(dǎo)致跳纖在收容盤邊緣被擠壓，嚴(yán)重時會壓傷或壓斷。壓斷處未發(fā)生位移時，測試到的該處連接損耗偏大，隨著時間的增長、環(huán)境變化會使得該處的徹底斷開。接頭盒內(nèi)的余纖在盤放收容時出現(xiàn)局部彎曲半徑過小或光纖扭絞嚴(yán)重，產(chǎn)生較大的彎曲損耗。還有熱縮管的熱縮效果不好，熱縮保護(hù)管沒有對全部的裸纖段進(jìn)行熱縮保護(hù)，在外部各種因素影響下發(fā)生斷纖。在切割制造光纖端面時，切割裸纖太長或者熱縮保護(hù)管加熱時光纖保護(hù)不當(dāng)，造成一部分裸纖在保護(hù)管之外，接頭盒受外力作用時引起裸纖斷開。接頭盒進(jìn)水，也會導(dǎo)致光纖損耗增大，甚至發(fā)生斷纖。在外部條件允許的情況下，應(yīng)該使用在OTDR對熔接的纖芯做中繼段的全程測試，測試合格后才能封裝接頭盒。（2）在用纖芯損耗過大，可以和北京油氣調(diào)控中心機房申請作業(yè)計劃進(jìn)行測試，通過光時域反射儀測試這一纖芯的具體情況，看看整個波形的狀況，通過分析波形確定多少公里處有較大的衰減點或者波峰，上報計劃作業(yè)進(jìn)行重新熔接整改。（3）如果測試時發(fā)現(xiàn)損耗點在此中繼段的兩頭，說明故障不在纖芯線路上。可以通過清潔光纖尾纖接頭、法蘭耦合器的方式，或者更換兩端的尾纖、法蘭耦合器來處理，進(jìn)一步可以采用將光端機過來的尾纖與ODF架上對應(yīng)的光纖直熔的方式來減小損耗。

4光纖通信的日常維護(hù)管理

陜京天然氣管道光纜是中石油管道通信傳輸網(wǎng)的重要組成部分，光纜的維護(hù)工作是管道通信運維工作的核心。維護(hù)光纜的目的是通過日常的預(yù)防性維護(hù)，消除外界環(huán)境影響而帶來的一些事故隱患，對設(shè)計和施工時造成的不足進(jìn)行不斷的改進(jìn)，以避免和減少給光纜帶來的不良影響。光纜維護(hù)的目的就是要保障在用光纜纖芯正常工作和備用光纜纖芯技術(shù)指標(biāo)滿足使用要求。

4.1直埋光纜路面巡護(hù)

陜京管道光纜基本上都是直埋光纜，這就要求我們在光纜經(jīng)過的特殊地段和大雨之后、重要節(jié)假日期間及動土較多的季節(jié)，應(yīng)增加巡護(hù)次數(shù)。巡護(hù)時的主要工作內(nèi)容有：檢查光纜線路附近有無動土或施工等情況，有無可能危及光纜線路安全的異常情況。檢查直埋光纜線路上有無嚴(yán)重坑洼、光纜裸露、護(hù)坡不足等情況。檢查光纜的標(biāo)志樁、宣傳牌有無丟失、損壞或傾斜等情況，記錄巡護(hù)中發(fā)現(xiàn)的問題并及早處理，遇有重大問題及時上報。結(jié)合日常維護(hù)管理，進(jìn)行光纜路由探測，持續(xù)完善光纜線路資料，并積極開展護(hù)線宣傳和對外聯(lián)系工作。

4.2架空光纜線路巡護(hù)

架空光纜線路巡護(hù)的主要工作內(nèi)容有沿桿走看是否有危險吊物，看周邊是否有施工機械在作業(yè)，架空桿路下方是否有柴草堆積。整理或更換缺損的掛鉤，清除線路上雜物。檢查光纜外護(hù)套及垂度有無異常情況，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。惡劣大風(fēng)天氣過后要及時檢查架空光纜是否完好。修剪影響光纜線路的樹木、樹枝，砍伐影響光纜線路安全的樹木。檢查吊線與其他線纜交叉處的防護(hù)裝置是否齊全有效及符合規(guī)定，根據(jù)需要加裝三線交叉保護(hù)管。檢查架空光纜線路接頭盒和預(yù)留處是否可靠，架空桿路的檢修和加固桿路設(shè)備。

4.3通信機房巡檢

通信機房巡護(hù)時要檢查進(jìn)線室內(nèi)、走線架上的光纜是否有明顯的標(biāo)志，確保標(biāo)志與其它線路相區(qū)別。定期對機房進(jìn)行巡檢，檢查有無滲水、漏水情況以及有無老鼠進(jìn)入通信機房的痕跡。檢查光纜和管線的布線情況，確保布線合理整齊，纜上標(biāo)志醒目，光纜進(jìn)出線是否明顯。檢查站內(nèi)光纜線路設(shè)備，確保清潔、完好。確保光端機、中繼段的光纖ODF架的清潔，無塵土，備用光纖的插口都插上堵頭，防止灰塵進(jìn)入，加強平時的預(yù)防性維護(hù)管理。另外要保持機房的溫、濕度都在合理的范圍內(nèi)，給設(shè)備提供一個良好的工作運行環(huán)境。

4.4定期開展備用纖芯測試

目前陜京管道光纜規(guī)定每季度測試一次各中繼段的備用纖芯，要求平均損耗不應(yīng)大于0.26dB/KM，大于0.40dB/KM的纖芯視為中斷。在單點出現(xiàn)1.5dB及以上階躍損耗的纖芯視為中斷。纖芯接續(xù)點損耗值不應(yīng)大于0.05dB；單點衰減為0.5dB及以上的損耗點要進(jìn)行記錄。通過和上季度測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，檢查有無新增的故障點，并重點進(jìn)行分析。

5結(jié)語

陜京天然氣管道光通信網(wǎng)絡(luò)又是中石油傳輸網(wǎng)的骨干網(wǎng)絡(luò)，在日常工作保障光纖通信正常、穩(wěn)定的傳輸是我們的重中之重。我們技術(shù)人員必須不斷的學(xué)習(xí)新技術(shù)，并提升應(yīng)急搶險的能力，保障陜京管道光通信安全、穩(wěn)定傳輸，促進(jìn)光纖通信的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者：霍學(xué)偉 單位：中石油北京天然氣管道有限公司