天然氣管道光纖通信技術的應用
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摘要：文章從實際的工程應用出發(fā)，分析了目前陜京天然氣管道光纖通信技術的應用情況，對光纖通信基本情況、光纜敷設、光通信故障處理方法、日常維護管理等4方面的應用提出了一些看法。
關鍵詞：天然氣管道光纖通信；基本通信業(yè)務；光通信設備；光纜敷設；故障；維護管理
現代隨著光纖通信技術的快速發(fā)展，在通信傳輸方面，光纖通信技術已經占據最重要的份額。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，談談個人的一些看法。
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)務量不等的特點，根據這種特點，在天然氣管道的各個站場，會根據業(yè)務量大小安裝不同型號的光端機設備，各光端機通過所敷設的光纜相連，組成通信網絡。原來天然氣管道光通信設備的主要選擇PDH設備與SDH設備，PDH設備使用較早，結構相對簡單，容量也較小，相應的價格也較低；另一類是SDH設備相對來說技術先進，容量也較大，組網也更靈活，價格相應的也較高，陜京二線剛投產時均采用這種設備。為了滿足公司不斷的業(yè)務發(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由SDH設備向OSN設備的過度，站場較大站場的光端機已經基本上有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)務是從靖邊到北京，陜京線的光纜又是中石油通信網的重要組成部分，是中石油光通信業(yè)務進京的必經之路，承擔著中石油各地區(qū)公司的OTN業(yè)務。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，外網為補充，所以光通信顯得異常重要。
1.2光纖通信的業(yè)務需求
陜京天然氣管道的通信業(yè)務主要有SCADA數據業(yè)務、工業(yè)電視監(jiān)控業(yè)務、辦公網絡業(yè)務、視頻會議業(yè)務、電話業(yè)務等，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大多是鏈型結構，某些天然氣管道4芯光纜就可以滿足業(yè)務使用。但從天然氣管道的整個通信網長久來看，由于不同天然氣管道所經歷的地域條件不同，其承擔的業(yè)務量功能也不同，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)務以外，還有北京油氣調控中心的OTN業(yè)務，華北油田數據、華北油田電視業(yè)務等，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光纜敷設的基本方式
目前，新建天然氣管道的光纜埋設一般均采用與管道同溝埋地敷設的方式，不再為光纜單獨開挖纜溝，這樣就大大降低了施工預算。與管道同溝敷設光纜的方式主要有兩種，一種是鎧裝光纜與管道同溝埋設，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，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復合擠出而成，是一種內壁帶有潤滑劑的復合光纜套管，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，在21#到23#閥室之間經過太行山區(qū)，為了最大限度的保護光纜，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，一種是設備故障，一種是線路故障，可以用排除法來確認。
3.1光纜中斷故障處理
如果發(fā)生光纜線路斷纜，只能進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，真正遇到光纜故障時，能夠快速的進行處理，在盡可能短的時間內恢復光纖通信。光纜搶修的時效性決定著光傳輸網的運行安全，其搶修遵循“先搶通、后修復”的原則，即臨時搶通傳輸系統(tǒng)，再盡快修復。無法準確判明是光通信設備還是光纜線路故障時，應同時故障排查，確定故障位置。發(fā)現故障后，應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不小于15倍纜徑。光纜接續(xù)后應進行指標測試，接續(xù)指標應符合技術指標要求。故障排除后，應組織搶險人員對故障的原因進行調查、分析，整理資料，汲取教訓，避免再次出現類似的情況。
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，處理方法為打開接頭點附近的盤纜，將接頭盒外部及預留的光纜清潔干凈，打開接頭盒，查找找故障點。接頭盒內最常見的故障現象主要有：余纖盤放收容時發(fā)生斷纖，收容時易導致跳纖在收容盤邊緣被擠壓，嚴重時會壓傷或壓斷。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。接頭盒內的余纖在盤放收容時出現局部彎曲半徑過小或光纖扭絞嚴重，產生較大的彎曲損耗。還有熱縮管的熱縮效果不好，熱縮保護管沒有對全部的裸纖段進行熱縮保護，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管加熱時光纖保護不當，造成一部分裸纖在保護管之外，接頭盒受外力作用時引起裸纖斷開。接頭盒進水，也會導致光纖損耗增大，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，可以和北京油氣調控中心機房申請作業(yè)計劃進行測試，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)進行重新熔接整改。（3）如果測試時發(fā)現損耗點在此中繼段的兩頭，說明故障不在纖芯線路上?？梢酝ㄟ^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，進一步可以采用將光端機過來的尾纖與ODF架上對應的光纖直熔的方式來減小損耗。
4光纖通信的日常維護管理
陜京天然氣管道光纜是中石油管道通信傳輸網的重要組成部分，光纜的維護工作是管道通信運維工作的核心。維護光纜的目的是通過日常的預防性維護，消除外界環(huán)境影響而帶來的一些事故隱患，對設計和施工時造成的不足進行不斷的改進，以避免和減少給光纜帶來的不良影響。光纜維護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指標滿足使用要求。
4.1直埋光纜路面巡護
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)，應增加巡護次數。巡護時的主要工作內容有：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重坑洼、光纜裸露、護坡不足等情況。檢查光纜的標志樁、宣傳牌有無丟失、損壞或傾斜等情況，記錄巡護中發(fā)現的問題并及早處理，遇有重大問題及時上報。結合日常維護管理，進行光纜路由探測，持續(xù)完善光纜線路資料，并積極開展護線宣傳和對外聯系工作。
4.2架空光纜線路巡護
架空光纜線路巡護的主要工作內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。檢查光纜外護套及垂度有無異常情況，發(fā)現問題要及時處理。惡劣大風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裝置是否齊全有效及符合規(guī)定，根據需要加裝三線交叉保護管。檢查架空光纜線路接頭盒和預留處是否可靠，架空桿路的檢修和加固桿路設備。
4.3通信機房巡檢
通信機房巡護時要檢查進線室內、走線架上的光纜是否有明顯的標志，確保標志與其它線路相區(qū)別。定期對機房進行巡檢，檢查有無滲水、漏水情況以及有無老鼠進入通信機房的痕跡。檢查光纜和管線的布線情況，確保布線合理整齊，纜上標志醒目，光纜進出線是否明顯。檢查站內光纜線路設備，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，防止灰塵進入，加強平時的預防性維護管理。另外要保持機房的溫、濕度都在合理的范圍內，給設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，要求平均損耗不應大于0.26dB/KM，大于0.40dB/KM的纖芯視為中斷。在單點出現1.5dB及以上階躍損耗的纖芯視為中斷。纖芯接續(xù)點損耗值不應大于0.05dB；單點衰減為0.5dB及以上的損耗點要進行記錄。通過和上季度測試的數據進行對比，檢查有無新增的故障點，并重點進行分析。
5結語
陜京天然氣管道光通信網絡又是中石油傳輸網的骨干網絡，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。我們技術人員必須不斷的學習新技術，并提升應急搶險的能力，保障陜京管道光通信安全、穩(wěn)定傳輸，促進光纖通信的發(fā)展。
參考文獻：
[1]陶連永.光纖通信傳輸技術的綜合應用[J].中國新通信,2013(15).
[2]張一丹.淺論光通信傳輸技術在專業(yè)領域的應用[J].中國新技術新產品,2012(05).
作者：霍學偉 單位：中石油北京天然氣管道有限公司
