光缆单盘检验步骤及注意事项

教学内容

(1)光缆单盘检验的要求；

(2)光缆单盘检验的内容；

(3)光缆单盘损耗的测试。

技能要求

(1)理解光缆单盘检验的要求及内容；

(2)会对光缆单盘损耗进行测试(长度、衰减系数、损耗)；

(3)会对光缆外层绝缘进行检验。

任务描述

团队(4～6人)完成光缆单盘检验，分别完成光缆单盘外层绝缘检验和光缆光参数测试。为配盘做好前期准备工作。

任务分析

通过对若干单盘光缆进行外观检验和光缆光参数测试，让学生学会操作仪表、数据分析和数据处理。

(1)单盘光缆外观检验；

(2)单盘光缆光参数测试。

知识准备

光缆在敷设之前，必须进行光缆单盘检验和配盘工作。光缆单盘检验是一项复杂、细致、技术性较强的工作。它对确保工程的工期、施工质量，以及通信质量、工程经济效益、维护使用及线路寿命有着重大影响。同时，检验工作对分清光缆、器材质量的责任方，维护施工企业的信誉，都有不可低估的影响。因此，必须按规范要求和设计文件或合同书规定的指标进行严格的检验。单盘检验工作主要包括:对运到现场的光缆及连接器材的规格、数量进行核对、清点，外观检查和光电主要特性的测量。通过检验确认光缆和器材的数量、质量是否达到设计文件或合同规定的有关要求。

光缆单盘检验的要求

1)光缆单盘检验的准备工作

(1)线路器材点验。光缆出厂附有出厂测试记录，点验时应对光缆规格、数量进行清点和外观检查，所有线路器材要符合设计要求。

(2)施工工具、机械、仪表、车辆的准备。施工工具、机械须依照施工类型确定。通用施工工具和机械包括光缆敷设机、光缆辅助牵引机、汽油发电机、抽水机等；专用施工机械，如水底光缆挖冲器等；施工仪表包括光时域反射仪、光源、光功率计、光纤熔接机及无线对讲机等；施工车辆包括光缆运输车、吊车及测试车等。

(3)施工技术管理的准备。其包括:对施工人员进行培训，令其熟悉掌握工程设计；学习施工验收规程等有关内容；准备记录竣工技术资料的测试表格，制定施工质量保证措施。

2)光缆单盘检验的一般规定

光缆单盘检验应在光缆运达现场分屯点后进行。从以往经验看，光缆单盘检验适合在现场进行，检验后不宜长途运输。

光缆单盘检验前应熟悉施工图技术文件及订货合同，了解光缆规格等技术指标、中继段光功率分配等；收集、核对各盘光缆的出厂产品合格证书、产品出厂测试记录等；光纤、量仪表(经计量或校验)及测试用连接线、电源等测量条件；必要的测量场地及设施；测试表格、文具等。

对经过检验的光缆、器材应作记录，并在缆盘标明盘号、外观端别、长度、程式(直埋式、管道、架空、水下等)以及使用段落(配盘后补上)。检验合格后单盘光缆应及时恢复包装，包括光缆端头的密封处理、固定光缆端头、缆盘护板重新钉好，并将缆盘置于妥善位置，注意光缆安全。对经检验发现不符合设计要求的光缆、器材应登记上报，不得随意在工程中使用。光缆、光纤的个别损耗超出指标时，应进行重点测量，如确实超标，但超出不多且单盘光缆中继段单纤平均损耗达标的，就可以使用；对光纤后向散射曲线有缺陷的，应作记录考察，对出现尖锋、严重台阶的应作不合格处理；对光缆有一般缺陷的，修复合格后可以使用。

3)光缆单盘检验的内容

(1)单盘光缆的规格和制造长度，应符合订货合同的规定及设计要求。

(2)光缆的外观检查，应首先检查光缆盘包装是否损坏，然后开盘检查光缆外护层有无损伤、光缆端头封装是否良好。对包装严重损坏或光缆外皮有损伤的，应作详细记录，并在光缆测试时进行重点检查。

(3)光缆开盘后，应核对光缆的端别是否与盘上注明的端别相同。

(4)对于填充式光缆，应检查填充物是否饱满。

(5)进行光缆现场检验，应测试光纤衰减常数及光纤长度，并仔细检查沿长度方向有无裂纹和非均匀性等。检验时一般使用光时域反射仪(OTDR)，无此仪表时，可用光源、光功率计进行简易测试。检验结果应与厂家提供的数据一致。

(6)光缆中用于业务通信及远供的铜导线的各项电气指标，应符合国家通信电缆电气指标的规定。

(7)单盘检验完毕，应恢复光缆端头密封和缆盘包装，并在盘上统一编号，注明盘外端别标志和光缆长度。

光缆按类别分开排放，其中有短段的应排放在同种类光缆盘的一侧。目前各个厂家的光缆标称长度与实际长度不完全一致，有的是以纤长按折算系数标出缆长，以光缆外层长度或光缆内数码带长度标记缆长，有的干脆标光纤长度为光缆长度(然后括号内标上OTDR)，有的厂家按设计要求有几米至50米的正偏差，有的可能出现负偏差。为了按正确长度配盘，确保光缆的安全敷设和不浪费光缆，在单盘检验中对光缆长度的复测十分必要。

4)光缆长度复测的方法和要求

(1)抽样为100%。

(2)按厂家标明的光纤折射率系数，用光时域反射仪(OTDR)进行测量。对于不清楚光纤折射率系数的光缆可自行推算出较为接近的折射率系数。

(3)按厂家标明的光纤与光缆的长度换算系数计算出单盘光缆长度，对于不清楚换算系数的可自行推算出较为接近的换算系数。

5)光缆单盘检验的程序

单盘检验应该严格按照施工程序，认真做好相关检验工作，才能保证施工质量。其主要程序如下:

(1)检查资料。到达测试现场后，应首先检查光缆出厂质量合格证，并检查厂方提供的单盘测试资料是否齐全，其内容包括光缆的型号、芯数、长度、端别、结构剖面图及光纤的纤序、衰减系数、折射率等，看其是否符合订货合同的规定要求。

(2)外观检查。外观检查的主要检查光缆盘包装在运输过程中是否损坏，然后开盘检查光缆的外皮有无损伤，缆皮上打印的字迹是否清晰、耐磨，光缆端头封装是否完好。对存在的问题，应作好详细记录，在光缆指标测试时，应作重点检验。

(3)核对端别。从外端头开剥光缆约30 cm，根据光纤束(或光纤带)的色谱判断光缆的外端端别，并与厂方提供的资料对照，看是否有误。然后在光缆盘的侧面标明光缆的A、B端，以方便光缆布放。

(4)光纤检查。开剥光纤松套管约20 cm，清洁光纤，核对光纤芯数和色谱是否有误，并确定光纤的纤序。

(5)技术指标测试。用活动连接器把被测光纤与测试尾纤相连，然后用OTDR测试光纤的长度、平均损耗，并与光纤的出厂测试指标对照，看是否有误。同时应查看光纤的后向散射曲线上是否有衰减台阶和反射峰。整条光缆里只要有一根光纤出现断纤、衰减严重超标、明显的衰减台阶或反射峰(不包括光纤尾端的反射峰)，即应视之为不合格产品。

(6)电特性检查。如果光缆内有用于远供或监测的金属线对，应测试金属线对的电特性指标，看其是否符合国家标准。

(7)防水性能检查。测试光缆的金属护套、金属加强件等的对地绝缘电阻，看其是否符合出厂标准。

(8)恢复包装。测试完成后，把光端端头剪齐，用热可缩管对端头进行密封处理，然后把拉出的光缆缭绕在光缆盘上并固定在光缆盘内，同时恢复光缆盘包装。

6)光缆单盘检验项目中的光纤损耗量

光缆单盘检验项目中的光纤损耗量是十分重要的。它直接影响线路传输质量，同时由于损耗测量工作量较大且技术性较强，因此，根据现场特点，掌握基本方法，正确地测量、分析，及时完成测量任务，对确保工期、工程质量均有重要作用。

损耗的现场测量方法如下:

光纤的光损耗，是指光信号沿光纤波导传输过程中光功率的衰减。不同波长的衰减是不同的。单位长度上的损耗量称为损耗常数，单位为dB/km。

(1)切断测量法。切断测量法是ITU建议的基准测量方法。它是以n次测量为基础的带破坏性的方法，即在沿光纤长度方向上，把光纤剪断n－1次，将测得的结果表示为输出光功率和输入光功率与距离L的关系。

动画4-1　剪断法测量原理

图4-3所示中的光源采用单一波长的LED光源(多模用)或高稳定度的LD光源(单模用)。为了减少P入、P出受光纤端面制作质量的影响，一般采用三次平均法，即连续测量三次(包括重新作端面)，同时要求三次测量值偏差要小。剪断法测量原理见动画4-1。

光纤损耗和损耗常数按测得的P入和P出的平均值计算。(www.xing528.com)

动画4-2　后向散射法测量原理

(2)后向测量法。采用后向散射技术测出光纤损耗的方法习惯上称为后向测量法，又称OTDR法，见动画4-2，后向法测量单盘损耗，其测量值的精度、可靠性，除受仪表质量影响外，最关键的是耦合方式，光的注入条件对测量值的影响非常大。图4-4所示的测量方法比较规范，一般用OTDR测量、检验，将光纤通过裸纤连接器直接与仪表插座耦合器与带插头的尾纤耦合，或用熔接机作临时性连接。对于单盘损耗的精确测量，采用辅助光纤，可以获得令人满意的效果。

图4-3　单盘光纤切断测量法示意

图4-4　单盘光纤后向测量法示意

动画4-3　插入法测量原理

(3)插入测量法。插入测量法又称介入损耗法。这也是一种非破坏性的测量法。目前，插入测量法已被ITU规定为光纤衰减的替代测试方法。其测试系统框图如图4-5所示。插入法测量原理见动画4-3。

测量时，首先要对测量仪器进行校准，如图4-5(a)所示，校准输入参考电平P1(λ)(通常校到零电平)。然后把待测光纤插入，如图4-5(b)所示，调整耦合接头使其达到最佳耦合，这时输出电平应为最大值，此值为P2(λ)，于是测得的衰减结果就是输入电平与输出电平之差，即

显然，A1(λ)包括了光纤衰减A2(λ)和活动连接器损耗A1，被测光纤的衰减为:

式中，A1是一个插入接头的损耗，虽然被测光纤插入时，始端和终端都有接头，但其中有一个接头的损耗已经包括在输入参考电平中了。

图4-5　插入测量法示意

(a)对测量仪器进行校准；(b)把待测光纤插入

以上讲的三种测量方法只要有条件，首先选择后向测量法。一般不宜采用切断测量法，其主要用于少数光缆(如5%)的测量对比或其他方法测出的光缆不合格时，方用切断测量法进一步确认，以便正确地作出光缆是否合格的严肃结论。单盘光缆损耗测试后，应认真填写检验记录表，见表4-1。

表4-1　光缆单盘检验记录

7)光缆护层的绝缘检查

光缆护层的绝缘检查，是指通过对光缆金属护层如铝纵包层(LAP)和钢带或钢丝带装层的对地绝缘的测量来检查光缆外护层(PE)是否完好。

(1)护层对地绝缘测量。

其包括测量LAP、钢带(丝)金属护层的对地绝缘电阻和对地绝缘强度。

(2)绝缘强度的测量。

铝包层(LAP)、钢带(丝)金属护层是由介质击穿仪或耐压测试器代替高阻计或兆欧表来测量的，一般规定应加压后2 min不被击穿。

护层对地绝缘的一般要求:护层对地绝缘的电阻指标为大于或等于1 000 MΩ·km。护层对地绝缘强度指标为加电压3 800 V，持续2 min且不被击穿。一般光缆的对地绝缘电阻和绝缘强度只在光缆出厂时测试。另外，对光缆中铜导线的直流电阻、绝缘电阻、电容等以及其他器材也要进行必要的检验。

对于已确定为不合格产品的光缆盘，要登记清楚，及时上报并与生产厂家联系。

任务实施

1.任务器材

单盘光缆若干、OTDR、光源、光功率计、地阻仪、开缆工具(开缆刀、电工刀、剪刀)、抽纸和笔。

2.任务

光缆护层的绝缘检查

(1)护层对地绝缘测量。

图4-6所示为测量LAP、钢带(丝)金属护层的对地绝缘电阻和对地绝缘强度示意。光缆浸入水4 h以上，用高阻计或兆欧表接于被测金属护层和地，测试电压为250 V或500 V，1 min后进行读数。注意:用兆欧表测量时，应注意手摇速度要均匀。分别测量和读出钢带(丝)及LAP的对地绝缘电阻值。在分别测试2～3次后，对测试结果取平均值，并将测试结果记录在表4-2中。

图4-6　绝缘电阻测量示意

表4-2　测试数据记录表

(2)光缆光参数测试。

按照图4-4和图4-5所示连接测试系统，分别利用后向测量法和插入测量法测试，将测试结果记录在表4-3和表4-4中。教师根据教学安排和实验实训条件选择测试系统，有条件的话可以都测试。

表4-3　光缆单盘检验测试记录

表4-4　插入测量法测试记录表

任务总结(拓展)

注意问题

1)光纤在光缆中的富余度计算

2)光纤衰减系数的测试

用OTDR测试光纤衰减系数时存在一定的误差，不同的OTDR在测试同一根光纤时，测试结果可能不一样，就是同一OTDR设置不同的参数时，测试结果也可能不相同。所以，只要测试结果在标准范围之内，而且与厂家提供的数据差别不大，就应该视为合格产品。对于测试结果超出标准的，不要盲目下结论，应改变OTDR的参数或工作环境，或者换一部OTDR进行反复测试、比较，看是否真的超标。

3)“幻峰”现象

“幻峰”现象又称“鬼点”现象，它是在用OTDR测试光纤时，由于光脉冲在光纤中多次反射，在光纤后向散射曲线上所形成的一种反射峰。由于这种反射峰与光纤断裂时所形成的反射峰非常相似，测试人员很容易把“幻峰”当作光纤断裂所形成的反射峰而造成判断失误。所以，在光纤后向散射曲线上出现反射峰时，要作进一步分析，可以变换测试脉宽、测量长度或工作波长进行多次测量，比较鉴别。如果还无法判断，则可从另一端进行测量，或更换测试仪表，重新进行测量。