浅谈光纤单公里衰耗中的水流效应
汤小虎
摘 要：光纤已成为现代通信的主要支柱之一，在现代通信网络中起着举足轻重的作用. 实现光纤通信，一个重要的问题是尽可能地降低光纤的衰耗。本文结合作者工作实际，就光纤衰耗中的水流效应进行简要的分析探讨。
关键词：光纤；现代通信；单公里衰耗；水流效应
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）7-0050-02
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用‘光的全反射传输原理，作为光传导工具，被用作长距离的信息传递。光纤通讯之父高锟最早提出了光纤可以用于通信传输的设想。随着现代通信的发展，光纤倍受通信行业的重视，并在现代通信网络中起着举足轻重的作用。光纤分为单模与多模两种，由于现今光纤通信普遍使用的是单模光纤，因而本文所提及的光纤均指的是单模光纤。
实现光纤通信，一个关键问题是尽可能地降低光纤的衰耗。
光纤衰耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB/km。主要分为熔接衰耗和单公里衰耗（光缆单公里衰耗的行业标准为1550波长下、每公里≤0.22db）。其中，影响光纤单公里衰耗的周边因素较多，其衰耗的高低直接影响了传输距离的远近，因此，掌握并降低光纤的单公里衰耗对光纤通信有着重大的现实意义。
长江武汉通信管理局，是长江海事通信业务保障维护部门，也是长江全线海事通信的枢纽，对全线通信起着承上启下的作用，而光纤作为现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。本文主要以长江武汉通信管理局汉口-邓家口；汉口-阳逻2条长途光缆的日常维护为例，就光纤衰耗中的水流效应进行简要的分析探讨。
汉口-邓家口光缆是长江武汉通信管理局重要干线长途光缆，承载大量海事通信业务。2016年2月，汉口-邓家口光缆中断，运维人员立即使用OTDR仪对中断点进行定位（OTDR仪，中文名称光时域反射仪，利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射，对光纤长度、传输衰减、接头衰减和故障点等进行测量），发现断点在某地铁站附近，距离终端机房9.674KM左右（事后确认为周边施工不慎损伤）。测量图如图1。
在这个测量图上，我们意外发现除了9.674KM处的断点外，2.625KM处的单公里衰耗也远超行业标准0.22db的数倍（Unit Loss为0.967db/KM），怀疑该处也受到了损伤、产生高衰只是还未中断。于是我们就该情况进行了商讨，决定先恢复9.674KM处的断点，然后再去2.625KM处查看情况，进行相应处理。
确定方案后，我们立即赶到了9.674KM处的断点现场，发现周边正在施工挖掘，现场泥土灰尘一片狼藉。于是我们马上展开工作界面，与机房配合，使用OTDR仪及红光笔确认了光缆具体中断点，并立即进行抢修、熔接。光缆熔接、修复完成后，我们又使用OTDR仪进行了复测，确认线路恢复。测量图为图2。
在这次复测时，我们发现，9.674KM处的断点已经恢复，测试距离已可达全程。但奇怪的是，2.625KM处的衰耗值消失了，甚至2.625KM这个高衰点（图1中Event No. 001）也没有了。
由于该次光缆中断正是夜晚，光缆抢修、恢复时已是凌晨，技术人员都已疲惫，便没有再具体研究“2.625KM处的高衰点消失”这个奇怪现象，但大家都记住了这一事情。
2个月后，长江武汉通信管理局另一重要长途光缆，汉口-阳逻光缆，因市政施工，需将其永清街段光缆迁改。作业计划主要是将永清街段光缆人为打断、避开市政施工界面，重新划定路由并熔接、接续、恢复。
根据方案，技术人员到达现场后，首先打断了原路由上该段光缆，并进行了测量。测量图如图3。
通过测量图，我们可以看出，光缆打断点距终端机房6.35KM，在3.519KM处存在一个较高的单公里衰耗0.392db/KM。
打断原路由光缆后，现场人员迅速将光缆拖至新路由，然后熔接、接续，再一次测量，最后确认线路全部恢复。测量图如图4。
通过测量图4，我们可以看出，光缆断点已经恢复，测试距离已可达全程。同时，3.519KM处存在一个较高的单公里衰耗莫名消失了，与上次汉口-邓家口光缆恢复后其中一个高衰点莫名消失的情况是一模一样。
在这之后，我们在日常光缆线路维护中，留意这一现象，又多次观察到这种现象，并根据光缆用于通信的原理、激光传播方式等等，对该现象进行了多次研究分析、现场探讨。
我们认为，光纤运用于通信，原理上就是携带信息的激光在光缆中以不断地经光纤壁反射的方式向前传播，其过程也可以等同理解为水流沿水管向前流动、传播。我们知道，当水流沿水管向前流动受阻时，必然会产生分流，当阻塞消失时，水流才能继续沿水管向前流动。同理，当光缆中断时，激光在光纤纤维中，由于前面方向中断，因而激光只能 “分流”，即激光向反方向产生反射，同时在反射中光缆因扭曲等自然因素，随机在一定距离产生一定的单公里衰耗，而一旦光缆中断点恢复，激光又能以不断地经光纤壁反射的方式继续向前传播，上述因中断、继而反射产生的单公里衰耗就会消失。于是就产生了我们在日常维护中看到的某些单公里衰耗“维护前存在维护后消失”的奇特现象，据此，我们可以把这种现象称作光纤单公里衰耗中的水流效应。
光纤单公里衰耗中水流效应的研究，对于运维人员日常光缆线路维护有着积极的意义。一方面，能够使运维人员在线路维护中，忽视水流效应的干扰，真实掌握光纤的单公里衰耗点、准确测试光纤的单公里衰耗数值，进一步提高光缆线路维护的效率；另一方面，又能以水流效应为参照，结合历史测试记录、测试仪表，以另种方法来映证线路状况的好坏趋势或中断与否。
在光缆线路的维护中，光纤的衰耗指标是一项重要的考核指标，作为光纤衰耗的重要部分--单公里衰耗，对他的研究越多，越能提高光缆线路的利用效率，最大限度发挥光纤通信的作用。
参考文献：
[1] 韩一石.现代光纤通信技术[J].科学出版社，2005（08）.
[2] 胡先志，张世海，陆玉喜.光纤通信系统工程应用[J].武汉理工大学出版社，2003（10）.
[3] 陈炳炎.光纤光缆的设计和制造（第2版）[J].浙江大学出版社，2016（05）.
[4] 方志豪，方锐.光纤通信原理与应用[J].电子工业出版社，2008（07）.
[5] [美] 约瑟夫 C. 帕勒里斯（Joseph C. Palais） 著；王江平，刘杰，闻传花译.光纤通信（第5版）[J].電子工业出版社，2015（06）.
摘 要：光纤已成为现代通信的主要支柱之一，在现代通信网络中起着举足轻重的作用. 实现光纤通信，一个重要的问题是尽可能地降低光纤的衰耗。本文结合作者工作实际，就光纤衰耗中的水流效应进行简要的分析探讨。
关键词：光纤；现代通信；单公里衰耗；水流效应
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）7-0050-02
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用‘光的全反射传输原理，作为光传导工具，被用作长距离的信息传递。光纤通讯之父高锟最早提出了光纤可以用于通信传输的设想。随着现代通信的发展，光纤倍受通信行业的重视，并在现代通信网络中起着举足轻重的作用。光纤分为单模与多模两种，由于现今光纤通信普遍使用的是单模光纤，因而本文所提及的光纤均指的是单模光纤。
实现光纤通信，一个关键问题是尽可能地降低光纤的衰耗。
光纤衰耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB/km。主要分为熔接衰耗和单公里衰耗（光缆单公里衰耗的行业标准为1550波长下、每公里≤0.22db）。其中，影响光纤单公里衰耗的周边因素较多，其衰耗的高低直接影响了传输距离的远近，因此，掌握并降低光纤的单公里衰耗对光纤通信有着重大的现实意义。
长江武汉通信管理局，是长江海事通信业务保障维护部门，也是长江全线海事通信的枢纽，对全线通信起着承上启下的作用，而光纤作为现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。本文主要以长江武汉通信管理局汉口-邓家口；汉口-阳逻2条长途光缆的日常维护为例，就光纤衰耗中的水流效应进行简要的分析探讨。
汉口-邓家口光缆是长江武汉通信管理局重要干线长途光缆，承载大量海事通信业务。2016年2月，汉口-邓家口光缆中断，运维人员立即使用OTDR仪对中断点进行定位（OTDR仪，中文名称光时域反射仪，利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射，对光纤长度、传输衰减、接头衰减和故障点等进行测量），发现断点在某地铁站附近，距离终端机房9.674KM左右（事后确认为周边施工不慎损伤）。测量图如图1。
在这个测量图上，我们意外发现除了9.674KM处的断点外，2.625KM处的单公里衰耗也远超行业标准0.22db的数倍（Unit Loss为0.967db/KM），怀疑该处也受到了损伤、产生高衰只是还未中断。于是我们就该情况进行了商讨，决定先恢复9.674KM处的断点，然后再去2.625KM处查看情况，进行相应处理。
确定方案后，我们立即赶到了9.674KM处的断点现场，发现周边正在施工挖掘，现场泥土灰尘一片狼藉。于是我们马上展开工作界面，与机房配合，使用OTDR仪及红光笔确认了光缆具体中断点，并立即进行抢修、熔接。光缆熔接、修复完成后，我们又使用OTDR仪进行了复测，确认线路恢复。测量图为图2。
在这次复测时，我们发现，9.674KM处的断点已经恢复，测试距离已可达全程。但奇怪的是，2.625KM处的衰耗值消失了，甚至2.625KM这个高衰点（图1中Event No. 001）也没有了。
由于该次光缆中断正是夜晚，光缆抢修、恢复时已是凌晨，技术人员都已疲惫，便没有再具体研究“2.625KM处的高衰点消失”这个奇怪现象，但大家都记住了这一事情。
2个月后，长江武汉通信管理局另一重要长途光缆，汉口-阳逻光缆，因市政施工，需将其永清街段光缆迁改。作业计划主要是将永清街段光缆人为打断、避开市政施工界面，重新划定路由并熔接、接续、恢复。
根据方案，技术人员到达现场后，首先打断了原路由上该段光缆，并进行了测量。测量图如图3。
通过测量图，我们可以看出，光缆打断点距终端机房6.35KM，在3.519KM处存在一个较高的单公里衰耗0.392db/KM。
打断原路由光缆后，现场人员迅速将光缆拖至新路由，然后熔接、接续，再一次测量，最后确认线路全部恢复。测量图如图4。
通过测量图4，我们可以看出，光缆断点已经恢复，测试距离已可达全程。同时，3.519KM处存在一个较高的单公里衰耗莫名消失了，与上次汉口-邓家口光缆恢复后其中一个高衰点莫名消失的情况是一模一样。
在这之后，我们在日常光缆线路维护中，留意这一现象，又多次观察到这种现象，并根据光缆用于通信的原理、激光传播方式等等，对该现象进行了多次研究分析、现场探讨。
我们认为，光纤运用于通信，原理上就是携带信息的激光在光缆中以不断地经光纤壁反射的方式向前传播，其过程也可以等同理解为水流沿水管向前流动、传播。我们知道，当水流沿水管向前流动受阻时，必然会产生分流，当阻塞消失时，水流才能继续沿水管向前流动。同理，当光缆中断时，激光在光纤纤维中，由于前面方向中断，因而激光只能 “分流”，即激光向反方向产生反射，同时在反射中光缆因扭曲等自然因素，随机在一定距离产生一定的单公里衰耗，而一旦光缆中断点恢复，激光又能以不断地经光纤壁反射的方式继续向前传播，上述因中断、继而反射产生的单公里衰耗就会消失。于是就产生了我们在日常维护中看到的某些单公里衰耗“维护前存在维护后消失”的奇特现象，据此，我们可以把这种现象称作光纤单公里衰耗中的水流效应。
光纤单公里衰耗中水流效应的研究，对于运维人员日常光缆线路维护有着积极的意义。一方面，能够使运维人员在线路维护中，忽视水流效应的干扰，真实掌握光纤的单公里衰耗点、准确测试光纤的单公里衰耗数值，进一步提高光缆线路维护的效率；另一方面，又能以水流效应为参照，结合历史测试记录、测试仪表，以另种方法来映证线路状况的好坏趋势或中断与否。
在光缆线路的维护中，光纤的衰耗指标是一项重要的考核指标，作为光纤衰耗的重要部分--单公里衰耗，对他的研究越多，越能提高光缆线路的利用效率，最大限度发挥光纤通信的作用。
参考文献：
[1] 韩一石.现代光纤通信技术[J].科学出版社，2005（08）.
[2] 胡先志，张世海，陆玉喜.光纤通信系统工程应用[J].武汉理工大学出版社，2003（10）.
[3] 陈炳炎.光纤光缆的设计和制造（第2版）[J].浙江大学出版社，2016（05）.
[4] 方志豪，方锐.光纤通信原理与应用[J].电子工业出版社，2008（07）.
[5] [美] 约瑟夫 C. 帕勒里斯（Joseph C. Palais） 著；王江平，刘杰，闻传花译.光纤通信（第5版）[J].電子工业出版社，2015（06）.
