ICCSZ訊  光纖光纜產品由摻雜的二氧化硅光纖玻璃層、高分子機械緩沖涂層、PBT套管、阻水特種纖膏和纜膏、抗機械應力結構裝置等構成，產品要點集中在原材料選擇、光傳輸性能測試分析、高速成纜工藝等領域。在極低溫度下，光纖的原材料選擇和光纜設計參數、加工工藝等方面的限制因素會被放大，出現衰減增大、材料不相容和維護性能變差的問題，直接影響了傳輸質量。

  我國東北和西北等廣大地區冬季漫長而寒冷，存在較大面積的高寒、晝夜溫差大的區域。針對此類高寒區域，此前業界通常以普通材料和結構的光纜及接續器材完成實際網絡的部署，經過長期使用，一部分光纜出現了傳輸性能降低、溫度特性變化等問題，嚴重制約了先進光纖傳輸系統的部署和使用，也成為光纖光纜研發與制造領域內的突出問題。

  因此，業界亟需開展高寒區域光纖光纜長期耐受性研究，盡快填補該項空白，為運營商、設計單位及光纖光纜廠商提供參考，提升傳輸網絡的質量水平和可用度，促進我國光纖光纜產業和通信網絡的發展。

  黑河沿江地區建立長期觀測和研究平臺

  中國聯通網研院/中訊設計院聯合長飛公司自2013年啟動了寒區光纖光纜長期性能研究項目，在黑龍江聯通運維部大力支持下，在黑龍江省黑河市沿黑龍江地區建立了高寒區域光纖光纜性能長期觀測和研究平臺，開展了相關研究。

  黑河市地處黑龍江省西北部，氣候條件非常惡劣，年平均氣溫為-1.3℃～-0.4℃。一月份最冷，平均氣溫為-25.4～-23.8℃，最低溫度可達零下40℃;七月份最熱，平均氣溫為19.4～21.3℃;年溫差為44.2～46.7℃，在國內其它地區少有，是該項目實施的理想區域。

  寒區光纜長期觀測和研究平臺依托黑河聯通分公司現有無人值守模塊局傳輸機房，如圖1所示，光纜利用現網已有桿路，以架空方式敷設，保證環境氣溫變化可以直接作用于光纜本身，獲取最直接數據資料。桿路路由長度為1.4km，光纜至遠端后環回至機房，總長度約2.8km。

  圖1 黑河寒區光纜性能長期觀測和研究平臺

  長期觀測和研究平臺中建立了兩套遠程監測系統，其中溫度監控系統能夠實時監測記錄光纜敷設當地的氣溫變化，并能夠實時進行遠程數據查詢和保存;光學監控系統能夠定時監測記錄光纜中光纖的衰減值，并能夠實時進行遠程數據查詢和保存。光學監測系統基于EXFO公司OTDR模塊以及光開關，所有新敷設測試光纜在機房內成端后分別與光監控系統上的32路光開關接口連接，自動監測光纖鏈路性能。通過長期觀測站對光纜衰減進行監測，監控系統獲取光纖光纜性能變化數據資料，并遠程傳送到中國聯通網研院。中國聯通網研院進行數據處理分析(圖2為監測系統監測其中一芯光纖的實時測試曲線)，探討不同因素對于光纜產品在低溫下的影響。

  圖2 光纖衰減系數實時監測曲線

  為了研究光纜結構、光纖類型等因素對惡劣環境的耐受程度，中國聯通結合研究需求，對現網部署的光纖光纜型號進行分析，采用了充分反映不同結構類型、不同加工工藝、不同材料標準的光纖光纜產品，實際共布放了4種類型共8根光纜(GYTA、GYA、皮線和氣吹微纜)，涉及3種型號光纖(外徑245μm G.657.A2和G.652.D，外徑200μm G.657.A2)，兩種類型的纖膏(-40℃，-60℃)，以及三種套管尺寸(1.7mm、1.9mm和2.1mm)。通過對比不同溫度環境下光纜衰減性能的變化，觀測記錄了不同因素(光纖類型、纖膏溫度、纜膏溫度、光纖外徑、套管尺寸等)對于光纜性能的影響。

  后續研究期完成后，中國聯通還將回收樣品進行嚴謹的實驗室分析，研究其微觀結構變化、材料相容性和機械性能數據，全面檢測樣本的溫度性能指標。

  初步研究結果

  氣吹微纜在低溫下具有明顯優勢

  目前國內常規光纜的施工已經成熟，但氣吹技術使用較少。氣吹光纜具有光纖密度大、施工方便、占用管道資源少等優點，在國際上已經被廣泛使用。該項目中，中國聯通于2013年10月，在7℃環境下完成了氣吹微纜的敷設，單向氣吹距離達到2km，充分驗證了氣吹技術在低溫環境中的可行性，圖3為氣吹光纜敷設現場圖。

  圖3 氣吹光纜敷設現場圖

  2013-2017年觀測和研究期結果即將完成

  自2013年冬季完成平臺建設后開始收集數據，至今已初步完成第一研究期，近4年的數據采集。全部光纜運行正常，溫度和光學監測系統運行正常。

  根據截至最近光纖光纜運行監測情況，跟蹤不同光纜中光纖衰減系數隨溫度的變化，可得到如下初步結論：通過對衰減和溫度數據的監測，可以觀察到衰減隨溫度的變化，光纜類型GYA和GYTA中1.7mm、1.9mm及2.1mm套管尺寸中光纖衰減變化隨溫度變化區別不明顯，圖4給出了GYTA光纜部分時間段的監測數據。2013-2017年第一觀測和研究期的詳細結果即將整理分析完成，并將進行研討和推廣。

  圖4 GYTA光纜性能變化

  研究預期及展望

  該研究項目全面完成后，其研究成果將直接服務于我國通信運營商的光纜產品應用選擇，促進中國光纖光纜行業的發展。相應的產品優先使用在東北三省的高寒區域、內蒙古和新疆北部、青藏高原地區，全面提升上述地區通信網絡在冬季嚴寒下的傳輸質量，填補國內技術空白，為我國社會的全面信息化建設、邊遠少數民族地區的經濟社會發展做出突出貢獻。

  中國聯通掌握寒區光纖光纜相關關鍵技術后，將提升高寒區域光纜網絡維護能力，以優質的耐低溫光纖光纜進行工程建設，可以長期保持傳輸性能的穩定性，減輕高寒地區光纜網絡維護工作量，降低傳輸設備的投入;同時還可以幫助中國光纖光纜產品可以獲得寒區應用條件下的核心競爭力，促進對于北歐、北美、俄羅斯等寒冷地區的光纜出口。

  作者：沈世奎 王光全 賀永濤 支春龍 許偉杰 常瑞林 孫德華 韓飛鵬

      原標題：應對特殊區域需求 中國聯通高寒地區光纖光纜長期性能研究如火如荼