WCA September 2020

已铺设的超低损耗光纤陆 地光缆

作者 Nikita Korotkov （俄罗斯莫斯科， Corning SNG ）与 Vladimir Pigarev （俄罗斯萨兰斯克， Saranskkabel-Optikа ）

摘要

利用超低损耗光纤，光缆系统能够在无需光信号再生的情况 下实现更长传输距离，并降低网络的整体建设成本。同时， 陆地光缆必须可在较大温度范围内正常工作，具备中等或高 纤维密度，并在安装后保持其损耗性能。 本文展示采用超低损耗光纤的陆地电缆在现场安装后的衰 减测量结果。本文讨论的部署中使用的光纤平均衰减小于 0.163 dB/km (不包括拼接)。 波长为 1550nm 时，安装的光纤复合架空地线 OPGW 光缆的平 均衰减值（包括拼接损耗）为 0.165 dB/km 。凭借如此低的电 缆连接衰减, 100+ G 无中继信号的传输距离可超过 500 千米。 1 概述 无中继长距离线路用于电力供应有限或电价高昂的地面应 用。此类情况下，无法实现使用 EDFA （掺铒光纤放大器）的 标准网络设计，这使它们对光功率损耗极为敏感。 两侧的拉曼放大器和 ROPA （远程光泵放大器）常用于这些线 路，以扩展最大范围。然而，要使 100+ G 无中继信号的传输 距离超过 400 km ，唯一的方法是使用超低衰减的光纤。 大量 hero 实验 [1, 2, 3] 已证明，无中继 100 G 信号传输在总光损 耗约为 90 到 100 dB 的情况下的可达距离为 500 至 600 km 。然 而，对于地面应用，我们需要考虑光学预算的额外裕度，以 将临终系统性能纳入预算。 若距离超过 500 千米，要实现这一性能，必须使用超低衰减光 纤(平均衰减小于 0.165 dB/km )。光缆设计应在光缆安装期间 和安装之后以及在所有工作温度下防止衰减显著提升。理想 的衰减增量应小于 0.01 dB/km ，以确保最终电缆衰减符合所 需传输裕度的要求。 本文讨论 OPGW 电缆在温变测试期间和电缆部署之后的 OTDR 测量值。测试电缆采用符合 ITU-T G.652 标准的超低损耗光 纤，平均衰减小于 0.163 dB/km 。 2 OPGW 电缆设计 OPGW 电缆是一种光纤光缆，安装在架空电力线支架上的悬 架的地线中，电压为 110 kV 及以上。其有两个功能：传输数 据和保护相导体免受雷击，雷击会使传输系统受损。此电缆 设计也可用于高腐蚀性区域。

铝包钢丝

不锈钢松散管

光纤

❍ ❍ 图 1 : OPGW 电缆设计

本文中所用的 OPGW 电缆结构如图 1 中所示。其由绞合铝包 钢丝和两根填充了疏水凝胶的不锈钢疏松管组成。电缆外径 12mm ，疏松管直径 2.8mm 。 每根疏松管包含 24 根光纤，工作温度范围为 -60°С 到 +85°С ， 使用额定温度为 -60°С 的填充凝胶。

3 测量装置 3.1 温变测试

对于温度测量，我们使用可容纳超过1千米 OPGW 电缆的气候 室(如图 2 所示)。气候室的热稳定性小于 1°C 。如此高的热稳 定性是通过在每个测量点选择适当的松弛时间而实现的。每 个循环的温度范围为 -40°C 到 +85°C ，这是客户和应用区域环 境所要求的。此测试中已执行了三个循环。 在我们的装置中， 48 根超低损耗光纤合并为 2 束。每束中的光 纤拼接在一起，为测试期间衰减变化的 OTDR 测量提供更高的 准确性，每束包含 20 多个不同的光纤样本。此装置用于准确 反映长距离陆地电缆的实际部署情况(通常包含大量的拼接电 缆段)。 这两束专门设计用于代表超低损耗分布的上端（波长为 1550nm 时，第一束平均衰减为 0.169 dB/km ）和典型衰减部 分(波长为 1550nm 时，第二束平均衰减为 0.163 dB/km )。本 电缆测试程序完全符合 IEC 60794-1-22 Method F1 标准。 3.2 部署电缆的 OTDR 测量 现场部署的 OPGW 电缆是大量电缆（长度从 6 千米到 8 千米不 等）的熔接拼接连接，总电缆长度约为 500 千米。测量使用了

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Wire & Cable ASIA – September/October 2020