Аварийно-восстановительные работы на ВОЛС

Главная » Каталог статей » Статьи на русском » Волоконно оптические технологии » Аварийно-восстановительные работы на ВОЛС

Аварийные ситуации на волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) всегда приводят к значительному ущербу для оператора связи. Ведь восстановление поврежденного волоконно-оптического кабеля значительно сложнее, чем электрического, а пропускная способность выше, что ведет к существенной потере тарифных доходов.

Последовательность действий при аварийной ситуации на ВОЛС такая же, как и на системах связи, построенных на электрических кабелях. Прежде всего при срабатывании сигнализации необходимо как можно быстрее определить аварийный участок и уточнить место повреждения кабеля ВОЛС. Далее собирается аварийно-восстановительная команда (АВК) и производится подготовка к работам по восстановлению связи. Третий этап — это выезд к месту повреждения кабеля и точное определение места повреждения. И уж затем восстанавливается поврежденный участок кабеля.

На некоторых особенностях каждого этапа при аварийно-восстановительных работах на ВОЛС необходимо остановиться подробнее.

При аварийной ситуации задача дежурного техника состоит в скорейшем определении характера и причины ее возникновения. Авария может быть вызвана повреждением волоконно-оптического кабеля (ВОК) или выходом из строя аппаратной части ВОЛС.

Сигнал по сбору АВК можно подавать сразу же, как только выяснено, что поврежден ОК. Согласно инструкциям по аварийно-восстановительным работам, АВК должна быть готова к выезду в течение 20 минут при поступлении сигнала в рабочее время и 40 минут в нерабочее время. Порядок сбора и состав оснащения АВК желательно детализировать в технологических картах на устранение повреждения.

Что должна выполнить АВК? Прежде всего найти повреждение оптико-волоконного кабеля на местности и провести подготовительные работы. То есть откопать кабель требуемой длины для монтажа муфты (либо вставки); подготовить условия для функционирования монтажной аппаратуры; разделать концы кабеля и осуществить монтаж муфты (вставку).

Поиск места повреждения оптико-волоконного кабеля остается достаточно сложной задачей. Это связано с тем, что длины регенерационных участков на ВОЛС достигают ста и более километров. Для ОК, пожалуй, существует единственный метод поиска места повреждения оптико-волоконного кабеля — рефлектометрический. В настоящее время различными фирмами представлено большое разнообразие данного типа приборов. В Республике Коми применяются минирефлектометры ANDO AQ 7220, поставляемые фирмой «Телеком комплект сервис» и Wavetek MTS 5100.

Точность измерения расстояния до повреждения составляет у большинства приборов 0,05%, что при длине регенерационного участка в 100 км приводит к ошибке определения места повреждения — 5 м.

Сложнее определить, где это повреждение случилось на местности. Чем точнее задан показатель преломления для волокна кабеля, тем точнее измеряется длина волокна до места повреждения. Но именно волокна, а не кабеля, так как волокна вместе с защитными модулями навиты по спирали на центральный силовой элемент. Поэтому расстояние по кабелю до места повреждения несколько меньше, чем измеренное рефлектометром. Этот фактор не всегда учитывается производителями ОК, включающими в паспорт на кабель показатель преломления. Было бы полезно в таких случаях указывать как показатель преломления волокна, так и величину, назовем ее коэффициентом укладки волокна в кабеле, что упростило бы определение места повреждения ОК.

Недавний пример из работы нашего кабельного участка. В декабре 1998 года накопление вышеизложенных факторов привело к ошибке измерения места повреждения в 70 метров. Хотя место повреждение кабеля находилось в кабельной канализации всего чуть более 2 км от станции, с которой проводились измерения.

В последнее время все чаще встречаются кабели, на внешней оболочке которого нанесена линейка длины кабеля, что помогает в работе.

Допустим, вы достаточно точно определили расстояние до места повреждения по кабелю. Попробуйте определить его на местности. Если вы эксплуатируете локальную сеть, пусть даже в достаточно большом здании, вы можете отмерить расстояние по кабелю рулеткой. Если кабель проходит в городской телефонной канализации, можно просчитать длины пролетов канализаций и выйти на требуемые вам колодцы и заменить неисправный участок. Это возможно, если у вас грамотно и детально составлен проект до строительства ВОЛС, подробно и точно составлена исполнительная документация подрядчиком, и четко работает служба технического учета. При этом следует учитывать всевозможные технологические запасы кабеля, оставляемые в линейно-аппаратных залах, кабельных шахтах, колодцах, в местах монтажных муфт. Для монтажа муфт на оптико-волоконного кабеля требуется значительно больший технологический запас, чем для монтажа электрических кабелей.

Рассмотрим более сложную задачу. Допустим регенерационный участок имеет длину 100 км, и кабель проходит по местности, где довольно сложно осуществить привязку к существующим на местности объектам. Пусть кабель проходит вдоль обочины дороги. Тогда можно измерить длину кабеля, ориентируясь на показания спидометра автомобиля. Точность здесь не велика, но такой прием в некоторых случаях весьма полезен. Труднее определить место повреждения, если кабель проходит по пересеченной и непроезжей местности. В последнем случае остается надеяться на то, что ваша техническая документация достаточно подробна, что по всей трассе кабеля установлено необходимое количество замеренных столбиков, и можно осуществить привязку к ближайшей муфте. Здесь, как и в случае с прокладкой оптико-волоконного кабеля в телефонной канализации существенную роль играет проектирование и строительство ВОЛС. Подрядчикам строительных организаций не всегда удобно осуществлять монтаж муфт последовательно, начиная от станции, где будет установлена измерительная аппаратура. Однако такой порядок монтажа следует настоятельно рекомендовать и до монтажа каждой из муфт проводить рефлектометрические измерения хотя бы одной а лучше всех жил участка и сохранять эти измерения в дальнейшем. Таким образом, можно создать набор базовых точек для измерения расстояния в случае повреждения ОК. Современные приборы для соединения жил оптико-волоконного кабеля достаточно совершенны и во многих случаях после монтажа жил оптико-волоконного кабеля на рефлектометре отыскать место соединения весьма сложно, а иногда вовсе невозможно из-за малых внесенных потерь при сварке.

Поиск места повреждения, как правило, начинается с выявления внешне видимых факторов. Очень часто причиной повреждения становится проведение земляных работ в охранной зоне кабеля связи. Но самым сложным случаем является скрытое (неявное) повреждение ОК.

Как пример, осенне-зимние периоды 1997 и 1998 гг. в Республике Коми с малоснежной осенью и достаточно сильными морозами уже в ноябре. Это привело к значительному, до 2 метров, промерзанию грунта, несвойственному даже для этой северной территории. Речь не идет о самых северных районах с вечной мерзлотой. Первый случай скрытого повреждения произошел в декабре 1997 г., когда вышли из строя 2 из 4-х жил кабеля марки ОК-50. На рефлектограмме отчетливо просматривался обрыв 2-х жил. В двухстах метрах от предполагаемого места повреждения согласно технической документации располагалась муфта, поэтому участок удалось определить быстро и точно. Была выполнена вставка длиной в 2 пролета кабельной канализации после прогрева каналов горячей водой. За время монтажа неисправный отрезок кабеля вновь замерз внутри пролетов, и было решено оставить его обследование на весенне-летний период. В начале июня 1998 г., после оттаивания каналов кабельной канализации, поврежденный отрезок был извлечен и тщательно осмотрен. Внешних дефектов на кабеле обнаружено не было. Рефлектометрические измерения показали нормальные для кабеля оптические характеристики. Все жилы оказались целыми (хотя зимой на рефлектограмме читался явный обрыв в 20 метрах от колодца кабельной канализации).

Аналогичный случай произошел в декабре 1998 года. Этот случай интересен тем, что для устранения повреждения не потребовалось выполнять вставку. При отогревании каналов кабельной канализации рефлектометр был включен в режим непрерывных измерений, и показания прибора изменились с обрыва на характерные показания некачественной сварки и в дальнейшем к полному восстановлению характеристик оптического волокна до нормы. От повреждения не осталось и следа, хотя кроме прогревания каналов кабельной канализации горячей водой никакие другие работы не выполнялись.

В феврале 1999 г. был поставлен эксперимент по моделированию описанных выше ситуаций. Отрезок кабеля ОК-50-3-5-4 (длиной около 200 метров) был продет в стальную трубу длиной 2 м и диаметром 100 мм. Стальная труба залита водой и вынесена на мороз. На рефлектограммах, полученных до замораживания, при замершей в трубе воде и после размораживания, явно видно ухудшение, а затем восстановление до нормы оптических характеристик кабеля.

Из приведенных выше примеров можно сделать вывод, что неявное повреждение оптико-волоконного кабеля возможно, и это особенно неприятно, потому, что место повреждения отыскать довольно сложно. Отсюда рекомендация: не стоит экономить на стоимости кабеля, а прокладывать как в грунт, так и в кабельную канализацию бронированный кабель. Что касается выбора бронированного и небронированного ОК, то он определяется не только вышеприведенным примером. Броня также спасает от грызунов и в некоторых случаях от актов вандализма.

В настоящее время все чаще применяется ОК, не имеющий в своей конструкции металлических элементов. В качестве брони и центрального силового элемента в таких кабелях используются стеклопластиковые прутки. Такие кабели рекомендуется применять в грозоопасных районах, кроме того, они несколько дешевле кабелей, содержащих металлические элементы.

Однако возможны ситуации, при которых проводящие конструкции ОК, такие, как металлическая броня и центральный силовой элемент в виде стального троса или стальной жилы, могут помочь в процессе эксплуатации.

Например, для точного определения прохождения трассы кабеля на участке. В этом случае можно использовать хорошо известный метод определение трассы кабеля с помощью кабелеискателя. Достаточно одной хорошо изолированной токопроводящей жилы (это может быть как центральный элемент, так и металлическая броня).

В других случаях возможна организация служебной связи (СС) с бригадой, работающей на кабельной линии, по паре проводников. Летом 1999 г. нашими работниками использовались стандартные устройства служебной связи SLS-системы КНК для электрических кабелей связи. При подключении по схеме центральный трос — броня была организована служебная связь удовлетворительного качества на расстоянии до 15 км.

Центральный трос также может использоваться для контроля наличия воды в муфтах ОК. Понижение изоляции троса свидетельствует о попадании в муфту воды, а установленные на муфтах КИП позволяют локализовать участок, на котором находится негерметичная муфта.

Важным является вопрос о подъездном времени к месту повреждения, которое весьма значительно при повреждениях в труднодоступных районах, там, где невозможен подъезд без использования специализированного транспорта. Особенно актуальна эта проблема в мало освоенных районах в зимний период.

При составлении технологических карт на восстановление поврежденной ВОЛС зимний период следует выделять особо, так как все технологические операции, такие как подъезд (иногда и подход) к месту повреждения, проведение земляных работ, подготовка условий для работы монтажных приспособлений и приборов, требует больше времени, чем летом.

Для монтажа капитальной муфты, как правило, требуется не менее 5 метров каждого из монтируемых кабелей. Желателен, конечно, еще и запас для производства монтажных работ в передвижной лаборатории, но это не всегда возможно в условиях труднодоступной местности.

В зависимости от глубины залегания кабеля определяется объем земляных работ, на что затрачивается значительное время при устранении повреждения. Уменьшить время простоя связи в некоторых случаях позволяет организация временных соединений, о которых будет сказано ниже. При этом объем земляных работ существенно сокращается, так как при монтаже «времянок» необходим меньший запас кабеля. Но и в этом случае время, затрачиваемое на разработку котлованов, велико. По нормативам на разработку двух котлованов для монтажа временной вставки в мерзлом грунте ручным способом АВК в составе 8-ми человек при глубине залегания кабеля 1,2 м и длине каждого из котлованов 1,5 м отводится 6 часов. В такой ситуации можно увеличить производительность работ за счет применения средств малой механизации: отбойных молотков, электромолотков, мотобетоноломов. Оптимальными по производительности считаются мотобетоноломы. Их использование позволяет сократить время разработки мерзлого грунта примерно в два раза.

Безусловно, предлагаемая сейчас техника для монтажа оптико-волоконного кабеля в значительной степени облегчает и автоматизирует этот процесс. В Республике Коми для монтажа оптического кабеля в эксплуатации находятся автоматические сварочные аппараты, например, такие как FUJIKURA FSM-30S. Их технические характеристики по качеству сварки волокон весьма высоки и сводят к минимуму ошибки кабельщика при монтаже ОК.

В случае аварийно-восстановительных работ, когда решающее значение играет время, можно воспользоваться более дешевыми и менее прихотливыми устройствами для организации временного восстановления кабеля — комплектами временных вставок. Конструктивно эти комплекты выполнены в виде набора кабельных вставок, намотанных на облегченные барабаны для переноски вручную с временными сборно-разборными оптическими муфтами. Соединение с концами поврежденного кабеля осуществляется механическими соединениями, оптический контакт происходит при помощи имерсионного геля. Надо отметить, что качество применения механических соединителей зависит от подготовки и опыта кабельщика, производящего эти виды работ.

Для разделки и монтажа оптико-волоконного кабеля необходим специализированный инструмент. Наборы таких инструментов предлагаются большинством фирм, специализирующихся на поставке оборудования в области волоконно-оптической техники.

На всех этапах аварийно-восстановительных работ необходима служебная связь (СС) для организации взаимодействия АВК и станционного персонала, так как качество выполненных АВК работ можно проконтролировать только с концов регенерационного участка.

Один из способов организации СС с помощью SLS описан выше. Однако, он неприемлем для ОК, не содержащих токопроводящие элементы. В настоящее время многие фирмы предлагают системы СС, использующие оптические волокна кабеля, что актуально для ОК, не содержащих металлических элементов. В случае аварийно-восстановительных работ подключение такого оптического телефона к поврежденному кабелю занимает определенное время. Устройство ввода/вывода излучения на изгибе волокна Photom 550, предлагаемое фирмой «Телеком комплект сервис», облегчает и ускоряет эту задачу. С помощью этого устройства можно подключиться и к уже восстановленному волокну без его обрыва. Это позволяет поддерживать СС на протяжении всего времени монтажа оптико-волоконного кабеля вплоть до монтажа последней жилы.

В тех же районах, где достаточно хорошо развита сеть сотовой или транкинговой связи, можно порекомендовать этот способ организации СС.

Оставьте комментарий к статье