张旭东 何琦 吴小育 刘丽娜 李平

摘要：G3i地震勘探仪器自投入使用已十年有余，外围设备在使用中的受损情况日趋严重，G3i光缆同样面临这种情况。在提高质维修质量与降低设备报废率的要求下，改变维修方法的重要性和紧迫感日益凸显。文章重点介绍一根光缆多处故障的分析和解决方法及效果。

关键词：G3i  单模光纤  盘纤  3M维修包

Abstract： The G3i seismic exploration instrument has been in use for more than ten years， and the damage of peripheral equipment in use is becoming more and more serious. The G3i optical cable is also facing this situation. Under the requirements of improving the quality of maintenance and reducing the scrap rate of the equipment， the importance and urgency of changing maintenance methods are becoming increasingly prominent. The article focuses on the analysis and solutions of multiple faults in an optical cable and its effects.

0  引言

G3i是Inova公司推出的新一代地震勘探仪器，光缆主要负责地震数据的传输，传输速率为1.2288Gb/s，G3i光缆是单模光纤（SingleModeFiber）在指定波长下传播一种模式的光纤，中心玻璃芯径为9-10μm，因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播，其传输距离远，衰减系数（0.15-0.19dB/km）极小，信号畸变很小。光缆在使用过程中会遇到各种不可抗拒的外在因素，导致光缆数据传输时会产生损耗，或者不能正常使用，就急需解决光缆设备维修问题。

1  G3i光缆结构组成

G3i光缆根据长度分500m和350m两种，分别负责数据传输的发送和接收，其最佳工作波长1310nm，.

2  光缆故障原因分析

地震勘探仪器设备面临复杂环境的考验 ，受到制作方面材料特殊性的限制，光缆在恶劣环境下不可避免严重受损。光缆不同程度的受损情况大致可分为以下几类：

2.1光缆插头①插头的防尘帽没有盖好，灰尘和泥土进入，此故障通过清洁即可排除。②内部插针断裂，一种情况是未及时发现插头内的定位螺钉发生变形就进行野蛮操作造成的;另一种情况是清洁或更换磁管后，因安装过程中两个螺钉受力不均，

2.2光缆缆体受损，野外勘探环境复杂，一些不太规范的操作或意外因素极易造成光缆受损，几种现象分析如下： ①操作人员保护光缆意识不强，有拉拽缆体和打结现象，造成光缆受伤。②搬运过程中光缆没有和其它坚硬物体分开隔离堆放，造成光缆挤压受损。③施工现场对光缆保护不到位，通过道路时有碾压拖拽现象，造成光缆缆体断裂，无法使用。

3  光纤断点维修

在实际应用中，光纤一般采用熔接的方式进行连接，每一个光纤断点熔接主要分为四个步骤：剥、切、熔、护。光线传输到接头处就会产生一定的熔接损耗，光纤对数据的传播就会有衰减，同时多个断点熔接之后衰减就会增大。

3.1光纤端面的制备工作

光纤端面的制备环节包括：剥覆、清洁、切割。合格的光纤端面是熔接的必要条件，端面质量直接影响到熔接质量。裸纤的清洁、切割和熔接的时间应紧密衔接，不可间隔过长，特别是切勿将已制备的端面放在空气中。

3.2光纤熔接

光纤熔接是接续工作的核心环节。因单模光纤纤芯极细，两根对接光纤轴心若错位会影响接续损耗。

3.3盘纤方法

科学的盘纤方法可使光纤布局合理、附加损耗小、避免挤压造成的断纤现象。盘纤的方法有以下几种：（1）先中间后两边：即先将热缩后的套管逐个放置于固定槽中，再处理两侧余纤。优点：有利于保护光纤接点，避免盘纤可能造成的损害。（2）以一端开始盘纤;即从一侧的光纤盘起，固定热缩管，然后再处理另一端余纤。优点：可根据一侧余纤长度灵活选择安放位置，方便快捷，可避免出现急弯，小圈现象。（3）根据实际情况中，按余纤的长度和预留盘空间大小，顺势自然盘绕，切勿生拉硬拽，应灵活地采用圆、椭圆、“CC”、“～”多种图形盘纤，尽可能最大限度利用预留盘空间和有效降低因盘纤带来的附加损耗。

4   维修过程中引起故障原因分析及新盘纤工艺过程介绍

4.1故障查找及原因分析

按照执行企业标准《地震仪器光缆维修技术规范》进行操作，将熔接好的光缆按“8”字形方法盘纤，如图6所示，放在3M修理包内，用OTDR进行测试，确保维修光缆都达到《地震数传光缆技术指标》要求。

4.2新盘纤工艺过程介绍

在维修材料3M修理包既定的条件要求下，可通过改变盘纤的方法来实现光缆多个断点的维修工作，把光纤的“8”字形盘纤法改为“～”字形盘纤法，裸纤预留长度和光纤支架热缩管在热熔机上工作时的活动空间是解决盘纤方法问题的方向。具体操作如下：

（1）先给光缆套上?8mm的热缩管10cm，再剥开光缆外层包裹胶皮170mm，保留外层包裹胶皮70mm，预留裸纤长度100mm（60mm热缩管+40mm剥离光纤透明涂覆层），使光纤支架热缩管活动范围外移70mm。

（2）光纤端面制作和熔接：切割和熔接步骤同3.1和3.2所述，熔接过程中注意观察熔接机计算出的熔接点指标是否在技术指标之内，熔接点损耗应不大于1dB，并进行2N的纤芯熔接点拉力测试。如图9所示，光纤支架热缩管活动范围外移70mm，是为了在熔接机上熔接两根光纤提供位移空间，也是给后面的“～”字形盘纤法做准备。

（3）盘纤，多个断点熔接好之后，把光纤放入3M修理包，进行“～”字形盘纤固定，如图10所示，并在修理包中注入3M  Scotchcas2014胶。当内部胶完全干透后，用热风枪对修理包外的热缩管进行加热紧缩。

5  结束语

文章介绍了G3i光缆的结构、制作材料、数据传输特点、维修过程并且重点阐述了对维修中经常出现问题的解决办法。随着G3i仪器使用年限的增加，光缆交叉线出现的故障也越来越多，维修难度也在加大，对新的维修方法也提出了更高的要求。

参考文献

（1）INOVA公司  G3i fiber Connector cleaning user manual  2012 （资料）

（2）东方地球物理公司.《地震儀器光缆维修技术规范 》 2019