STUDY ON MINE FIRE-RESISTANT OPTICAL FIBER CABLE KL5004

This paper introduces a new-developed mine fire-resistant optical fiber cable (OFC)KL5004,its structural characteristics, main feature, the theory about fire resistance and its application in high output and efficiency mine.

Optical Fiber Grating Sensor for Force Measurement of Anchor Cable

The development of the sensor suitable for measuring large load stress to the anchor cable becomes an important task in bridge construction and maintenance. Therefore, a new type of optical fiber sensor was developed in the laboratory - optical fiber grating sensor for force measurement of anchor cable （OFBFMAC）. No similar report about this kind of sensor has been found up to now in China and other countries. This sensor is proved to be an effective way of monitoring in processes of anchor cable installation, cable cutting, cable force regulation, etc, with the accurate and repeatable measuring results. Its successful application in the tie bar cable force safety monitoring for Wuhan Qingchuan bridge is a new exploration of optical fiber grating sensing technology in bridge tie bar monitoring system.

Analysis on Lightning Strike Cause of Directly Buried Optical Cable in Wind Farm and Its Prevention Methods

Directly buried metal optical cable is a form of erecting optical fiber ring network communication system in wind farms. Although the directly buried optical cable is much less than the overhead optical cable affected by lightning, sometimes lightning damaging optical cable and flashover discharge accidents of optical cable port occurred. In this paper, the amplitude spectrum of lightning wave, the breakdown depth and breakdown distance of lightning wave to soil, the metal components of optical cable port and the impedance characteristics of grounding wire are systematically analyzed, and the prevention methods of directly buried optical cable in wind farm to avoid lightning damage are proposed.

Optical Cable Telecommunication Networks

1. Southern Coastal Optical Cable Engineering Project. The cable was completed and put into operation in 1992, and has a total length of 2,800km, starting from Nanjing in the north, via Shanghai, Hangzhou, Fuzhou, Xiamen, Huizhou, leading to Guangzhou in the south, covering Jiangsu, Shanghai, Zhejiang, Fujian and Guangdong. The whole line has

A New Optical Cable Communications Project

A key project of the state, the Beijing-Taiyuan-Xi’an optical cable communications trunk, is one of the 22 optical cables planned to be laid by the Ministry of Post and Telecommunications during the Eighth Five Year. Plan. This communication cable trunk covers a distance of 1771 km, starting from Beijing and going via Hebei and Shanxi to Xi’an in Shaanxi, linking two provincial capitals, one municipality directly under the jurisdiction of the central government, seven other cities and 32 counties.

Performance evaluation of two types of heated cables for distributedtemperature sensing-based measurement of soil moisture content

Distributed temperature sensing(DTS)using heated cables has been recently developed for distributed monitoring of in-situ soil moisture content.In this method,the thermal and electrical properties of heated cables have a significant influence on the measurement accuracy of soil moisture content.In this paper,the performances of two heated cables,i.e.the carbon-fiber heated cable(CFHC)and the metalnet heated cable(MNHC),are studied in the laboratory.Their structures,uniformity in the axial direction,measurement accuracy and suitability are evaluated.The test results indicate that the MNHC has a better uniformity in the axial direction than CFHC.Both CFHC and MNHC have high measurement accuracy.The CFHC is more suitable for short-distance measurement(500 m),while the MNHC can be used for longdistance measurement(>500 m).

基于开放海缆通信系统的海缆登陆站优化研究

国际互联网带宽的快速增长推动了海底光缆及海缆登陆站的加速建设需求。分析了我国内地海缆登陆站的当前布局及其在未来需求的不足,并结合开放海缆通信系统的发展趋势,研究了将海缆传输终端设备从传统的海缆登陆站转移到核心机房的技术和经济可行性。最后,在此基础上提出了海缆登陆站优化部署的建议。

G.654.E微型光缆在骨干光缆网中的应用研究

G.654.E微型光缆作为一种全新的光缆类型,尚未在国内各大运营商干线光缆网中规模应用。为了验证G.654.E微型光缆的可用性,中国联通组织了相关厂商制作样品并进行测试。深入分析了测试数据,从结构尺寸、PMD参数、机械性能、温度循环特性等7个方面论证了G.654.E微型光缆的性能指标,为该型光缆在中国联通骨干光缆网中的应用提供试验基础,同时也为其他运营商的使用提供参考。

基于光纤传感技术的工程监测应用研究

光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。

多层光纤线包结构稳定性高效计算模型与分析

光纤线包的结构稳定性显著影响光纤系统的服役状态,为解决以有限单元法为代表的数值分析方法,因光纤线包缠绕层数多、非线性强等因素导致的计算时间长、效率低等问题,根据光纤层间仅受压的特点建立光纤线包结构稳定性的高效计算模型,分析光纤的缠绕制度和线径的均匀程度对光纤线包结构稳定性的影响规律,给出线包失稳的线径均匀性临界值。研究结果表明:相比于有限元仿真,该模型在不损失计算精度的前提下计算效率可提升约100倍;等残余张力缠绕制度更有利于线包的结构稳定性;当线径的偏差值超过标准线径的±3%时,光纤位移急剧增大,严重影响光纤线包的结构稳定性;此研究对于多层光纤线包绕制工艺的实时分析和控制具有重要的意义。

基于VMD和排列熵的海缆振动信号降噪方法

为了有效去除信号中的噪声,提出了基于变分模态分解(VMD)和排列熵(PE)的海缆振动信号降噪方法。该方法首先使用VMD将信号分解成从高频到低频的数个本征模态函数,然后计算各模态分量的PE值定量表征其随机性程度。接着,对含噪声信息较多的本征模函数(IMF)分量进行小波阈值降噪,并通过信号重构得到降噪后的海缆振动信号。为了验证该方法的有效性,搭建了基于布里渊光时域分析(BOTDA)的海底电缆(海缆)振动信号监测模拟实验系统,通过实验获得了冲刷、摩擦、锚砸3种工况下的海缆振动信号。实验结果表明:所提方法能有效去除海缆振动信号中的高频噪声,其冲刷、摩擦及锚砸3类信号的信噪比分别提升至30.2578 dB、29.6354 dB、38.7862 dB,且标准差较低。

全球海底光缆网络的脆弱性结构及区域抗毁性评价

海底光缆作为跨区域连通性基础设施对于社会经济乃至国防安全至关重要,并且时刻面临着自然或人为的破坏风险。然而,当前对海底光缆网络脆弱性的探索仍受限于局部网络与国家尺度。基于此,本文以信息港为节点构建全球海底光缆网络,结合复杂网络理论与仿真模拟手段设计了完备的评价方法,依次对其网络脆弱性进行分析、枢纽信息港进行划分、区域抗毁性进行测度。结果表明:①“海缆”网络在受到随机攻击时较为健壮,在遭受蓄意攻击时较为脆弱,尤其是针对具备中转、衔接功能的信息港进行攻击将极易造成网络崩溃;②枢纽信息港在“海缆”网络中呈极核结构,中介中心性前5名、前10名、前19名以及点度中心性前19名、前34名、前63名为枢纽信息港第一、第二、第三等级的划分标准,是网络连通受损、局部崩溃、完全崩溃3种状态的关键阈值,其中新加坡、开普敦、英格兰西海岸区、佛罗里达等信息港及其周围海域需要予以网络安全方面的重点关注;③区域抗毁性水平存在显著的区际差异,欧洲、北美等地区较高,东亚、南亚与中南亚等地区尚有很大的优化空间。研究成果可为海底光缆网络结构的优化提供参考和决策支持。

埋入式应变感测光缆-冻土界面渐进破坏机制研究

冻胀融沉作用引起的地基土体变形是冻土地区工程建设的典型地质灾害,光纤传感技术为冻土变形的精细化、分布式实时监测提供了重要的技术手段。为探究分布式光纤应变传感在监测冻土变形方面的可行性,利用自主研制的光缆-冻土界面力学特性试验仪,探究了不同干密度和初始含水率的冻土试样中缆-土界面的破坏机制。试验结果表明,光纤应变监测结果准确地反映出缆-土界面呈现渐进性破坏特征,应变软化模型能够较好地描述界面的力学特性。在冻结过程中,土体内液态水相变成冰,引起了冻结锋面移动和水分迁移,使得界面的力学特性存在显著的差异性。不同深度处缆-土界面剪应力的演化过程反映了在光缆拉拔过程中与冻土的变形协调状态,表明光缆测量范围、界面耦合性与土体干密度、初始含水率密切相关。该研究为光纤传感技术在寒区冻土地基变形监测中的应用提供了参考。

海底光缆系统经济性建模及快速规划算法

【目的】海底光缆在国际通信链路中占据主导地位,在进行海底光缆通信系统的规划时往往是根据经验确定几组可能的方案,然后比选出传输性能和投资成本相对较优的方案。然而,随着通信设备和通信技术的发展,可选的调制格式和光纤数量不断增加,备选方案数量较多,无法快速确定最优方案。因此,有必要建立一个海底光缆通信系统的成本最优化模型,求解成本最优的系统规划方案。【方法】针对海底光缆通信系统中的系统规划配置问题,以跨段距离、光纤类型、光纤纤对数量、中继器输出功率、调制格式和实用信道数为研究变量,建立一个以传输性能、传输容量和供电电压为约束条件的成本最优化模型,利用级联遗传-字典序法对成本最优化模型进行求解计算。【结果】结果表明,文章所提优化算法与全遍历算法的规划结果差异不超过0.34%,但该优化算法运算次数远少于全遍历算法的运算次数,仅为全遍历算法的1/100。其次,级联遗传-字典序法的运算次数受变量范围的影响小于全遍历算法。最后,通过对比不同跨段距离下海底光缆通信系统的最优成本,发现其规划结果不具有规律性。【结论】各个设计变量之间相互影响,系统的最优成本设计无法根据经验得到,需要建立模型求解;文章采用的算法不仅运算结果精确,而且运算次数较少。

非金属光缆防冻性能研究及结构设计

介绍了光缆冰冻故障产生的原因,分析了冰冻对光缆性能的影响,提出可以通过在光缆中设置缓冲层来保证内部光单元及传输性能的稳定。文中阐述了影响缓冲层材料选择的主要因素,以及缓冲层厚度设置的理论依据,并设计了一种具有抗冰冻功能的非金属光缆,对该光缆相关防护性能、机械性能进行了验证试验。试验结果表明:在抗冰冻试验中,设置缓冲层的光缆,其光纤最大附加衰减与残余衰减符合工程应用标准,机械性能均满足YD/T 901—2018要求。

基于WPD的光缆中间接头局部光纤通信信号去噪技术研究

光缆运行工作过程中,由于光缆质地较脆,抗机械摩擦强度较差,光缆中间接头部分易产生局部的通信信号噪声干扰。为此,设计基于小波包分解(WPD)的光缆中间接头局部光纤通信信号去噪方法。从白噪声和窄带噪声2个方面,结合损伤区域提取损伤后的局部噪声干扰特性,设置WPD算法的去噪阈值。以分层去噪的方式得出局部光纤通信信号去噪结果。实验结果表明,在不同的损伤干扰强度条件下,所提方法得出光纤通信信号的信噪比较高,去噪效果好。

非金属抗冰冻管道光缆的研究

在我国北方地区,冬季气候寒冷,最低温度能达到零下30摄氏度,当管道内存在积水时就会受到低温影响而结冰,积水结冰后由于密度变化,体积会膨胀,尤其是在一些封闭的管道中,当积水结冰膨胀无延伸空间时,就会对管道内的光缆进行挤压,而这种挤压力的大小取决于被作用的物质,被作用物质的硬度越高,挤压力也就越强,甚至能够达到10000N以上。在该种特殊的环境下,传统的管道光缆完全无法满足应用,若采用非金属结构其抗压能力仅为1000N左右,而采用金属结构其抗压能力虽然能达到5000N左右,但还是无法抵抗冰膨胀的压力,且金属材料在受挤压变形后形状无法恢复,其受损影响程度远高于非金属结构,因此在此种环境下金属结构不宜使用。此外,层绞式光缆紧密的绞合结构也使光缆各个元件之间更易在受到外力作用后相互挤压变形,造成光纤损耗等问题。因此,传统的管道光缆,无论是金属结构或非金属结构都难以满足北方地区冰冻环境下的使用。

远距离光缆通信线路的防雷措施分析

本文介绍了加强光缆通信线路防雷设计与安装研究的重要性以及雷电对光缆通信线路造成的主要影响。结合现行的光缆通信线路防雷与输电线路防雷的主要技术与光缆通信线路发生雷击的原因提出专门针对长途光缆通信线路的防雷保护措施。