淺談降低光纖接續(xù)損耗的方法

文化龍鄉(xiāng) 2017-02-21

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淺談降低光纖接續(xù)損耗的方法

摘要：光纖接續(xù)質(zhì)量好壞直接影響線路的傳輸質(zhì)量和使用壽命。影響光纖接頭熔接損耗的因素較多，只有消除各種不良因素的影響才能從根本上降低光纖的熔接損耗，從而減小光纖通訊線路傳輸損耗和提高傳輸距離、減少光纖接頭故障。
關(guān)鍵詞：光纖接續(xù)、模場直徑、光纖制備、熔接損耗
光纖接續(xù)是光纜施工中工程量大和技術(shù)要求高且復雜的一道工序,其質(zhì)量好壞直接影響線路的傳輸質(zhì)量和使用壽命。努力降低光纖接頭處的熔接損耗,就可增加光的傳輸距離、提高傳輸質(zhì)量和降低光纖接頭故障。影響光纖接頭熔接損耗的因素較多，只有消除各種不良因素的影響才能從根本上降低光纖接頭的熔接損耗，從而減小光纖通訊線路傳輸損耗。根據(jù)筆者實踐及有關(guān)資料介紹，建議可采取如下措施來降低光纖接頭的熔接損耗：
一、工程施工和維護工作中應(yīng)選用特性一致的優(yōu)質(zhì)光纖
一條線路上盡量采用同一批次的優(yōu)質(zhì)名牌裸纖，以求光纖的特性盡量匹配，使模場直徑對光纖熔接損耗的影響降到最低程度。光纖在某點斷開后斷開處的模場直徑是相同的，因而在斷開處熔接可使光纖模場直徑對熔接損耗的影響最小，所以必須要求光纜生產(chǎn)廠家選用同一生產(chǎn)批次的優(yōu)質(zhì)名牌裸光纖按訂貨長度連續(xù)生產(chǎn)，根據(jù)規(guī)定的盤長將光纜依此斷開繞盤，對繞好的纜盤連續(xù)編號并分清A，B端（斷開處在前一盤上若為B端則在緊連的后一攬盤上就為A端），不得跳號或錯亂，敷設(shè)時按確定的路由根據(jù)統(tǒng)盤的編號順序依次布放且前一盤纜的B端要和后一盤繞的A端相連，從而保證能在斷開處熔接光纖，避免了因光纖模場直徑不一致而導致光纖接頭熔接損耗偏大的缺點。
二、挑選經(jīng)驗豐富訓練有素的接續(xù)人員進行接續(xù)和測試
接續(xù)人員的水平直接影響接續(xù)損耗的大小，接續(xù)人員應(yīng)嚴格按照光纖熔接工藝流程進行接續(xù)，嚴格控制接頭損耗，有條件時，熔接過程中時刻使用光時域反射儀（OTDR）進行監(jiān)測（接續(xù)損耗≤0.05dB/個），不符合要求的應(yīng)重新熔接。使用光時域反射儀（OTDR）時，應(yīng)從兩個方向測量接頭的損耗，并求出這兩個結(jié)果的平均值，消除單向OTDR測量的人為因素誤差。
三、保證接續(xù)環(huán)境符合要求
嚴禁在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，光纜接續(xù)部位及工具、材料應(yīng)保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準備切割的光纖必須清潔，不得有污物。切割后光纖不得在空氣中暴露時間過長尤其是在多塵潮濕的環(huán)境中。接續(xù)環(huán)境溫度過低時，應(yīng)采取必要的升溫措施。
四、制備完善的光纖端面
光纖端面的制備是光纖接續(xù)最為關(guān)鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續(xù)損耗的重要原因之一。優(yōu)質(zhì)的端面應(yīng)平整，無毛刺、無缺損，且與軸線垂直，光纖端面的軸線傾角應(yīng)小于0.3度，呈現(xiàn)一個光滑平整的鏡面，且保持清潔，避免灰塵污染。應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的切割刀，并正確使用切割刀切割光纖。裸纖的清潔、切割和熔接應(yīng)緊密銜接，不可間隔過長。移動光纖時要輕拿輕放，防止與其他物件擦碰而損傷光纖端面。
五、正確使用熔接機
正確使用熔接機是降低光纖接續(xù)損耗的重要保證和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
①應(yīng)嚴格按照熔接機的操作說明和操作流程，正確操作熔接機。
②合理放置光纖，將光纖放置到熔接機的V型槽中時，動作要輕巧。這是因為對纖芯直徑為10 nm的單模光纖而言，若要熔接損耗小于0.1dB，則光纖軸線的徑向偏移要小于0.8nm。
③根據(jù)光纖類型正確合理地設(shè)置熔接參數(shù)（預放電電流、時間及主放電電流、主放電時間等）。
④在使用中和使用后應(yīng)及時去除熔接機中的灰塵（特別是夾具、各鏡面和ｖ型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎末）。
○⑤熔接機電極的使用壽命一般約2000次，使用時間較長后電極會被氧化，導致放電電流偏大而使熔接損耗值增加。此時可拆下電極，用蘸酒精的醫(yī)用脫脂棉輕輕擦拭后再裝到熔接機上，并放電清洗一次。若多次清洗后放電電流仍偏大，則須重新更換電極。
○6加熱熱縮套管，這個過程學名叫接續(xù)部位的補強，加熱時，光纖熔接部位一定要放在正中間，加一定張力，防止加熱過程出現(xiàn)氣泡，固定不充分等現(xiàn)象，強調(diào)的是加熱過程和光纖的熔接過程可以同時進行，采取一根光纖用一熱縮套管。加熱后拿出時，要輕拿輕放，避免熱縮套管變形受損造成損耗增大。值得注意的是熱縮管也要講究干凈、清潔、無塵，否則熱熔時，塵土對接續(xù)點有損傷，也會引起損耗增大。
六、盤纖規(guī)則、盤纖的方法
1盤纖規(guī)則： a.沿松套管或光纜分支方向為單位進行盤纖，前者適用于所有的接續(xù)工程，后者適用于主干光纜的末端，且為一進多出。分歧多為小對數(shù)光纜。該規(guī)則是每熔接和熱縮完一個或幾個松套管內(nèi)的光纖、或一個分歧方向光纜內(nèi)的光纖后，盤纖一次。優(yōu)點：避免了光纖松套管間或不同分支光纜間光纖的混亂，使之布局合理，易盤、易拆，更便于日后維護。b.以預留盤中熱縮管安放單元為單位盤纖，此規(guī)則是根據(jù)接續(xù)盒內(nèi)預留盤中某一小安放區(qū)域內(nèi)能夠安放的熱縮管數(shù)目進行盤纖。適用于同一熱縮管內(nèi)多芯數(shù)光纜。優(yōu)點：避免了由于安放位置不同而造成的同一束光纖參差不齊、難以盤纖和固定，甚至出現(xiàn)急彎、小圈等現(xiàn)象。c.特殊情況，如在接續(xù)中出現(xiàn)光分路器、上／下路尾纖、尾纜等特殊器件時，要先熔接、熱縮、盤繞普通光纖，在依次處理上述情況，為安全常另盤操作，以防擠壓引起附加損耗的增加。
2 盤纖的方法： a.先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個放置于固定槽中，然后再處理兩側(cè)余纖。優(yōu)點：有利于保護光纖接點，避免盤纖可能造成的損害。在光纖預留盤空間小，光纖不易盤繞和固定時，常用此種方法。b.以一端開始盤纖，即從一側(cè)的光纖盤起，固定熱縮管，然后在處理另一側(cè)余纖。優(yōu)點：可根據(jù)一側(cè)余纖長度靈活選擇熱縮管的安放位置，方便、快捷，可避免出現(xiàn)急彎、小圈現(xiàn)象。c.特殊情況的處理，如個別光纖過長或過短時，可將其放在最后單獨盤繞；帶有特殊光器件時，可將其另盤處理，若與普通光纖共盤時，應(yīng)將其輕置于普通光纖之上，兩者之間加緩沖襯墊，以防擠壓造成斷纖，且特殊光器件尾纖不可太長。d.根據(jù)實際情況，采用多種圖形盤纖。按余纖的長度和預留盤空間大小，順勢自然盤繞，切勿生拉硬拽，應(yīng)靈活地采用圓、橢圓等多種圖形盤纖(彎曲半徑R≥4cm)，盡可能最大限度利用預留盤空間和有效降低因盤纖帶來的附加損耗。
七、對光纜接線包的固定要求
光纜進入接線包的兩端必須固定牢靠，以免掛放接線包時因光纜扭轉(zhuǎn)而使光纖接頭位置錯動，導致接頭處損耗測量值偏大。在熔接施工中常發(fā)現(xiàn)熔接時，在1550nm窗口下測得的熔接損耗值符合要求，但封好接線包后復測接頭處損耗的值卻偏大，這通常由光纖接頭位置錯動引起的，此時可改在1310nm窗口復測，若測量值偏小則是光纖接頭位置錯動，須重新盤繞光纖余長，若偏大則是熔接問題，須重新熔接。接線包兩側(cè)的光纜余長的盤繞直徑直控制在40cm左右，不宜太小，以免統(tǒng)中光纖因過分扭曲而受損。
八、光纖接頭熔接損耗的測量
熔接機上雖也顯示熔接損耗值，但因其是采用光纖芯軸直視法進行局部監(jiān)視測得的，僅在非常理想的狀態(tài)下才反映實際的熔接損耗，故一般僅供參考用。
測量光纖接頭熔接損耗需用光時域反射儀。由于光纖的折射率、芯徑、模場直徑及瑞利散射系數(shù)的不同，所以從光纖接頭兩端分別測量熔接損耗得到的兩個方向的熔接損耗測量值是不同的且相差較大；故熔接損耗的測量應(yīng)采用雙向測量法。
取兩個方向測量值代數(shù)和的平均值作為該接頭處熔接損耗值；由于被接續(xù)的兩根光纖散射性能的差異，OTDR測得光纖接頭的熔接損耗值可能為正值也可能為負值，對熔接損耗為負值的光纖接頭可認為熔接合格，一般不重新熔接；熔接時每個接頭的熔接損耗的OTDR測量值一般應(yīng)小于熔接損耗所要求的指標值的1／2－2／3，如指標要求小于0.1dB，則單向測量值一般應(yīng)小于0.05－0.06dB。
測量熔接損耗的方法一般有遠端監(jiān)測法，即置于機房內(nèi)的OTDR通過帶連接器的尾纖與被測光纜相連，光纖接續(xù)點不斷向前移動，而OTDR始終在機房內(nèi)對接續(xù)點進行質(zhì)量監(jiān)視和熔接損耗測量，其優(yōu)點是測量偏差小，缺點是只能單向測量，適用于模場直徑一致性較好的光纖。近端監(jiān)測法即OTDR始終在接續(xù)點前邊距接續(xù)處一個光纜盤長，缺點是OTDR需不斷向前移動，影響儀器的使用，優(yōu)點是OTDR的測量范圍不是要求太大。
降低光纖接頭熔接損耗可有效地減小光纖通訊的光纜線路傳輸損耗，從而提高其傳輸質(zhì)量，因而有著重要的實際意義。只要針對影響光纖接頭熔接損耗的各種不良因素綜合采取文中所述各種措施就能最大程度地降低熔接損耗，從而使光纖通訊具有高質(zhì)量的光纜傳輸線路，為今后開展三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)和實現(xiàn)光纖到戶提供良好基礎(chǔ)。