浅谈降低光纤接续损耗的方法

浅谈降低光纤接续损耗的方法 摘要：光纤接续质量好坏直接影响线路的传输质量和使用寿命。影响光纤接头熔接损耗的因素较多，只有消除各种不良因素的影响才能从根本上降低光纤的熔接损耗，从而减小光纤通讯线路传输损耗和提高传输距离、减少光纤接头故障。 关键词：光纤接续、模场直径、光纤制备、熔接损耗 光纤接续是光缆施工中工程量大和技术要求高且复杂的一道工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和使用寿命。努力降低光纤接头处的熔接损耗,就可增加光的传输距离、提高传输质量和降低光纤接头故障。影响光纤接头熔接损耗的因素较多，只有消除各种不良因素的影响才能从根本上降低光纤接头的熔接损耗，从而减小光纤通讯线路传输损耗。根据笔者实践及有关资料介绍，建议可采取如下措施来降低光纤接头的熔接损耗： 一、工程施工和维护工作中应选用特性一致的优质光纤 一条线路上尽量采用同一批次的优质名牌裸纤，以求光纤的特性尽量匹配，使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。光纤在某点断开后断开处的模场直径是相同的，因而在断开处熔接可使光纤模场直径对熔接损耗的影响最小，所以必须要求光缆生产厂家选用同一生产批次的优质名牌裸光纤按订货长度连续生产，根据规定的盘长将光缆依此断开绕盘，对绕好的缆盘连续编号并分清A，B端（断开处在前一盘上若为B端则在紧连的后一揽盘上就为A端），不得跳号或错乱，敷设时按确定的路由根据统盘的编号顺序依次布放且前一盘缆的B端要和后一盘绕的A端相连，从而保证能在断开处熔接光纤，避免了因光纤模场直径不一致而导致光纤接头熔接损耗偏大的缺点。 二、挑选经验丰富训练有素的接续人员进行接续和测试 接续人员的水平直接影响接续损耗的大小，接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程进行接续，严格控制接头损耗，有条件时，熔接过程中时刻使用光时域反射仪（OTDR）进行监测（接续损耗≤0.05dB/个），不符合要求的应重新熔接。使用光时域反射仪（OTDR）时，应从两个方向测量接头的损耗，并求出这两个结果的平均值，消除单向OTDR测量的人为因素误差。 三、保证接续环境符合要求 严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光纤必须清洁，不得有污物。切割后光纤不得在空气中暴露时间过长尤其是在多尘潮湿的环境中。接续环境温度过低时，应采取必要的升温措施。 四、制备完善的光纤端面 光纤端面的制备是光纤接续最为关键的工序。光纤端面的完善与否是决定光纤接续损耗的重要原因之一。优质的端面应平整，无毛刺、无缺损，且与轴线垂直，光纤端面的轴线倾角应小于0.3度，呈现一个光滑平整的镜面，且保持清洁，避免灰尘污染。应选用优质的切割刀，并正确使用切割刀切割光纤。裸纤的清洁、切割和熔接应紧密衔接，不可间隔过长。移动光纤时要轻拿轻放，防止与其他物件擦碰而损伤光纤端面。 五、正确使用熔接机 正确使用熔接机是降低光纤接续损耗的重要保证和关键环节。 ①应严格按照熔接机的操作说明和操作流程，正确操作熔接机。 ②合理放置光纤，将光纤放置到熔接机的V型槽中时，动作要轻巧。这是因为对纤芯直径为10 nm的单模光纤而言，若要熔接损耗小于0.1dB，则光纤轴线的径向偏移要小于0.8nm。 ③根据光纤类型正确合理地设置熔接参数（预放电电流、时间及主放电电流、主放电时间等）。 ④在使用中和使用后应及时去除熔接机中的灰尘（特别是夹具、各镜面和ｖ型槽内的粉尘和光纤碎末）。 ○⑤熔接机电极的使用寿命一般约2000次，使用时间较长后电极会被氧化，导致放电电流偏大而使熔接损耗值增加。此时可拆下电极，用蘸酒精的医用脱脂棉轻轻擦拭后再装到熔接机上，并放电清洗一次。若多次清洗后放电电流仍偏大，则须重新更换电极。 ○6加热热缩套管，这个过程学名叫接续部位的补强，加热时，光纤熔接部位一定要放在正中间，加一定张力，防止加热过程出现气泡，固定不充分等现象，强调的是加热过程和光纤的熔接过程可以同时进行，采取一根光纤用一热缩套管。加热后拿出时，要轻拿轻放，避免热缩套管变形受损造成损耗增大。值得注意的是热缩管也要讲究干净、清洁、无尘，否则热熔时，尘土对接续点有损伤，也会引起损耗增大。 六、盘纤规则、盘纤的方法 1盘纤规则： a.沿松套管或光缆分支方向为单位进行盘纤，前者适用于所有的接续工程，后者适用于主干光缆的末端，且为一进多出。分歧多为小对数光缆。该规则是每熔接和热缩完一个或几个松套管内的光纤、或一个分歧方向光缆内的光纤后，盘纤一次。优点：避免了光纤松套管间或不同分支光缆间光纤的混乱，使之布局合理，易盘、易拆，更便于日后维护。b.以预留盘中热缩管安放单元为单位盘纤，此规则是根据接续盒内预留盘中某一小安放区域内能够安放的热缩管数目进行盘纤。适用于同一热缩管内多芯数光缆。优点：避免了由于安放位置不同而造成的同一束光纤参差不齐、难以盘纤和固定，甚至出现急弯、小圈等现象。c.特殊情况，如在接续中出现光分路器、上／下路尾纤、尾缆等特殊器件时，要先熔接、热缩、盘绕普通光纤，在依次处理上述情况，为安全常另盘操作，以防挤压引起附加损耗的增加。 2 盘纤的方法： a.先中间后两边，即先将热缩后的套管逐个放置于固定槽中，然后再处理两侧余纤。优点：有利于保护光纤接点，避免盘纤可能造成的损害。在光纤预留盘空间小，光纤不易盘绕和固定时，常用此种方法。b.以一端开始盘纤，即从一侧的光纤盘起，固定热缩管，然后在处理另一侧余纤。优点：可根据一侧余纤长度灵活选择热缩管的安放位置，方便、快捷，可避免出现急弯、小圈现象。c.特殊情况的处理，如个别光纤过长或过短时，可将其放在最后单独盘绕；带有特殊光器件时，可将其另盘处理，若与普通光纤共盘时，应将其轻置于普通光纤之上，两者之间加缓冲衬垫，以防挤压造成断纤，且特殊光器件尾纤不可太长。d.根据实际情况，采用多种图形盘纤。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、椭圆等多种图形盘纤(弯曲半径R≥4cm)，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。 七、对光缆接线包的固定要求 光缆进入接线包的两端必须固定牢靠，以免挂放接线包时因光缆扭转而使光纤接头位置错动，导致接头处损耗测量值偏大。在熔接施工中常发现熔接时，在1550nm窗口下测得的熔接损耗值符合要求，但封好接线包后复测接头处损耗的值却偏大，这通常由光纤接头位置错动引起的，此时可改在1310nm窗口复测，若测量值偏小则是光纤接头位置错动，须重新盘绕光纤余长，若偏大则是熔接问题，须重新熔接。接线包两侧的光缆余长的盘绕直径直控制在40cm左右，不宜太小，以免统中光纤因过分扭曲而受损。 八、光纤接头熔接损耗的测量 熔接机上虽也显示熔接损耗值，但因其是采用光纤芯轴直视法进行局部监视测得的，仅在非常理想的状态下才反映实际的熔接损耗，故一般仅供参考用。 测量光纤接头熔接损耗需用光时域反射仪。由于光纤的折射率、芯径、模场直径及瑞利散射系数的不同，所以从光纤接头两端分别测量熔接损耗得到的两个方向的熔接损耗测量值是不同的且相差较大；故熔接损耗的测量应采用双向测量法。 取两个方向测量值代数和的平均值作为该接头处熔接损耗值；由于被接续的两根光纤散射性能的差异，OTDR测得光纤接头的熔接损耗值可能为正值也可能为负值，对熔接损耗为负值的光纤接头可认为熔接合格，一般不重新熔接；熔接时每个接头的熔接损耗的OTDR测量值一般应小于熔接损耗所要求的指标值的1／2－2／3，如指标要求小于0.1dB，则单向测量值一般应小于0.05－0.06dB。 测量熔接损耗的方法一般有远端监测法，即置于机房内的OTDR通过带连接器的尾纤与被测光缆相连，光纤接续点不断向前移动，而OTDR始终在机房内对接续点进行质量监视和熔接损耗测量，其优点是测量偏差小，缺点是只能单向测量，适用于模场直径一致性较好的光纤。近端监测法即OTDR始终在接续点前边距接续处一个光缆盘长，缺点是OTDR需不断向前移动，影响仪器的使用，优点是OTDR的测量范围不是要求太大。     降低光纤接头熔接损耗可有效地减小光纤通讯的光缆线路传输损耗，从而提高其传输质量，因而有着重要的实际意义。只要针对影响光纤接头熔接损耗的各种不良因素综合采取文中所述各种措施就能最大程度地降低熔接损耗，从而使光纤通讯具有高质量的光缆传输线路，为今后开展三网融合业务和实现光纤到户提供良好基础。