降低光纖接頭熔接損耗的原因及解決方法

摘要：降低光纖接頭熔接損耗可有效地減小“八橫八縱”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，從而使各種信息數(shù)據(jù)具有高質(zhì)量的光纜傳輸線路，為指揮信息系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：光纖接頭損耗、光纖熔接

光纖熔接是用全自動的專用設(shè)備——熔接器(FusionSphtter)將兩段光纜中需要連接的光纖分別一一連接起來，熔接時采用短暫電弧燒熔兩根光纖端面使之連成一體，這種連接方法接頭體積小、機(jī)械強(qiáng)度高、光纖接續(xù)后性能穩(wěn)定，因而應(yīng)用廣泛。光纖接續(xù)后光線傳輸?shù)浇宇^處會產(chǎn)生一定的損耗量稱之為熔接損耗或接續(xù)損耗。由于光纖接續(xù)質(zhì)量影響光纖線路傳輸損耗的客限、光纖線路無中繼放大傳輸距離等參數(shù)，因此要求光纖接頭處的熔接損耗盡可能小，以確保光纖數(shù)據(jù)信號的傳輸質(zhì)量。

二、影響光纖接頭熔接損耗的主要因素

光纖熔接損耗的影響因素可分為本征因素和非本征因素。本征因素是指光纖自身的一些因素，諸如兩根光纖的模場直徑不一致，光纖芯徑失配，纖芯截面不圓，纖芯與包層同心度不佳等，其中模場直徑不一致對光纖接頭熔接損耗的影響較大，國際電報電話咨詢委員會(CCITT)的G652標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定1310nm窗口的模場直徑標(biāo)稱值在9～10pm內(nèi)，偏差不得超過標(biāo)稱值的10％，在此容差范圍內(nèi)一根模場直徑為11pm的光纖與另一根模場直徑為9pm的光纖在非常良好的接續(xù)條件下熔接后，接頭處熔接損耗的理論計算值可達(dá)到0.17dB，在實際接續(xù)中則更高。非本征因素則是指各種人為因素及儀器設(shè)備等因素對熔接損耗的影響，如：熔按時光纖未對準(zhǔn)，使兩根光纖纖芯的軸線徑向偏移達(dá)2Pm時熔接損耗的理論值可達(dá)到0.74dB；兩根光纖軸向傾斜在傾斜角達(dá)1度時熔接損耗的理論值可達(dá)到O.46dB；光纖端面切割傾斜角之和達(dá)1度時光纖熔接的理論值達(dá)0.21dB；接續(xù)者的操作水平也影響熔接損耗，有資料介紹同樣的儀器設(shè)備由不同的人操作，10個熔接點(diǎn)的總損耗差值最高可達(dá)0.32dB；此外，接線包中光纖的盤繞，預(yù)留光纜的盤繞、熔接機(jī)的熔接參數(shù)設(shè)置和放電電極的清潔狀況，以及接續(xù)工作環(huán)境是否潔凈等對光纖熔接損耗均有不同程度的影響。

三、降低光纖接頭熔接損耗的方法

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)光纖在某點(diǎn)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(dǎo)致光纖接頭熔接損耗偏大的缺點(diǎn)。

(二)敷設(shè)光纜時必須采用牽引速度木大于20m／min的無級調(diào)速的機(jī)械牽引法，牽引力不得超過光纜允許張力的80％，瞬間最大牽引力不超過100％，牽引力必須施加在光纜中的加強(qiáng)件上，架設(shè)后光纜受到最大負(fù)載時產(chǎn)生的伸長率應(yīng)小于0.2％，為避免牽引過程中光纖受力和扭曲，在必要時需制作光纜牽引端頭，施工中光纜的彎曲半徑應(yīng)大干光纜直徑的20倍，光纜必須從統(tǒng)盤上方放出并保持松馳弧形且無扭轉(zhuǎn)、嚴(yán)禁打小圈彎折扭曲等，從而盡可能地降低光纜中光纖受損傷的幾率，避免因光纜端部的光纖受損傷而使接頭熔接損耗增大。

(三)應(yīng)有訓(xùn)練有素的接續(xù)施工人員來完成光纖的接續(xù)工作，要嚴(yán)格接續(xù)工藝流程邊熔接邊測量光纖接頭熔接損耗，熔接損耗不合要求的接頭必須從新熔接，反復(fù)熔接的次數(shù)以3～4次為宜，連續(xù)熔接3次后仍改善不大時，在排除熔接機(jī)原因后一般只要達(dá)到3次熔接中的最低值即可，不要反復(fù)熔接以免過多消耗光纖給盤纖帶來不良影響。盤繞在接線包儲纖盤上的光纖余長應(yīng)不小于60cm，盤繞的圓圈半徑要盡可能大，接續(xù)時若同一根光纖上前一個接頭的熔接損耗為負(fù)值，則緊接著的后邊一個接頭的熔接損耗值可大些，若前邊接頭的熔接損耗值較大，則緊接著的后邊一個接頭的熔接損耗值須較小或為負(fù)值，為避免光纜端部的光纖受損而影響熔接損耗，在做光纜熔接準(zhǔn)備工作時可把光纜頭部多截去一些。

(四)接續(xù)光纖須在整潔的環(huán)境中進(jìn)行，如在工程車或小型帳篷內(nèi)，在多塵及潮濕的環(huán)境中不宜進(jìn)行熔接。光纖接續(xù)部位及接續(xù)工具必須保持清潔干燥，制備光纖斷面時必須先擦拭后切割，制備好的光纖斷面必須清潔不得有污物，且木宜長時間暴露在空氣中更不能讓其受潮。光纖的斷面切割要整齊，且兩個斷面相互間傾斜角要小于0.3度。將光纖放置到熔接機(jī)的V型槽中時動作要輕巧，這是因為對纖芯直徑10Pm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0.8Pm。

(五)光纜進(jìn)人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(dǎo)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(fù)測接頭處損耗的值卻偏大，這通常是由光纖接頭位置錯動引起的，此時可改在1310nm窗口復(fù)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，為避免這種現(xiàn)象，須用不干膠帶將光纖接頭和光纖余長牢固地固定在儲纖盤板上。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。

(六)熔接機(jī)及切割刀具等對光纖熔接損耗也有較大影響，熔按時要根據(jù)光纖類型正確合理地設(shè)置熔接參數(shù)，諸如預(yù)熔電流、預(yù)熔時間及主熔電流、主熔時間等。熔按時應(yīng)及時除去熔接機(jī)V型槽內(nèi)以及切割刀具中的光纖碎末和粉塵。熔接機(jī)使用完畢后須除去機(jī)器外殼上的灰塵，若在潮濕環(huán)境中使用還須對其做防潮處理。熔接機(jī)電極的使用壽命一般約2000次，要求每放電熔接20次后須運(yùn)行清洗程序來清洗電極，但在光纖清潔和接續(xù)條件良好的情況下可熔接60次左右后放電清洗一次，工作條件較差時可熔接30～40次后放電清洗一次，這樣既延長了電極的使用壽命又不致加大熔接損耗。使用時間較長的熔接機(jī)電極上面會有一層灰垢導(dǎo)致放電電流偏大而使熔接損耗值增大，此時可拆下電極，用酒精棉輕輕擦試后再裝到熔接機(jī)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；此外，就是要挑選防塵能力強(qiáng)適合在野外作業(yè)的熔接機(jī)來熔接光纖。

總之，降低光纖接頭熔接損耗可有效地減小“八橫八縱”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，從而使各種信息數(shù)據(jù)具有高質(zhì)量的光纜傳輸線路，為指揮信息系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供良好基礎(chǔ)。