光纖熔接技術(shù)中降低熔接點損耗的措施

鄭州鐵路技師學(xué)院 宋磊

隨著信息化的不斷發(fā)展，通信技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展。光纖入戶是信息時代發(fā)展的必然趨勢，光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字地球未來的發(fā)展方向，這樣對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提出了更高的要求，對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾省⒘髁俊p耗也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，在物理層的綜合布線中，各個網(wǎng)絡(luò)匯聚點與終端節(jié)點的出現(xiàn)問題的現(xiàn)象常常存在，使得熔接技術(shù)在光纖的綜合布線中占據(jù)著非常重要的地位，然后熔接點的質(zhì)量直接影響著光纖通信的效率，進(jìn)而影響著應(yīng)用層的用戶體驗。為了保證光纖信號在通過熔接接頭時損耗降低，必須研究造成熔接點損耗的原因，并提出一定的改進(jìn)措施，對提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有著重要的意義。本文就光纖熔接中如何降低熔接點的損耗，談?wù)勛约旱睦斫夂驼J(rèn)識，希望能給大家?guī)硪恍椭?/p>

近幾年，通信光纖被人為破壞、被施工方挖斷、被過往的車輛掛斷、線桿撞斷、爆炸、火力或其他外界力的破壞，造成人們不能及時使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作、學(xué)習(xí)與生活，給人們帶來了很多不便，這就需要光纖熔接技術(shù)人員進(jìn)行及時搶修。光纖傳輸質(zhì)量的好壞與光纖熔接點的損耗有密不可分的關(guān)系，也決定著光纖信號的傳輸距離。光纖熔接點損耗如果得到了降低，光纖信號傳輸距離將更遠(yuǎn)，傳輸信號將更好。因此了解并降低光纖熔接點損耗對未來光纖互聯(lián)的時代有著重要的意義，也保證光纖信號在傳輸中的可靠性、穩(wěn)定性和丟失率。造成光纖熔接點熔接損耗的原因有很多的方面，有主觀因素也有客觀因素，在光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中，研究光纖熔接點損耗產(chǎn)生的原因以及減少熔接點損耗的措施是具有一定的實際意義。

1 光纖熔接和熔接損耗的定義

單根光纖的傳輸距離大概2km左右,如果要很遠(yuǎn)距離,就需要把多根光纖熔接起來，光纖熔接機(jī)扮演了重要的角色。光線熔接采用短暫高壓電弧同時用高精度運(yùn)動機(jī)構(gòu)平緩?fù)七M(jìn)讓兩根光纖融合成一根，以實現(xiàn)光纖的續(xù)接。光纖熔接技術(shù)就是通過熔纖機(jī)將光纖和光纖或光纖和尾纖進(jìn)行續(xù)接，熔接后變成一根整體的光纖，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，光纖熔接技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用，光纖質(zhì)量、其他熔接材料質(zhì)量、熔接機(jī)質(zhì)量與技術(shù)人員的水平、職業(yè)素養(yǎng)都影響著光纖的熔接效果。熔接的流程如下：首先進(jìn)行光纖熔接的準(zhǔn)備工作比如光纖開纜、裝上熱縮套管等，第一步，去除涂覆層。第二步，切割平整端面。第三步，光纖裝夾。第四步，光纖靠近。這時要進(jìn)行光纖端面質(zhì)量的判斷，如果不合格則進(jìn)行重新切割平整端面；如果合格則進(jìn)行下一步。第五步，預(yù)放電清潔。第六步，纖芯準(zhǔn)直。第七步，電弧熔接。這時要進(jìn)行熔接損耗的判斷，如果不合格則重復(fù)第二步及以下流程；如果合格則進(jìn)行下一步。第八步，熱縮套管保護(hù)，直至達(dá)到光纖熔接完成。光纖熔接流程如圖1所示。

圖1 焊接流程圖Fig.1 Welding flow chart

光纖熔接后光信號傳輸?shù)浇宇^處會產(chǎn)生一定的損耗量稱之為熔接損耗，它是度量一個光纖熔接質(zhì)量的重要指標(biāo)，其單位為dB/km。光信號通過光纖介質(zhì)傳輸后，總鏈路損耗是傳輸線路上，漏光、吸收、散射、反射等因素存在造成光信號的原始功率的減小。總鏈路損耗等于光纖衰減、連接器衰減和熔接衰減之和。

2 光纖熔接點熔接損耗的原因

光纖熔接點熔接損耗的存在原因是由多方面構(gòu)成的，一些技術(shù)人員對其了解不夠深入，不夠全面，也沒有搞懂，使得在熔接過程中出現(xiàn)了熔接點損耗過大的現(xiàn)象，光纖必須重新熔接，大大浪費了時間、精力、人力和物力，認(rèn)真研究其原因，主要是某些方面不夠注意而造成的，具體影響因素總結(jié)為以下方面：（1）熔接光纖的質(zhì)量與工具的清潔程度；（2）熔接機(jī)V型槽太臟，壓腳不靈活；（3）電極使用時間過長，老化后放電過強(qiáng)過弱都會導(dǎo)致熔接損耗偏大；（4）電極是否固定有沒有偏移；（5）光纖熔接程序選擇有誤，熔接參數(shù)選擇有錯；（6）光學(xué)系統(tǒng)問題，物鏡問題引起的預(yù)算錯誤；（7）熔接機(jī)程序主板出現(xiàn)問題，或者高壓泵出現(xiàn)問題導(dǎo)致放電不正常；（8）機(jī)器有摔，摔后控制器馬達(dá)錯位；（9）光纖熔接機(jī)的日常保養(yǎng)不正確，沒有保證清潔和放電清潔；（10）固定光纖時，固定加強(qiáng)芯的彎曲度不合格，光纖芯沒有按順時針擺放；（11）對光纖芯保護(hù)層去除時方法不正確，光纖芯的保留長度沒有達(dá)到規(guī)范要求；（12）剝纖時技術(shù)不嫻熟，一些光纖芯被損壞或折斷、光纖芯被弄臟；（13）在熔纖過程中，將光纖芯放入熔接機(jī)后沒有蓋上防護(hù)蓋；（14）兩根光纖芯徑不一致、光纖熔接水平位置偏移；（15）光纖芯截面不圓、光纖與切割刀面不垂直、切割角度過大；（16）熔接機(jī)的V型槽不清潔，光纖壓腳不清潔；（17）熔接機(jī)電極出現(xiàn)老化，使得放電強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)；（18）熔接機(jī)電極放電過強(qiáng)，放電位置出現(xiàn)了偏移；（19）剝纖不戴手套直接用手摸、光纖不清潔；（20）切割刀片不清潔；（21）活動連接器的連接不好，很容易產(chǎn)生端面分離；（22）熔接機(jī)外部環(huán)境不清潔；（23）酒精的純度不高，酒精棉使用無數(shù)次；（24）切割刀的刀片長時間不更換；（25）酒精棉的纖維留下，無塵紙纖維留下；（26）擦力過猛，有弧度；（27）光纖在架設(shè)過程中的拉伸變形，熔接盒中夾固光纖壓力太大；（28）熔接人員技術(shù)水平、盤纖工藝水平；（29）盤纖時熱縮套管出現(xiàn)彎曲。

3 光纖熔接點熔接損耗的測試

光纖熔接質(zhì)量如何主要反映在光纖熔接點的損耗上，使用光時域反射儀（OTDR）可以測量以確定光纖接頭的信號損耗。光纖的芯徑、模場直徑、折射率及瑞利散射系數(shù)存在著不同，從不同的方向去測量光纖熔接頭的損耗，得到的數(shù)值是不相同的，為了準(zhǔn)確測量光纖熔接點的損耗，我們應(yīng)該從光纖接頭的兩端進(jìn)行測量，對熔接損耗為負(fù)值的光纖熔接點可認(rèn)為熔接合格。要進(jìn)一步加強(qiáng)光時域反射儀的監(jiān)測，對提高光纖的熔接質(zhì)量，提高光信號的通信效率，具有特別重要的實際意義。在測試過程中要嚴(yán)格執(zhí)行光域反射儀的四道監(jiān)測規(guī)定程序：（1）熔接過程中要進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)測，認(rèn)真檢查每一個熔接點的損耗；（2）光纖盒固定好光纖后，對所盤的光纖要進(jìn)一步檢測，看看是不是又增加了損耗。（3）封盒前，對所盤的光纖進(jìn)一步檢測，確認(rèn)沒有漏測和預(yù)留盤間對光纖及接頭沒有擠壓。（4）封盒后，對所盤的光纖進(jìn)行最后一道檢測，再次確認(rèn)封盒對光纖有沒有損害[1]。另外，熔接人員在熔接光纖的過程中時刻使用光域反射儀進(jìn)行監(jiān)測，達(dá)不到熔接技術(shù)要求的，要重新進(jìn)行熔接，使用光時域反射儀時，從兩個方向測量接頭的損耗，求兩端讀數(shù)的平均值，避免從單側(cè)讀數(shù)帶來的人為誤差因素，使得光纖損耗的測量值盡量準(zhǔn)確。

4 降低光纖熔接點熔接損耗的措施

（1）要降低光纖熔接過程中的損耗，就必須遵循光纖熔接的技術(shù)規(guī)范，正確使用熔接機(jī)是降低光纖熔接損耗的重要保證和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這也對技術(shù)人員的操作提出了更高的要求，技術(shù)人員必須嚴(yán)格遵循光纖熔接工藝的流程圖進(jìn)行光纖熔接，技術(shù)人員的水平、態(tài)度對光纖熔造成的損耗有直接的關(guān)系。選用精度高切割刀來對光纖端面進(jìn)行切割，光纖端面切割的如何對熔接損耗的成功與否起到了決定性的作用，光纖的切割面應(yīng)為無毛刺、平整、垂直、無缺損。在多塵及濕潤的露天環(huán)境下不能進(jìn)行操作，熔接過程中要保證光纖的熔接部位及附屬材料的清潔，完整，熔接機(jī)與米勒鉗要能夠正常使用。不能長時間在空氣中暴露切割后光纖，尤其在多塵、潮濕的工程環(huán)境中，可以在工程車、帳篷、圍擋內(nèi)進(jìn)行。光纖端面切割時必須先擦拭后切割，熔接機(jī)在光纖熔接前應(yīng)該在熔接環(huán)境中放置不少于15min，尤其在室內(nèi)外環(huán)境差距比較大的環(huán)境下[2]。熔接機(jī)可以通過自身的傳感器獲得當(dāng)時的氣壓、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，自動調(diào)整自身的放電位置與放電電壓。

（2）要根據(jù)光纖的種類，精確合理地設(shè)置熔接機(jī)參數(shù),比如預(yù)熔電流、預(yù)熔時間及主熔電流、主放電時光等，熔接參數(shù)選擇一定要適當(dāng)，放電強(qiáng)度要選擇適當(dāng)，過強(qiáng)會使光纖老化，過弱使光纖熔接不能夠完成，我們要根據(jù)實際情況來確定它的取值，一般在8～12之間。推進(jìn)量必須隨著光纖的熔接，將光纖進(jìn)行推進(jìn)，推進(jìn)量大了會使光纖接頭偏粗，小了則接頭偏細(xì)，一般推進(jìn)量控制16～18μm范圍[3]。

（3）熔接過程前應(yīng)及時清理熔接機(jī)V型槽內(nèi)以及切割刀具中的光纖粉塵和碎末。熔接完成后應(yīng)除去熔接機(jī)外殼上的灰塵，在潮濕環(huán)境中還要做好熔接機(jī)的防潮工作。熔接機(jī)電極的使用壽命是有限的，按規(guī)定要求每次光纖熔接30次后應(yīng)運(yùn)行清洗程序來清洗電極，放電清洗一次。熔接機(jī)電極上面在長時間使用后會有一層灰垢，使得光纖熔接時放電電流過大而使熔接損耗值增大，這時可拆下電極，用酒精棉輕輕擦試后再裝到熔接機(jī)上并放電清洗，如果多次清洗后放電電流仍過大，則必須更換電極[4]。

（4）光纖熔接時應(yīng)嚴(yán)格操作流程來正確操作熔接機(jī)、合理放置光纖，放置光纖時動作要穩(wěn)定、要輕巧。要選用優(yōu)質(zhì)合格的活動連接器、活動接頭應(yīng)接觸良好、耦合緊密，防止漏光現(xiàn)象、保證活動連接器清潔。切割刀的擺放要平穩(wěn)，切割光纖時，勿急、勿燥、勿重。避免出現(xiàn)毛刺、斷纖、斜角、裂痕等不標(biāo)準(zhǔn)的端面的出現(xiàn)。在光纖熔接前應(yīng)先穿入熱縮管，一定要保證熱縮管的潔凈，由于灰塵對熔接損耗有直接影響，光纖的潔凈、切割和熔接的時間上應(yīng)該連貫起來，一氣呵成。每個階段間隔時間不能過長，尤其是剛剛用切割刀切割過的光纖端面，不能長時間放置在空氣環(huán)境中。熔接好的光纖在移動時要輕拿輕放，防止與其他物品碰撞和擦碰。

（5）光纖熔接時要正確地放入光纖，位置要適當(dāng)。光纖距電極位置過大過小都會影響熔接質(zhì)量。光纖盤入光纖盒時，盡量盤成大圈，如果盤纖過小，造成的熔接損耗將增大。光纖盤入光纖盒的兩端要固定結(jié)實，不能出現(xiàn)上彈趨勢，防止放置光纖盒時因扭轉(zhuǎn)造成光纖接頭位置錯動，導(dǎo)致接頭處損耗增大。光纖熔接時衛(wèi)生紙、舊布，或用手都不能用來清潔光纖。應(yīng)該選擇經(jīng)驗豐富、職業(yè)素養(yǎng)高的光纖熔接人員進(jìn)行熔接。對于熔接機(jī)內(nèi)的灰塵要及時進(jìn)行清潔，尤其是夾具、各鏡面跟v型槽內(nèi)的粉塵。要掌握準(zhǔn)、平、穩(wěn)、快四字剝纖法。“準(zhǔn)”，即操作準(zhǔn)確，按照光纖熔接的技術(shù)要求和熔接流程進(jìn)行準(zhǔn)確操作。“平”，即保持光纖要平。食指和左手拇指捏緊光纖，保持其水平，超出手指部分的長度約5cm左右。保持余纖在無名指和小拇指之間讓其自然彎曲，通過增加力度，防止其滑落。“穩(wěn)”，即握穩(wěn)米勒鉗。“快”，即剝光纖要速度快，米勒鉗保持與光纖垂直，讓其上方向內(nèi)傾斜保持一定的角度，然后用鉗口輕輕卡住光纖，右手用力順著光纖軸的方向平推出去，整個操作過程要一次性完成、自然流暢[5]。

5 結(jié)語

總之，在光纖熔接過程中，我們深刻了解到造成光纖溶接點損耗的原因，對于盡量降低光纖熔接點損耗采用的措施要掌握牢固，養(yǎng)成一種一絲不茍的工作精神，善于發(fā)現(xiàn)、總結(jié)與思考，不斷提升我們的技術(shù)水平與職業(yè)素養(yǎng)，盡量降低光纖熔接點的損耗，提高光纖通信的質(zhì)量，爭做光纖熔接“大國工匠”，為我國的信息化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。光纖熔接是一項特別需要擁有耐心的性格，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，敬業(yè)的精神，尤其在端面切割、熔接參數(shù)、熔接過程、盤纖固定等必要環(huán)節(jié)，需要認(rèn)真觀察、仔細(xì)考慮、規(guī)范操作、敬業(yè)奉獻(xiàn)。只有我們能最大程度地降低光纖熔接點的損耗，充分采取有效的措施，才能大大提高光纖通信的傳輸質(zhì)量，助推我國信息化建設(shè)的快速發(fā)展。

引用

[1]陳俊杰.淺析現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的實際應(yīng)用[J].通訊世界, 2019(3):21-22.

[2]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息,2006 (4):59-60.

[3]徐婧.光纖技術(shù)在通信工程中的介紹及應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新, 2020(10):58-59.

[4]劉懷遠(yuǎn).光纖通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的實踐[J].通信電源技術(shù),2021(8):92-97.

[5]伍杰明,張藝.面向5G承載網(wǎng)絡(luò)的光纖通信技術(shù)應(yīng)用策略[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2020,33(8):14-15.