淺談光纖的接續(xù)技術(shù)

胡艷梅 鐵通蚌埠分公司

光纖接續(xù)是光纜施工過程中的一項(xiàng)必須工作，由于生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)脑?，光纜的制造長度一般為1-2 km，所以光纜接線是不可避免的。無論從事光纖通信研究、光纖和光纜生產(chǎn)還是光纜工程施工、日常維護(hù)，都會涉及到光纖接續(xù)。本文就蚌埠鐵通管內(nèi)常用的GYTA53型地埋式光纜為例，結(jié)合本人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，簡要闡述光纖熔接的操作過程及注意事項(xiàng)。

1 光纖接續(xù)

光纜一經(jīng)定購，其光纖自身的傳輸損耗也基本確定，而光纖接頭處的熔接損耗則與光纖的本身及現(xiàn)場施工有關(guān)。努力降低光纖接頭處的熔接損耗，則可增大光纖中繼放大傳輸距離和提高光纖鏈路的衰減裕量。光纜接續(xù)是一項(xiàng)細(xì)致的工作，特別在端面制備、熔接、盤纖等環(huán)節(jié)，要求操作者周密考慮，規(guī)范操作，努力提高實(shí)踐操作技能，才能降低接續(xù)損耗，全面提高光纜接續(xù)質(zhì)量。

1.1 端面的制備

光纖端面的制備包括剝覆、清潔和切割3個(gè)環(huán)節(jié)。合格的光纖端面是熔接的必要條件，端面質(zhì)量直接影響到熔接質(zhì)量。

1.1.1 光纖涂層的剝除

GYTA53型光纖是圓柱形介質(zhì)波導(dǎo)由纖芯、包層、涂層3部分組成。光纖涂層的剝除，要掌握平、穩(wěn)、快三字剝纖法。平，即持纖要平，左手捏緊光纖，使之成水平，防止打滑；穩(wěn)，即剝纖鉗要握得穩(wěn)；快，即剝纖要快，剝纖鉗應(yīng)與光纖垂直，上方向內(nèi)傾斜一定角度，然后用鉗口輕輕卡住光纖，右手隨之用力，順光纖軸向平推出去，整個(gè)過程要自然流暢，一氣呵成。

1.1.2 裸纖的清潔

觀察光纖剝除部分的涂覆層是否全部剝除，若有殘留應(yīng)重剝，如有極少量不易剝除的涂覆層，可用棉球沾適量酒精，邊浸漬，邊逐步擦除。將棉花撕成層面平整的扇形小塊，沾少許酒精（以兩指相捏無溢出為宜），折成V形，夾住已剝覆的光纖，順光纖軸向擦拭，力爭一次成功，一塊棉花使用2～3次后要及時(shí)更換，每次要使用棉花的不同部位和層面，這樣既可提高棉花利用率，又防止了纖芯的二次污染。

1.1.3 裸纖的切割

切割是光纖端面制備中最關(guān)鍵的部分，精密、優(yōu)良的切刀是基礎(chǔ)，嚴(yán)格、科學(xué)的操作規(guī)范是保證。操作人員應(yīng)經(jīng)過專門訓(xùn)練，掌握動(dòng)作要領(lǐng)和操作規(guī)范。首先要清潔切刀和調(diào)整切刀位置，切刀的擺放要平穩(wěn)。切割時(shí)，動(dòng)作要自然、平穩(wěn)，勿重、勿急，避免斷纖、斜角、毛刺、裂痕等不良端面的產(chǎn)生。裸纖的清潔、切割和熔接的時(shí)間應(yīng)緊密銜接，不可間隔過長，特別是已制備的端面切勿放在空氣中。移動(dòng)時(shí)要輕拿輕放，防止與其它物件擦碰。在接續(xù)中，應(yīng)根據(jù)環(huán)境，對切刀V形槽、壓板、刀刃進(jìn)行清潔，謹(jǐn)防端面污染。

1.2 光纖熔接

光纖熔接是接續(xù)工作的中心環(huán)節(jié)，因此采用高性能的熔接機(jī)以及在熔接過程中科學(xué)操作十分必要。熔接前，根據(jù)光纖的材料和類型，設(shè)置好最佳預(yù)熔主熔電流和時(shí)間及光纖送入量等關(guān)鍵參數(shù)。

1.2.1 放電試驗(yàn)

一般自動(dòng)熔接機(jī)的放電條件內(nèi)存有30種，這對于得到較低的熔接損耗是非常重要的。因此，在熔接作業(yè)開始前要做放電試驗(yàn)。使用前應(yīng)使熔接機(jī)在熔接環(huán)境中放置至少15 min，特別是在放置與使用環(huán)境差別較大的地方（如冬天的室內(nèi)與室外），根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣壓、溫度、濕度等環(huán)境情況，重新設(shè)置熔接機(jī)的放電電壓及放電位置，以及調(diào)整V型槽驅(qū)動(dòng)器復(fù)位等，使熔接機(jī)自動(dòng)調(diào)整到滿足現(xiàn)場實(shí)際的放電條件上工作。

1.2.2 光纖熔接

在施工中采用的是高精度全自動(dòng)熔接機(jī)，它具有X、Y、Z三維圖像處理技術(shù)和自動(dòng)調(diào)整功能，可對欲熔接光纖進(jìn)行端面檢測、位置設(shè)定和光纖對準(zhǔn)（多模以包層對準(zhǔn)，單模以纖芯對準(zhǔn)），具體過程如下。

（1）首先將2根同色標(biāo)、端面制備完畢的光纖放入熔接機(jī)的V型槽中，保持15～20 μm 距離，蓋好防護(hù)蓋。啟動(dòng)熔接機(jī)的自動(dòng)熔接開關(guān)進(jìn)行熔接。

（2）預(yù)熱推近。用電弧對光纖端部加熱0.2～0.5 s，使毛刺、凸面除去或軟化；同時(shí)將2根光纖相對推近，使端面直接接觸且受到一定的擠壓力。

（3）熔接。光纖停止移動(dòng)后，用電弧使接頭熔化連接在一起。放電時(shí)間為：多模 2～4 s，單模 1 s。

熔接過程中還應(yīng)及時(shí)清潔熔接機(jī)V形槽、電極、物鏡、熔接室等，隨時(shí)觀察熔接中有無氣泡、過細(xì)、過粗、虛熔、分離等不良現(xiàn)象，注意OTDR跟蹤監(jiān)測結(jié)果，及時(shí)分析產(chǎn)生上述不良現(xiàn)象的原因，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。如果多次出現(xiàn)虛熔現(xiàn)象，應(yīng)檢查熔接的2根光纖的材料、型號是否匹配，切刀和熔接機(jī)是否被灰塵污染，并檢查電極氧化狀況，若均無問題，則應(yīng)適當(dāng)提高熔接電流。

1.3 熔接補(bǔ)強(qiáng)保護(hù)

由于光纖在連接時(shí)去掉了接頭部位的涂覆層，其機(jī)械強(qiáng)度降低，因此，要對接頭部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。在施工中采用光纖熱縮保護(hù)管（熱縮管）來保護(hù)光纖接頭部位。熱縮管應(yīng)在剝覆前穿入，嚴(yán)禁在端面制備后穿入。將預(yù)先穿置光纖某一端的熱縮管移至光纖接頭處，讓熔接點(diǎn)位于熱縮管中間，輕輕拉直光纖接頭，放入加熱器內(nèi)加熱。醋酸乙烯（EVA）內(nèi)管熔化，聚乙烯管收縮后緊套在接續(xù)好的光纖上。由于此管內(nèi)有一根不銹鋼棒，不僅增加了抗拉強(qiáng)度（承受拉力為1 000～2 300 g）。同時(shí)也避免了因聚乙烯管的收縮而可能引起接續(xù)部位的微彎。

1.4 盤纖

盤纖是一門技術(shù)，科學(xué)的盤纖方法，可使光纖布局合理、附加損耗小、經(jīng)得住時(shí)間和惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，且可避免擠壓造成的斷纖現(xiàn)象。盤纖的方法：先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個(gè)放置于固定槽中，然后再處理兩側(cè)余纖，如個(gè)別光纖過長或過短時(shí)，可將其放在最后單獨(dú)盤繞。

2 光纖接續(xù)點(diǎn)損耗的測量

光損耗是度量光纖接頭質(zhì)量的重要指標(biāo)，使用光時(shí)域反射儀（OTDR）或熔接接頭的損耗評估方案等測量方法可以確定光纖接頭的光損耗。

2.1 使用OTDR

OTDR原理是：往光纖中傳輸光脈沖時(shí)，由于在光纖中散射的微量光，返回光源側(cè)后，可以利用時(shí)基來觀察反射的返回光程度。由于光纖的模場直徑影響其后向散射，因此在接頭兩邊的光纖可能會產(chǎn)生不同的后向散射，從而遮蔽接頭的真實(shí)損耗。如果從2個(gè)方向測量接頭的損耗，并求出這2個(gè)結(jié)果的平均值，便可消除單向OTDR測量的人為因素誤差。加強(qiáng)OTDR的監(jiān)測，對確保光纖的熔接質(zhì)量，減少因盤纖帶來的附加損耗和封盒可能對光纖造成的損害，具有十分重要的意義。在整個(gè)接續(xù)工作中，必須嚴(yán)格執(zhí)行OTDR 4道監(jiān)測程序：

（1）熔接過程中對每一芯光纖進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測，檢查每個(gè)熔接點(diǎn)的質(zhì)量。

（2）每次盤纖后，對所盤光纖進(jìn)行例檢以確定盤纖帶來的附加損耗。

（3）封接續(xù)盒前，對所有光纖進(jìn)行統(tǒng)測，以查明有無漏測和光纖預(yù)留盤間對光纖及接頭有無擠壓。

（4）封盒后，對所有光纖進(jìn)行最后檢測，以檢查封盒是否對光纖有損害。

2.2 熔接接頭損耗評估

某些熔接機(jī)使用一種光纖成像和測量幾何參數(shù)的斷面排列系統(tǒng)，通過從2個(gè)垂直方向觀察光纖，計(jì)算機(jī)處理并分析該圖像來確定包層的偏移、纖芯的畸變、光纖外徑的變化和其他關(guān)鍵參數(shù)，使用這些參數(shù)來評價(jià)接頭的損耗。依賴于接頭和它的損耗評估算法求得的接續(xù)損耗可能與真實(shí)的接續(xù)損耗有相當(dāng)大的差異。

3 結(jié)束語

以上概述了光纖傳輸特點(diǎn)，分析了影響光纖熔接損耗的主要因素、光纖熔接技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及熔接接頭損耗的評估測試，充分證明了在光纖熔接過程中，熔接技術(shù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)非常重要。