光纖熔接損耗分析

石紅梅

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

光纖熔接損耗分析

石紅梅

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

隨著FTTx計(jì)劃的推進(jìn)，光纖通信在信息傳輸領(lǐng)域已占據(jù)越來越重要的地位。而光纖接續(xù)中熔接損耗的大小直接影響到信號的傳輸距離。文章重點(diǎn)介紹了光纖熔接的基本步驟，分析熔接損耗產(chǎn)生的原因，并闡述了影響熔接損耗的主要因素及降低熔接損耗的方法。

光纖；熔接損耗；步驟

1 引言

隨著FTTx計(jì)劃的積極推進(jìn)，光纖通信日益受到重視。在光纖傳輸線路施工過程中，光纖接續(xù)是必不可少的環(huán)節(jié)。光纖的接續(xù)一般有熔接、活動連接、機(jī)械連接三種，在工程實(shí)施中大多采用熔接法。因?yàn)檫@種方法的熔接損耗小，反射損耗大，可靠性高。在光纖傳輸過程中，光纖損耗的高低直接影響到傳輸距離的遠(yuǎn)近。因此，提高光纖熔接質(zhì)量、降低光纖熔接損耗，是非常重要的。

2 光纖熔接的步驟

光纖熔接是光纖接續(xù)工作的中心環(huán)節(jié)，熔接步驟如圖 1所示。

圖1 光纖熔接步驟

2.1 前期準(zhǔn)備

（1）光纜開剝

光纜的開剝要根據(jù)收容盤的尺寸來確定，盡量開剝長一些，一般開剝長度預(yù)留1m左右。開剝時注意進(jìn)刀深度，否則容易劃傷內(nèi)部套管及光纖。

（2）分纖

將不同顏色的光纖分開。

（3）套熱縮管

剝?nèi)ネ扛矊拥墓饫w很脆弱，使用熱縮管，可以保護(hù)光纖熔接頭。在選擇熱縮管時，注意不要選擇劣質(zhì)、尤其已經(jīng)彎曲變形的熱縮管。劣質(zhì)熱縮管在熱縮時，內(nèi)部會產(chǎn)生應(yīng)力，施加到光纖上容易產(chǎn)生故障。

（4）光纖剝敷

光纖是由圓柱形介質(zhì)波導(dǎo)由纖芯、包層、涂層三部分組成。光纖的剝敷實(shí)際上指的是剝除光纖涂面層，操作時要掌握平、穩(wěn)、快三字剝纖法。“平”指持纖要平，左手拇指和食指捏緊光纖，使之成水平，防止打滑；“穩(wěn)”要求剝纖鉗握得穩(wěn)，不允許打顫、晃動；“快”是指剝纖要快，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，一氣呵成，盡量一次剝敷徹底，不能猶豫停滯。

（5）光纖清潔

為保證光纖涂覆層剝除后無殘留，需用藥棉或無塵試紙沾上無水酒精擦拭光纖。

（6）光纖切割

光纖的切割是光纖端面制備中最關(guān)鍵的部分，切刀的選擇和操作人員的操作規(guī)范都至關(guān)重要。

切刀有手動、電動兩種。手動切刀操作簡單，性能可靠，要求裸纖較短，但對環(huán)境要求較高；而電動切刀切割質(zhì)量較高，適合在野外寒冷條件下作業(yè)，但操作較復(fù)雜，工作速度恒定，要求裸纖較長。操作熟練的人員在常溫下進(jìn)行快速光纜接續(xù)或搶修宜選用手動切刀，初學(xué)者或是在野外寒冷條件下作業(yè)宜用電動切刀。

操作人員應(yīng)按照切割操作規(guī)范進(jìn)行操作，掌握動作要領(lǐng)。首先要清潔切刀和調(diào)整切刀位置，切刀要擺放平穩(wěn)，切割時，動作要自然平穩(wěn)、避免斷纖、斜角、毛刺、裂痕等不良端面的纏身，保證切割的質(zhì)量。在接續(xù)中應(yīng)根據(jù)環(huán)境，對切刀“V”型槽、壓板、刀刃等進(jìn)行清潔，防止端面污染。

（7）放置光纖

光纖的放置是一個細(xì)致工作，要保持周圍環(huán)境清潔，工作人員應(yīng)身著工作服，兩手要保持干凈。步驟主要包括：輕輕打開防壓蓋及光纖夾具；小心翼翼將光纖由上而下放置于光纖夾具及“V”型槽中，露出2-3毫米查看光纖端面是否接近于電極棒處，切勿超過兩個電極棒的中線；平穩(wěn)放置光纖夾具并固定光纖聽到發(fā)悶聲音“砰”；輕輕蓋上防壓蓋。

2.2 光纖熔接

在光纜接續(xù)中，必須選擇高性能的熔接機(jī)。應(yīng)根據(jù)光纜工程的實(shí)際需求及經(jīng)濟(jì)能力，選擇性能優(yōu)良、運(yùn)行穩(wěn)定、熔接質(zhì)量高、操作簡單、維護(hù)方便的機(jī)器。

同樣，在熔接前也應(yīng)根據(jù)光纖的材料和類型，設(shè)置好最佳電流、時間和光纖送入量等參數(shù)，清潔熔接機(jī)“V”型槽、電機(jī)、熔接室等，注意觀察熔接中有無氣泡、虛熔等不良現(xiàn)象，及時根據(jù)上述不良現(xiàn)象分析原因，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

熔接過程如圖2所示。

圖2 光纖熔接過程

2.3 后續(xù)工作

（1）加熱熱縮管

將熱縮管放在熔接裸纖中心，放到加熱器中加熱。加熱完畢后從加熱器中輕輕拉著光纖使其兩端保持筆直，目測套管是否不滿 6mm、裸纖內(nèi)有無氣泡、保護(hù)套管有無收縮、光纖涂覆層有無氣泡，如正常，放置在冷卻臺冷卻。

（2）盤纖

科學(xué)的盤纖，可使光纖布局合理、附加損耗小、經(jīng)得住時間和惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，并且可以避免擠壓造成的斷纖現(xiàn)象。盤纖的方法主要包括：

①按先中間后兩邊順序盤纖，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，保護(hù)光纖接點(diǎn)，避免盤纖可能造成的損害。這種情形比較適合于光纖預(yù)留盤空間小、光纖不易盤繞和固定的情形。

②從一端開始盤纖，固定熱縮管，然后再處理另一側(cè)余纖。這種方式可根據(jù)一側(cè)余纖長度靈活選擇光纜護(hù)套管安放固定位置，可避免出現(xiàn)急彎、小圈現(xiàn)象。

③可根據(jù)實(shí)際情況采用多種圖形盤纖的方式。按照余纖的長度和預(yù)留空間大小，順勢自然盤繞，不要生拉硬拽，應(yīng)靈活使用圓、橢圓等多種圖形盤纖，盡可能最大限度利用預(yù)留空間和有效降低因盤纖帶來的附加損耗。

④若個別光纖過長或過短，可將其單獨(dú)盤繞。帶有特殊光器件時，可將其另一盤處理，若與普通光纖共盤時，應(yīng)將其輕置于普通光纖之上，兩者之間加緩沖墊襯墊，以防止擠壓造成斷纖，且特殊光器件尾纖不可太長。

3 影響熔接損耗的因素

影響光纖熔接損耗的因素有很多，主要分為本征因素和非本征因素兩類。

本征因素主要包括：模場直徑偏差、纖芯不圓度、模場或纖芯與包層的同心度偏差。本征因素所引起的損耗不能通過改善接續(xù)工藝或接續(xù)方式予以減小。由接續(xù)方式、接續(xù)工藝和接續(xù)設(shè)備的不完善性造成損耗則屬于非本征因素的范疇。

此外，操作人員的操作水平、工作經(jīng)驗(yàn)、熔接機(jī)電極的清潔程度、熔接參數(shù)等都直接影響到熔接損耗的大小。

4 降低熔接損耗的方法

4.1 電極的選擇

大多數(shù)的熔接機(jī)都是采用電極間放電所產(chǎn)生的電弧來對光纖加熱進(jìn)行熔接。隨著熔接機(jī)在使用過程中熔接次數(shù)的增加，電極的端部會沉淀污染物，這些污染物在熔接過程的高溫作用下形成二氧化硅沉淀。沉淀的二氧化硅作為絕緣體在電極表面形成隨機(jī)分布的低導(dǎo)電區(qū)。這會使得光纖的加熱隨著時間的推移而不穩(wěn)定，將直接導(dǎo)致光纖熔接質(zhì)量的下降。因此，定期對電極進(jìn)行清理是行之有效降低熔接損耗的方法。

但機(jī)械的清潔對操作人員的要求比較高，除了要有拆卸、安裝、清潔的知識，還要防止因?yàn)檎`操作而污染電極、造成更嚴(yán)重后果的發(fā)生。為降低機(jī)械清潔電極造成的不良影響，可選擇帶電弧穩(wěn)定器的電極。這種電極通過某種對污染物不敏感的裝置將電弧發(fā)生位置固定，使得光纖加熱穩(wěn)定，以獲得較小熔接損耗。同時，它與機(jī)械清潔不同，該電極是免維護(hù)的，與標(biāo)準(zhǔn)電極相比，平均損耗降低，有效保護(hù)熔接機(jī)的性能。

4.2 操作規(guī)范

嚴(yán)格按照操作規(guī)范完成光纖的接續(xù)過程。嚴(yán)禁工作人員在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，不得讓光纖接頭受潮，準(zhǔn)備切割的光纖必須清潔，不得有污物。切割后的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。

另外，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連接損耗的重要原因之一。因此，操作人員在進(jìn)行端面處理時需強(qiáng)化操作規(guī)范，保證端面制作良好。

5 結(jié)束語

在光纖應(yīng)用越來越廣泛的今天，研究光纖熔接損耗也變得日益重要。本文從光纖熔接的步驟出發(fā)，分析熔接損耗產(chǎn)生的原因，并提出了熔接損耗降低的幾種方法，以提高光纖的傳輸性能。

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Optical fiber splice loss analysis

With the FTTx program to promote, optical fiber communication in the field of information transmission has become more and more important. While the fiber optic splice of splice loss directly affects the size of the signal transmission distance. This paper introduced the optical fiber fusion splice loss the basic steps, analysis of causes, and expounds the main factors affecting the splicing loss and reduce the melting loss method.

Optical fiber；Splice loss；Step

TN913

A

1008-1151(2012)05-0035-02

2012-04-05

石紅梅（1982－），女，江蘇淮安人，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士研究生，從事光纖通信方向的教學(xué)與研究。