光纖的接續(xù)損耗及解決措施

李晴

摘要：光纖損耗是光纖性能的重要指標(biāo)之一，光纖損耗的高低直接影響著通信傳輸?shù)木嚯x。針對光纜通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，論文對光纖的接續(xù)損耗進(jìn)行了研究，主要包括光纖接續(xù)損耗的種類、光纖接續(xù)損耗的測試、光纖接續(xù)損耗的影響因素及解決措施等。

關(guān)鍵詞：光纖;接續(xù)損耗;降低損耗;光纖損耗測試

1.接續(xù)損耗的概念

光纖接續(xù)損耗是光纖通信系統(tǒng)性能指標(biāo)中的一項重要參數(shù)，損耗值的大小直接影響到光傳輸系統(tǒng)的整體質(zhì)量，在光纜施工和維護(hù)測試中，運(yùn)用科學(xué)的分析方法，對提高整個光纜接續(xù)施工質(zhì)量和維護(hù)工作極為重要，尤其是進(jìn)一步研究光通信中長波長的單模光纖的通信性能、傳輸衰耗、測量精度和檢直維修等具有一定的意義。

2.影響光纖接續(xù)損耗的主要原因

2.1 本征因素

由于不同光纖的原材料及在制造過程中提純、提煉和拉絲等工藝是不同的，造成了2根光纖模場直徑不一致、光纖芯徑失配、纖芯截面不圓和纖芯與包層同心度不佳等現(xiàn)象，從而造成了光纖的接續(xù)損耗，這種損耗是無法避免的。

2.2 非本征因素

非本征因素是光纖接續(xù)技術(shù)造成的光纖接續(xù)損耗，主要有：

（1）纖芯軸心錯位

（2）端面傾斜

（3）光纖端面受污染

（4）接續(xù)機(jī)具不良

（5）纖芯彎曲、纖芯臺階等。

3.光纖接續(xù)損耗的測試分析

3.1 OTDR的工作原理

背向散射法是將大功率的窄脈沖光注入待測光纖，然后在同一端檢測沿光纖軸向向后返回的散射光功率，由于光纖材料密度不均勻，其本身的缺陷和摻雜成分不均勻，當(dāng)脈沖通過光纖傳輸時，沿光纖長度上的每一點均會引起瑞利散射，其中總有一部分進(jìn)入光纖的數(shù)值孔徑角，沿光纖軸反向傳輸?shù)捷斎攵?。瑞利散射光的波長與入射光的波長相同，其光功率與散射點的入射光功率成正比，測量沿光纖軸向返回的背向瑞利散射光功率可采集到沿光纖傳輸損耗的信息，從而測得光纖的衰減。

3.2 用OTDR監(jiān)測光纖接續(xù)，常用的有四種監(jiān)測方法

第一種：后向單程測試法

OTDR在光纖接續(xù)始端不動，在光纖接續(xù)前進(jìn)方向后測。采用這種方法監(jiān)測，優(yōu)點是：“省掉儀表轉(zhuǎn)移，測試效率高”。缺點是：“測試值不夠準(zhǔn)確”，測得的損耗值全部是單向測試數(shù)據(jù)，還不能全面、精確地反映光纖接續(xù)的真實損耗值。

第二種：前向單程測試法

OTDR在光纖接續(xù)方向前一個接頭點進(jìn)行測試，測試點與接續(xù)點始終只隔一盤光纜長度。優(yōu)點是：“測試接頭衰耗較為準(zhǔn)確，測試速度快”。缺點是：“儀表搬動次數(shù)多，測試值不夠準(zhǔn)確”。所測得的損耗值全部是單向測試數(shù)據(jù)，還不能全面、精確地反映光纖接續(xù)的真正的損耗值。

第三種：前向雙程測試法

OTDR測試點與接續(xù)點的位置仍同前向單程監(jiān)測布置一樣，但須在接續(xù)方向的最始端做環(huán)回，即在接續(xù)方向的始端將每組束管內(nèi)的光纖分別兩兩短接，組成環(huán)回回路，由于增加了環(huán)回點，所以O(shè)TDR測試可以測出接續(xù)損耗的雙向值，用OTDR前向雙程測試光纖，兩方向測試的結(jié)果有時會不同，主要原因是光纖芯徑和相對折射率均不相同時（即不同品牌或不同批次的光纖熔接），不僅會造成熔接損耗增加，還會造成OTDR兩個方向（A端到B端或B端到A端）的測量值相差很大，當(dāng)兩根被熔接的光纖的模場直徑不同時，因為小模場直徑光纖傳導(dǎo)瑞利散射光的能力比大模場直徑光纖強(qiáng)，所以當(dāng)這兩種直徑的光纖熔接時，若從小模場直徑光纖向大模場直徑光纖方向測試時，熔接損耗可能是負(fù)值（即虛假增益）反之，則出現(xiàn)高損耗值，這是種表面現(xiàn)象，是由于不同模場直徑對瑞利散射光傳導(dǎo)能力不同所造成測量上的缺陷，并非熔接點的實際損耗，所以從兩個不同方向測試并取平均值后，所得的損耗才是熔接點的真正損耗，比如一個接頭從A到B測得的損耗為0.18dB，而從B到A測得的損耗為-0.12dB，實際上此頭的損耗為[0.18+（-0.12）]/2=0.03dB，但如果單向值0.18dB來判斷，可能會誤認(rèn)為接續(xù)不合格，掐斷重接，所以雙向測試能避免這種誤判的情況。

第四種：前后向雙向測試法。

用兩臺OTDR進(jìn)行測試，一臺固定在線路始端，另一臺在線路上同接續(xù)點一同前移，兩臺光時域反射儀在測試中互通接頭點單向值信息進(jìn)行雙向平均值的計算，得出接頭點損耗值，這種方法的優(yōu)點是：不用環(huán)頭即可測得接頭點雙向接續(xù)損耗值，測試速度快、準(zhǔn)確，比前向雙程測試法快，能提高接續(xù)速度。缺點是：多用一臺儀表、一個人、一套通信設(shè)備（如光纖電話）。

總之，上述四種光纖接續(xù)損耗的測試方法第四種是最實用的測試方法，根據(jù)不同的現(xiàn)場情況和實際要求，可以采用不同的測試方法，隨著光通信技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，相信很快就會有更先進(jìn)、更精確的光纖衰耗測試設(shè)備和測試手段應(yīng)用到光纜施工、光線路傳輸質(zhì)量的分析之中。

4.降低光纖接續(xù)損耗的方法與措施

影響光纖接續(xù)損耗的因素很多，只有消除各種不良因素的影響才能降低光纖接續(xù)的損耗。通過以下幾種辦法可以降低光纖接續(xù)的衰耗。

1.減小光纖模場直徑不同對光纖接續(xù)損耗的影響

2.避免敷設(shè)光纜施工時造成的光纖損耗

3.提高接續(xù)質(zhì)量以減小光纖的接續(xù)損耗

4.正確使用熔接機(jī)

5.制備完善的光纖端面

6.在適宜的環(huán)境中進(jìn)行光纖接續(xù)

7.選擇優(yōu)質(zhì)合格的活動連接器

8.活動接頭應(yīng)接插良好、耦合緊密，防止漏光現(xiàn)象

9.保證活動連接器清潔

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河南工學(xué)院