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01前言
光纤被用作长距离的信息传递,因为光在光导纤维的传导损耗比电在电缆的传导损耗低得多。本质上光纤的信号传递是光的反射前进,光在均质介质传播时信号损耗很小,但是遇到接头的时候由于介质发生了性质改变,就会产生信号损耗,这种损耗被称为熔接损耗或接续损耗。所以如果设法降低光纤接头处的熔接损耗,则可以增加光信号的传输距离、提高光纤链路的信号衰减。
02熔接损耗产生的原因
1.光纤自身的原因
(1)光纤模场直径有差别(主要原因)
模场直径:
在单模光纤中,光能不完全集中在纤芯中,部分能量在包层中传输。模场直径是指包层中光强降低到轴线最大光强的1/(e^2)处两点包层之间的最大距离。
如果光纤传输中,模场直径截面小,通过横截面的光能量密度就大,密度大到一定程度会产生非线性效应。因此,对于传输光纤来说,模场直径越大越好,可以有效降低非线性效应。当两端光纤的模场直径参数有异时,会导致产生信号损耗。光纤接头两端的模场直径差异对信号传输的影响最大,所以要控制两端光纤的模场直径误差范围。
此外熔接损耗产生还常由如下原因导致:
(2)两根光纤芯径不匹配,会导致接头处光纤特性发生突变。
(3)光纤纤芯不圆度过大,(纤芯不圆度是指两条通过纤芯中心的弦长之差除以纤芯直径所得之商)接头处可能产生较大的相对错动。
(4)纤芯与包层齐心度不足。
规范如下:
模场直径:(9~10μm)±10%,即容限约±1μm
包层直径:125±3μm
模场齐心度误差≤6%
包层不圆度误差≤2%
总结一句,接头两端光纤差别越小越好、光纤本身质量越高越好。
2.非光纤自身原因
(1)轴心错位:单模光纤纤芯很细,两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。当错位1.2μm时,接续损耗达0.5dB。
(2)轴心倾斜:当光纤断面倾斜1°时,约发生0.6dB的接续损耗,如果要求接续损耗≤0.1dB,则单模光纤的倾角应为≤0.3°。
(3)端面别离:运动衔接器的衔接欠好,很轻易发生端面别离,形成衔接损耗较大。当熔接机放电电压较低时,也容易发生端面别离。
(4)端面质量:光纤端面的平整度差时也会发生损耗。
(5)熔接点邻近光纤物理变形:光缆在架设进程中的拉伸变形,熔接盒中夹固光缆压力太大等,都会对熔接损耗有影响。
(6)其他原因:如,接续人员操作程度、操作步调、盘纤工艺程度、熔接机中电极洁净水平、熔接参数设置等均会影响到熔接损耗的值。
总结一句,操作水平、操作环境越好,接头损耗越小。
03降低光纤熔接损耗的方法
1.一条链路上采用相同的优质光纤
统一批次、统一品牌的光纤,其模场直径基本相同,光纤在某点断开后,两端的模场直径基本相同,对光纤熔接损耗的影响最低。
所以光缆厂家尽可能要按要求的光缆长度延续出产,每盘线缆上应顺序编号,同时两端依次编号A、B端,不得跳号。铺设光缆时须按编号沿确定的顺序敷设,并保证前盘光缆的B端要和后一盘光缆的A端相连,同时尽量确保在断开点熔接,这样可以使熔接损耗值到达最小。
2.光缆架设按要求进行
在光缆铺设过程中,严禁光缆打小圈及异常弯折。不通长度的光纤同时施工人数需按规范要求同时应有对讲机以便沟通。敷设时牵引点应加在光缆的增强件上。牵引力不超越光缆重量的80%,瞬时最大牵引力不超越光缆重量的100%。
3.选经验丰富的光纤熔接人员进行熔接
目前熔接大多是熔接机主动熔接,但接续人员的个人能力直接影响到接续损耗的大小。接续人员应严格依照光纤熔接工艺流程进行接续,而且熔接进程中应一边熔接一边用光时域反射仪(OTDR)熔接点的接续损耗,对不符合要求的应重新熔接。熔接损耗值较大的点,重复熔接次数以3~4次为宜。
4.接续光缆应在整洁的情况中进行
严禁在多尘及湿润的情况中露天操作。光缆熔接部位及设备应保持洁净,光纤接头不得受潮、污损。切割后的光纤不得在空气中暴露时间过长,如遇到大风、高尘环境,应及时保护接头。
5.选用精度高的光纤端面切割器来切割光纤端面
高精度的光纤端面切割器不仅能提高光纤切割的成功率,也可以提升光纤端面的质量。光纤端面的切割平整度将直接影响到接头质量,切割后的光纤端面应为平整的镜面,无毛刺、无缺损,光纤端面的轴线倾角应小于1°。
6.正确使用熔接机
正确使用熔接机是降低光纤接续损耗的重点之一。
(1)合理操作熔接机。应根据光纤种类严格按照熔接机的操作步骤和设置参数(预放电电流、时间及主放电电流、时间等)正确操作熔接机。
(2)合理放置光纤。应准确将光纤放置到熔接机的V型槽中,已保证接头相对错动在规范限值内。
7.正确安装连接器
(1)合理选用优质合格的活动连接器。应保证连接器性能指标符合相关规定。
(2)接头应接插良好、耦合紧密,无漏光现象。
(3)保证活动连接器清洁