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光纤熔接损耗的原因?如何降低光纤熔接损耗?

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光在光纤中传输时会产生损耗,光纤损耗主要是由光纤自身的传输损耗和光纤熔接接头处的熔接损耗组成。由于光纤接续质量影响光纤线路传输损耗,因此要尽可能降低降低光纤熔接损耗,以确保光纤传输质量和稳定性。

一、我们先了解一下影响光纤熔接损耗的主要因素
影响光纤熔接损耗的因素较多,主要可分为光纤本征因素和非本征因素2大类。
1、光纤本征要素是指光纤本身因素,首要有四点:
(1) 光纤模场直径不一致
(2) 对熔的两根光纤芯径失配
(3) 纤芯截面不圆
(4) 纤芯与包层同心度不佳
按ITU-T《非色散位移单模光纤》规定,G.652A光纤的结构尺寸参数为:
模场直径:8.6±0.7~9.5±0.7μm
包层直径:125±1μm
同心度误差≤0.8μm,包层不圆度≤2%
在上述参数中,光纤模场直径不一致造成的影响最大。在标准范围内, 一根模场直径为10μm的光纤与另一根模场直径为8μm的光纤在非常良好的接续条件下熔接后, 接头处熔接损耗的理论计算值可达到0.18dB, 在实际接续中则更高。
2、影响光纤接续损耗的非本征因素:
非本征因素是指各种人为因素及仪器设备等因素对熔接损耗的影响, 主要包括:
(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°。
(4)端面质量:光纤端面的平整度差时也会发生损耗,甚至气泡。光纤端面切割倾斜角之和达1°时光纤熔接损耗的理论值达0.21dB。
(5)熔接点邻近光纤物理变形:光缆在架设过程中拉伸变形、接续盒中夹固光缆压力太大等, 都会对接续损耗有影响,甚至熔接几次都不能改善。
3、其他要素还包括,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、任务情况洁净水平等均会影响到熔接损耗的值。


IP属地:上海1楼2022-06-24 09:41回复
    二、如何降低光纤熔接损耗?
    1、同一条线路上尽量采用同一批次的优质裸纤
    对于同一批次的光纤,其模场直径基本相同,光纤在某点断开后,两端间的模场直径可视为一致,在此断开点熔接可使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。所以要求光缆生产厂家用同一批次的裸纤,按要求的光缆长度连续生产,在每盘上顺序编号并分清A、B 端,不得跳号。敷设光缆时须按编号沿确定的路由顺序布放,并保证前盘光缆的B端要和后一盘光缆的A端相连,从而保证接续时能在断开点熔接,并使熔接损耗值达到最小。
    2、光缆布放按要求进行
    在光缆敷设施工中,严格依照设计单位和光缆厂家提出的施工要求和工艺规范进行施工。人力放线时,牵引光缆人数不得超过5人;机械放线时必须使用张力放线机,牵引力不超过光缆允许的拉力80%,瞬间最大牵引力不超过100%,牵引力应加在光缆的加强件上。只有严格按光缆施工要求,防止光缆施工中光纤受到损伤,才能避免纤芯受损伤导致熔接损耗增大。
    为避免牵引过程中光纤受力和扭曲,在必要时需制作光缆牵引端头,施工中光缆的弯曲半径应大于光缆直径的20 倍,光缆从缆轴放出应保持松驰弧形且无扭转,严禁出现背扣、打小圈、弯折扭曲等现象,从而尽可能地降低光缆中光纤受损伤的概率,避免因光缆端部的光纤受损伤而使接头熔接损耗增大。
    3、挑选经验丰富、训练有素的光纤接续人员进行熔接
    应由训练有素的接续施工人员来完成光纤的接续工作,要严格按照接续工艺流程边熔接边测量光纤接头熔接损耗,熔接损耗不合要求的接头必须重新熔接。在做光缆熔接准备工作时可把光缆头部多截去一些。光缆进入接续盒的两端必须固定牢靠,以免固定接续盒时因光缆扭转而使光纤接头位置错动,导致接头处损耗测量值偏大。熔接施工时,常发现在1550nm窗口下测得的熔接损耗值符合要求,但封好接续盒后复测接头处损耗的值却偏大,这通常是由光纤接头位置错动引起的,此时可改在1310nm窗口复测,若测量值偏小则是光纤接头位置错动,需重新盘绕光纤余长;若偏大则是熔接问题,应重新熔接。为避免这种现象,要用不干胶带将光纤接头和光纤余长固定在余纤盘上。接续盒两侧光缆余长的盘绕直径应在50cm 以上,不宜太小,以免光纤因过分扭曲而受损。
    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,光缆熔接部位及东西、资料应坚持洁净,不得让光纤接头受潮,预备切割的光纤必需洁净,不得有污物。切割后光纤不得在空气中表露时间过长尤其是在多尘湿润的情况中。
    5、选用精度高的光纤端面切割刀来制备光纤端面
    光纤端面的好坏直接影响到熔接损耗的大小,切割的光纤应为平整的镜面,无毛刺,无缺损。光纤端面的轴线倾角应小于1°,高精度的光纤端面切割刀不但可以提高光纤切割的成功率,还可以提高光纤端面的质量。这对OTDR 测试不到的熔接点( 即OTDR测试盲点) 和光纤维护、抢修尤为重要。
    6、熔接机的正确使用
    熔接机对光纤熔接损耗有较大影响,正确使用熔接机也是降低光纤接续损耗的措施。
    接续光纤应在整洁的环境中进行, 如在工程车或小型帐篷内,在多尘及潮湿的环境中不宜进行熔接。光纤接续部位及接续工具必须保持清洁干燥,制备光纤断面时必须先擦拭后切割,制备好的光纤断面必须清洁, 且不宜长时间暴露在空气中, 更不能受潮。每次使用前应使熔接机在熔接环境中放置至少15min,特别是在放置与使用环境差别较大的地方( 如冬天的室内与室外) 。熔接机通过传感器获得当时的气压、温度、湿度等环境参数,自动设置放电电压及放电位置。熔接时要根据光纤类型正确、合理地选择设置熔接机参数, 如预熔电流、预熔时间及主熔电流、主熔时间等。正式熔接光缆前,还应进行放电试验。熔接过程中应及时除去熔接机V 型槽内以及切割刀具中的光纤碎末和粉尘。熔接机使用完毕后应除去机器外壳上的灰尘,若在潮湿环境中使用还应对其做防潮处理。熔接机电极的使用寿命一般为1000 次, 要求每放电熔接20次后应运行清洗程序来清洗电极,但在光纤清洁和接续条件良好的情况下可熔接60 次左右后放电清洗1 次,工作条件较差时可熔接30~ 40次后放电清洗1次,这样既延长了电极的使用寿命又不致加大熔接损耗。使用时间较长的熔接机电极上面会有一层灰垢导致放电电流偏大而使熔接损耗值增大,此时可拆下电极,用酒精棉轻轻擦试后再装到熔接机上并放电清洗,若多次清洗后放电电流仍偏大,则应更换电极。
    文章来源于《光纤熔接损耗的产生原因及降低方法》,有删减。
    【作者】 崔芳; 刘雪冰;
    【机构】 保定电力通信有限责任公司; 保定电力通信有限责任公司 河北保定071051; 河北保定071051;
    【摘要】 通过分析光纤熔接损耗产生的机理,提出了降低光纤熔接损耗的一些有效措施,同时对光纤熔接损耗的测量方法进行了介绍。
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