摘 要：主要分析和闡述了光纖熔接損耗的主要因素，光纖接續的方法和步驟，以及如何降低和檢測接續中的損耗，對光纖熔接損耗有指導意義。
關鍵詞：光纖；損耗；熔接
光纖傳輸具有傳輸頻帶寬，通信容量大，損耗低，不受電磁干擾，光纜直徑小，質量輕，原材料來源豐富等優點，因而，近年來，光纖通信在許多領域得到了廣泛應用。光在光纖中傳輸時會產生損耗，這種損耗主要是由光纖自身的傳輸損耗和光纖接頭處的熔接損耗組成。所謂損耗就是指光纖每單位長度上的衰減，單位為dB／km。光纖損耗的高低直接影響傳輸距離或中繼站間隔距離的遠近，因此，了解并降低光纖的損耗對光纖通信有重大意義。
1影響光纖熔接損耗的主要因素
影響光纖熔接損耗的因素較多，大體可分為光纖本征因素和非本征因素兩類。
1.1本征因素
它是光纖自身因素，主要有4點：光纖模場直徑不一致；2根光纖芯徑失配；纖芯截面不圓；纖芯與包層同心度不佳。其中光纖模場直徑不一致影響最大，按國際電報電話咨詢委員會 (CCITT)建議，單模光纖的容限標準為：模場直徑是（9～10）μm±10％，即容限約±1μm；包層直徑：（125±3）μm；模場同心度誤差≤6％，包層不圓度≤2％。
1.2非本征因素
影響光纖接續損耗的非本征因素，即接續技術。
a.軸心錯位單模光纖纖芯很細，2根對接光纖軸心錯位會影響接續損耗。當錯位1.2μm時，接續損耗達0.5 dB。
b.軸心傾斜當光纖斷面傾斜1°時，約產生0.6 dB的接續損耗，如果要求接續損耗≤0.1 dB，則單模光纖的傾角應≤0.3°。
c.端面分離如果活動連接器的連接不好，很容易產生端面分離，造成連接損耗較大。當熔接機放電電壓較低時，也容易產生端面分離，此情況一般在有拉力測試功能的熔接機中可以發現。
d. 端面質量光纖端面的平整度差時也會產生損耗，甚至氣泡。
e. 光纖物理變形光纖是柔軟的，可以彎曲，可是彎曲到一定程度后，光纖雖然可以導光，但會使光的傳輸途徑改變。由傳輸模轉換為輻射模，使一部分光能滲透到包層中或穿過包層成為輻射模向外泄漏損失掉，從而產生損耗。當彎曲半徑大于5～10 cm時，由彎曲造成的損耗可以忽略。
1.3其他因素的影響
接續人員操作水平、操作步驟、盤纖工藝水平、熔接機中電極清潔程度、熔接參數設置、工作環境清潔程度等均會影響熔接損耗值。
2光纖接續
光纜一經定購，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場施工有關。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。光纜接續是一項細致的工作，特別在端面制備、熔接、盤纖等環節，要求操作者周密考慮，規范操作，努力提高實踐操作技能，才能降低接續損耗，全面提高光纜接續質量。這里將結合實際工作經驗，詳細闡述光纖熔接的操作過程及注意事項。
2.1端面的制備
光纖端面的制備包括剝覆、清潔和切割3個環節。合格的光纖端面是熔接的必要條件，端面質量直接影響到熔接質量。
2.1.1光纖涂層的剝除
光纖是圓柱形介質波導由纖芯、包層、涂層3部分組成。光纖涂層的剝除，要掌握平、穩、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，即剝纖鉗要握得穩；快，即剝纖要快，剝纖鉗應與光纖垂直，上方向內傾斜一定角度，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，整個過程要自然流暢，一氣呵成。
2.1.2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。
2.1.3裸纖的切割
切割是光纖端面制備中最關鍵的部分，精密、優良的切刀是基礎，嚴格、科學的操作規范是保證。操作人員應經過專門訓練，掌握動作要領和操作規范。首先要清潔切刀和調整切刀位置，切刀的擺放要平穩。切割時，動作要自然、平穩，勿重、勿急，避免斷纖、斜角、毛刺、裂痕等不良端面的產生。
裸纖的清潔、切割和熔接的時間應緊密銜接，不可間隔過長，特別是已制備的端面切勿放在空氣中。移動時要輕拿輕放，防止與其它物件擦碰。在接續中，應根據環境，對切刀V形槽、壓板、刀刃進行清潔，謹防端面污染。
2.2光纖熔接
光纖熔接是接續工作的中心環節，因此采用高性能的熔接機以及在熔接過程中科學操作十分必要。熔接前，根據光纖的材料和類型，設置好最佳預熔主熔電流和時間及光纖送入量等關鍵參數。
2.2.1放電試驗
一般自動熔接機的放電條件內存有30種，這對于得到較低的熔接損耗是非常重要的。因此，在熔接作業開始前要做放電試驗。使用前應使熔接機在熔接環境中放置至少15 min，特別是在放置與使用環境差別較大的地方（如冬天的室內與室外），根據當時的氣壓、溫度、濕度等環境情況，重新設置熔接機的放電電壓及放電位置，以及調整V型槽驅動器復位等，使熔接機自動調整到滿足現場實際的放電條件上工作。
2.2.2光纖熔接
在施工中采用的是高精度全自動熔接機，它具有X、Y、Z三維圖像處理技術和自動調整功能，可對欲熔接光纖進行端面檢測、位置設定和光纖對準（多模以包層對準，單模以纖芯對準），具體過程如下。
a.首先將2根同色標、端面制備完畢的光纖放入熔接機的V型槽中，保持15～20μm 距離，蓋好防護蓋。啟動熔接機的自動熔接開關進行熔接。
b.預熱推近。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。
c.熔接。光纖停止移動后，用電弧使接頭熔化連接在一起。放電時間為：多模2～4 s，單模1 s。
熔接過程中還應及時清潔熔接機V形槽、電極、物鏡、熔接室等，隨時觀察熔接中有無氣泡、過細、過粗、虛熔、分離等不良現象，注意OTDR跟蹤監測結果，及時分析產生上述不良現象的原因，采取相應的改進措施。如果多次出現虛熔現象，應檢查熔接的2根光纖的材料、型號是否匹配，切刀和熔接機是否被灰塵污染，并檢查電極氧化狀況，若均無問題，則應適當提高熔接電流。
2.3熔接補強保護
由于光纖在連接時去掉了接頭部位的涂覆層，其機械強度降低，因此，要對接頭部位進行補強。在施工中采用光纖熱縮保護管（熱縮管）來保護光纖接頭部位。熱縮管應在剝覆前穿入，嚴禁在端面制備后穿入。將預先穿置光纖某一端的熱縮管移至光纖接頭處，讓熔接點位于熱縮管中間，輕輕拉直光纖接頭，放入加熱器內加熱。醋酸乙烯（EVA）內管熔化，聚乙烯管收縮后緊套在接續好的光纖上。由于此管內有一根不銹鋼棒，不僅增加了抗拉強度（承受拉力為1 000～2 300 g）。同時也避免了因聚乙烯管的收縮而可能引起接續部位的微彎。
2.4盤纖
盤纖是一門技術，科學的盤纖方法，可使光纖布局合理、附加損耗小、經得住時間和惡劣環境的考驗，且可避免擠壓造成的斷纖現象。盤纖的方法：先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個放置于固定槽中，然后再處理兩側余纖，如個別光纖過長或過短時，可將其放在最后單獨盤繞。
3光纖接續點損耗的測量
光損耗是度量光纖接頭質量的重要指標，使用光時域反射儀（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。
3.1使用OTDR
OTDR原理是：往光纖中傳輸光脈沖時，由于在光纖中散射的微量光，返回光源側后，可以利用時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生不同的后向散射，從而遮蔽接頭的真實損耗。如果從2個方向測量接頭的損耗，并求出這2個結果的平均值，便可消除單向OTDR測量的人為因素誤差。加強OTDR的監測，對確保光纖的熔接質量，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。在整個接續工作中，必須嚴格執行OTDR 4道監測程序：
a.熔接過程中對每一芯光纖進行實時跟蹤監測，檢查每個熔接點的質量。
b.每次盤纖后，對所盤光纖進行例檢以確定盤纖帶來的附加損耗。
c.封接續盒前，對所有光纖進行統測，以查明有無漏測和光纖預留盤間對光纖及接頭有無擠壓。
d.封盒后，對所有光纖進行最后檢測，以檢查封盒是否對光纖有損害。
3.2熔接接頭損耗評估
某些熔接機使用一種光纖成像和測量幾何參數的斷面排列系統，通過從2個垂直方向觀察光纖，計算機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鍵參數，使用這些參數來評價接頭的損耗。依賴于接頭和它的損耗評估算法求得的接續損耗可能與真實的接續損耗有相當大的差異。
4結束語
以上概述了光纖傳輸特點，分析了影響光纖熔接損耗的主要因素、光纖熔接技術實踐經驗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，熔接技術的實踐經驗非常重要。
參考文獻
［1］邱昆.光纖通信導論［M］.成都:電子科技大學出版社，1992.
［2］顧畹儀，李國瑞.光纖通信系統［M］.北京:人民郵電出版社，1989.
作者：陳 磊1,臧玉華2（1.河北省電力公司，河北石家莊050021;2.河北省電力研究院,河北石家莊05 摘自：河北電力技術
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