降低光纤接头熔接损耗的方法

作者：四川灼识科技

欢迎访问e展厅 展厅 14 电线电缆/光纤展厅 电线, 电源线, 端子线, 线束, 同轴电缆, ... 1光纤接头馆接损耗的概念 灼识光纤熔接是用全自动的专用设备——熔接器（Fusion Splitter）将两段光缆中需要连接的光纤分别——连接起来，熔接时采用短暂电弧烧熔两根光纤端面使之连成 一体，这种连接方法接头体积小、机械强度高、光纤接续后性能稳定，因而应用广泛。 光纤接续后光线传输到接头处会产生一定的损耗量称之为熔接损耗或接续损耗。由于光纤接续质量影响光纤线路传输损耗的客限、光纤线路无中继放大传输距离等参数， 因此要求光纤接头处的熔接损耗尽可能小，以确保光纤CATV信号的传输质量。 目前，多数熔接法可以做到使熔接损耗子均小于0.1dB，甚至可以达到小于0.05dB的水平，对具体的光纤CATV工程而言，可根据具体情况如光纤线路中继段长度、光 设备发射功率与接收灵敏度及系统格量等确定每个光纤接头处允许的熔接损耗值，将 其作为熔接损耗指标在有关技术文件中加以明确规定。光纤CATV传输线路上每个中继 段的线路传输损耗也应有明确规定，因为光纤接头全部熔接完毕后衡量光纤线路传输 质量的指标是光纤线路的传输损耗，目前要求这项指标在0.25dB/km以下（含熔接损 耗）。由于光纤CATV的传输网络的发展方向是宽带数据业务网，因而对光纤接头的熔 接损耗及光纤线路的传输损耗应有较高要求，特别是一些光纤CATV干线网，如全长18 00km多连接全省13个省辖市呈双环型结构以传输广播电视节目为主要业务的江苏广播 电视光缆传输省干线网，要求在1550nm窗口的光纤线路传输损耗不得超过0.23dB／km， 光纤接头的熔接损耗值目前最大不得超过0.06dB。 2 光纤接头熔接损耗的测量 测量光纤接头熔接损耗需用光时域反射仪（Optical Time Domain Reflectometer， OTDR），这种仪器采用后向散射法来测量光纤接头处的熔接损耗值。熔接机上虽也显 示熔接损耗值，但因其是采用光纤芯轴直视法进行局部监视测得的，仅在非常理想的 状态下才反映实际的熔接损耗，故一般仅供参考用。由于光纤的折射率、芯径、模场 直径及瑞利散射系数的不同，所以从光纤接头两端分别测量熔接损耗得到的两个方向 的熔接损耗测量值是不同的且相差较大，故GB／T15972－1995《光纤技术规范》附录 A《光纤后向散射功率曲线分析》规定，熔接损耗的测量应分别从光纤接头的两端进行 测量，亦即双向测量，取两个方向测量值代数和的平均值作为该接头处熔接损耗值； 由于被接续的两根光纤散射性能的差异，OTDR测得光纤接头的熔接损耗值可能为正值 也可能为负值，对熔接损耗为负值的光纤接头可认为熔接合格，一般不重新熔接；熔 接时每个接头的熔接损耗的OTDR测量值一般应小于熔接损耗所要求的指标值的1／2－ 2／3，如指标要求小于0.1dB，则单向测量值一般应小于0.05－0.06dB。 测量熔接损耗的方法一般有远端监测法，即置于机房内的OTDR通过带连接器的尾 纤与被测光缆相连，光纤接续点不断向前移动，而OTDR始终在机房内对接续点进行质 量监视和熔接损耗测量，其优点是测量偏差小，缺点是只能单向测量，适用于模场直 径一致性较好的光纤。近端监测法即OTDR始终在接续点前边距接续处一个光缆盘长，缺点是OTDR需不断向前移动，影响仪器的使用，优点是OTDR的测量范围不要求太大。 上述两种方法测得的熔接损耗值均是单向测量值，在光纤接头全部熔接完毕后再从光 纤线路的另一端依次测量各个光纤接头的熔接损耗值，然后将每个接头的两个方向的 测量值相加取平均值作为该接头的熔接损耗。远端环回双向监测法即是将光线内的光 纤临时作环接构成回路，从而可对光纤接头进行双向测量，避免了单向测量不能及时 获得熔接损耗值的缺点，这种测量方法要求OTDR的仪器测量距离范围要大，但因测量 方法过于复杂因而只适用于12芯以下的光缆。对光纤CATV工程而言一般可采用远端监 测法，前提是接续处两根光纤的模场直径必须一致。 3 影响光纤接头熔接损耗的主要因素 光纤熔接损耗的影响因素可分为本征因素和非本征因素。本征因素是指光纤自身 的一些因素，诸如两根光纤的模场直径不一致，光纤芯径失配，纤芯截面不圆，纤芯 与包层同心度不佳等，其中模场直径不一致对光纤接头熔接损耗的影响较大，国际电报电话咨询委员会（CCITT）的G652标准规定1310nm窗口的模场直径标称值在9－10pm 内，偏差不得超过标称值的10％，在此容差范围内一根模场直径为11pm的光纤与另一 根模场直径为9pm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0.17dB，在实际接续中则更高。非本征因素则是指各种人为因素及仪器设备 等因素对熔接损耗的影响，如：熔接时光纤未对准，使两根光纤纤芯的轴线径向偏移 达2Pm时熔接损耗的理论值可达到0.74dB；两根光纤轴向倾斜在倾斜角达1度时熔接损 耗的理论值可达到O.46 dB；光纤端面切割倾斜角之和达1度时光纤熔接的理论值达0.21 dB；接续者的操作水平也影响熔接损耗，有资料介绍同样的仪器设备由不同的人操作， 10个熔接点的总损耗差值最高可达0.32dB；此外，接线包中光纤的盘绕、预留光缆的 盘绕、熔接机的熔接参数设置和放电电极的清洁状况，以及接续工作环境是否洁净等 对光纤熔接损耗均有不同程度的影响。 4降低光纤接头熔接损耗的方法 影响光纤接头熔接损耗的因素较多，只有消除各种不良因素的影响才能从根本上 降低光纤接头的熔接损耗，从而减小光纤CATV线路传输损耗。根据笔者实践及有关资 料介绍，建议可采取如下措施来降低光纤接头的熔接损耗。 （1）光纤在某点断开后断开处的模场直径是相同的，因而在断开处熔接可使光纤 模场直径对熔接损耗的影响最小，所以必须要求光缆生产厂家选用同一生产批次的优 质名牌裸光纤按订货长度连续生产，根据规定的盘长将光缆依此断开绕盘，对绕好的 缆盘连续编号并分清A，B端（断开处在前一盘上若为B端则在紧连的后一揽盘上就为A 端），不得跳号或错乱，敷设时按确定的路由根据统盘的编号顺序依次布放且前一盘 缆的B端要和后一盘绕的A端相连，从而保证能在断开处熔接光纤，避免了因光纤模场 直径不一致而导致光纤接头熔接损耗偏大的缺点。 （2）敷设光缆时必须采用牵引速度木大于20m／min的无级调速的机械牵引法，牵 引力不得超过光缆允许张力的80％，瞬间最大牵引力不超过100％，牵引力必须施加在 光缆中的加强件上，架设后光缆受到最大负载时产生的伸长率应小于0.2％，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，光缆必须从统盘上方放出并保持松驰弧形且无扭转、严禁打小 圈弯折扭曲等，从而尽可能地降低光缆中光纤受损伤的几率，避免因光缆端部的光纤 受损伤而使接头熔接损耗增大。 （3）应有训练有素的接续施工人员来完成光纤的接续工作，要严格接续工艺流程 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从新熔接，反复熔接 的次数以3－4次为宜，连续熔接3次后仍改善不大时，在排除熔接机原因后一般只要达 到3次熔接中的最低值即可，不要反复熔接以免过多消耗光纤给盘纤带来不良影响。盘 绕在接线包储纤盘上的光纤余长应不小于60cm，盘绕的圆圈半径要尽可能大，接续时 若同一根光纤上前一个接头的熔接损耗为负值，则紧接着的后边一个接头的熔接损耗 值可大些，若前边接头的熔接损耗值较大，则紧接着的后边一个接头的熔接损耗值须 较小或为负值，为避免光缆端部的光纤受损而影响熔接损耗，在做光缆熔接准备工作 时可把光缆头部多截去一些。 （4）接续光纤须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不得有污物，且木宜长时间暴露在 空气中更不能让其受潮。光纤的断面切割要整齐，且两个断面相互间倾斜角要小于0.3 度。将光纤放置到熔接机的V型槽中时动作要轻巧，这是因为对纤芯直径10 Pm的单模 光纤而言，若要熔接损耗小于0.1dB，则光纤轴线的径向偏移要小于0.8 Pm。 （5）光缆进人接线包的两端必须固定牢靠，以免挂放接线包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。在熔接施工中常发现熔接时，在1550 nm窗口下测得的熔接损耗值符合要求，但封好接线包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，须重新盘绕光纤余长，若偏大则是熔接问题，须重新熔接，为 避免这种现象，须用不干胶带将光纤接头和光纤余长牢固地固定在储纤盘板上。接线 包两侧的光缆余长的盘绕直径直控制在40cm左右，不宜太小，以免统中光纤因过分扭 曲而受损。 （6）熔接机及切割刀具等对光纤熔接损耗也有较大影响，熔接时要根据光纤类型 正确合理地设置熔接参数，诸如预熔电流、预熔时间及主熔电流、主熔时间等。熔接 时应及时除去熔接机V型槽内以及切割刀具中的光纤碎末和粉尘。灼识熔接机使用完毕后须 除去机器外壳上的灰尘，若在潮湿环境中使用还须对其做防潮处理。四川灼识熔接机电极的使 用寿命一般约2000次，要求每放电熔接20次后须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次左右后放电清洗一次，工作条件较差时可熔 接30－40次后放电清洗一次，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一次，若多次清洗 后放电电流仍偏大，则须重新更换电极；此外，就是要挑选防尘能力强适合在野外作 业的熔接机来熔接光纤。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (10/9/2013)