光缆维修中光纤接续损耗的分析和解决措施

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年3月第9期   作者:徐骏
[导读] 作为数字通信网络中的重要组成部分,光缆的质量直接与数据信号的好坏密切相关
        摘要:作为数字通信网络中的重要组成部分,光缆的质量直接与数据信号的好坏密切相关。本文主要介绍光缆维修中造成光纤接续损耗的常见原因与解决措施,仅供参考。
        关键词:光纤维修;接续损耗分析;解决措施

        科学技术的推动之下,光纤技术逐渐成为人们日常生活中不可或缺的部分。光纤质量轻、传输距离远,为人们构建了良好的网络与通信环境。光纤损耗是光纤传输中的常见问题,会直接影响信号的传播质量。光纤损耗可以划分为两种类型,其一为光纤固有损耗,其二为光纤制成应用过程中的附加损耗,其中附加损耗基本由人为操作引起。光纤的可塑性强,容易受到外力而发生弯曲变形,进而引起附加损耗,当然这种因为外界条件引发的光纤附加损耗是可以规避的。这里主要探讨附加损耗中的典型问题——接续损耗。
1.光缆维修中光纤接续损耗
        光缆传输线路会由于外界条件变化而出现多种问题,比如施工时挖断光缆等,使得光缆的接头由一个变为多个,间接加剧了光纤的接续损耗,而这种接续损耗会直接影响数据网络的传输信号,导致通话质量不佳。可以说,光纤维修中光纤接续损耗是评价通信系统性能的重要参数之一,其损耗值的大小与光纤传输系统直接相关,因而尽可能减少接续损耗的影响力是非常必要的。下面主要分析光缆维修中引起光纤接续损耗的常见原因。
1.1模场直径不匹配
        光缆维修中,使用同一直径的两根光纤的维修效果最好,如果工作人员将两根直径不同的光纤连接在一起,最终会造成更大的接续损耗。现阶段光缆传输系统内的光纤模场直径有两种,分别为w =(8±1 )μm和w =9∽10μm。当模场直径为(8±1 )μm时,对应最大损耗为0.272dB;当模场直径为9∽10μm时,对应的最大损耗为0.047dB,不难发现两根光纤的直径差值与接续损耗的最大值为正相关,当直径差为1μm时,接续损耗最大值为0.047μm。直径差值越大,接续损耗也就越大。
1.2光缆轴心错位
        光缆维修当中有诸多现象会引发光缆轴心错位,比如纤心没有对准、工作人员操作技术不够纯熟等等。依据光缆轴心偏移情况与接续损耗之间的关系,可以肯定的是2μm的轴心错位会导致0.5dB的接续损耗。
1.3光纤端面倾斜
    使用相同芯径的光纤进行接续处理时,光纤端面的倾斜角度也会影响接续效果。导致光纤端面出现倾斜度的主要原因为工作人员的操作问题,比如人员工作经验不足,或身体健康状态不佳,在切割纤芯时导致其出现一定的倾斜角度。倾斜角度与光纤接续损耗间的换算关系为:损耗=1.3*10-2(折射率*光纤直径*轴心弯曲程度/波长)2dB。根据公式,当轴心的弯曲程度增大时,接续损耗也会逐渐增大,而适当减小弯曲角度则能有效控制接续损耗。
1.4光纤端面污染
        光纤端面污染大都由人为作用引起,是可以得到控制的。常见的发生原因即维修场地脏乱、刀片仪器不整洁以及端面接触其他杂质等。当光纤端面被污染之后,可能会引发以下两个问题:其一,端面污染物随熔接作用而受热气化,接头内产生一定量的气泡,加剧接头损耗。

其二,端面污染物没有因为熔接而完全燃烧,少部分污染物以原始形态遗留在光缆的接头中,当光缆传输数据信号时发生光的散射。基于此,在进行熔接操作之前,工作人员需要打扫现场环境,尽可能使用高浓度酒精将光纤端面擦拭干净,防止其他物质污染光纤端面,进而引起持续损耗。
1.5光纤芯径不同
        光纤芯径不同,光缆维修中的光纤接续损耗程度也是不同的。通常情况下,接续操作应用的两种光纤芯径若相差10%,传输时造成的损耗为0.01dB;若芯径差异增长至20%,损耗增加到0.03dB。为了有效提升光纤接续的质量与效率,工作人员应该使用同种型号、同种芯径的光缆。
2.光缆维修中光纤接续损耗的解决措施
        光缆维修过程中,工作人员可以采取下列几种措施来减少光纤接续损耗:
    第一,在光缆维修施工中,注意查看光缆是否打圈或者扭曲,尽可能采取有效措施来避免光纤芯受损。同时关注配盘过程,尽量以整盘进行接续操作,减少接头的数量。另外严格按照缆盘编号布放光缆。
    第二,一条线路上采用同一批次的光纤,而对于同一批次的光纤,需要注意模场直径一致,如果光纤在某一点断开,左右两端的模场依然可以被视为同一种。与此同时,依据接续要求,光缆维修过程中使用同一厂家生产的同型号光缆。
         第三,切割光纤时,推荐应用玻璃的特性。比如切割玻璃时,其表面会产生伤痕,但其受到外力作用时,原本斑驳的伤痕表面会逐渐变得平整。为此,工作人员应先使用工具划伤光纤,然后将光纤弯曲,加大外力时使光纤被切断。这种操作方式利于减少端面角度,获得良好的光纤端面。
         第四,严格按照操作规范接续光纤。对准两根光纤的轴心,防止出现轴心错位的问题。当然工作人员可以充分发挥轴心微调装置来调节轴心,直至光纤的耦合状态达到最佳,才能进入放电熔接阶段。
         第五,注意清洁光纤接续的外界环境,远离多尘、潮湿的露天环境,防止光纤接头自身带有污染物或者受潮。同时完全清除光纤接续部位、接续工具与接续材料上沾染的杂质,切割之后光纤不能长时间暴露于空气当中。
         第六,正确使用熔接机。依据光纤接续的实际需求设置对应的熔接参数,保障预放电、主放电的电流与时间符合要求。如果光缆维修的环境差别较大,应先核查施工现场的环境,包括气压、温度和湿度等,然后有针对性的设置熔接电压等数据。
         第七,工作人员的接续操作水平对接续损耗起到了决定性作用,对此需要派遣有丰富工作经验的人员进行光纤继续与测试,加强人员管理,促使工作人员按照要求有序执行接续操作。
3.结语
         随着时代的发展,人们迎来了信息时代。光纤作为数据信息传输的重要载体,光纤损耗问题的控制质量不容忽视,对此应加大光纤的检测力度,明确造成光纤损耗的原因,及时对损耗过大的光纤进行维修与更换。维修过程中,需要注意模场直径、光缆轴心以及光纤端面的清洁程度、倾斜程度等,并尽可能将多种因素控制到位,削弱光纤损耗的不良影响,让光纤得到更好的应用。
         
参考文献
[1]宋文学. 浅析光纤损耗原因及应对策略[J]. 西部广播电视,2020(11):249-250.
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