如何減少光纖在應(yīng)用中的損耗？

    光纖的傳輸損耗特性是決定光網(wǎng)絡(luò)傳輸距離、傳輸穩(wěn)定性和可靠性的最重要因素之一。光纖傳輸損耗的產(chǎn)生原因是多方面的，在光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)中，最值得關(guān)注的是光纖使用中引起傳輸損耗的原因以及如何減少這些損耗。光纖使用中引起的傳輸損耗主要有接續(xù)損耗（光纖的固有損耗、熔接損耗和活動(dòng)接頭損耗）和非接續(xù)損耗（彎曲損耗和其它施工因素和應(yīng)用環(huán)境所造成的損耗）兩類(lèi)。   

    1、接續(xù)損耗及其解決方案   

    1.1接續(xù)損耗   

     光纖的接續(xù)損耗主要包括：光纖本征因素造成的固有損耗和非本征因素造成的熔接損耗及活動(dòng)接頭損耗三種。   

    （1） 光纖固有損耗 主要源于光纖模場(chǎng)直徑不一致；光纖芯徑失配；纖芯截面不圓；纖芯與包層同心度不佳四點(diǎn)；其中影響最大的是模場(chǎng)直徑不一致。   

    （2）熔接損耗 非本征因素的熔接損耗主要由軸向錯(cuò)位；軸心（折角）傾斜；端面分離（間隙）；光纖端面不完整；折射率差；光纖端面不清潔以及接續(xù)人員操作水平、操作步驟、熔接機(jī)電極清潔程度、熔接參數(shù)設(shè)置、工作環(huán)境清潔程度等其他因素造成。   

    （3）活動(dòng)接頭損耗 非本征因素的活動(dòng)接頭損耗主要由活動(dòng)連接器質(zhì)量差、接觸不良、不清潔以及與熔接損耗相同的一些因素（如軸向錯(cuò)位、端面間隙、折角、折射率差等）造成。   

     1.2解決接續(xù)損耗的方案   

    （1）工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)工作中應(yīng)選用特性一致的優(yōu)質(zhì)光纖 一條線路上盡量采用同一批次的優(yōu)質(zhì)名牌裸纖，以求光纖的特性盡量匹配，使模場(chǎng)直徑對(duì)光纖熔接損耗的影響降到最低程度。   

    （2）光纜施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程和要求進(jìn)行   

    配盤(pán)時(shí)盡量做到整盤(pán)配置（單盤(pán)≥500米），以盡量減少接頭數(shù)量。敷設(shè)時(shí)嚴(yán)格按纜盤(pán)編號(hào)和端別順序布放，使損耗值達(dá)到最小。   

    （3）挑選經(jīng)驗(yàn)豐富訓(xùn)練有素的接續(xù)人員進(jìn)行接續(xù)和測(cè)試   

接續(xù)人員的水平直接影響接續(xù)損耗的大小，接續(xù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照光纖熔接工藝流程進(jìn)行接續(xù)，嚴(yán)格控制接頭損耗，熔接過(guò)程中時(shí)刻使用光域反射儀（OTDR）進(jìn)行監(jiān)測(cè)（接續(xù)損耗≤0.08dB/個(gè)），不符合要求的應(yīng)重新熔接。使用光時(shí)域反射儀（OTDR）時(shí)，應(yīng)從兩個(gè)方向測(cè)量接頭的損耗，并求出這兩個(gè)結(jié)果的平均值，消除單向OTDR測(cè)量的人為因素誤差。  

    （4）保證接續(xù)環(huán)境符合要求   

    嚴(yán)禁在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，光纜接續(xù)部位及工具、材料應(yīng)保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準(zhǔn)備切割的光纖必須清潔，不得有污物。切割后光纖不得在空氣中暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)尤其是在多塵潮濕的環(huán)境中。接續(xù)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，應(yīng)采取必要的升溫措施。  

    （5）制備完善的光纖端面   

    光纖端面的制備是光纖接續(xù)最為關(guān)鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續(xù)損耗的重要原因之一。優(yōu)質(zhì)的端面應(yīng)平整，無(wú)毛刺、無(wú)缺損，且與軸線垂直，光纖端面的軸線傾角應(yīng)小于0.3度，呈現(xiàn)一個(gè)光滑平整的鏡面，且保持清潔，避免灰塵污染。應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的切割刀，并正確使用切割刀切割光纖。裸纖的清潔、切割和熔接應(yīng)緊密銜接，不可間隔過(guò)長(zhǎng)。移動(dòng)光纖時(shí)要輕拿輕放，防止與其他物件擦碰而損傷光纖端面。

    （6）正確使用熔接機(jī)   

    正確使用熔接機(jī)是降低光纖接續(xù)損耗的重要保證和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。  

    ①應(yīng)嚴(yán)格按照熔接機(jī)的操作說(shuō)明和操作流程，正確操作熔接機(jī)。  

    ②合理放置光纖，將光纖放置到熔接機(jī)的V型槽中時(shí)，動(dòng)作要輕巧。這是因?yàn)閷?duì)纖芯直徑為10 nm的單模光纖而言，若要熔接損耗小于0.1dB，則光纖軸線的徑向偏移要小于0.8nm。  

    ③根據(jù)光纖類(lèi)型正確合理地設(shè)置熔接參數(shù)（預(yù)放電電流、時(shí)間及主放電電流、主放電時(shí)間等）。  

    （2）其它施工因素和應(yīng)用環(huán)境造成的損耗   

    ①不規(guī)范的光纜上架引起的損耗。層絞式松套結(jié)構(gòu)光纜容易產(chǎn)生此類(lèi)損耗，原因在于，其一是光纜上架處多根松套管相互扭絞；其二是使用扎帶將松套管綁扎到接頭盒的容纖盤(pán)卡口時(shí)，使松套管出現(xiàn)急彎；其三是光纜上架時(shí)金屬加強(qiáng)構(gòu)件與光纖松套管出現(xiàn)上下錯(cuò)位。這些因素會(huì)引起損耗增大。   

    ②熱縮不良的熱熔保護(hù)引起的損耗。原因主要有，其一是熱熔保護(hù)管自身的質(zhì)量問(wèn)題，熱熔后出現(xiàn)扭曲，產(chǎn)生氣泡；其二是熔接機(jī)的加熱器加熱時(shí)，加熱參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，造成熱熔保護(hù)管變形或產(chǎn)生氣泡；其三是熱縮管不干凈、有灰塵或沙礫，熱熔時(shí)對(duì)接續(xù)點(diǎn)有損傷，引起損耗增大。   

    ③直埋光纜不規(guī)范施工引起的損耗。原因在于，其一是光纜埋深不夠，受到載重物體碾壓后受損；其二是光纜路由選擇不當(dāng)，因環(huán)境和地形變化使光纜受到超出其容許負(fù)荷范圍的外力；其三是光纜溝底不平，光纜出現(xiàn)拱起、掛起現(xiàn)象，回填后有殘余應(yīng)力；其四是其它原因造成光纜外護(hù)層受損傷而進(jìn)水，造成氫損。   

    ④架空光纜不規(guī)范施工引起的損耗。原因主要有，其一是在光纜敷設(shè)施工中，光纜打小圈、彎折、扭曲及打背扣，牽引時(shí)猛拉、出現(xiàn)浪涌，瞬間最大牽引力過(guò)大；其二是光纜掛鉤使用不當(dāng)，卡掛方向不一致出現(xiàn)蛇行彎，間隔過(guò)于稀疏，光纜因垂度過(guò)大而受力；其三是盤(pán)留于桿上的光纜未固定牢固，光纜受到長(zhǎng)期外力和短期沖擊力而遭到損傷；其四是光纜布防太緊，沒(méi)考慮光纜的自然伸長(zhǎng)率；其五是其它原因造成光纜外護(hù)層受損傷而進(jìn)水，造成氫損。   

   ⑤管道光纜不規(guī)范施工引起的損耗。原因在于，其一是光纜采用網(wǎng)套法布防時(shí)，牽引速度控制不好，光纜出現(xiàn)打背扣、浪涌；其二是穿放光纜時(shí)，沒(méi)有布防塑料子管，光纜被擦傷；其三是其它原因造成光纜外護(hù)層受損傷而進(jìn)水，造成氫損。   

   ⑥機(jī)房、設(shè)備內(nèi)尾纖和光纖跳線綁扎、盤(pán)繞不規(guī)范，出現(xiàn)交叉纏繞等現(xiàn)象造成損耗。   

   ⑦光纜接頭盒質(zhì)量不良，接頭盒封裝、安裝不規(guī)范，因外界作用造成接頭盒受到損傷等，造成進(jìn)水而出現(xiàn)氫損。   

   ⑧光纜在架設(shè)過(guò)程中的拉伸變形，接續(xù)盒中夾固光纜壓力太大，容纖盤(pán)中熱熔管卡壓過(guò)緊，容纖盤(pán)中光纖盤(pán)繞不規(guī)范等引起的損耗。

   2.2解決非接續(xù)損耗的方案  

   （1）工程查勘設(shè)計(jì)、施工中，應(yīng)選擇最佳路由和線路敷設(shè)方式。  

    （2）組建、選擇一支高素質(zhì)的施工隊(duì)伍，保證施工質(zhì)量，這一點(diǎn)至關(guān)重要，任何施工中的疏忽都有可能造成光纖損耗增大。  

    （3）設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)中，積極采取切實(shí)有效的光纜線路 “四防”措施（防雷、防電、防蝕、防機(jī)械損傷），加強(qiáng)防護(hù)工作。  

    （4）使用支架托起纜盤(pán)布放光纜，不要把纜盤(pán)放倒后采用類(lèi)似從線軸上放的辦法布放光纜，不要讓光纜受到扭力。光纜布放時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一指揮，加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)，要采用科學(xué)合理的牽引方法。布防速度不應(yīng)過(guò)快；連續(xù)布防長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，必要時(shí)應(yīng)采用倒“8”字，從中間向兩頭布放。在拐彎處等有可能損傷光纜的地方一定要小心并采取必要的保護(hù)手段。遇到在鬧市區(qū)布放光纜等需要臨時(shí)盤(pán)放光纜的情況時(shí)，使用8字形盤(pán)留，不讓光纜受到扭力。   

    （5）光纜布放時(shí)，必須注意允許的額定拉力和彎曲半徑的限制，在光纜敷設(shè)施工中，嚴(yán)禁光纜打小圈及彎折、扭曲，防止打背扣和浪涌現(xiàn)象。牽引力不超過(guò)光纜允許的80％，瞬間最大牽引力不超過(guò)100％，牽引力應(yīng)加在光纜的加強(qiáng)件上，特別注意不能猛拉和發(fā)生扭結(jié)現(xiàn)象。光纜轉(zhuǎn)彎時(shí)彎曲半徑應(yīng)不小于光纜外徑的15～20倍。  

    （6）不要使用劣質(zhì)的，尤其是已經(jīng)彎曲變形的熱縮套管，這樣的套管在熱縮時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，施加在光纖上使損耗增加。攜帶、存放套管時(shí)，注意清潔，不要讓異物進(jìn)入套管。  

    （7）在接續(xù)操作時(shí)，要根據(jù)收容盤(pán)的尺寸決定開(kāi)剝長(zhǎng)度，盡量開(kāi)剝長(zhǎng)一些，使光纖較從容的盤(pán)繞在收盤(pán)內(nèi)（盤(pán)留長(zhǎng)度為60～100cm）。應(yīng)該重視熔接后光纖的收容（光纖的盤(pán)纖和固定），盤(pán)纖時(shí)，盤(pán)圈的半徑越大，弧度越大，整個(gè)線路的損耗越小，所以一定要保持一定的半徑（R≥40mm），避免產(chǎn)生不必要的損耗，大芯數(shù)光纜接續(xù)的關(guān)鍵在收容。接續(xù)操作時(shí)，開(kāi)纜刀切入光纜的深度要把握好，不要把松套管壓扁使光纖受力。采用合格接頭材料并按照規(guī)范和操作要求，正確封裝、安裝接頭盒。  

    （8）機(jī)房?jī)?nèi)盡量整潔，尾纖應(yīng)該有圈繞帶保護(hù)，或單獨(dú)給尾纖使用一個(gè)線，不使尾纖之間或與其他連線之間交叉纏繞，也盡量不要把尾纖（即使是臨時(shí)使用）放在腳可以踩到的地方。光纜終端時(shí)注意避免跳線在走線中出現(xiàn)直角，特別是不應(yīng)用塑料帶將跳線扎成為直角，否則光纖因長(zhǎng)期受應(yīng)力影響引起損耗增大。跳線在拐彎時(shí)應(yīng)走曲線，彎曲半徑應(yīng)不小于40ｍｍ。布放中要保證跳線不受力、不受壓，以避免跳線長(zhǎng)期的應(yīng)力疲勞。光纖成端操作（ODF）時(shí)，不要將尾纖捆扎太緊。  

    （9）加強(qiáng)光纜線路的日常維護(hù)和技術(shù)維修工作。   

光纖入戶（FTTH）是信息時(shí)代發(fā)展的必然，光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是數(shù)字地球的明天。伴隨著各級(jí)各類(lèi)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的大量建設(shè)和運(yùn)行，正視和解決光纖使用中引起的傳輸損耗問(wèn)題必將在光纖通信工程設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)中極大地改善和優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。