如何解決光纖在應用中的損耗
發布時間:2008-10-25
中心論題:
- 光纖的傳輸損耗特性是決定光網絡傳輸距離、傳輸穩定性和可靠性的重要因素
- 光纖使用中引起的傳輸損耗主要有接續損耗和非接續損耗兩類
解決方案:
- 解決接續損耗要注意選用特性一致的優質光纖,施工時嚴格按照要求進行,製備完善的光纖端麵,正確使用熔接機等等方麵
- 解決非接續損耗要在設計施工中注意選擇最佳敷設方式,采取切實有效的防護措施並注意施工要求等
- 針對不同原因的損耗要仔細分析采用不同的方式來解決避免
光纖的傳輸損耗特性是決定光網絡傳輸距離、傳(chuan)輸(shu)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)最(zui)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)之(zhi)一(yi)。光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗(hao)的(de)產(chan)生(sheng)原(yuan)因(yin)是(shi)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de),在(zai)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)的(de)建(jian)設(she)和(he)維(wei)護(hu)中(zhong),最(zui)值(zhi)得(de)關(guan)注(zhu)的(de)是(shi)光(guang)纖(xian)使(shi)用(yong)中(zhong)引(yin)起(qi)傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗(hao)的(de)原(yuan)因(yin)以(yi)及(ji)如(ru)何(he)減(jian)少(shao)這(zhe)些(xie)損(sun)耗(hao)。光(guang)纖(xian)使(shi)用(yong)中(zhong)引(yin)起(qi)的(de)傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗(hao)主(zhu)要(yao)有(you)接(jie)續(xu)損(sun)耗(hao)(光纖的固有損耗、熔接損耗和活動接頭損耗)和非接續損耗(彎曲損耗和其它施工因素和應用環境所造成的損耗)兩類。
接續損耗及其解決方案
接續損耗
光纖的接續損耗主要包括: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接頭損耗三種。
- 光纖固有損耗 主要源於光纖模場直徑不一致;光纖芯徑失配;纖芯截麵不圓;纖芯與包層同心度不佳四點;其中影響最大的是模場直徑不一致。
- 熔接損耗 非本征因素的熔接損耗主要由軸向錯位;軸心(折角)傾斜;端麵分離(間隙);光纖端麵不完整;折射率差;光纖端麵不清潔以及接續人員操作水平、操作步驟、熔接機電極清潔程度、熔接參數設置、工作環境清潔程度等其他因素造成。
- 活動接頭損耗 非本征因素的活動接頭損耗主要由活動連接器質量差、接觸不良、不清潔以及與熔接損耗相同的一些因素(如軸向錯位、端麵間隙、折角、折射率差等)造成。
解決接續損耗的方案
- 工程設計、施工和維護工作中應選用特性一致的優質光纖 一條線路上盡量采用同一批次的優質名牌裸纖,以求光纖的特性盡量匹配,使模場直徑對光纖熔接損耗的影響降到最低程度。
- 光纜施工時應嚴格按規程和要求進行 配盤時盡量做到整盤配置(單盤≥500米),以盡量減少接頭數量。敷設時嚴格按纜盤編號和端別順序布放,使損耗值達到最小。
- 挑選經驗豐富訓練有素的接續人員進行接續和測試 jiexurenyuandeshuipingzhijieyingxiangjiexusunhaodedaxiao,jiexurenyuanyingyangeanzhaoguangxianrongjiegongyiliuchengjinxingjiexu,yangekongzhijietousunhao,rongjieguochengzhongshikeshiyongguangyufansheyi(OTDR)進行監測(接續損耗≤0.08dB/個),不符合要求的應重新熔接。使用光時域反射儀(OTDR)時,應從兩個方向測量接頭的損耗,並求出這兩個結果的平均值,消除單向OTDR測量的人為因素誤差。
- 保證接續環境符合要求 嚴禁在多塵及潮濕的環境中露天操作,光纜接續部位及工具、cailiaoyingbaochiqingjie,buderangguangxianjietoushouchao,zhunbeiqiegedeguangxianbixuqingjie,budeyouwuwu。qiegehouguangxianbudezaikongqizhongbaolushijianguochangyouqishizaiduochenchaoshidehuanjingzhong。jiexuhuanjingwenduguodishi,yingcaiqubiyaodeshengwencuoshi。
- 製備完善的光纖端麵 光纖端麵的製備是光纖接續最為關鍵的工序。光纖端麵的完善與否是決定光纖接續損耗的重要原因之一。優質的端麵應平整,無毛刺、無缺損,且與軸線垂直,光纖端麵的軸線傾角應小於0.3度,呈現一個光滑平整的鏡麵,且保持清潔,避免灰塵汙染。應選用優質的切割刀,並正確使用切割刀切割光纖。裸纖的清潔、切割和熔接應緊密銜接,不可間隔過長。移動光纖時要輕拿輕放,防止與其他物件擦碰而損傷光纖端麵。
- 正確使用熔接機 正確使用熔接機是降低光纖接續損耗的重要保證和關鍵環節。
a.應嚴格按照熔接機的操作說明和操作流程,正確操作熔接機。
b.合理放置光纖,將光纖放置到熔接機的V型槽中時,動作要輕巧。這是因為對纖芯直徑為10 nm的單模光纖而言,若要熔接損耗小於0.1dB,則光纖軸線的徑向偏移要小於0.8nm。
c.根據光纖類型正確合理地設置熔接參數(預放電電流、時間及主放電電流、主放電時間等)。
d.在使用中和使用後應及時去除熔接機中的灰塵(特別是夾具、各鏡麵和v型槽內的粉塵和光纖碎末)。
e.熔接機電極的使用壽命一般約2000次ci,使shi用yong時shi間jian較jiao長chang後hou電dian極ji會hui被bei氧yang化hua,導dao致zhi放fang電dian電dian流liu偏pian大da而er使shi熔rong接jie損sun耗hao值zhi增zeng加jia。此ci時shi可ke拆chai下xia電dian極ji,用yong蘸zhan酒jiu精jing的de醫yi用yong脫tuo脂zhi棉mian輕qing輕qing擦ca拭shi後hou再zai裝zhuang到dao熔rong接jie機ji上shang,並bing放fang電dian清qing洗xi一yi次ci。若ruo多duo次ci清qing洗xi後hou放fang電dian電dian流liu仍reng偏pian大da,則ze須xu重zhong新xin更geng換huan電dian極ji。 - 盡量選用優質合格的活動連接器 保證連接器性能指標符合相關規定活動接頭的插入損耗應控製在0.3 dB/個以下(甚至更低),附加損耗不大於0.2 dB/個。
- 活動接頭應接插良好、耦合緊密,防止漏光現象
- 保證活動連接器清潔 施工、維護中應注意清洗插頭和適配器(法蘭盤)並保證機房和設備環境的清潔,嚴防插頭和適配器(法蘭盤)有汙物和灰塵,盡量減少散射損耗。
非接續損耗及其解決方案
非接續損耗
光纖使用中引起的非接續損耗主要有彎曲損耗和其它施工因素及應用環境造成的損耗。
- 彎曲造成的輻射損耗 當dang光guang纖xian受shou到dao很hen大da的de彎wan折zhe,彎wan曲qu半ban徑jing與yu其qi纖xian芯xin直zhi徑jing具ju有you可ke比bi性xing時shi,它ta的de傳chuan輸shu特te性xing會hui發fa生sheng變bian化hua。大da量liang的de傳chuan導dao模mo被bei轉zhuan化hua成cheng輻fu射she模mo,不bu再zai繼ji續xu傳chuan輸shu,而er是shi進jin入ru包bao層ceng被bei塗tu覆fu層ceng或huo包bao層ceng吸xi收shou,從cong而er引yin起qi光guang纖xian的de附fu加jia損sun耗hao。光guang纖xian的de彎wan曲qu損sun耗hao有you宏hong彎wan曲qu損sun耗hao和he微wei彎wan曲qu損sun耗hao兩liang種zhong類lei型xing。
a.宏彎損耗 光纖的曲率半徑比光纖直徑大的多的彎曲(宏彎)引起的附加損耗,主要原因有:路由轉彎和敷設中的彎曲;光纖光纜的各種預留造成的彎曲(預留圈、各種拿彎、自然彎曲);接頭盒中光纖的盤留、機房及設備內尾纖的盤繞等。
b.微彎損耗 光纖軸產生μm級的彎曲(微彎)引起的附加損耗,主要原因有:光纖成纜時,支承表麵微小的不規則引起各部分應力不均勻而形成的隨機性微彎;纖芯與包層的分界麵不光滑形成的微彎;光纜敷設時,各處張力不均勻而形成的微彎;光纖受到的側壓力不均勻而形成的微彎;光纖遇到溫度變化,因熱脹冷縮形成的微彎。 - 其它施工因素和應用環境造成的損耗
a.不規範的光纜上架引起的損耗。層絞式鬆套結構光纜容易產生此類損耗,原因在於,其一是光纜上架處多根鬆套管相互扭絞;其二是使用紮帶將鬆套管綁紮到接頭盒的容纖盤卡口時,使鬆套管出現急彎;其三是光纜上架時金屬加強構件與光纖鬆套管出現上下錯位。這些因素會引起損耗增大。
b.熱縮不良的熱熔保護引起的損耗。原因主要有,其一是熱熔保護管自身的質量問題,熱熔後出現扭曲,產生氣泡;其二是熔接機的加熱器加熱時,加熱參數設置不當,造成熱熔保護管變形或產生氣泡;其三是熱縮管不幹淨、有灰塵或沙礫,熱熔時對接續點有損傷,引起損耗增大。
c.直埋光纜不規範施工引起的損耗。原因在於,其一是光纜埋深不夠,受到載重物體碾壓後受損;其二是光纜路由選擇不當,因環境和地形變化使光纜受到超出其容許負荷範圍的外力;其三是光纜溝底不平,光纜出現拱起、掛起現象,回填後有殘餘應力;其四是其它原因造成光纜外護層受損傷而進水,造成氫損。
d.架空光纜不規範施工引起的損耗。原因主要有,其一是在光纜敷設施工中,光纜打小圈、彎折、扭曲及打背扣,牽引時猛拉、出現浪湧,瞬間最大牽引力過大;其二是光纜掛鉤使用不當,卡掛方向不一致出現蛇行彎,間隔過於稀疏,光纜因垂度過大而受力;其三是盤留於杆上的光纜未固定牢固,光纜受到長期外力和短期衝擊力而遭到損傷;其四是光纜布防太緊,沒考慮光纜的自然伸長率;其五是其它原因造成光纜外護層受損傷而進水,造成氫損。
e.管道光纜不規範施工引起的損耗。原因在於,其一是光纜采用網套法布防時,牽引速度控製不好,光纜出現打背扣、浪湧;其二是穿放光纜時,沒有布防塑料子管,光纜被擦傷;其三是其它原因造成光纜外護層受損傷而進水,造成氫損。
f.機房、設備內尾纖和光纖跳線綁紮、盤繞不規範,出現交叉纏繞等現象造成損耗。
g.光纜接頭盒質量不良,接頭盒封裝、安裝不規範,因外界作用造成接頭盒受到損傷等,造成進水而出現氫損。
h.光纜在架設過程中的拉伸變形,接續盒中夾固光纜壓力太大,容纖盤中熱熔管卡壓過緊,容纖盤中光纖盤繞不規範等引起的損耗。
解決非接續損耗的方案
- 工程查勘設計、施工中,應選擇最佳路由和線路敷設方式。
- 組建、選擇一支高素質的施工隊伍,保證施工質量,這一點至關重要,任何施工中的疏忽都有可能造成光纖損耗增大。
- 設計、施工、維護中,積極采取切實有效的光纜線路 “四防”措施(防雷、防電、防蝕、防機械損傷),加強防護工作。
- 使(shi)用(yong)支(zhi)架(jia)托(tuo)起(qi)纜(lan)盤(pan)布(bu)放(fang)光(guang)纜(lan),不(bu)要(yao)把(ba)纜(lan)盤(pan)放(fang)倒(dao)後(hou)采(cai)用(yong)類(lei)似(si)從(cong)線(xian)軸(zhou)上(shang)放(fang)的(de)辦(ban)法(fa)布(bu)放(fang)光(guang)纜(lan),不(bu)要(yao)讓(rang)光(guang)纜(lan)受(shou)到(dao)扭(niu)力(li)。光(guang)纜(lan)布(bu)放(fang)時(shi),應(ying)統(tong)一(yi)指(zhi)揮(hui),加(jia)強(qiang)聯(lian)絡(luo),要(yao)采(cai)用(yong)科(ke)學(xue)合(he)理(li)的(de)牽(qian)引(yin)方(fang)法(fa)。布(bu)防(fang)速(su)度(du)不(bu)應(ying)過(guo)快(kuai);連續布防長度不宜過長,必要時應采用倒“8”字zi,從cong中zhong間jian向xiang兩liang頭tou布bu放fang。在zai拐guai彎wan處chu等deng有you可ke能neng損sun傷shang光guang纜lan的de地di方fang一yi定ding要yao小xiao心xin並bing采cai取qu必bi要yao的de保bao護hu手shou段duan。遇yu到dao在zai鬧nao市shi區qu布bu放fang光guang纜lan等deng需xu要yao臨lin時shi盤pan放fang光guang纜lan的de情qing況kuang時shi,使shi用yong8字形盤留,不讓光纜受到扭力。
- 光纜布放時,必須注意允許的額定拉力和彎曲半徑的限製,在光纜敷設施工中,嚴禁光纜打小圈及彎折、扭曲,防止打背扣和浪湧現象。牽引力不超過光纜允許的80%,瞬間最大牽引力不超過100%,牽引力應加在光纜的加強件上,特別注意不能猛拉和發生扭結現象。光纜轉彎時彎曲半徑應不小於光纜外徑的15~20倍。
- 不要使用劣質的,尤其是已經彎曲變形的熱縮套管,這樣的套管在熱縮時內部會產生應力,施加在光纖上使損耗增加。攜帶、存放套管時,注意清潔,不要讓異物進入套管。
- 在接續操作時,要根據收容盤的尺寸決定開剝長度,盡量開剝長一些,使光纖較從容的盤繞在收盤內(盤留長度為60~100cm)。應該重視熔接後光纖的收容(光纖的盤纖和固定),盤纖時,盤圈的半徑越大,弧度越大,整個線路的損耗越小,所以一定要保持一定的半徑(R≥40mm),避bi免mian產chan生sheng不bu必bi要yao的de損sun耗hao,大da芯xin數shu光guang纜lan接jie續xu的de關guan鍵jian在zai收shou容rong。接jie續xu操cao作zuo時shi,開kai纜lan刀dao切qie入ru光guang纜lan的de深shen度du要yao把ba握wo好hao,不bu要yao把ba鬆song套tao管guan壓ya扁bian使shi光guang纖xian受shou力li。采cai用yong合he格ge接jie頭tou材cai料liao並bing按an照zhao規gui範fan和he操cao作zuo要yao求qiu,正zheng確que封feng裝zhuang、安裝接頭盒。
- 機房內盡量整潔,尾纖應該有圈繞帶保護,或單獨給尾纖使用一個線,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(即使是臨時使用)放fang在zai腳jiao可ke以yi踩cai到dao的de地di方fang。光guang纜lan終zhong端duan時shi注zhu意yi避bi免mian跳tiao線xian在zai走zou線xian中zhong出chu現xian直zhi角jiao,特te別bie是shi不bu應ying用yong塑su料liao帶dai將jiang跳tiao線xian紮zha成cheng為wei直zhi角jiao,否fou則ze光guang纖xian因yin長chang期qi受shou應ying力li影ying響xiang引yin起qi損sun耗hao增zeng大da。跳tiao線xian在zai拐guai彎wan時shi應ying走zou曲qu線xian,彎wan曲qu半ban徑jing應ying不bu小xiao於yu40mm。布放中要保證跳線不受力、不受壓,以避免跳線長期的應力疲勞。光纖成端操作(ODF)時,不要將尾纖捆紮太緊。
- 加強光纜線路的日常維護和技術維修工作。
光纖入戶(FTTH)是shi信xin息xi時shi代dai發fa展zhan的de必bi然ran,光guang網wang絡luo互hu聯lian是shi數shu字zi地di球qiu的de明ming天tian。伴ban隨sui著zhe各ge級ji各ge類lei光guang纖xian通tong信xin網wang絡luo的de大da量liang建jian設she和he運yun行xing,正zheng視shi和he解jie決jue光guang纖xian使shi用yong中zhong引yin起qi的de傳chuan輸shu損sun耗hao問wen題ti必bi將jiang在zai光guang纖xian通tong信xin工gong程cheng設she計ji、施工、維護中極大地改善和優化光纖通信網絡傳輸性能。
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