从光纤的损耗谈接续工作.doc

现在，数字整转与双向化改造工程中，光缆与光纤被广泛地应用在广电有线电视网 络系统。但是在选用和施工中不可避免要遇到一个重要的问题，就是尽可能地降低光 纤的损耗。此损耗是指光纤每单位长度上的衰减值，以dB／km为单位。 当光信号从光纤的一端进入，从另一端发出时，其强度会减弱。这说明光信号通过 光纤传播后，光能量衰减了一部分。这就是光纤的传输损耗，这一数值的大小直接影 响传输距离和信号的强弱。因此，我们有必要了解并降低光纤的损耗对当前有线数字 电视网施工中的重要性。 从光纤的损耗谈接续工作 ◎江苏新沂 史广生 光纤损耗分类 由 于 光 纤 自 身 因 素 引 入 的 损 耗 ， 造成光纤信号衰减的原因有多种，不外 乎：本征、弯曲、挤压、杂质、不均匀 和对接等。具体分类如下： 8～12μm区域里，另一个在紫外波段， 强吸收时可达到0.7～1.1μm波长。主要 表现为振动所引起。 2）杂质引起的吸收损耗。光纤材料 中含一些有害过渡金属杂质，如跃迁金 属如铁、铜、铬等。由跃迁金属离子吸 收引起的光纤损耗取决于它们的浓度。 另外早期存在的氢氧根（OH-）吸收损 耗，现在制备工艺的提高已经可以忽略 不计。 3）原子缺陷吸收损耗。光纤材料由 于受热或强烈的辐射，受激而产生的原 子缺陷造成对光的吸收。但一般情况下 这种影响很小，工程计算上一般忽略不 计。 2.散射损耗 光纤内部的散射，会减小传输的功 率，产生损耗。散射中最重要的是瑞利 散射，它是由光纤材料内部的密度和成 份变化而引起的（这是光纤传播光信号 的特有现象，OTDR就是利用这一瑞利 散射特性设计的仪器）光在传输时遇到 这些比光波波长小，带有随机起伏的不 均匀物质时，改变了传输方向，产生散 射，引起损耗。 1.吸收损耗 这是由于光纤材料和杂质对光能的 吸收而引起的，它们把光能以热能的形 式消耗于光纤中，是光纤损耗中重要的 损耗，吸收损耗包括以下几种： 1 ） 本 征 吸 收 损 耗 。 这 是 纤 芯 材 质 固有的吸收现象引起的损耗。通常有两 个明显的吸收带，一个在近红外的波长 3.波导散射损耗 这实际上由交界面畸变或粗糙所引  起的模式转换或模式耦合。一种模式由 于交界面的起伏，会产生其他传输模式 和辐射模式。但模式的转换产生了附加 损耗，这种附加的损耗就是波导散射损 耗。目前的制造工艺基本可以克服波导 散射。 因素有五点： 1 ） 轴 心 错 位 。 单 模 光 纤 纤 芯 很 细，两根对接光纤轴心错位会影响接续 损 耗 。 当 错 位 1 . 2 μ m 时 ， 接 续 损 耗 达 0.5dB。 2）轴心倾斜。当光纤断面倾斜1° 时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求 接续损耗≤0.1dB，则单模光纤的倾角应 为≤0.3°。 3）端面分离。活动连接器的连接不 好，很容易产生端面分离，造成连接损 耗较大。当熔接机放电电压较低时，也 容易产生端面分离，此情况一般在有拉 力测试功能的熔接机中可以发现。 4）端面质量。光纤端面的平整度差 时也会产生损耗，甚至气泡。 5）接续点附近光纤物理变形。光缆 在架设过程中的拉伸变形，接续盒中夹 固光缆压力太大等，都会对接续损耗有 影响，甚至熔接几次都不能改善。 其 中 轴 心 错 位 （ 光 纤 模 场 直 径 不 一）影响最大，按CCITT建议，单模光纤 的容限标准：模场直径（9-10μm）± 10％，即容限约±1μm；包层直径125 ±3μm；模场同心度误差≤6％，包层 不圆度≤2％。 接续人员操作水平、步骤、盘纤工 艺水平、熔接机中电极清洁程度、熔接 参数选择、工作环境清洁程度等均会影 响到熔接损耗的数值。 光纤接续点损耗的测量 光纤接续损耗值是衡量一个光纤接 头质量的重要指标，有几种方法可以确 定熔接点的损耗，如使用熔接点的损耗 评估或OTDR（光时域反射仪）等。 4.光纤弯曲孔径产生的辐射损耗 光 纤 芯 材 料 较 软 ， 可 以 弯 曲 。 但 是弯曲到一定程度后，光纤虽然可以导 光，但会使光的传输途径改变。一般表 述为由传输模转换为辐射模，使一部分 光能渗透到包层中或穿过包层成为辐射 模向外泄漏掉，从而产生损耗。在工程 上，当弯曲半径大于5～10cm时，由弯 曲造成的损耗可以忽略。 另外，由于物理特性的不同，多模 光纤的损耗明显大于单模光纤。通常多模 光纤可以用于短距离通讯网，组建中小型 光纤局域网，实现高速的数据交换。 1.熔接点损耗评估 某些熔接机使用一种光纤成像和测 量几何参数的断面排列系统。通过从两 个垂直方向观察光纤，利用计算机处理 并分析该图像来确定包层的偏移、纤芯 的畸变、光纤外径的变化和其他关键参 数，使用这些参数来综合评价熔接点的 损耗。但是，这种依赖于接头和它的损 耗评估算法求得的接续损耗可能和真实 的接