一、光纜的基礎知識
光纖的完整名稱叫做光導纖維英文名是 OPTIC FIBER,是用純石英(玻璃)以特別的工藝拉成比頭發還細中間有介質的玻璃管,可以在很短的時間內傳遞巨大數量的信息。
1、多模光纖和單模光纖
多模光纖
定義:具有大的芯徑(50或62.5μm) ,能夠采用不同的傳輸路徑(多個模式)來傳輸的光纖。
優點:容易與光源以及其他光纖進行耦合,光源(發射機)成本低,并且具有簡單的連接與熔接特性。
缺點:具有相對較高的衰減、低帶寬,使得光在多模光纖內的傳輸被限制于短距離。
應用:主要應用在接入網和局域網等短距離場合。
單模光纖
定義:芯徑較小(9um),只能采用一種傳輸路徑(單個模式)來傳輸的光纖。
優點:消除了模式色散,衰減小,傳輸距離遠,大帶寬,能在超長距離上承載10Gbit/s與40Gbit/s信號。
缺點:不能與光源以及其他光纖進行耦合,光源(發射機)成本高。
應用:主要應用在長途骨干網、城域網、接入網等場合。
2、常見光纜結構
光纜是以一根或多根光纖或光纖束制成符合化學、機械和環境特性的結構。不論何種結構形式的光纜,基本上都是由纜芯、加強元件和護層三部分組成。
3、光纖接頭類型
單模室內纜通常外護套顏色為黃色。
多模室內纜通常外護套顏色為橙色。
4、常見光纖設備連接方式
二、光纖熔接
光纖連接采用熔接方式。熔接是通過將光纖的端面熔化后將兩根光纖連接到一起的,這個過程與金屬線焊接類似,通常要用電弧來完成,如下圖所示:
1、光纖熔接設備和工具如下圖所示:
2、光纖熔接的過程和步驟:
(1)開剝光纜,并將光纜固定到接續盒內
在開剝光纜之前應去除施工時受損變形的部分, 使用專用開剝工具,將光纜外護套開剝長度1m左右,如遇鎧裝光纜時,用老虎鉗將鎧裝光纜護套里護纜鋼絲夾住,利用鋼絲線纜外護套開剝,并將光纜固定到接續盒內,用衛生紙將油膏擦拭干凈后,穿入接續盒。固定鋼絲時一定要壓緊,不能有松動。否則,有可能造成光纜打滾折斷纖芯。
(2)分纖
將光纖分別穿過熱縮管。將不同束管,不同顏色的光纖分開,穿過熱縮管。剝去涂覆層的光纖很脆弱,使用熱縮管,可以保護光纖熔接頭。如下圖所示:
(3)準備熔接機
打開熔接機電源,采用預置的程式進行熔接,并在使用中和使用后及時去除熔接機中的灰塵,特別是夾具,各鏡面和V型槽內的粉塵和光纖碎沫。
(4)制做對接光纖端面
光纖端面制作的好壞將直接影響光纖對接后傳輸質量,所以在熔接前一定要做好被要熔接光纖的端面。首先用光纖熔接機配置的光纖專用剝線鉗剝去光纖纖芯上的涂覆層,再用沾酒精的清潔棉在裸纖上擦拭幾次,用力要適度,如下圖:
然后用精密光纖切割刀切割光纖,切割長度一般為10mm~15mm,如下圖:
(5)放置光纖
將光纖放在熔接機的V形槽中,小心壓上光纖壓板和光纖夾具,要根據光纖切割長度設置光纖在壓板中的位置,一般將對接的光纖的切割面基本都靠近電極尖端位置。關上防風罩,按“SET”鍵即可自動完成熔接,如下圖:
(6)移出光纖用加熱爐加熱熱縮管
打開防風罩,把光纖從熔接機上取出,再將熱縮管放在裸纖中間,在放到加熱爐中加熱。加熱器可使用20mm微型熱縮套管和40mm及60mm一般熱縮套管,20mm熱縮管需40秒,60mm熱縮管為85秒。如下圖。
(7)盤纖固定
將接續好的光纖盤到光纖收容盤內,在盤纖時,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,使激光在光纖傳輸時,避免產生一些不必要的損耗。
(8)密封和掛起
如果野外熔接時,接續盒一定要密封好,防止進水。熔接盒進水后,由于光纖及光纖熔接點長期浸泡在水中,可能會先出現部分光纖衰減增加。最好將接續盒做好防水措施并用掛鉤并掛在吊線上。至此,光纖熔接完成。
3、光纜接續質量檢查
在熔接的整個過程中,保證光纖的熔接質量、減小因盤纖帶來的附加損耗和封盒可能對光纖造成的損害,絕不能僅憑肉眼進行判斷好壞:
1)熔接過程中對每一芯光纖進行實時跟蹤監測,檢查每一個熔接點的質量;
2)每次盤纖后,對所盤光纖進行例檢,以確定盤纖帶來的附加損耗;
3)封接續盒前對所有光纖進行統一測定,查明有無漏測和光纖預留空間對光纖及接頭有無擠壓;
4)封盒后,對所有光纖進行最后監測,以檢查封盒是否對光纖有損害。
4、影響光纖熔接損耗的主要因素
影響光纖熔接損耗的因素較多,大體可分為光纖本征因素和非本征因素兩類。
光纖本征因素是指光纖自身因素,主要有四點:
1)光纖模場直徑不一致;
2)兩根光纖芯徑失配;
3)纖芯截面不圓;
4)纖芯與包層同心度不佳。
影響光纖接續損耗的非本征因素即接續技術。
1)軸心錯位:單模光纖纖芯很細,兩根對接光纖軸心錯位會影響接續損耗。
2)軸心傾斜:當光纖斷面傾斜1°時,約產生0.6dB的接續損耗,如果要求接續損耗≤0.1dB,則單模光纖的傾角應為≤0.3°。
3)端面分離:活動連接器的連接不好,很容易產生端面分離,造成連接損耗較大。
4)端面質量:光纖端面的平整度差時也會產生損耗,甚至氣泡。
5)接續點附近光纖物理變形: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等,都會對接續損耗有影響,甚至熔接幾次都不能改善。
其他因素的影響:
接續人員操作水平、操作步驟、盤纖工藝水平、熔接機中電極清潔程度、熔接參數設置、工作環境清潔程度等均會影響到熔接損耗的值。