光纖在應用中的損耗分析

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 )的建設和維護中，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）和非接續損耗（彎曲損耗和其它施工因素和應用環(huán)境所造成的損耗）兩類(lèi)。 光纖的傳輸損耗特性是決定光網(wǎng)絡(luò )傳輸距離、傳輸穩定性和可靠性的最重要因素之一。

1、接續損耗及其解決方案

1.1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(dòng)接頭損耗三種。

　?。?） 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。

　?。?）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(huán)境清潔程度等其他因素造成。

　?。?）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（如軸向錯位、端面間隙、折角、折射率差等）造成。

1.2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(yōu)質(zhì)光纖 一條線(xiàn)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)直徑對光纖熔接損耗的影響降到最低程度。

　?。?）光纜施工時(shí)應嚴格按規程和要求進(jìn)行

　　配盤(pán)時(shí)盡量做到整盤(pán)配置（單盤(pán)≥500米），以盡量減少接頭數量。敷設時(shí)嚴格按纜盤(pán)編號和端別順序布放，使損耗值達到最小。

　?。?）挑選經(jīng)驗豐富訓練有素的接續人員進(jìn)行接續和測試

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

（4）保證接續環(huán)境符合要求

　　嚴禁在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，光纜接續部位及工具、材料應保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準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(cháng)尤其是在多塵潮濕的環(huán)境中。接續環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，應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最為關(guān)鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續損耗的重要原因之一。優(yōu)質(zhì)的端面應平整，無(wú)毛刺、無(wú)缺損，且與軸線(xiàn)垂直，光纖端面的軸線(xiàn)傾角應小于0.3度，呈現一個(gè)光滑平整的鏡面，且保持清潔，避免灰塵污染。應選用優(yōu)質(zhì)的切割刀，并正確使用切割刀切割光纖。裸纖的清潔、切割和熔接應緊密銜接，不可間隔過(guò)長(cháng)。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

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

①應嚴格按照熔接機的操作說(shuō)明和操作流程，正確操作熔接機。

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

③根據光纖類(lèi)型正確合理地設置熔接參數（預放電電流、時(shí)間及主放電電流、主放電時(shí)間等）。

④在使用中和使用后應及時(shí)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末）。

⑤熔接機電極的使用壽命一般約2000次，使用時(shí)間較長(cháng)后電極會(huì )被氧化，導致放電電流偏大而使熔接損耗值增加。此時(shí)可拆下電極，用蘸酒精的醫用脫脂棉輕輕擦拭后再裝到熔接機上，并放電清洗一次。若多次清洗后放電電流仍偏大，則須重新更換電極。

（7）盡量選用優(yōu)質(zhì)合格的活動(dòng)連接器，保證連接器性能指標符合相關(guān)規定活動(dòng)接頭的插入損耗應控制在0.3 dB/個(gè)以下（甚至更低），附加損耗不大于0.2 dB/個(gè)

（8）活動(dòng)接頭應接插良好、耦合緊密，防止漏光現象

（9）保證活動(dòng)連接器清潔

施工、維護中應注意清洗插頭和適配器（法蘭盤(pán)）并保證機房和設備環(huán)境的清潔，嚴防插頭和適配器（法蘭盤(pán)）有污物和灰塵，盡量減少散射損耗。

2、非接續損耗及其解決方案

2.1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(huán)境造成的損耗。

　?。?）彎曲造成的輻射損耗 當光纖受到很大的彎折，彎曲半徑與其纖芯直徑具有可比性時(shí)，它的傳輸特性會(huì )發(fā)生變化。大量的傳導模被轉化成輻射模，不再繼續傳輸，而是進(jìn)入包層被涂覆層或包層吸收，從而引起光纖的附加損耗。光纖的彎曲損耗有宏彎曲損耗和微彎曲損耗兩種類(lèi)型。