淺析通信光纜傳輸損耗原因及應對措施

武麗君

摘 要：光纖通信在許多領域得到了廣泛的應用。，光纖的價格也日漸降低，使用光纖進行信息傳播載體傳輸損耗小、工作的頻帶寬、傳輸?shù)木嚯x遠，且擁有較強的抗干擾能力，這些優(yōu)點使得光電網(wǎng)絡逐漸成為最理想的信息傳播載體。但光纖傳輸?shù)膿p耗性直接決定了網(wǎng)絡傳輸?shù)木嚯x、穩(wěn)定性與可靠性。光纖傳輸產(chǎn)生損耗的原因有很多，在網(wǎng)絡的建設與維護過程中，最需要關注的是光纖傳輸產(chǎn)生損耗的原因和怎樣能夠減少損耗，本文就針對長輸管道光纜線路施工的研究，分析光纖傳輸過程中存在的衰減原因及應對措施。

關鍵詞：光纖傳輸；損耗；原因；應對措施

一、光纖的衰減特性

1、基本概念

當光從光纖的一端射入時，從另一端射出時，光的強度會衰減。這意味著光信號通過光纖傳播后，光能量衰減了一部分。

光纖通信網(wǎng)絡中，光纖本身具有一定的衰減，例如單模光纖衰減為0.25dB/km，當光纖傳輸一定距離后，衰減過大，不能再支持傳輸時，就需要中繼器，對光纖內的光信號進行放大，使它能夠繼續(xù)傳輸。這中間的長度就是中繼距離，中繼距離的長短主要看光纖本身的衰減性能。

二、光纖的衰減因素

施工中光纜產(chǎn)生衰減的主要因素可分為不可控因素及可控因素兩種。

1、不可控因素

不可控因素有固有損耗、雜質、不均勻等。

光纖的固有損耗：包括瑞利散射，固有吸收等。

瑞利散射是一種光學現(xiàn)象，屬于散射的一種情況，又稱“分子散射”，是一種光在傳送過程中必定存在的特性。吸收作用是光波通過光纖材質時，一部分光能被消耗轉化形成其他形式的能量而形成的，即使完全不含雜質純凈的石英材料也存在吸收損耗，這種損耗是固有的，其中影響最大的就是由于含有氫氧根（OH）而引起的損耗。

雜質：光纖內雜質吸收散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

2、可控因素

可控因素具體有彎曲、擠壓、對接、繼續(xù)損耗。

彎曲：光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉，造成損耗。光纖的彎曲損耗就是光波在光纖中傳輸時不能滿足光的全反射造成的損耗。

擠壓：光纖受到擠壓時產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。擠壓容易使纖芯與包層界面產(chǎn)生微小的凹凸，存在這種不均勻界面，傳輸模將會變成輻射模，使光損耗增加。

接續(xù)損耗：光纖對接時產(chǎn)生的損耗。如不同軸，斷面與軸心不垂直，斷面不平，對接心徑不匹配和熔接質量差等。兩纖芯之間必須正確吻合，以達完善和均勻的一致的進行光纜接續(xù)。否則，光波從一根光纖中傳出進入另一根光纖，部分光必將進入包層形成輻射模損耗掉。

三、光纖衰減應對處理措施

在長輸管道光纜線路施工中，如何采取有效的措施最大程度的降低光能損耗是施工技術中必須要研究解決的問題。

1、對于施工中不可控因素采取的相對辦法

光纖產(chǎn)生衰減的不可控因素歸根結底是由光波傳播及傳播介質引起的。

光波在傳播的過程中必定會有能量的衰減，這是物質能量的本質，是不可改變的。然而在光傳播介質的基礎上，隨著研究工藝技術的提升，必將提高光能傳播的利用率。這種損耗是可以想辦法克服的，那就是要改善光纖制造的工藝。

2、對于施工中可控因素采取的相對辦法

可控因素，即在施工過程中可采取必要措施可以最大程度的減小這些因素造成的光纖損耗，甚至將這些因素造成的損耗完全消除。具體作以下幾個方面分析長輸管道光纜線路施工中可采取的應對措施。

（1）光纜隱蔽工程階段應對措施

光纜隱蔽工程是長輸管道光纜施工中的重中之重。無論是直埋光纜還是敷設硅芯管氣吹法輸送光纜的工程，光纜（硅芯管）敷設都是工作監(jiān)督的重點。

（2）光纜接續(xù)階段應對措施

光纜接續(xù)是影響光纖衰減的另一重要因素，長輸管道光纜線路施工中合理配盤，盡量少的設置接頭，可以更好地提高光纖的傳輸性能。

光纖接續(xù)方法可分為熔接法和機械法等。熔接法接頭損耗小、成本低和簡便快捷，所以一般采用電弧的熔接法。接續(xù)的熔接利用高壓放電產(chǎn)生2000℃的電弧，使光纖端面局部熔化，靠光纖自己的內應力而接續(xù)在一起。該法設備簡單、接續(xù)損耗小、接頭可靠性高和應用廣泛。采用熔接法時，纖芯對準機構的性是關鍵。熔接參數(shù)的選擇對保證接頭的高強度、低損耗也有重要作用。熔接參數(shù)包括電極距離、電弧電流、預熔前光纖端面間距、預熔 時間、重熔前光纖送進量和重熔時間等。熔接法可以熔接單模和多模光纖，也可以一次熔接單芯或多芯光纖。

光纖接續(xù)端面的質量標準要求：

1）光纖的接頭端面處理標準

光纖接續(xù)前須將兩根光纖的接頭端面處理好。端面質量不好有下列幾種情況：切割面與軸向不垂直有夾角δ，在多模光纖δ應小于3°，而在單模光纖應保持小于1°，才能使接頭具有低損耗；端面不平滑例如端面帶有楔形尖端、端面呈凸圓形、端面的缺破以及端面鋸齒形和端面沾有污物。

2）光纖的端頭對準要求

接續(xù)時兩條光纖的端頭必須對準。否則會增加接頭損耗。做到對準的要求是：軸線必須對準成一直線，軸線間不要有角度，兩端面間不要有空隙，因為這一切會造成光線傳輸中的反射。

3）端面及環(huán)境清潔

光纖接頭端面處理好及施工現(xiàn)場環(huán)境保持清潔很重要，否則將增加接頭損耗。

4）接續(xù)前的端面制備

操作時應注意端面平整、無毛刺、無缺損，與軸線垂直。處理端面好壞，對連接損耗有很大影響。因此，光纖端面切割時，應將切割刀放置平穩(wěn)，接續(xù)人員身體坐正，兩手自然放在操作臺上，不能有抖動現(xiàn)象。光纖端面制作時，要求平齊，不能有角度。端面不整齊，有角度、有缺陷都會使光纖接續(xù)衰耗增大。要保持端面的完整性，當光纖端面切割以后，須注意勿使端面撞碰其它物體，要將光纖妥善地放入V型槽內，兩端面距離調至2～3mm，不能相碰。

5）做好接續(xù)中的質量監(jiān)測

即從接續(xù)開始到完成（包括熱縮套管保護，尾纖往接頭盒內盤繞固定，穿管道等），遠端（局）站內光纖時域反射儀（OTDR）儀表均應對接頭損耗進行測量監(jiān)視。如果發(fā)現(xiàn)儀表屏幕上出現(xiàn)“臺階”，則表明出現(xiàn)問題。可能因操作不當造成光纖受壓、纏繞直徑過小（小于4cm）、或出現(xiàn)硬彎、半折斷狀態(tài)等。

四、結語

長輸管道越來越多的趨向于數(shù)字化管理，光纖廣泛應用于監(jiān)測管線泄漏系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)等，使之成為今后研究發(fā)展中的重點工作，重視光纖在使用過程中所產(chǎn)生的傳輸損耗是非常必要的，解決光纖傳輸損耗會在光纖通信的設計、施工和維護中進一步優(yōu)化光纖通信的傳輸性能。