光纖熔接技術中降低熔接點損耗的措施

鄭州鐵路技師學院 宋磊

隨著信息化的不斷發展，通信技術也得到了飛速的發展。光纖入戶是信息時代發展的必然趨勢，光纖互聯網絡是數字地球未來的發展方向，這樣對網絡通信技術提出了更高的要求，對網絡傳輸的速率、流量、損耗也提出了更高的標準，在物理層的綜合布線中，各個網絡匯聚點與終端節點的出現問題的現象常常存在，使得熔接技術在光纖的綜合布線中占據著非常重要的地位，然后熔接點的質量直接影響著光纖通信的效率，進而影響著應用層的用戶體驗。為了保證光纖信號在通過熔接接頭時損耗降低，必須研究造成熔接點損耗的原因，并提出一定的改進措施，對提高網絡質量有著重要的意義。本文就光纖熔接中如何降低熔接點的損耗，談談自己的理解和認識，希望能給大家帶來一些幫助。

近幾年，通信光纖被人為破壞、被施工方挖斷、被過往的車輛掛斷、線桿撞斷、爆炸、火力或其他外界力的破壞，造成人們不能及時使用網絡進行工作、學習與生活，給人們帶來了很多不便，這就需要光纖熔接技術人員進行及時搶修。光纖傳輸質量的好壞與光纖熔接點的損耗有密不可分的關系，也決定著光纖信號的傳輸距離。光纖熔接點損耗如果得到了降低，光纖信號傳輸距離將更遠，傳輸信號將更好。因此了解并降低光纖熔接點損耗對未來光纖互聯的時代有著重要的意義，也保證光纖信號在傳輸中的可靠性、穩定性和丟失率。造成光纖熔接點熔接損耗的原因有很多的方面，有主觀因素也有客觀因素，在光纖網絡通信技術中，研究光纖熔接點損耗產生的原因以及減少熔接點損耗的措施是具有一定的實際意義。

1 光纖熔接和熔接損耗的定義

單根光纖的傳輸距離大概2km左右,如果要很遠距離,就需要把多根光纖熔接起來，光纖熔接機扮演了重要的角色。光線熔接采用短暫高壓電弧同時用高精度運動機構平緩推進讓兩根光纖融合成一根，以實現光纖的續接。光纖熔接技術就是通過熔纖機將光纖和光纖或光纖和尾纖進行續接，熔接后變成一根整體的光纖，隨著通信技術的發展，光纖熔接技術得到了非常廣泛的應用，光纖質量、其他熔接材料質量、熔接機質量與技術人員的水平、職業素養都影響著光纖的熔接效果。熔接的流程如下：首先進行光纖熔接的準備工作比如光纖開纜、裝上熱縮套管等，第一步，去除涂覆層。第二步，切割平整端面。第三步，光纖裝夾。第四步，光纖靠近。這時要進行光纖端面質量的判斷，如果不合格則進行重新切割平整端面；如果合格則進行下一步。第五步，預放電清潔。第六步，纖芯準直。第七步，電弧熔接。這時要進行熔接損耗的判斷，如果不合格則重復第二步及以下流程；如果合格則進行下一步。第八步，熱縮套管保護，直至達到光纖熔接完成。光纖熔接流程如圖1所示。

圖1 焊接流程圖Fig.1 Welding flow chart

光纖熔接后光信號傳輸到接頭處會產生一定的損耗量稱之為熔接損耗，它是度量一個光纖熔接質量的重要指標，其單位為dB/km。光信號通過光纖介質傳輸后，總鏈路損耗是傳輸線路上，漏光、吸收、散射、反射等因素存在造成光信號的原始功率的減小。總鏈路損耗等于光纖衰減、連接器衰減和熔接衰減之和。

2 光纖熔接點熔接損耗的原因

光纖熔接點熔接損耗的存在原因是由多方面構成的，一些技術人員對其了解不夠深入，不夠全面，也沒有搞懂，使得在熔接過程中出現了熔接點損耗過大的現象，光纖必須重新熔接，大大浪費了時間、精力、人力和物力，認真研究其原因，主要是某些方面不夠注意而造成的，具體影響因素總結為以下方面：（1）熔接光纖的質量與工具的清潔程度；（2）熔接機V型槽太臟，壓腳不靈活；（3）電極使用時間過長，老化后放電過強過弱都會導致熔接損耗偏大；（4）電極是否固定有沒有偏移；（5）光纖熔接程序選擇有誤，熔接參數選擇有錯；（6）光學系統問題，物鏡問題引起的預算錯誤；（7）熔接機程序主板出現問題，或者高壓泵出現問題導致放電不正常；（8）機器有摔，摔后控制器馬達錯位；（9）光纖熔接機的日常保養不正確，沒有保證清潔和放電清潔；（10）固定光纖時，固定加強芯的彎曲度不合格，光纖芯沒有按順時針擺放；（11）對光纖芯保護層去除時方法不正確，光纖芯的保留長度沒有達到規范要求；（12）剝纖時技術不嫻熟，一些光纖芯被損壞或折斷、光纖芯被弄臟；（13）在熔纖過程中，將光纖芯放入熔接機后沒有蓋上防護蓋；（14）兩根光纖芯徑不一致、光纖熔接水平位置偏移；（15）光纖芯截面不圓、光纖與切割刀面不垂直、切割角度過大；（16）熔接機的V型槽不清潔，光纖壓腳不清潔；（17）熔接機電極出現老化，使得放電強度達不到標準；（18）熔接機電極放電過強，放電位置出現了偏移；（19）剝纖不戴手套直接用手摸、光纖不清潔；（20）切割刀片不清潔；（21）活動連接器的連接不好，很容易產生端面分離；（22）熔接機外部環境不清潔；（23）酒精的純度不高，酒精棉使用無數次；（24）切割刀的刀片長時間不更換；（25）酒精棉的纖維留下，無塵紙纖維留下；（26）擦力過猛，有弧度；（27）光纖在架設過程中的拉伸變形，熔接盒中夾固光纖壓力太大；（28）熔接人員技術水平、盤纖工藝水平；（29）盤纖時熱縮套管出現彎曲。

3 光纖熔接點熔接損耗的測試

光纖熔接質量如何主要反映在光纖熔接點的損耗上，使用光時域反射儀（OTDR）可以測量以確定光纖接頭的信號損耗。光纖的芯徑、模場直徑、折射率及瑞利散射系數存在著不同，從不同的方向去測量光纖熔接頭的損耗，得到的數值是不相同的，為了準確測量光纖熔接點的損耗，我們應該從光纖接頭的兩端進行測量，對熔接損耗為負值的光纖熔接點可認為熔接合格。要進一步加強光時域反射儀的監測，對提高光纖的熔接質量，提高光信號的通信效率，具有特別重要的實際意義。在測試過程中要嚴格執行光域反射儀的四道監測規定程序：（1）熔接過程中要進行實時跟蹤監測，認真檢查每一個熔接點的損耗；（2）光纖盒固定好光纖后，對所盤的光纖要進一步檢測，看看是不是又增加了損耗。（3）封盒前，對所盤的光纖進一步檢測，確認沒有漏測和預留盤間對光纖及接頭沒有擠壓。（4）封盒后，對所盤的光纖進行最后一道檢測，再次確認封盒對光纖有沒有損害[1]。另外，熔接人員在熔接光纖的過程中時刻使用光域反射儀進行監測，達不到熔接技術要求的，要重新進行熔接，使用光時域反射儀時，從兩個方向測量接頭的損耗，求兩端讀數的平均值，避免從單側讀數帶來的人為誤差因素，使得光纖損耗的測量值盡量準確。

4 降低光纖熔接點熔接損耗的措施

（1）要降低光纖熔接過程中的損耗，就必須遵循光纖熔接的技術規范，正確使用熔接機是降低光纖熔接損耗的重要保證和關鍵環節，這也對技術人員的操作提出了更高的要求，技術人員必須嚴格遵循光纖熔接工藝的流程圖進行光纖熔接，技術人員的水平、態度對光纖熔造成的損耗有直接的關系。選用精度高切割刀來對光纖端面進行切割，光纖端面切割的如何對熔接損耗的成功與否起到了決定性的作用，光纖的切割面應為無毛刺、平整、垂直、無缺損。在多塵及濕潤的露天環境下不能進行操作，熔接過程中要保證光纖的熔接部位及附屬材料的清潔，完整，熔接機與米勒鉗要能夠正常使用。不能長時間在空氣中暴露切割后光纖，尤其在多塵、潮濕的工程環境中，可以在工程車、帳篷、圍擋內進行。光纖端面切割時必須先擦拭后切割，熔接機在光纖熔接前應該在熔接環境中放置不少于15min，尤其在室內外環境差距比較大的環境下[2]。熔接機可以通過自身的傳感器獲得當時的氣壓、溫度、濕度等環境參數，自動調整自身的放電位置與放電電壓。

（2）要根據光纖的種類，精確合理地設置熔接機參數,比如預熔電流、預熔時間及主熔電流、主放電時光等，熔接參數選擇一定要適當，放電強度要選擇適當，過強會使光纖老化，過弱使光纖熔接不能夠完成，我們要根據實際情況來確定它的取值，一般在8～12之間。推進量必須隨著光纖的熔接，將光纖進行推進，推進量大了會使光纖接頭偏粗，小了則接頭偏細，一般推進量控制16～18μm范圍[3]。

（3）熔接過程前應及時清理熔接機V型槽內以及切割刀具中的光纖粉塵和碎末。熔接完成后應除去熔接機外殼上的灰塵，在潮濕環境中還要做好熔接機的防潮工作。熔接機電極的使用壽命是有限的，按規定要求每次光纖熔接30次后應運行清洗程序來清洗電極，放電清洗一次。熔接機電極上面在長時間使用后會有一層灰垢，使得光纖熔接時放電電流過大而使熔接損耗值增大，這時可拆下電極，用酒精棉輕輕擦試后再裝到熔接機上并放電清洗，如果多次清洗后放電電流仍過大，則必須更換電極[4]。

（4）光纖熔接時應嚴格操作流程來正確操作熔接機、合理放置光纖，放置光纖時動作要穩定、要輕巧。要選用優質合格的活動連接器、活動接頭應接觸良好、耦合緊密，防止漏光現象、保證活動連接器清潔。切割刀的擺放要平穩，切割光纖時，勿急、勿燥、勿重。避免出現毛刺、斷纖、斜角、裂痕等不標準的端面的出現。在光纖熔接前應先穿入熱縮管，一定要保證熱縮管的潔凈，由于灰塵對熔接損耗有直接影響，光纖的潔凈、切割和熔接的時間上應該連貫起來，一氣呵成。每個階段間隔時間不能過長，尤其是剛剛用切割刀切割過的光纖端面，不能長時間放置在空氣環境中。熔接好的光纖在移動時要輕拿輕放，防止與其他物品碰撞和擦碰。

（5）光纖熔接時要正確地放入光纖，位置要適當。光纖距電極位置過大過小都會影響熔接質量。光纖盤入光纖盒時，盡量盤成大圈，如果盤纖過小，造成的熔接損耗將增大。光纖盤入光纖盒的兩端要固定結實，不能出現上彈趨勢，防止放置光纖盒時因扭轉造成光纖接頭位置錯動，導致接頭處損耗增大。光纖熔接時衛生紙、舊布，或用手都不能用來清潔光纖。應該選擇經驗豐富、職業素養高的光纖熔接人員進行熔接。對于熔接機內的灰塵要及時進行清潔，尤其是夾具、各鏡面跟v型槽內的粉塵。要掌握準、平、穩、快四字剝纖法。“準”，即操作準確，按照光纖熔接的技術要求和熔接流程進行準確操作。“平”，即保持光纖要平。食指和左手拇指捏緊光纖，保持其水平，超出手指部分的長度約5cm左右。保持余纖在無名指和小拇指之間讓其自然彎曲，通過增加力度，防止其滑落。“穩”，即握穩米勒鉗。“快”，即剝光纖要速度快，米勒鉗保持與光纖垂直，讓其上方向內傾斜保持一定的角度，然后用鉗口輕輕卡住光纖，右手用力順著光纖軸的方向平推出去，整個操作過程要一次性完成、自然流暢[5]。

5 結語

總之，在光纖熔接過程中，我們深刻了解到造成光纖溶接點損耗的原因，對于盡量降低光纖熔接點損耗采用的措施要掌握牢固，養成一種一絲不茍的工作精神，善于發現、總結與思考，不斷提升我們的技術水平與職業素養，盡量降低光纖熔接點的損耗，提高光纖通信的質量，爭做光纖熔接“大國工匠”，為我國的信息化建設貢獻力量。光纖熔接是一項特別需要擁有耐心的性格，嚴謹的態度，敬業的精神，尤其在端面切割、熔接參數、熔接過程、盤纖固定等必要環節，需要認真觀察、仔細考慮、規范操作、敬業奉獻。只有我們能最大程度地降低光纖熔接點的損耗，充分采取有效的措施，才能大大提高光纖通信的傳輸質量，助推我國信息化建設的快速發展。

引用

[1]陳俊杰.淺析現代光纖通信傳輸技術的實際應用[J].通訊世界, 2019(3):21-22.

[2]王磊,裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息,2006 (4):59-60.

[3]徐婧.光纖技術在通信工程中的介紹及應用[J].科學技術創新, 2020(10):58-59.

[4]劉懷遠.光纖通信技術在配電網自動化系統中的實踐[J].通信電源技術,2021(8):92-97.

[5]伍杰明,張藝.面向5G承載網絡的光纖通信技術應用策略[J].江西電力職業技術學院學報,2020,33(8):14-15.