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1、光纤熔接技术培训,培训纲要,一、光纤简介 二、熔接光纤所需的工具 三、熔接过程与步骤 四、熔接损耗的控制 五、熔接点保护 六、图片参考,编制日期：2010-4-6,一、光纤简介,光纤是光导纤维的简称，由直径大约为125um左右的细玻璃丝（SiO2）构成。它透明、纤细，虽比头发丝还细，却具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。光纤通信就是以光波为载频，光导纤维为传输介质的一种通信方式。,带有涂覆层的光纤,1.光纤类型 光纤分类方式有很多种 ，这里介绍一下常用的按光波在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤（所谓“模”就是指以一定的角度进入光纤的一束光线。） 。 多模光纤(Multi Mod
2、e Fiber)：芯径较粗(50或62.5m)，可传多种模式的光。 单模光纤(Single Mode Fiber)：芯径很细(810m)，只能传一种模式的光。 常用多模和单模光纤的纤芯（场模）和包层的尺寸： 单模：（810）/125m，多模：50/125m，欧洲标准62.5/125m，美国标准,2.结构和原理 光纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为9、50、62.5m），中 间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125m），最外是加强用的树脂涂层 a.纤芯：材料的主体是二氧化硅，里面掺极微量的其他材料，例如二氧化锗、五氧化二磷等。掺杂的作用是提高材料的光折射率。纤芯直径约575m。 b.
3、 包层：包层有一层、二层（内包层、外包层）或多层（称为多层结构），但是总直径在100200m上下。包层的材料一般用纯二氧化硅，也有掺极微量的三氧化二硼，最新的方法是掺微量的氟，就是在纯二氧化硅里掺极少量的四氟化硅。掺杂的作用是降低材料的光折射，这样，光纤纤芯的折射率略高于包层的折射率。两者席位的区别，保证光主要限制在纤芯里进行传输。 c.涂覆层：包层外面还要涂一种涂料，可用硅铜或丙烯酸盐。涂料的作用是保护光纤不受外来的损害，增加光纤的机械强度。,根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，全部反射。这时光线在界面经过无数次的全反射，以锯齿状
4、路线在内芯向前传播，最后传至纤维的另一端。 单模的传输原理是指光线在光纤中基本上按同一角度全反射，传输时只有单一模式，因为只有一种模态，所以不会发生色散。使用单模光纤传递数据的质量更高，传输距离更长。缺点在于光发/收模块价格较高，安装时要求精度高，但光纤比多模便宜。 多模（Multi-mode）是指光线在光纤中有多种角度反射，包括漫反射等，因此传输时有多种传输模式（不同光线进入光纤的角度不同）。其优点是光发/收模块便宜，安装时精度要求低一些，但多模光纤传输由于散射等现象，功率损失严重，传输距离要近得多，适用于1KM以内。所以到达光纤末端的时间也不同。这就是我们通常所说的模色散。色散从一定程度上
5、限制了多模光纤所能实现的带宽和传输距离。 多模光纤使用发光二极管（LED）作为光源，而单模光纤使用的则是激光二极管（LD）,渐变型光纤：纤芯到包层的折射率是逐渐变小，使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤,突变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。,3.光纤的应用 光导纤维最广泛的应用在通信领域，即光纤通信。自20世纪60年代以来，由于在光源和光纤方面取得了重大的突破，使光通信获得异常迅速的发展。优点：(1)传
6、输频带极宽，通信容量很大； (2)由于光纤衰减小，传输距离远； (3)串扰小，信号传输质量高； (4)光纤抗电磁干扰，保密性好； (5)光纤尺寸小，重量轻，便于工程应用,二、熔接光纤所需的工具,熔接机 切刀 剥线钳 酒精与绵纸：擦拭光芯 熔接保护套（热缩管）、保护熔接点 手持式光源 光功率计 红光笔：测光路通断 高倍光学显微镜（至少200倍）：检查连接器端面 连接头端面清洁器 OTDR,三、熔接过程与步骤,1.制备可熔接的光纤端面 光纤端面的制备包括剥覆、清洁和切割这几个环节。合格的光纤端面是熔接的必要条件，端面质量直接影响到熔接质量。 （1）光纤涂面层的剥除 光纤涂面层的剥除,要掌握平、稳、
7、快三字剥纤法。“平”，即持纤要平。左手拇指和食指捏紧光纤，使之成水平状，所露长度以5cm为准，余纤在无名指、小拇指之间自然打弯，以增加力度，防止打滑。“稳”，即剥纤钳要握得稳。“快”即剥纤要快，剥纤钳应与光纤垂直，上方向内倾斜一定角度，然后用钳口轻轻卡住光纤右手，随之用力，顺光纤轴向平推出去，整个过程要自然流畅，一气呵成。,（2）裸纤的清洁 a.观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥除，若有残留除，应重新剥。如有极少量不易剥除的涂覆层，可用绵球沾适量酒精，一边浸渍，一边逐步擦除。 b.将棉花撕成层面平整的扇形小块，沾少许酒精（以两指相捏无溢出为宜），折成“V”形，夹住以剥覆的光纤，顺光纤轴向擦拭，
8、力争一次成功，一块棉花使用23次后要及时更换，每次要使用棉花的不同部位和层面，这样即可提高棉花利用率，又防止了探纤的两次污染。,（3）裸纤的切割 裸纤的切割是光纤端面制备中最为关键的部分，精密、优良的切刀是基础，而严格、科学的操作规范是保证。 a.切刀的选择 切刀有手动（如日本CT07切刀）和电动（如爱立信FSU925）两种。前者操作简单，性能可靠，随着操作者水平的提高，切割效率和质量可大幅度提高，且要求裸纤较短，但该切刀对环境温差要求较高。后者切割质量较高，适宜在野外寒冷条件下作业，但操作较复杂，工作速度恒定，要求裸纤较长。熟练的操作者在常温下进行快速光缆接续或抢险，采用手动切刀为宜；反之初
9、学者或在野外较寒冷条件下作业时，采用电动切刀。,b.操作规范 操作人员应经过专门训练掌握动作要领和操作规范。首先要清洁切刀和调整切刀位置，切刀的摆放要平稳，切割时，动作要自然、平稳、勿重、勿急，避免断纤、斜角、毛刺及裂痕等不良端面的产生。另外学会“弹钢琴”，合理分配和使用自己的右手手指，使之与切口的具体部件相对应、协调，提高切割速度和质量。 c.谨防端面污染 热缩套管应在剥覆前穿入，严禁在端面制备后穿入。裸纤的清洁、切割和熔接的时间应紧密衔接，不可间隔过长，特别是以制备的端面，切勿放在空气中。移动时要轻拿轻放，防止与其他物件擦碰。在接续中应根据环境，对切刀“V”形槽、压板、刀刃进行清洁，谨防端
10、面污染。,（4）注意事项 端面制作的好坏将直接影响接续质量，所以在熔接前一定要做好合格的端面。用专用的剥线钳剥去涂覆层，再用沾酒精的清洁棉在裸纤上擦拭几次，用力要适度，然后用精密光纤切割刀切割光纤，对0.25mm（外涂层）光纤，切割长度为8mm-16mm，对0.9mm（外涂层）光纤，切割长度只能是16mm。注意切割时保证切刀是稳定的放在水平的位置上，切割过程中切刀不能晃动，切割完后应马上放入熔接机内，以免切割好的端面被灰尘污染。,2.熔接 熔接是接续工作的中心环节，因此高性能熔接机和熔接过程中科学操作是十分必要的 （1）熔接准备 熔接前根据光纤的材料和类型，设置好最佳预熔主熔电流和时间以及光纤
11、送入量等关键参数。熔接过程中还应及时清洁熔接机“V”形槽、电极、物镜、熔接室等，随时观察熔接中有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象，注意OTDR测试仪表跟踪监测结果，及时分析产生上述不良现象的原因，采取相应的改进措施。如多次出现虚熔现象，应检查熔接的两根光纤的材料、型号是否匹配，切刀和熔接机是否被灰尘污染，并检查电极氧化状况，若均无问题则应适当提高熔接电流。,（2）熔接过程 a.接通熔接机电源，选择对应的模式进行熔接，并在使用中和使用后及时去除熔接机中的灰尘，特别是夹具，各镜面和V型槽内的粉尘和光纤碎未。CATV使用的光纤有常规型单模光纤和色散位移单模光纤，工作波长也有1310nm和15
12、50nm两种。所以，熔接前要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接程序。如没有特殊情况，一般都选用自动熔接程序。,b.放置光纤，将光纤放在熔接机的V形槽中，小心压上光纤压板和光纤夹具，要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置，关上防风罩，按下start键后，光纤相向移动，移动过程中，进行预加热放电使端面软化，由于表面张力作用，光纤端面变圆，进一步对准中心，并移动光纤，当光纤端面之间的间隙合适后熔接机停止相向移动，设定初始间隙，熔接机测量，并显示切割角度。在初始间隙设定完成后，开始执行纤芯或包层对准，然后熔接机减小间隙，高压放电产生的电弧将两根光纤熔接在一起，最后微处理器估算损耗，并将数值
13、显示在显示器上，整个熔接过程大概只需10秒左右c.打开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中心，放到加热炉中加热。加热器可使用20mm微型热缩套管和40mm及60mm一般热缩套管， 60mm热缩管加热时间约为30秒左右,3.盘纤固定 盘纤是一门技术，也是一门艺术。科学的盘纤方法，可使光纤布局合理、附加损耗小、经得住时间和恶劣环境的考验，可避免因挤压造成的断纤现象。另外，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个线路的损耗越小。所以一定要保持一定的半径，使激光在纤芯里传输时，避免产生一些不必要的损耗。,（1）.盘纤规则 a.沿松套管或光缆分歧方向为单元进行盘纤，前者适用于所有的接续工程
14、；后者仅适用于主干光缆末端且为一进多出。分支多为小对数光缆。该规则是每熔接和热缩完一个或几个松套管内的光纤、或一个分支方向光缆内的光纤后，盘纤一次。优点是避免了光纤松套管间或不同分支光缆间光纤的混乱，使之布局合理、易盘、易拆，更便于日后维护。 b.以预留盘中热缩管安放单元为单位盘纤，此规则是根据接续盒内预留盘中某一小安放区域内能够安放的热缩管数目进行盘纤。避免了由于安放位置不同而造成的同一束光纤参差不齐、难以盘纤和固定，甚至出现急弯、小圈等现象。 c.特殊情况，如在接续中出现光分路器、上/下路尾纤、尾缆等特殊器件时要先熔接、热缩、盘绕普通光纤，在依次处理上述情况，为了安全常另盘操作，以防止挤压
15、引起附加损耗的增加。,（2）.盘纤的方法 a.先中间后两边，即先将热缩后的套管逐个放置于固定槽中，然后再处理两侧余纤。优点：有利于保护光纤接点，避免盘纤可能造成的损害。在光纤预留盘空间小、光纤不易盘绕和固定时，常用此种方法。 b.从一端开始盘纤，固定热缩管，然后再处理另一侧余纤。优点：可根据一侧余纤长度灵活选择铜管安放位置，方便、快捷，可避免出现急弯、小圈现象。 c.特殊情况的处理，如个别光纤过长或过短时，可将其放在最后，单独盘绕；带有特殊光器件时，可将其另一盘处理，若与普通光纤共盘时，应将其轻置于普通光纤之上，两者之间加缓冲衬垫，以防止挤压造成断纤，且特殊光器件尾纤不可太长。 d.根据实际情
16、况采用多种图形盘纤。按余纤的长度和预留空间大小，顺势自然盘绕，且勿生拉硬拽，应灵活地采用圆、椭圆、“CC”、“”多种图形盘纤（注意R4cm），尽可能最大限度利用预留空间和有效降低因盘纤带来的附加损耗。 e.密封和挂起。野外接续盒一定要密封好，防止进水。熔接盒进水后，由于光纤及光纤熔接点长期浸泡在水中，可能会先出现部分光纤衰减增加,4.熔接质量检验 （1）.用肉眼检查光纤线路是否有折断或者弯曲度过小等现象； （2）.用红色光源笔对熔接的光路进行通光检验，以确认光路是否相通； （3）.分别用手持式光源和光功率计接到线路的两端测试它的损耗值，看是否符合要求； （4）.光纤接续处是线路中最为脆弱的地方
17、，很容易折断，所以如果接续处没有放入专用的盘纤盒内固定的话，一定要用长短和粗细适中的钢丝进行加固，再用套管把包住； （5）.可选用OTDR对线路质量进行详细的分析。,四、熔接损耗的控制,光纤的传输损耗特性是决定光网络传输距离、传输稳定性和可靠性的最重要因素之一。光纤传输损耗的产生原因是多方面的，在光纤通信网络的建设和维护中，最值得关注的是光纤使用中引起传输损耗的原因以及如何减少这些损耗。光纤使用中引起的传输损耗主要有接续损耗（光纤的固有损耗、熔接损耗和活动接头损耗）和非接续损耗（弯曲损耗和其它施工因素和应用环境所造成的损耗）两类。光纤接续处的熔接损耗则与光纤的本身及现场施工有关。努力降低光纤接头处的熔接损耗，则可增大光纤中继放大传输距离。熔点处的衰减值一般要求控制在 0.02dB以内，最大值不超过0.03dB。,
