光纖在應(yīng)用中的損耗

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(shè)和維護(hù)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(xù)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(xù)損耗（彎曲損耗和其它施工因素和應(yīng)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(wěn)定性和可靠性的最重要因素之一。

1、接續(xù)損耗及其解決方案

1.1接續(xù)損耗

　　光纖的接續(xù)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(cuò)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(xù)人員操作水平、操作步驟、熔接機(jī)電極清潔程度、熔接參數(shù)設(shè)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(cuò)位、端面間隙、折角、折射率差等）造成。

1.2解決接續(xù)損耗的方案

　　（1）工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)工作中應(yīng)選用特性一致的優(yōu)質(zhì)光纖 一條線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(duì)光纖熔接損耗的影響降到最低程度。

　?。?）光纜施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)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(shù)量。敷設(shè)時(shí)嚴(yán)格按纜盤(pán)編號(hào)和端別順序布放，使損耗值達(dá)到最小。

　　（3）挑選經(jīng)驗(yàn)豐富訓(xùn)練有素的接續(xù)人員進(jìn)行接續(xù)和測(cè)試

　　接續(xù)人員的水平直接影響接續(xù)損耗的大小，接續(xù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照光纖熔接工藝流程進(jìn)行接續(xù)，嚴(yán)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(jiān)測(cè)（接續(xù)損耗≤0.08dB/個(gè)），不符合要求的應(yīng)重新熔接。使用光時(shí)域反射儀（OTDR）時(shí)，應(yīng)從兩個(gè)方向測(cè)量接頭的損耗，并求出這兩個(gè)結(jié)果的平均值，消除單向OTDR測(cè)量的人為因素誤差。

（4）保證接續(xù)環(huán)境符合要求

　　嚴(yán)禁在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，光纜接續(xù)部位及工具、材料應(yīng)保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準(zhǔn)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(zhǎng)尤其是在多塵潮濕的環(huán)境中。接續(xù)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，應(yīng)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(xù)最為關(guān)鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續(xù)損耗的重要原因之一。優(yōu)質(zhì)的端面應(yīng)平整，無(wú)毛刺、無(wú)缺損，且與軸線垂直，光纖端面的軸線傾角應(yīng)小于0.3度，呈現(xiàn)一個(gè)光滑平整的鏡面，且保持清潔，避免灰塵污染。應(yīng)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(yīng)緊密銜接，不可間隔過(guò)長(zhǎng)。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(jī)

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

①應(yīng)嚴(yán)格按照熔接機(jī)的操作說(shuō)明和操作流程，正確操作熔接機(jī)。

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

③根據(jù)光纖類(lèi)型正確合理地設(shè)置熔接參數(shù)（預(yù)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(yīng)及時(shí)去除熔接機(jī)中的灰塵（特別是夾具、各鏡面和ｖ型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎末）。

⑤熔接機(jī)電極的使用壽命一般約2000次，使用時(shí)間較長(zhǎng)后電極會(huì)被氧化，導(dǎo)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(yī)用脫脂棉輕輕擦拭后再裝到熔接機(jī)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(biāo)符合相關(guān)規(guī)定活動(dòng)接頭的插入損耗應(yīng)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(yīng)接插良好、耦合緊密，防止漏光現(xiàn)象

（9）保證活動(dòng)連接器清潔

施工、維護(hù)中應(yīng)注意清洗插頭和適配器（法蘭盤(pán)）并保證機(jī)房和設(shè)備環(huán)境的清潔，嚴(yán)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(xù)損耗及其解決方案

2.1非接續(xù)損耗

　　光纖使用中引起的非接續(xù)損耗主要有彎曲損耗和其它施工因素及應(yīng)用環(huán)境造成的損耗。

　　（1）彎曲造成的輻射損耗 當(dāng)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(dǎo)模被轉(zhuǎn)化成輻射模，不再繼續(xù)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。