光缆施工技术

学术论文 2007-08-30 15:33:34

周晓敏

    摘  要:本文详细论述了光缆施工及光纤的熔接技术,并分析了光缆连接时产生损耗的原因。
    关键词:光缆施工几光缆;熔接;损耗
    中图分类号:TN913.3    文献标识码:B

    光缆施工主要包括光缆盘的搬运、布放准备、布放、保护、接续、成端和最终测试等项内容。
    一、光缆的布放
    光缆管内侧应平滑避免割伤光缆外皮,破坏防水性。光缆管道转弯时,其曲率半径应大于光缆外径25倍,并视现场状况于90°弯角处增设拉线盒。光缆如行经地下管道间,可视情加装蛇形软管加以保护。
    光缆布放时,拉力不得超过光缆允许张力的80%(瞬时拉力也不应超允许张力),且应以均速布放。光缆安装操作时曲率半径应大于光缆外径的20倍。保护管的的曲率半径不小于光缆外径的20倍。
    光缆布放后,除垂直部分外其余部分不应再承受拉力。单一光缆在没有加设拉线时,其90°转弯不得超过两处。
    二、光缆接续
    光纤的拼接技术是将两段光纤永久性地连接起来。拼接技术有两种,一种是熔接;一种是机械拼接。机械拼接很少使用,所以下面详细介绍一下熔接技术。
    熔接技术是用光纤熔接机通过高压放电使待接续光纤熔融成一段完整的光纤。光缆接续流程图如图1所示。这种方法接续损耗小、可靠性高,使用普遍。

    熔接机熔接光纤的过程如下。
    1.待接续光纤端面的制备
    光纤熔接前,首先要将光纤外面的所有覆盖层和缓冲层去掉并擦拭干净。除去涂覆层时不能伤光纤。去掉二次涂覆层时可使用专用剁线钳,并用浸酒精(无水乙醇)纱布或专用擦拭纸擦拭干净。用光纤端面切割器把光纤端面切平整并要光滑。
    2.用光纤熔接机接续
    把制备好两根光纤置于熔接机微调架上,让其自动对准。熔接时间和放电电压,熔接机均能自动设置。
    3.连接部位的强度保护
    由于连接部位机械强度较低,要进行保护。通常使用热缩套管保护,在热缩套外边还有一层不锈钢丝套,热缩管内还有一根热熔管,熔接前先将热缩管套入光缆,当光纤接续完之后把热缩管移至光纤的接头处,然后用熔接机上的加热器加热,当热熔管完全融合并紧紧附着在光纤的周围后,光纤与周围空气完全被隔离。与此同时,热缩管收缩,在两端有少量熔体溢出,把钢丝与已连接的光纤紧紧地箍在一起,增强连接部位强度。热缩套管长5~6cm,在40~90℃内很稳定,对光纤不增损耗。
    光纤终端箱的装设:光缆终端箱可装设于墙上或专用机柜内,以供收容所有光缆及光纤引线,并供两光纤接续之用。
    光缆芯线标识:光纤引线、跳接线及光纤配线盘上的光纤连接器插座应贴标记,注明芯线编号和光纤的铭牌。
    三、光缆测试
    1.光损失测试
    光损失测试原理系由入射端激发一特定的光能量进入受测光纤,再计算光功率损失。此测试必需在850mm和1 300mm两种波长下执行。
    2.光时域反射器(OTDR)
    用OTDR来测量光纤线段上接续与接头的位置及数量,它同时可用来测试光纤长度及检测错误所在,用HARD COPY PRINTER打印出所测结果并整理备用。
    四、光纤接续引起损耗的原因
    光纤的连接与电缆的连接是完全不同的。电缆以铜材为主,质软而较粗,连接的损耗很小,且与连接端面状况无关。
    光纤的纤芯是石英玻璃,光信号是在由光纤包层的光波导管里进行传输的,所以光纤的连接,就象自来水管不允许连接处有外泄漏一样,光纤的连接也不能使光信号从连接处辐射出来。在连接时,要特别注意把两根待接续光纤的纤芯端面处理得平整一致,并使芯轴对准。导致光纤损耗主要有两方面原因,一是对接两根光纤制造差异引起;二是操作不当引起。制造差异如两根光纤的几何尺寸不一样、不是同心圆或不规整、相对折射率不同等等。操作不当如有:光纤端面倾斜、不平整、粗糙、光纤间有轴偏、空隙、光纤轴有倾斜等。
    1.光纤轴芯错位的影响
    图2中的a和b分别为62.5~125um渐变型多模光纤和8.3um单模光纤轴芯错位大小与损耗的关系图。R为纤芯半径,X为轴芯错位的距离。从图可知,相同的轴心错位距离,芯径越小,连接损耗越大。当R一定时,则损耗随错位距离增大而增大。在单模光纤情况下,稍稍错位就会引起大的损耗。

    2.光纤端面倾斜的影响
    光纤端面倾斜与轴错位都会严重影响连接损耗的大小。渐变型光纤相对折射率(△)大时,端面倾斜角允许范围也大。△在0.4%~1.0%之间,倾斜角为2°时,损耗在0.3~0.5dB之间变化。单模光纤损耗随角度变大而增加,因此减少倾角跟减少轴心错位同等重要。
    3.不同芯径光纤连接时的损耗
    图3为不同芯径连接损耗的关系。输出光信号的光纤芯径为a1,输入光信号的光纤芯径为a2。由图可知,接受光信号的光纤芯径小,则产生损耗较大。
 

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