论文部分内容阅读
摘要：光纤损耗是光纤性能的重要指标之一，光纤损耗的高低直接影响着通信传输的距离。针对光缆通信传输网络的现状，论文对光纤的接续损耗进行了研究，主要包括光纤接续损耗的种类、光纤接续损耗的测试、光纤接续损耗的影响因素及解决措施等。
关键词：光纤;接续损耗;降低损耗;光纤损耗测试
1.接续损耗的概念
光纤接续损耗是光纤通信系统性能指标中的一项重要参数，损耗值的大小直接影响到光传输系统的整体质量，在光缆施工和维护测试中，运用科学的分析方法，对提高整个光缆接续施工质量和维护工作极为重要，尤其是进一步研究光通信中长波长的单模光纤的通信性能、传输衰耗、测量精度和检直维修等具有一定的意义。
2.影响光纤接续损耗的主要原因
2.1 本征因素
由于不同光纤的原材料及在制造过程中提纯、提炼和拉丝等工艺是不同的，造成了2根光纤模场直径不一致、光纤芯径失配、纤芯截面不圆和纤芯与包层同心度不佳等现象，从而造成了光纤的接续损耗，这种损耗是无法避免的。
2.2 非本征因素
非本征因素是光纤接续技术造成的光纤接续损耗，主要有：
（1）纤芯轴心错位
（2）端面倾斜
（3）光纤端面受污染
（4）接续机具不良
（5）纤芯弯曲、纤芯台阶等。
3.光纤接续损耗的测试分析
3.1 OTDR的工作原理
背向散射法是将大功率的窄脉冲光注入待测光纤，然后在同一端检测沿光纤轴向向后返回的散射光功率，由于光纤材料密度不均匀，其本身的缺陷和掺杂成分不均匀，当脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射，其中总有一部分进入光纤的數值孔径角，沿光纤轴反向传输到输入端。瑞利散射光的波长与入射光的波长相同，其光功率与散射点的入射光功率成正比，测量沿光纤轴向返回的背向瑞利散射光功率可采集到沿光纤传输损耗的信息，从而测得光纤的衰减。
3.2 用OTDR监测光纤接续，常用的有四种监测方法
第一种：后向单程测试法
OTDR在光纤接续始端不动，在光纤接续前进方向后测。采用这种方法监测，优点是：“省掉仪表转移，测试效率高”。缺点是：“测试值不够准确”，测得的损耗值全部是单向测试数据，还不能全面、精确地反映光纤接续的真实损耗值。
第二种：前向单程测试法
OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测试，测试点与接续点始终只隔一盘光缆长度。优点是：“测试接头衰耗较为准确，测试速度快”。缺点是：“仪表搬动次数多，测试值不够准确”。所测得的损耗值全部是单向测试数据，还不能全面、精确地反映光纤接续的真正的损耗值。
第三种：前向双程测试法
OTDR测试点与接续点的位置仍同前向单程监测布置一样，但须在接续方向的最始端做环回，即在接续方向的始端将每组束管内的光纤分别两两短接，组成环回回路，由于增加了环回点，所以OTDR测试可以测出接续损耗的双向值，用OTDR前向双程测试光纤，两方向测试的结果有时会不同，主要原因是光纤芯径和相对折射率均不相同时（即不同品牌或不同批次的光纤熔接），不仅会造成熔接损耗增加，还会造成OTDR两个方向（A端到B端或B端到A端）的测量值相差很大，当两根被熔接的光纤的模场直径不同时，因为小模场直径光纤传导瑞利散射光的能力比大模场直径光纤强，所以当这两种直径的光纤熔接时，若从小模场直径光纤向大模场直径光纤方向测试时，熔接损耗可能是负值（即虚假增益）反之，则出现高损耗值，这是种表面现象，是由于不同模场直径对瑞利散射光传导能力不同所造成测量上的缺陷，并非熔接点的实际损耗，所以从两个不同方向测试并取平均值后，所得的损耗才是熔接点的真正损耗，比如一个接头从A到B测得的损耗为0.18dB，而从B到A测得的损耗为-0.12dB，实际上此头的损耗为[0.18+（-0.12）]/2=0.03dB，但如果单向值0.18dB来判断，可能会误认为接续不合格，掐断重接，所以双向测试能避免这种误判的情况。
第四种：前后向双向测试法。
用两台OTDR进行测试，一台固定在线路始端，另一台在线路上同接续点一同前移，两台光时域反射仪在测试中互通接头点单向值信息进行双向平均值的计算，得出接头点损耗值，这种方法的优点是：不用环头即可测得接头点双向接续损耗值，测试速度快、准确，比前向双程测试法快，能提高接续速度。缺点是：多用一台仪表、一个人、一套通信设备（如光纤电话）。
总之，上述四种光纤接续损耗的测试方法第四种是最实用的测试方法，根据不同的现场情况和实际要求，可以采用不同的测试方法，随着光通信技术的进步与发展，相信很快就会有更先进、更精确的光纤衰耗测试设备和测试手段应用到光缆施工、光线路传输质量的分析之中。
4.降低光纤接续损耗的方法与措施
影响光纤接续损耗的因素很多，只有消除各种不良因素的影响才能降低光纤接续的损耗。通过以下几种办法可以降低光纤接续的衰耗。
1.减小光纤模场直径不同对光纤接续损耗的影响
2.避免敷设光缆施工时造成的光纤损耗
3.提高接续质量以减小光纤的接续损耗
4.正确使用熔接机
5.制备完善的光纤端面
6.在适宜的环境中进行光纤接续
7.选择优质合格的活动连接器
8.活动接头应接插良好、耦合紧密，防止漏光现象
9.保证活动连接器清洁
参考文献：
[1]孙大华，生产和使用过程中影响光纤接续损耗的因素，光纤与电缆及其应用技术，2004年06期.
[2] 贾金辉，如何降低光纤接续损耗，有线电视技术，2004年19期.
[3] 杨东，轩克辉，光纤损耗的测试，山东轻工业学院学报，2001，（3）.
[4] 王秀峰，陈英杰，赵方涛，OTDR测试光纤故障点及应注意的几个问题，电线电缆，2003年第5期.
[5] Optical Fiber Drawing Tower（Model No.Kosopt-D10-60），Kobe Steel，LTD.
河南工学院
关键词：光纤;接续损耗;降低损耗;光纤损耗测试
1.接续损耗的概念
光纤接续损耗是光纤通信系统性能指标中的一项重要参数，损耗值的大小直接影响到光传输系统的整体质量，在光缆施工和维护测试中，运用科学的分析方法，对提高整个光缆接续施工质量和维护工作极为重要，尤其是进一步研究光通信中长波长的单模光纤的通信性能、传输衰耗、测量精度和检直维修等具有一定的意义。
2.影响光纤接续损耗的主要原因
2.1 本征因素
由于不同光纤的原材料及在制造过程中提纯、提炼和拉丝等工艺是不同的，造成了2根光纤模场直径不一致、光纤芯径失配、纤芯截面不圆和纤芯与包层同心度不佳等现象，从而造成了光纤的接续损耗，这种损耗是无法避免的。
2.2 非本征因素
非本征因素是光纤接续技术造成的光纤接续损耗，主要有：
（1）纤芯轴心错位
（2）端面倾斜
（3）光纤端面受污染
（4）接续机具不良
（5）纤芯弯曲、纤芯台阶等。
3.光纤接续损耗的测试分析
3.1 OTDR的工作原理
背向散射法是将大功率的窄脉冲光注入待测光纤，然后在同一端检测沿光纤轴向向后返回的散射光功率，由于光纤材料密度不均匀，其本身的缺陷和掺杂成分不均匀，当脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射，其中总有一部分进入光纤的數值孔径角，沿光纤轴反向传输到输入端。瑞利散射光的波长与入射光的波长相同，其光功率与散射点的入射光功率成正比，测量沿光纤轴向返回的背向瑞利散射光功率可采集到沿光纤传输损耗的信息，从而测得光纤的衰减。
3.2 用OTDR监测光纤接续，常用的有四种监测方法
第一种：后向单程测试法
OTDR在光纤接续始端不动，在光纤接续前进方向后测。采用这种方法监测，优点是：“省掉仪表转移，测试效率高”。缺点是：“测试值不够准确”，测得的损耗值全部是单向测试数据，还不能全面、精确地反映光纤接续的真实损耗值。
第二种：前向单程测试法
OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测试，测试点与接续点始终只隔一盘光缆长度。优点是：“测试接头衰耗较为准确，测试速度快”。缺点是：“仪表搬动次数多，测试值不够准确”。所测得的损耗值全部是单向测试数据，还不能全面、精确地反映光纤接续的真正的损耗值。
第三种：前向双程测试法
OTDR测试点与接续点的位置仍同前向单程监测布置一样，但须在接续方向的最始端做环回，即在接续方向的始端将每组束管内的光纤分别两两短接，组成环回回路，由于增加了环回点，所以OTDR测试可以测出接续损耗的双向值，用OTDR前向双程测试光纤，两方向测试的结果有时会不同，主要原因是光纤芯径和相对折射率均不相同时（即不同品牌或不同批次的光纤熔接），不仅会造成熔接损耗增加，还会造成OTDR两个方向（A端到B端或B端到A端）的测量值相差很大，当两根被熔接的光纤的模场直径不同时，因为小模场直径光纤传导瑞利散射光的能力比大模场直径光纤强，所以当这两种直径的光纤熔接时，若从小模场直径光纤向大模场直径光纤方向测试时，熔接损耗可能是负值（即虚假增益）反之，则出现高损耗值，这是种表面现象，是由于不同模场直径对瑞利散射光传导能力不同所造成测量上的缺陷，并非熔接点的实际损耗，所以从两个不同方向测试并取平均值后，所得的损耗才是熔接点的真正损耗，比如一个接头从A到B测得的损耗为0.18dB，而从B到A测得的损耗为-0.12dB，实际上此头的损耗为[0.18+（-0.12）]/2=0.03dB，但如果单向值0.18dB来判断，可能会误认为接续不合格，掐断重接，所以双向测试能避免这种误判的情况。
第四种：前后向双向测试法。
用两台OTDR进行测试，一台固定在线路始端，另一台在线路上同接续点一同前移，两台光时域反射仪在测试中互通接头点单向值信息进行双向平均值的计算，得出接头点损耗值，这种方法的优点是：不用环头即可测得接头点双向接续损耗值，测试速度快、准确，比前向双程测试法快，能提高接续速度。缺点是：多用一台仪表、一个人、一套通信设备（如光纤电话）。
总之，上述四种光纤接续损耗的测试方法第四种是最实用的测试方法，根据不同的现场情况和实际要求，可以采用不同的测试方法，随着光通信技术的进步与发展，相信很快就会有更先进、更精确的光纤衰耗测试设备和测试手段应用到光缆施工、光线路传输质量的分析之中。
4.降低光纤接续损耗的方法与措施
影响光纤接续损耗的因素很多，只有消除各种不良因素的影响才能降低光纤接续的损耗。通过以下几种办法可以降低光纤接续的衰耗。
1.减小光纤模场直径不同对光纤接续损耗的影响
2.避免敷设光缆施工时造成的光纤损耗
3.提高接续质量以减小光纤的接续损耗
4.正确使用熔接机
5.制备完善的光纤端面
6.在适宜的环境中进行光纤接续
7.选择优质合格的活动连接器
8.活动接头应接插良好、耦合紧密，防止漏光现象
9.保证活动连接器清洁
参考文献：
[1]孙大华，生产和使用过程中影响光纤接续损耗的因素，光纤与电缆及其应用技术，2004年06期.
[2] 贾金辉，如何降低光纤接续损耗，有线电视技术，2004年19期.
[3] 杨东，轩克辉，光纤损耗的测试，山东轻工业学院学报，2001，（3）.
[4] 王秀峰，陈英杰，赵方涛，OTDR测试光纤故障点及应注意的几个问题，电线电缆，2003年第5期.
[5] Optical Fiber Drawing Tower（Model No.Kosopt-D10-60），Kobe Steel，LTD.
河南工学院