武麗君

摘 要：光纖通信在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。，光纖的價(jià)格也日漸降低，使用光纖進(jìn)行信息傳播載體傳輸損耗小、工作的頻帶寬、傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)，且擁有較強(qiáng)的抗干擾能力，這些優(yōu)點(diǎn)使得光電網(wǎng)絡(luò)逐漸成為最理想的信息傳播載體。但光纖傳輸?shù)膿p耗性直接決定了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木嚯x、穩(wěn)定性與可靠性。光纖傳輸產(chǎn)生損耗的原因有很多，在網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與維護(hù)過程中，最需要關(guān)注的是光纖傳輸產(chǎn)生損耗的原因和怎樣能夠減少損耗，本文就針對(duì)長(zhǎng)輸管道光纜線路施工的研究，分析光纖傳輸過程中存在的衰減原因及應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：光纖傳輸；損耗；原因；應(yīng)對(duì)措施

一、光纖的衰減特性

1、基本概念

當(dāng)光從光纖的一端射入時(shí)，從另一端射出時(shí)，光的強(qiáng)度會(huì)衰減。這意味著光信號(hào)通過光纖傳播后，光能量衰減了一部分。

光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，光纖本身具有一定的衰減，例如單模光纖衰減為0.25dB/km，當(dāng)光纖傳輸一定距離后，衰減過大，不能再支持傳輸時(shí)，就需要中繼器，對(duì)光纖內(nèi)的光信號(hào)進(jìn)行放大，使它能夠繼續(xù)傳輸。這中間的長(zhǎng)度就是中繼距離，中繼距離的長(zhǎng)短主要看光纖本身的衰減性能。

二、光纖的衰減因素

施工中光纜產(chǎn)生衰減的主要因素可分為不可控因素及可控因素兩種。

1、不可控因素

不可控因素有固有損耗、雜質(zhì)、不均勻等。

光纖的固有損耗：包括瑞利散射，固有吸收等。

瑞利散射是一種光學(xué)現(xiàn)象，屬于散射的一種情況，又稱“分子散射”，是一種光在傳送過程中必定存在的特性。吸收作用是光波通過光纖材質(zhì)時(shí)，一部分光能被消耗轉(zhuǎn)化形成其他形式的能量而形成的，即使完全不含雜質(zhì)純凈的石英材料也存在吸收損耗，這種損耗是固有的，其中影響最大的就是由于含有氫氧根（OH）而引起的損耗。

雜質(zhì)：光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

2、可控因素

可控因素具體有彎曲、擠壓、對(duì)接、繼續(xù)損耗。

彎曲：光纖彎曲時(shí)部分光纖內(nèi)的光會(huì)因散射而損失掉，造成損耗。光纖的彎曲損耗就是光波在光纖中傳輸時(shí)不能滿足光的全反射造成的損耗。

擠壓：光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。擠壓容易使纖芯與包層界面產(chǎn)生微小的凹凸，存在這種不均勻界面，傳輸模將會(huì)變成輻射模，使光損耗增加。

接續(xù)損耗：光纖對(duì)接時(shí)產(chǎn)生的損耗。如不同軸，斷面與軸心不垂直，斷面不平，對(duì)接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。兩纖芯之間必須正確吻合，以達(dá)完善和均勻的一致的進(jìn)行光纜接續(xù)。否則，光波從一根光纖中傳出進(jìn)入另一根光纖，部分光必將進(jìn)入包層形成輻射模損耗掉。

三、光纖衰減應(yīng)對(duì)處理措施

在長(zhǎng)輸管道光纜線路施工中，如何采取有效的措施最大程度的降低光能損耗是施工技術(shù)中必須要研究解決的問題。

1、對(duì)于施工中不可控因素采取的相對(duì)辦法

光纖產(chǎn)生衰減的不可控因素歸根結(jié)底是由光波傳播及傳播介質(zhì)引起的。

光波在傳播的過程中必定會(huì)有能量的衰減，這是物質(zhì)能量的本質(zhì)，是不可改變的。然而在光傳播介質(zhì)的基礎(chǔ)上，隨著研究工藝技術(shù)的提升，必將提高光能傳播的利用率。這種損耗是可以想辦法克服的，那就是要改善光纖制造的工藝。

2、對(duì)于施工中可控因素采取的相對(duì)辦法

可控因素，即在施工過程中可采取必要措施可以最大程度的減小這些因素造成的光纖損耗，甚至將這些因素造成的損耗完全消除。具體作以下幾個(gè)方面分析長(zhǎng)輸管道光纜線路施工中可采取的應(yīng)對(duì)措施。

（1）光纜隱蔽工程階段應(yīng)對(duì)措施

光纜隱蔽工程是長(zhǎng)輸管道光纜施工中的重中之重。無論是直埋光纜還是敷設(shè)硅芯管氣吹法輸送光纜的工程，光纜（硅芯管）敷設(shè)都是工作監(jiān)督的重點(diǎn)。

（2）光纜接續(xù)階段應(yīng)對(duì)措施

光纜接續(xù)是影響光纖衰減的另一重要因素，長(zhǎng)輸管道光纜線路施工中合理配盤，盡量少的設(shè)置接頭，可以更好地提高光纖的傳輸性能。

光纖接續(xù)方法可分為熔接法和機(jī)械法等。熔接法接頭損耗小、成本低和簡(jiǎn)便快捷，所以一般采用電弧的熔接法。接續(xù)的熔接利用高壓放電產(chǎn)生2000℃的電弧，使光纖端面局部熔化，靠光纖自己的內(nèi)應(yīng)力而接續(xù)在一起。該法設(shè)備簡(jiǎn)單、接續(xù)損耗小、接頭可靠性高和應(yīng)用廣泛。采用熔接法時(shí)，纖芯對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的性是關(guān)鍵。熔接參數(shù)的選擇對(duì)保證接頭的高強(qiáng)度、低損耗也有重要作用。熔接參數(shù)包括電極距離、電弧電流、預(yù)熔前光纖端面間距、預(yù)熔 時(shí)間、重熔前光纖送進(jìn)量和重熔時(shí)間等。熔接法可以熔接單模和多模光纖，也可以一次熔接單芯或多芯光纖。

光纖接續(xù)端面的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求：

1）光纖的接頭端面處理標(biāo)準(zhǔn)

光纖接續(xù)前須將兩根光纖的接頭端面處理好。端面質(zhì)量不好有下列幾種情況：切割面與軸向不垂直有夾角δ，在多模光纖δ應(yīng)小于3°，而在單模光纖應(yīng)保持小于1°，才能使接頭具有低損耗；端面不平滑例如端面帶有楔形尖端、端面呈凸圓形、端面的缺破以及端面鋸齒形和端面沾有污物。

2）光纖的端頭對(duì)準(zhǔn)要求

接續(xù)時(shí)兩條光纖的端頭必須對(duì)準(zhǔn)。否則會(huì)增加接頭損耗。做到對(duì)準(zhǔn)的要求是：軸線必須對(duì)準(zhǔn)成一直線，軸線間不要有角度，兩端面間不要有空隙，因?yàn)檫@一切會(huì)造成光線傳輸中的反射。

3）端面及環(huán)境清潔

光纖接頭端面處理好及施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保持清潔很重要，否則將增加接頭損耗。

4）接續(xù)前的端面制備

操作時(shí)應(yīng)注意端面平整、無毛刺、無缺損，與軸線垂直。處理端面好壞，對(duì)連接損耗有很大影響。因此，光纖端面切割時(shí)，應(yīng)將切割刀放置平穩(wěn)，接續(xù)人員身體坐正，兩手自然放在操作臺(tái)上，不能有抖動(dòng)現(xiàn)象。光纖端面制作時(shí)，要求平齊，不能有角度。端面不整齊，有角度、有缺陷都會(huì)使光纖接續(xù)衰耗增大。要保持端面的完整性，當(dāng)光纖端面切割以后，須注意勿使端面撞碰其它物體，要將光纖妥善地放入V型槽內(nèi)，兩端面距離調(diào)至2～3mm，不能相碰。

5）做好接續(xù)中的質(zhì)量監(jiān)測(cè)

即從接續(xù)開始到完成（包括熱縮套管保護(hù)，尾纖往接頭盒內(nèi)盤繞固定，穿管道等），遠(yuǎn)端（局）站內(nèi)光纖時(shí)域反射儀（OTDR）儀表均應(yīng)對(duì)接頭損耗進(jìn)行測(cè)量監(jiān)視。如果發(fā)現(xiàn)儀表屏幕上出現(xiàn)“臺(tái)階”，則表明出現(xiàn)問題?？赡芤虿僮鞑划?dāng)造成光纖受壓、纏繞直徑過?。ㄐ∮?cm）、或出現(xiàn)硬彎、半折斷狀態(tài)等。

四、結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)輸管道越來越多的趨向于數(shù)字化管理，光纖廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)管線泄漏系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)等，使之成為今后研究發(fā)展中的重點(diǎn)工作，重視光纖在使用過程中所產(chǎn)生的傳輸損耗是非常必要的，解決光纖傳輸損耗會(huì)在光纖通信的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)中進(jìn)一步優(yōu)化光纖通信的傳輸性能。