試論光纖通訊傳輸衰耗與解決措施

魏建紅

摘要：光纖的信號(hào)強(qiáng)度衰耗是光纖傳輸?shù)囊粋€(gè)重要特性，也是衡量光纖傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)。光纖通訊傳輸中也存在著一些問(wèn)題，而光纖傳輸?shù)乃ズ木褪瞧渲凶顬槠毡榈膯?wèn)題，本文對(duì)光纖的損耗特性產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對(duì)措施加以介紹總結(jié)。

關(guān)鍵詞：光纖；通訊；傳輸；技術(shù)；問(wèn)題

光纖通訊傳輸已經(jīng)成為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕绞?，?yīng)用范圍十分廣泛，因此，在光纖通信中產(chǎn)生的問(wèn)題，也值得我們?nèi)フJ(rèn)真思考并加以解決。光纖接續(xù)工作，技術(shù)復(fù)雜、工藝要求高，是對(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求的精細(xì)工作，也是關(guān)系到光纖通信傳輸質(zhì)量的重要工作，因此，在施工中，技術(shù)人員要充分重視光纖接續(xù)時(shí)產(chǎn)生的損耗，按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)做好光纖的接續(xù)工作，從而降低光纜的附加損耗，提高光纖的傳輸質(zhì)量。以下，將對(duì)附加損耗產(chǎn)生的原因加以分析，并對(duì)應(yīng)對(duì)策率加以介紹和概括。

一、光纖接續(xù)產(chǎn)生附加損耗的原因

（一）光纖的原始特性造成的損耗

光纖在生產(chǎn)制作過(guò)程中就已經(jīng)產(chǎn)生了一定的損耗，引起這些損耗的原因包括：光纖折射率分布不同、纖芯與包層偏心、光纖纖芯不圓和模場(chǎng)直徑不匹配。由于這些原因，光纖在熔接后將造成熔接點(diǎn)處不連續(xù)、不均勻等問(wèn)題。根據(jù)射線傳播理論，在不連續(xù)、不均勻點(diǎn)處，射線將發(fā)生散射現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生損耗。然而，通過(guò)施工前的合理配盤可以有效地消除或降低這種損耗的數(shù)值。此外，也可采用特性優(yōu)良的熔接機(jī)，通過(guò)調(diào)整其工作參數(shù)也可以降低這種損耗。

（二）光纖的微彎造成的損耗

根據(jù)光纖的射線傳播分析可以得出以下結(jié)論：不同入射角的射線代表著不同的傳輸模式，而光纖的彎曲則將改變光射線在交界面處的入射角，這種入射角的改變代表傳輸模式已經(jīng)改變。在光纖嚴(yán)重彎曲時(shí)，部分射線會(huì)透出纖芯產(chǎn)生輻射，成為輻射模，導(dǎo)致信號(hào)不能全部沿著光纖方向向前傳播，從而產(chǎn)生損耗。其損耗值的大小與彎曲半徑成反比，即隨著彎曲半徑的增大而遞減，在彎曲極小時(shí)可忽略，但在彎曲嚴(yán)重時(shí)可達(dá)幾十dB。

（三）光纖的熔接造成的損耗

首先，不整齊的光纖斷面會(huì)造成光纖在熔后接續(xù)點(diǎn)處出現(xiàn)不連續(xù)、不均勻的狀態(tài)，使光纖內(nèi)部發(fā)生光線散射，產(chǎn)生附加損耗。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)克制，無(wú)論采用哪種切割刀，切出的光纖斷面都會(huì)存在不同的傾斜角，但如果采用質(zhì)量較高的切刀，精準(zhǔn)的操作步驟，那么切出的光纖在熔接后產(chǎn)生的損耗值一般可控制在0.05dB以下。

另外，空氣中存在著塵埃，這些塵埃中含有多種物質(zhì)。光纖的熔接點(diǎn)，比如端面，一旦沾染這些塵埃中的特有物質(zhì)，共熔接點(diǎn)處在熔接后將存留一定的雜質(zhì)，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生少量極小的氣泡。那么，光線沿光纖傳播時(shí)，在該處就會(huì)發(fā)生散射，部分光線就會(huì)散射到其它方向去而無(wú)法傳播到光纖終端，產(chǎn)生較大的附加損耗。此外，雜質(zhì)的存在還將產(chǎn)生雜質(zhì)吸收損耗和氧化物散射損耗。這些損耗綜合起來(lái)有時(shí)十分驚人。顯而易見，清潔程序是接續(xù)過(guò)程中的必不可少的環(huán)節(jié)，而且要做到認(rèn)真仔細(xì)，充分徹底。

二、應(yīng)對(duì)附加損耗的解決方法

根據(jù)以上所提出的關(guān)于光纖衰耗特性的理論分析，可以通過(guò)加強(qiáng)接續(xù)工藝，提高接續(xù)質(zhì)量來(lái)降低由于光纖接續(xù)所增加的附加損耗。一般采用以下的方法：

（一）改善原始特征

應(yīng)利用OTDR儀在光纜開盤檢驗(yàn)時(shí)逐根進(jìn)行光纖測(cè)試，以確定光纖有無(wú)斷纖和事件點(diǎn)。在配盤時(shí)，要注意應(yīng)盡量在同一中繼段選用相同廠家生產(chǎn)的一批次光纜，應(yīng)盡量選用盤號(hào)相連或相近的光纜相連相鄰光纜，以便降低接續(xù)時(shí)產(chǎn)生的接頭損耗。

（二）減少光纖微彎

根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，光纖的曲率半徑大于一定數(shù)值時(shí)，彎曲損耗可忽略不計(jì)。而在實(shí)際施工過(guò)程中，任一隨機(jī)因素都有可能造成曲率半徑小于此值，因此，在光纖接頭的盤留和固定時(shí)，應(yīng)注意避免硬彎的產(chǎn)生，從而避免微彎損耗的產(chǎn)生。

（三）采用先進(jìn)的熔融接續(xù)手段

首先，在光纖接續(xù)的實(shí)際操作中，會(huì)遇到一些嚴(yán)重超標(biāo)的接續(xù)。一般而言，光纖幾何尺寸、較大的模場(chǎng)直徑偏差都可造成接續(xù)指標(biāo)超出允許范圍。影響這種障礙性接續(xù)的損耗值的主要原因就是熔接機(jī)的性能和狀態(tài)，熔接機(jī)的性能狀態(tài)優(yōu)良可使接續(xù)的障礙性損耗值降至很低。從而，改善了由于幾何尺寸偏差較大、模場(chǎng)直徑偏差較大等原因造成障礙性接續(xù)效果。

另外，如光纖切割斷面存在較大的傾斜角或缺陷，就意味著接續(xù)損耗的增加。不當(dāng)?shù)牟僮鞣椒?、質(zhì)量不良的切刀都可能造成這些現(xiàn)象的出現(xiàn)。由此看來(lái)，在光纖接續(xù)過(guò)程中，必須保證每根光纖切面的整齊。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)操作環(huán)境的清潔作出規(guī)范，尤其應(yīng)明確規(guī)定必須時(shí)刻清潔的切割刀的光纖斷面：在施工之前，帳篷、作業(yè)臺(tái)、發(fā)電機(jī)、電暖風(fēng)、電風(fēng)扇等必備用品應(yīng)預(yù)先配置好，保證切刀等接續(xù)工具的清潔，必須用酒精棉將切刀和光纖斷面點(diǎn)擦拭干凈，保證無(wú)雜質(zhì)存在，無(wú)灰塵沾附，盡力消除因污染所造成的散射損耗和吸收損耗。

最后，應(yīng)保證接續(xù)操作人員具備相應(yīng)的技術(shù)素質(zhì)。光纖接續(xù)操作人員首先應(yīng)需能熟練掌握接續(xù)工藝的測(cè)試方法，還必須做到能夠根據(jù)光纖的傳輸原理和構(gòu)造，迅速地判斷和處理接續(xù)中遇到的故障，能夠有效地調(diào)整熔接機(jī)的工作參數(shù)，通過(guò)改變放電時(shí)間、熔接電流、放電間隙等技術(shù)操作，將接續(xù)損耗降至最低。

三、結(jié)語(yǔ)

在信息產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，信息傳輸要求高速性和準(zhǔn)確性已經(jīng)被廣泛認(rèn)同。光纖的信號(hào)強(qiáng)度衰耗是光纖傳輸?shù)囊粋€(gè)重要特性，也是衡量光纖傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)。這一特性直接決定了光纜線路的中繼距離和通信系統(tǒng)的升級(jí)擴(kuò)容。光纖的信號(hào)衰耗主要有幾何缺陷、散射損耗、吸收損耗、彎曲損耗等等。通常情況下，將所有的損耗劃分為本征損耗、制造損耗和附加損耗三類。其中，本征損耗和制造損耗是在光纖在生產(chǎn)過(guò)程中，拉制光纖及成纜時(shí)其自身的物理特性、幾何特性、光學(xué)特性及生產(chǎn)工藝共同影響的，這種損耗的可控性小，控制成本高，不適合進(jìn)行人為的調(diào)控。而附加損耗則是由光纖的一系列固定接頭的損耗決定的，這種損耗是具有可控性，可以通過(guò)提高光纖接續(xù)質(zhì)量進(jìn)行有效控制。