1 光纖接頭館接損耗的概念 光纖熔接是用全自動的設(shè)備——熔接器(Fusion Splitter)將兩段光纜中需要連接的光纖分別——連接起來，熔接時采用短暫電弧燒熔兩根光纖端面使之連成一體，這種連接方法接頭體積小、機械強度高、光纖接續(xù)后性能穩(wěn)定，因而應(yīng)用廣泛。光纖接續(xù)后光線傳輸?shù)浇宇^處會產(chǎn)生一定的損耗量稱之為熔接損耗或接續(xù)損耗。由于光纖接續(xù)質(zhì)量影響光纖線路傳輸損耗的客限、光纖線路無中繼放大傳輸距離等參數(shù)，因此要求光纖接頭處的熔接損耗盡可能小，以確保光纖CATV信號的傳輸質(zhì)量。 目前，多數(shù)熔接法可以做到使熔接損耗子均小于0.1dB，甚至可以達到小于0.05 dB的水平，對具體的光纖CATV工程而言，可根據(jù)具體情況如光纖線路中繼段長度、光設(shè)備發(fā)射功率與接收靈敏度及系統(tǒng)格量等確定每個光纖接頭處允許的熔接損耗值，將其作為熔接損耗指標在有關(guān)技術(shù)文件中加以明確規(guī)定。光纖CATV傳輸線路上每個中繼段的線路傳輸損耗也應(yīng)有明確規(guī)定，因為光纖接頭全部熔接完畢后衡量光纖線路傳輸質(zhì)量的指標是光纖線路的傳輸損耗，目前要求這項指標在0.25dB/km以下(含熔接損耗)。由于光纖CATV的傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向是寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)，因而對光纖接頭的熔接損耗及光纖線路的傳輸損耗應(yīng)有較高要求，特別是一些光纖CATV干線網(wǎng)，如由萊特康姆參與的全長18 00km多連接全省13個省轄市呈雙環(huán)型結(jié)構(gòu)以傳輸廣播電視節(jié)目為主要業(yè)務(wù)的江蘇廣播電視光纜傳輸省干線網(wǎng)，要求在1550nm窗口的光纖線路傳輸損耗不得超過0.23dB/km，光纖接頭的熔接損耗值目前大不得超過0.06dB。
2 光纖接頭熔接損耗的測量 測量光纖接頭熔接損耗需用光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer， OTDR)，這種儀器采用后向散射法來測量光纖接頭處的熔接損耗值。熔接機上雖也顯示熔接損耗值，但因其是采用光纖芯軸直視法進行局部監(jiān)視測得的，僅在非常理想的狀態(tài)下才反映實際的熔接損耗，故一般僅供參考用。由于光纖的折射率、芯徑、模場直徑及瑞利散射系數(shù)的不同，所以從光纖接頭兩端分別測量熔接損耗得到的兩個方向的熔接損耗測量值是不同的且相差較大，故GB/T15972-1995《光纖技術(shù)規(guī)范》附錄 A《光纖后向散射功率曲線分析》規(guī)定，熔接損耗的測量應(yīng)分別從光纖接頭的兩端進行測量，亦即雙向測量，取兩個方向測量值代數(shù)和的平均值作為該接頭處熔接損耗值；由于被接續(xù)的兩根光纖散射性能的差異，OTDR測得光纖接頭的熔接損耗值可能為正值也可能為負值，對熔接損耗為負值的光纖接頭可認為熔接合格，一般不重新熔接；熔接時每個接頭的熔接損耗的OTDR測量值一般應(yīng)小于熔接損耗所要求的指標值的1/2- 2/3，如指標要求小于0.1dB，則單向測量值一般應(yīng)小于0.05-0.06dB。 測量熔接損耗的方法一般有遠端監(jiān)測法，即置于機房內(nèi)的OTDR通過帶連接器的尾纖與被測光纜相連，光纖接續(xù)點不斷向前移動，而OTDR始終在機房內(nèi)對接續(xù)點進行質(zhì)量監(jiān)視和熔接損耗測量，其優(yōu)點是測量偏差小，缺點是只能單向測量，適用于模場直徑一致性較好的光纖。近端監(jiān)測法即OTDR始終在接續(xù)點前邊距接續(xù)處一個光纜盤長，缺點是OTDR需不斷向前移動，影響儀器的使用，優(yōu)點是OTDR的測量范圍不要求太大。上述兩種方法測得的熔接損耗值均是單向測量值，在光纖接頭全部熔接完畢后再從光纖線路的另一端依次測量各個光纖接頭的熔接損耗值，然后將每個接頭的兩個方向的測量值相加取平均值作為該接頭的熔接損耗。遠端環(huán)回雙向監(jiān)測法即是將光線內(nèi)的光纖臨時作環(huán)接構(gòu)成回路，從而可對光纖接頭進行雙向測量，避免了單向測量不能及時獲得熔接損耗值的缺點，這種測量方法要求OTDR的儀器測量距離范圍要大，但因測量方法過于復(fù)雜因而只適用于12芯以下的光纜。對光纖CATV工程而言一般可采用遠端監(jiān)測法，前提是接續(xù)處兩根光纖的模場直徑必須一致。下面以江蘇廣播電視光纜傳輸省干線網(wǎng)所用的8芯層絞式永鼎光纜為例簡介遠端環(huán)回雙向監(jiān)測法。光纜內(nèi)有紅綠白白4 根PBT束管，每根束管內(nèi)有藍、白纖各一根，每盤光纜的盤長均為2km， OTDR置于機房內(nèi)測量，在和第二接線包處各有一組熔接施工人員并分別稱為第1組和第2組，先由第2組在第二接線包處將第二盤纜紅管中的藍纖和白纖臨時熔接起來，然后第1組將、二盤纜紅管中的藍纖和白纖分別熔接起來，此時機房內(nèi)的OTDR與盤纜的白纖相接時在2 km處測得第1接線包中紅管內(nèi)白纖的接頭從A端到B端方向的熔接損耗值a 11，在6km處測得藍纖的接頭B到A向的熔接損耗值612，OTDR與藍纖相連在2km處測得藍纖的接頭從A到B方向的熔接損耗值a12，在6km處測得白纖的接頭從B到A方向的熔接損耗值b11，則白纖的接頭的熔接損耗值為 S白=(a11+b11)/2，藍纖的接頭熔接損耗值S藍=(a12+b12)/2，符合要求則按上述方法熔接綠管中的藍白兩根光纖直到4 根束管中的纖全部熔接完畢，封好接線包后第1組移到第3接線包處進行臨時熔接，熔接方法與第2組在第二接線包處的熔接方法相同，第2組則正式熔接第2接線包中的光纖，熔接完畢后移到第4接線包處臨時熔接，第2組再正式熔接第3接線包，依此類推，直到光纖接頭全部熔接完畢，這種方法避免了光纖接續(xù)錯亂，及時按雙向測量要求測出光纖接頭熔接損耗并判斷損耗值是否超標，避免了單向測量不能及時測得熔接損耗而導(dǎo)致日后返工耗值超標的接頭。
3 影響光纖接頭熔接損耗的主要因素 光纖熔接損耗的影響因素可分為本征因素和非本征因素。本征因素是指光纖自身的一些因素，諸如兩根光纖的模場直徑不一致，光纖芯徑失配，纖芯截面不圓，纖芯與包層同心度不佳等，其中模場直徑不一致對光纖接頭熔接損耗的影響較大，電報電hua咨詢委員會(CCITT)的G652標準規(guī)定1310nm窗口的模場直徑標稱值在9-10pm 內(nèi)，偏差不得超過標稱值的10%，在此容差范圍內(nèi)一根模場直徑為11pm的光纖與另一根模場直徑為9pm的光纖在非常良好的接續(xù)條件下熔接后，接頭處熔接損耗的理論計算值可達到0.17dB，在實際接續(xù)中則更高。非本征因素則是指各種人為因素及儀器設(shè)備等因素對熔接損耗的影響，如：熔接時光纖未對準，使兩根光纖纖芯的軸線徑向偏移達2Pm時熔接損耗的理論值可達到0.74dB；兩根光纖軸向傾斜在傾斜角達1度時熔接損耗的理論值可達到O.46 dB；光纖端面切割傾斜角之和達1度時光纖熔接的理論值達0.21 dB；接續(xù)者的操作水平也影響熔接損耗，有資料介紹同樣的儀器設(shè)備由不同的人操作， 10個熔接點的總損耗差值Z高可達0.32dB；此外，接線包中光纖的盤繞、預(yù)留光纜的盤繞、熔接機的熔接參數(shù)設(shè)置和放電電極的清潔狀況，以及接續(xù)工作環(huán)境是否潔凈等對光纖熔接損耗均有不同程度的影響。
4 降低光纖接頭熔接損耗的方法 影響光纖接頭熔接損耗的因素較多，只有消除各種不良因素的影響才能從根本上降低光纖接頭的熔接損耗，從而減小光纖CATV線路傳輸損耗。根據(jù)筆者實踐及有關(guān)資料介紹，建議可采取如下措施來降低光纖接頭的熔接損耗：
(1)光纖在某點斷開后斷開處的模場直徑是相同的，因而在斷開處熔接可使光纖模場直徑對熔接損耗的影響小，所以必須要求光纜生產(chǎn)廠家選用同一生產(chǎn)批次的裸光纖按訂貨長度連續(xù)生產(chǎn)，根據(jù)規(guī)定的盤長將光纜依此斷開繞盤，對繞好的纜盤連續(xù)編號并分清A，B端(斷開處在前一盤上若為B端則在緊連的后一攬盤上就為A端)，不得跳號或錯亂，敷設(shè)時按確定的路由根據(jù)統(tǒng)盤的編號順序依次布放且前一盤纜的B端要和后一盤繞的A端相連，從而保證能在斷開處熔接光纖，避免了因光纖模場直徑不一致而導(dǎo)致光纖接頭熔接損耗偏大的缺點。
(2)敷設(shè)光纜時必須采用牽引速度木大于20m/min的無級調(diào)速的機械牽引法，牽引力不得超過光纜允許張力的80%，瞬間大牽引力不超過100%，牽引力必須施加在光纜中的加強件上，架設(shè)后光纜受到大負載時產(chǎn)生的伸長率應(yīng)小于0.2%，為避免牽引過程中光纖受力和扭曲，在必要時需制作光纜牽引端頭，施工中光纜的彎曲半徑應(yīng)大于光纜直徑的20倍，光纜必須從統(tǒng)盤上方放出并保持松馳弧形且無扭轉(zhuǎn)、嚴禁打小圈彎折扭曲等，從而盡可能地降低光纜中光纖受損傷的幾率，避免因光纜端部的光纖受損傷而使接頭熔接損耗增大。
(3)應(yīng)有訓(xùn)練有素的接續(xù)施工人員來完成光纖的接續(xù)工作，要嚴格接續(xù)工藝流程邊熔接邊測量光纖接頭熔接損耗，熔接損耗不合要求的接頭必須從新熔接，反復(fù)熔接的次數(shù)以3-4次為宜，連續(xù)熔接3次后仍改善不大時，在排除熔接機原因后一般只要達到3次熔接中的低值即可，不要反復(fù)熔接以免過多消耗光纖給盤纖帶來不良影響。盤繞在接線包儲纖盤上的光纖余長應(yīng)不小于60cm，盤繞的圓圈半徑要盡可能大，接續(xù)時若同一根光纖上前一個接頭的熔接損耗為負值，則緊接著的后邊一個接頭的熔接損耗值可大些，若前邊接頭的熔接損耗值較大，則緊接著的后邊一個接頭的熔接損耗值須較小或為負值，為避免光纜端部的光纖受損而影響熔接損耗，在做光纜熔接準備工作時可把光纜頭部多截去一些。
(4)接續(xù)光纖須在整潔的環(huán)境中進行，如在工程車或小型帳篷內(nèi)，在多塵及潮濕的環(huán)境中不宜進行熔接。光纖接續(xù)部位及接續(xù)工具必須保持清潔干燥，制備光纖斷面時必須先擦拭后切割，制備好的光纖斷面必須清潔不得有污物，且木宜長時間暴露在空氣中更不能讓其受潮。光纖的斷面切割要整齊，且兩個斷面相互間傾斜角要小于0.3度。將光纖放置到熔接機的V型槽中時動作要輕巧，這是因為對纖芯直徑10 Pm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0.8 Pm。
(5)光纜進人接線包的兩端必須固定牢靠，以免掛放接線包時因光纜扭轉(zhuǎn)而使光纖接頭位置錯動，導(dǎo)致接頭處損耗測量值偏大。在熔接施工中常發(fā)現(xiàn)熔接時，在1550 nm窗口下測得的熔接損耗值符合要求，但封好接線包后復(fù)測接頭處損耗的值卻偏大，這通常是由光纖接頭位置錯動引起的，此時可改在1310nm窗口復(fù)測，若測量值偏小則是光纖接頭位置錯動，須重新盤繞光纖余長，若偏大則是熔接問題，須重新熔接，為避免這種現(xiàn)象，須用不干膠帶將光纖接頭和光纖余長牢固地固定在儲纖盤板上。接線包兩側(cè)的光纜余長的盤繞直徑直控制在40cm左右，不宜太小，以免統(tǒng)中光纖因過分扭曲而受損。
(6)熔接機及切割刀ju等對光纖熔接損耗也有較大影響，熔接時要根據(jù)光纖類型正確合理地設(shè)置熔接參數(shù)，諸如預(yù)熔電流、預(yù)熔時間及主熔電流、主熔時間等。熔接時應(yīng)及時除去熔接機V型槽內(nèi)以及切割刀ju中的光纖碎末和粉塵。熔接機使用完畢后須除去機器外殼上的灰塵，若在潮濕環(huán)境中使用還須對其做防潮處理。熔接機電極的使用壽命一般約2000次，要求每放電熔接20次后須運行清洗程序來清洗電極，但在光纖清潔和接續(xù)條件良好的情況下可熔接60次左右后放電清洗一次，工作條件較差時可熔接30-40次后放電清洗一次，這樣既延長了電極的使用壽命又不致加大熔接損耗。使用時間較長的熔接機電極上面會有一層灰垢導(dǎo)致放電電流偏大而使熔接損耗值增大，此時可拆下電極，用酒精棉輕輕擦試后再裝到熔接機上并放電清洗一次，若多次清洗后放電電流仍偏大，則須重新更換電極；此外，就是要挑選防塵能力強適合在野外作業(yè)的熔接機來熔接光纖。 5結(jié)束語 降低光纖接頭熔接損耗可有效地減小光纖CATV的光纜線路傳輸損耗，從而提高其傳輸質(zhì)量，因而有著重要的實際意義。只要針對影響光纖接頭熔接損耗的各種不良因素綜合采取文中所述各種措施就能*地降低熔接損耗，從而使光纖CATV具有高質(zhì)量的光纜傳輸線路，為有線電視臺今后開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和實現(xiàn)光纖到家提供良好基礎(chǔ)。
