光纤熔接技术介绍.课件.ppt

1、 姓名 王 虎 引引 言言 在通信领域中,光纤传输具有传输频带宽,通信容量大,损耗低,不受电磁干扰,光缆直径小,质量轻,原材料来源丰富等优点。因而,近年来,光纤通信在许多领域得到了广泛应用 光在光纤中传输时会产生损耗，这种损耗主要是由光纤自身的传输损耗传输损耗和光纤接头处的熔接损耗熔接损耗组成 光缆一经定购，其光纤自身的传输损耗也基本确定，而光纤接头处的熔接损耗则与光纤的本身及现场施工有关。意义 由于降低光纤接头处的熔接损耗，可增大光纤中继放大传输距离和减小光纤链路的衰减量。因此,提高光纤的熔接质量,降低熔接损耗,是非常重要的。 本文针对光纤熔接技术做了介绍。主要内容主要内容 光纤熔接设备介绍

2、光纤熔接设备介绍 光纤熔接步骤光纤熔接步骤 光纤接续点损耗的测量光纤接续点损耗的测量 影响光纤熔接损耗的主要因素影响光纤熔接损耗的主要因素 降低光纤熔接损耗的措施降低光纤熔接损耗的措施 总结总结1光纤熔接设备介绍光纤熔接设备介绍 光纤熔接机主要用于光通信中，光缆的施工和维护。主要是靠放出电弧将两头光纤熔化，同时运用准直原理平缓推进，以实现光纤模场的耦合。光纤熔接机KL-300T 国外品牌 日新、古河，藤仓，住友光纤熔接机，爱立信，康宁(与西门子合并） 国内品牌 有电子41所，南京吉隆和迪威普（两个品牌以前为同一个公司）光纤熔接机性能指标南京吉隆KL-300T光纤熔接机分类 手动光纤熔接机没有引

3、入计算机技术，而且光纤熔接损耗很大（0.2dB左右）现在已经被淘汰采用微机控制的自动光纤熔接机，光纤熔接损耗明显减小（0.05dB-0.1dB）目前技术相对滞后除自动对准、自动熔接外，另加上了荧屏显示荧屏是利用机内装的显微摄像机与微处理机对光纤进行摄像及电子显示0.02-0.05加入热接头图像处理系统，对熔接的全过程进行自动监测摄取熔接过程中的热图像加以分析0.02全自动熔接机，在计算机控制下进行全环节操作过程，处在研究阶段，目前没得到推广使用目前主流光纤切割刀目前目前RMB3000左右左右刀片刀片其它工具光纤剥皮钳光纤剥皮钳热缩管热缩管光缆综合开剥刀光缆综合开剥刀2光纤熔接步骤 2.1光纤端

4、面的制备光纤端面的制备 光纤端面的制备包括剥覆、清洁和切割3个环节。 合格的光纤端面是熔接必要条件,端面质量直接影响到熔接质量,所以在整个制备光纤过程中,切割也自然成了极其重要的一个环节,最为关键的一道工序。2.1.1光纤涂覆层的剥除 光纤是圆柱形介质波导由纤芯、包层、涂覆层三部分组成。剥除前应先酒精棉布清洁涂覆层,后穿上光纤热缩管,以备下道工序使用 平平,即持纤要平,左手拇指和食指捏紧光纤,使之成水平,防止打滑 稳稳,即剥纤钳要握得稳 快快,即剥纤要快,剥纤钳应与光纤垂直,上方向内斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤,右手随之用力,顺光纤轴向平推出去,整个过程要自然流畅,一气呵成 一般剥除20

5、-30mm的涂覆层2.1.2裸纤的清洁 包括两个步骤进行: (1)仔细观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥除,若有残留应重剥。 (2)如有极少量不易剥除的涂覆层,可用棉球蘸适量酒精擦除。 将棉花撕成层面平整的扇形小块,沾少许酒精折成V形,夹住已剥覆的光纤,顺光纤轴向擦拭,力争一次成功,一块棉花使用23次后要及时更换,每次要使用棉花的不同部位和层面2.1.3裸纤的切割 (1)切刀的选择:切刀有手动、电动两种。手动切刀操作简单,性能可靠,要求裸纤较短,但对环境温差要求较高;电动切刀切割质量较高,适宜在野外寒冷条件下作业,但操作较复杂,工作速度恒定,要求裸纤较长 (2)操作规范:操作人员应经过专门训练

6、掌握动作要领和操作规范 (3)谨防端面污染:热缩套管应在光纤剥覆前穿入 切割是光纤端面制备中最关键的部分,精密、优良的切刀是基础2.2光纤的熔接 根据光纤的材料和类型,设置好最佳预熔主预熔主熔电流熔电流和时间时间及光纤送入量光纤送入量等关键参数。 A A、放电实验、放电实验 使用前应在熔接环境中放置至少15 min,特别是在放置与使用环境差别较大的地方(冬天）,根据当时的气压、温度、湿度等环境情况,重新设置熔接机的放电电压及电位置,以及调整V型槽驱动器复位等,使熔接机自动调整到满足现场实际的放电条件上工作。B B 光光纤纤熔熔接接 在施工中采用的是高精度全自动熔接机,它具有X、Y、Z三维图像处

7、理技术和自动调整功能,可对欲熔接光纤进行端面检测、位置设定和光纤对准 熔接过程中还应及时清洁熔接机V形槽、电极、物镜、熔接室等,随时观察熔接中有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象 如果多次出现虚熔现象,应检查熔接的2根光纤的材料、型号是否匹配,切刀和熔接机是否被灰尘污染,并检查电极氧化状况,若均无问题,则应适当提高熔接电流2.3盘纤 盘纤是一门技术,也是一门艺术。科学的盘纤方法,可使光纤布局合理、附加损耗小、经得住时间和恶劣环境的考验,且可避免挤压造成的断纤现象 盘纤的方法盘纤的方法: : (1)先中间后两边,即先将热缩后的套管逐个放置于固定槽中,然后处理两侧余纤。 (2)以一端开始盘纤

8、,即从一侧的光纤盘起,固定热缩管,然后处理另一侧余纤。 (3)根据实际情况,采用多种图形盘纤,按余纤的长度和预留空间大小,灵活地采用圆、椭圆、 等多种图形盘纤,最大限度利用预留盘空间。 3光纤接续点损耗的测量 方法一：熔接接头损耗评估方法一：熔接接头损耗评估 熔接机自带接续头损耗评估，会直接显示在屏幕上。由于依赖于接头和它的损耗评估算法求得的接续损耗可能和真实的接续损耗有相当大的差异 方法二：使用光时域反射仪（方法二：使用光时域反射仪（OTDROTDR）3.1熔接质量控制 光缆熔接时如果连接的2条光纤的后向散射系数不同,就很有可能在OTDR上出现被测光纤接头光功率发生增益的现象,这是由于连接点

9、的后端散射系数大于前端散射系数,导致连接点后端反射回来的光功率反而高于前端反射回的光功率的缘故,所以,应采用双向测试平均值。双向测量结果如下图所示双向测量伪增益和伪衰耗曲线正向测量时衰耗值为a的伪增益反向测量时衰耗值为a的伪损耗3.2光纤故障分析 1)接头盒内断裂接头盒内断裂 盒内断裂分为热缩管内部断裂和外部断裂 内部的断裂一般是由于熔接后热缩时光纤没有拉紧,或者是因为热缩管和光纤热膨胀系数不同,当温度变化时使接头端面受到较大压力而断开热缩管内纤芯断裂衰耗曲线断裂处反射功率较大,曲线类似镜面反射, 熔接中破坏了端面平整度 外部断裂外部断裂是由于制备待熔接光纤时光纤受到意外刮伤,或者熔接后光纤发

10、生了回缩,使盒内光纤长期受到坚硬、尖锐物的压力,最终导致断裂 2)接头盒外断裂接头盒外断裂 测试曲线仍如作图所示热缩管外纤芯断裂衰耗曲线断裂处反射功率衰减很快,因为断裂面极不规则,反射强度很弱 3)尾纤断裂尾纤断裂 表现为一端光缆测试长度和运行参数吻合,但末端无镜面反射特征,且表现为自然断裂特征,曲线仍如上图上图所示。 故障一般发生在光配架接头盒内,此时光缆对端相应纤芯测试曲线如左图所示。尾纤断裂衰耗曲线衰耗过大 光缆受到了过大的压力,或者是接头盒内光纤发生了回缩、受压、弯曲半径过小等情况,衰耗过大时的曲线4影响光纤熔接损耗的主要因素 影响光纤熔接损耗的因素较多,大体可分为光纤本征因素和非本征

11、因素两类 本征因素它是光纤自身因素,主要有四点: a、光纤模场直径不一致; b、两根光纤芯径失配; c、纤芯截面不圆; d、纤芯与包层同心度不佳。 其中光纤模场直径不一致影响最大。因此要减少连接损耗, 首先要保证光纤尺数有良好的一次性. 非本征因素非本征因素 a轴心错位 b轴心倾斜 c端面分离 d端面质量 e接续点附近光纤物理变形 总之,在光纤接续中, 它除了与材料质量、 熔接工艺, 还与操作人员的技术、 工作经验等有密切关系5降低光纤熔接损耗的措施 （1）一条线路上尽量采用同一批次的优质名牌裸纤 （2） 光缆架设按要求进行。在光缆敷设施工中 严禁光缆打小圈及折、扭曲 （3）挑选经验丰富训练有素的光纤接续人员进行接续 （4）接续光缆应在整洁的环境中进行 （5）选用精度高的光纤端面切割器来制备光纤端面 （6）熔接机的正确使用6资料建档 光纤熔接完毕后,应及时把熔接纤芯配线图配线图、光纤长度长度、每千米损耗量损耗量、整条光缆链路的总损耗总损耗等资料输入计算机存档,以便今后维护管理。7小结 光纤接续是一项细致的工作，特别是在端面制作、熔接、盘纤等环节，要求操作者仔细观察、周密考虑、操作规范。总之，在实际操作中，要有严格细致的工作作风，善于总结，这样才能提高操作技能、降低损耗、全面提高光纤接续质量