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[摘 要]现代社会是信息飞速发展的时代，光纤传输成为其发展不可缺少的介质。由于战场环境复杂，线路路由多，光纤接头较多，这给信息的传输造成了一定的困难。本文主要针对以上情况，根据实际工作的经验和查阅大量资料，介绍了光纤接头熔接损耗的测量，阐述了影响光纤接头溶解损耗量的主要因素，以及对如何降低光纤接头熔接损耗进行了系统的分析。
[关键字]光纤 熔接 损耗 方法
光纤熔接采用熔接器作为全自动专用设备，用短暂电弧烧熔两根光纤端面使之连成一体，将两段光缆中需要连接的光纤分别连接起来。采用该连接方法光纤接头体积小，机械强度高，光纤接续后性能稳定，因而应用非常广泛。光纤接续后光传输到接头处会产生一定的损耗，光纤接头处的熔接损耗应尽可能的小，以确保光纤信号的传输质量。目前，多数熔接法都可以使熔接损耗值小于0.1dB，甚至可以达到0.05dB以下的水平。对具体的光纤工程而言，可根据具体情况如光纤线路中继段长度、系统容量、光设备发光功率与接收灵敏度等确定每个光纤接头允许的熔接损耗值，将其作为熔接损耗指标在有关技术文件中加以明确规定。由于光纤接头全部熔接完毕后衡量光纤线路传输质量的指标是光纤线路的传输损耗，所以光纤传输线路上每个光缆中继段传输损耗也必须有明确规定。目前要求这项指标在此期间0.25dB以下(含熔接损耗)。
1.光纤接头熔接损耗的测量
测量光纤接头熔接损耗需要时域反射仪OTDR，这种仪器采用后向散射法来测量光纤接头处的熔接损耗值。熔接机上虽显示熔接损耗值，但该值是采用光纤芯轴直视法进行局部监视测得的，仅在非常理想的状态下才反映实际的熔接损耗。由于光纤的折射率、芯径、模场直径及瑞利散射系数都不同，所以从光纤两端分别测量熔接损耗得到的两个方向的熔接损耗测量值是不同的，且相差教大，GB／T15972-1995《光纤技术规范》附录《光纤后向散射功率曲线分析》规定，溶解损耗的测量应分别从光纤的两端进行测量。即双向测量，取两个方向的测量值代数和的平均值作为该接头的溶解损耗值。由于被接续的两根光纤散射性能有所差异，OTDR测得光纤接头的溶解损耗值可能为正值也可能为负值，对溶解损耗为负值的光纤接头可认为溶解合格，一般情况下不得重新溶解。溶解时每个接头的溶解损耗OTDR测量值一般应小于溶解损耗所要求的标准值的2/3，如指标要求小于0.06dB。则单向测量值一般于0.06dB。
测量溶解损耗的方法一般有远端监测法，近端监测法，远端环回监测法等。远端监测法即置于机房内的OTDR通过带连接器的尾纤与被测光缆相连，光纤连续点不断向前移动，而OTDR始终在机房内对接续点进行质量监视和测量，其优点是测量偏差小，缺点是只能单向测量，适用于模场直径一致性较好的光纤。光缆工程一般采用远端监测法，前提是接续处两根光纤的模场直径必须一致。近端监测法即OTDR始终在接续点的前边进行测量，距接续处一个光缆盘长，优点是OTDR的测量范围不要求太大，缺点是OTDR需不断向前移动，影响仪器的使用。上述两种方法测得的溶解损耗值均是单向测量值，在光纤接头全部溶解完毕后在从光纤的另一端依次测量各个光纤的溶解损耗值，然后将每个接头的两个方向测量值相加取平均值然作为该接头的溶解损耗。
2.影响光纤接头溶解损耗量的主要因素
光纤熔接损耗的影响因素可分为本征因素和非本征因素。本征因素是指光纤自身的一些因素，诸如两根光纤的模场直径不一致，光纤的芯径失配，纤芯截面不圆，纤芯与包层同心度不佳等，其中模场直径不一致对光纤接头溶解损耗的影响较大，国际电信联盟(ITU)的G652标准规定1310nm窗口的模场直径标称值在9-10um内，偏差不得超过标称值的10％，在此容差范围内一根模场直径为11um的光纤与另一根模场直径为9um的光纤在非常良好的接续条件下熔接后，接头处的熔接损耗的理论计算值可达到0.17dB，实际的接续中则要更高。非本征因素是指各种人为因素及仪器设备等因素对熔接损耗的影响。如熔接时光纤未对准使两根光纤的轴线径向偏移达2urn时熔接损耗的理论值可达到0.74dB；两根光纤的轴向倾斜角达1°时熔接损耗理论值可达0.46dB；光纤端面切割倾斜角之和达1°时熔接损耗理论值达0.21dB。接续者的操作水平也影响熔接损耗，某资料显示，同样的设备由不同的人操作。10个熔接点的总损耗差值最高可达0.32dB。此外，接线包中光纤的盘绕，预留光纤的盘绕。熔接机的熔接参数设置。放电电极的清洁状况以及接续工作环境是否洁净等对光纤熔接损耗均有不同程度的影响。
3.降低光纤接头熔接损耗的方法
影响光纤接头熔接损耗的因素较多，只有消除各种不良因素的影响才能从根本上降低光纤接头的熔接损耗，从而减小光纤线路传输损耗，建议采取如下措施来降低光纤接头的熔接损耗。
3.1 光纤在某点断开后，断开处的模场直径是相同的，因而在断开处熔接可使光纤模场直径对熔接损耗的影响最小，所以用户应要求光缆生产厂家选用同一生产批次的优质名牌裸光纤按订货长度连续生产，根据规定的盘长将光缆依此断开绕盘，对绕好的缆盘连续编号并且分清A、B端(前一盘B端紧连后一盘A端)，不得跳号或错乱，敷设时按确定的路由根据统盘的编号顺序依次布放，从而保证能在断开处熔接光纤，避免因光纤模场直径不一致而导致光纤接头熔接损耗偏大的情况。
3.2 铺设光缆时必须采用牵引速度不大于20m/min的无级调速的机械方法，牵引力不得超过光缆允许张力的80％，瞬间最大牵引力不超过100％，牵引力必须施加在光缆的加强件上，架设后光缆受到最大负载时产生的伸长率应小于0.2％，为避免牵引过程中光纤受力和扭曲，在必要时制作光缆牵引端头。施工中光缆的弯曲半径应大于光缆直径的20倍，光缆必须从缆盘上方放出并保持松弛弧型且无扭转现象，尽可能地降低光缆中光纤受损的几率，避免因光缆端部的光纤损伤而使接头熔接损耗加大。
3.3 应由训练有素的接续施工人员来完成光纤的接续工作，严格执行接续工艺流程，边熔接边测量光纤接头熔接的次数应不超过3次(如果没有熔接机故障中，一般只要达到3次熔接中的最低值即可，不可反复熔接)，以免过多消耗光纤给盘纤带来不良影响。盘绕在接线包储纤盘上的光纤余长应不小于60em，盘绕的圆圈半径要尽可能大，接续时若同一根光纤上前一个接头的熔接损耗为负值，则紧接着的后边一个接头的熔接损耗值可适当大些，若前边接头的熔接损耗值较大，则接着的后边一个接头的熔接损耗值应较小或为负值。为避免光缆端部的光纤受损而影响熔接损耗，在做光缆熔接准备工作时可把光缆闲部多截去一些。
3.4 接续光纤须应整洁的环境中进行，如在工程车或小型帐篷内，在多尘及潮湿的环境中不宜进行熔接。光纤接续部位及接续工具必须保持清洁干燥，制备光纤断面时必须先擦拭后切割。制 备好的光纤断面必须清洁不得有污物，且不宜长时间暴露在空气中更不能让其受潮。光纤的断面切割要整齐，且两个断面相互间倾斜角要小于0.30°将光纤放置到熔接机的v型槽中时动作要轻巧，这是因为对纤芯直径10um的单模光纤而言，若要熔接损耗小于0.1dB，则光纤轴线的径向偏移要小于0.8urn。
3.5 光缆进人接线包的两端必须固定牢靠，以免挂放接线包时困光缆扭转而使光纤接头位置错动，导致接头处损耗测量值偏大。在熔接施工中常常发现，在1550um窗口下测得的熔接损耗值符合要求，但封好接线包后复测接头处的损耗值却偏大，这通常是由于光纤接头位置错动引起的(此时可改在1310nm窗口复测，若测量值偏小则说明光纤接头位置错动，须重新盘绕光纤余长，著偏大则是熔接问题，需重新熔接)，为避免这种现象，需用不干胶带将光纤接头和光纤余长部分牢固地固定在储纤盘板上。接线包两侧光缆余长部分的盘绕直径要控制在40cm左右，不宜太小，以免光纤因过分扭曲而受损。
3.6 熔接机及切割刀具等对光纤熔接损耗也有较大影响，熔接时要根据光纤类型正确合理地设置熔接参数，如预熔电流、预熔时间及主熔电流、主熔时间等。熔接时应及时除去熔接机v型槽内以及切割刀具中的光纤碎末和粉尘，熔接机使用完毕后须除去机器外壳上的灰尘，若在潮湿环境中使用还须对其做防潮处理。熔接机电极的使用寿命一般约2000次，在光纤清洁和接续条件良好的情况下要求每放电熔接印次左右，运行清洗程序来清洗电极，工作环境条件较差时可熔接30—10次后放电清洗一次，这样既可处长电极的使用寿命又不会加在熔接损耗。使用时间较长的熔接机电极上面会有一层灰垢，它会导致放电电流偏大而使熔接损耗值增大，此时可拆下电极，用酒精棉轻轻擦拭后再装到熔接机上并放电清洗一次，若多次清洗后放电电流仍偏大，则须更换电极。此外，要挑选防尘能力强、适合在野外作业的熔接机来进行光纤熔接。
降低光纤接头熔接损耗可有效地减少光缆线路传输损耗，提高其传输质量，只要我们针对影响光纤接头熔接损耗的各种不良因素，综合采取文中的各种措施，就可以最大程度地降低熔接损耗，从而保证光缆传输线路的质量。
参考文献：
[1]段续奎、杨彪《网络建设与维护》人民邮电出版社2003，07
[2]解金山《光纤用户传输网》电子表工业出版社1996，05
[关键字]光纤 熔接 损耗 方法
光纤熔接采用熔接器作为全自动专用设备，用短暂电弧烧熔两根光纤端面使之连成一体，将两段光缆中需要连接的光纤分别连接起来。采用该连接方法光纤接头体积小，机械强度高，光纤接续后性能稳定，因而应用非常广泛。光纤接续后光传输到接头处会产生一定的损耗，光纤接头处的熔接损耗应尽可能的小，以确保光纤信号的传输质量。目前，多数熔接法都可以使熔接损耗值小于0.1dB，甚至可以达到0.05dB以下的水平。对具体的光纤工程而言，可根据具体情况如光纤线路中继段长度、系统容量、光设备发光功率与接收灵敏度等确定每个光纤接头允许的熔接损耗值，将其作为熔接损耗指标在有关技术文件中加以明确规定。由于光纤接头全部熔接完毕后衡量光纤线路传输质量的指标是光纤线路的传输损耗，所以光纤传输线路上每个光缆中继段传输损耗也必须有明确规定。目前要求这项指标在此期间0.25dB以下(含熔接损耗)。
1.光纤接头熔接损耗的测量
测量光纤接头熔接损耗需要时域反射仪OTDR，这种仪器采用后向散射法来测量光纤接头处的熔接损耗值。熔接机上虽显示熔接损耗值，但该值是采用光纤芯轴直视法进行局部监视测得的，仅在非常理想的状态下才反映实际的熔接损耗。由于光纤的折射率、芯径、模场直径及瑞利散射系数都不同，所以从光纤两端分别测量熔接损耗得到的两个方向的熔接损耗测量值是不同的，且相差教大，GB／T15972-1995《光纤技术规范》附录《光纤后向散射功率曲线分析》规定，溶解损耗的测量应分别从光纤的两端进行测量。即双向测量，取两个方向的测量值代数和的平均值作为该接头的溶解损耗值。由于被接续的两根光纤散射性能有所差异，OTDR测得光纤接头的溶解损耗值可能为正值也可能为负值，对溶解损耗为负值的光纤接头可认为溶解合格，一般情况下不得重新溶解。溶解时每个接头的溶解损耗OTDR测量值一般应小于溶解损耗所要求的标准值的2/3，如指标要求小于0.06dB。则单向测量值一般于0.06dB。
测量溶解损耗的方法一般有远端监测法，近端监测法，远端环回监测法等。远端监测法即置于机房内的OTDR通过带连接器的尾纤与被测光缆相连，光纤连续点不断向前移动，而OTDR始终在机房内对接续点进行质量监视和测量，其优点是测量偏差小，缺点是只能单向测量，适用于模场直径一致性较好的光纤。光缆工程一般采用远端监测法，前提是接续处两根光纤的模场直径必须一致。近端监测法即OTDR始终在接续点的前边进行测量，距接续处一个光缆盘长，优点是OTDR的测量范围不要求太大，缺点是OTDR需不断向前移动，影响仪器的使用。上述两种方法测得的溶解损耗值均是单向测量值，在光纤接头全部溶解完毕后在从光纤的另一端依次测量各个光纤的溶解损耗值，然后将每个接头的两个方向测量值相加取平均值然作为该接头的溶解损耗。
2.影响光纤接头溶解损耗量的主要因素
光纤熔接损耗的影响因素可分为本征因素和非本征因素。本征因素是指光纤自身的一些因素，诸如两根光纤的模场直径不一致，光纤的芯径失配，纤芯截面不圆，纤芯与包层同心度不佳等，其中模场直径不一致对光纤接头溶解损耗的影响较大，国际电信联盟(ITU)的G652标准规定1310nm窗口的模场直径标称值在9-10um内，偏差不得超过标称值的10％，在此容差范围内一根模场直径为11um的光纤与另一根模场直径为9um的光纤在非常良好的接续条件下熔接后，接头处的熔接损耗的理论计算值可达到0.17dB，实际的接续中则要更高。非本征因素是指各种人为因素及仪器设备等因素对熔接损耗的影响。如熔接时光纤未对准使两根光纤的轴线径向偏移达2urn时熔接损耗的理论值可达到0.74dB；两根光纤的轴向倾斜角达1°时熔接损耗理论值可达0.46dB；光纤端面切割倾斜角之和达1°时熔接损耗理论值达0.21dB。接续者的操作水平也影响熔接损耗，某资料显示，同样的设备由不同的人操作。10个熔接点的总损耗差值最高可达0.32dB。此外，接线包中光纤的盘绕，预留光纤的盘绕。熔接机的熔接参数设置。放电电极的清洁状况以及接续工作环境是否洁净等对光纤熔接损耗均有不同程度的影响。
3.降低光纤接头熔接损耗的方法
影响光纤接头熔接损耗的因素较多，只有消除各种不良因素的影响才能从根本上降低光纤接头的熔接损耗，从而减小光纤线路传输损耗，建议采取如下措施来降低光纤接头的熔接损耗。
3.1 光纤在某点断开后，断开处的模场直径是相同的，因而在断开处熔接可使光纤模场直径对熔接损耗的影响最小，所以用户应要求光缆生产厂家选用同一生产批次的优质名牌裸光纤按订货长度连续生产，根据规定的盘长将光缆依此断开绕盘，对绕好的缆盘连续编号并且分清A、B端(前一盘B端紧连后一盘A端)，不得跳号或错乱，敷设时按确定的路由根据统盘的编号顺序依次布放，从而保证能在断开处熔接光纤，避免因光纤模场直径不一致而导致光纤接头熔接损耗偏大的情况。
3.2 铺设光缆时必须采用牵引速度不大于20m/min的无级调速的机械方法，牵引力不得超过光缆允许张力的80％，瞬间最大牵引力不超过100％，牵引力必须施加在光缆的加强件上，架设后光缆受到最大负载时产生的伸长率应小于0.2％，为避免牵引过程中光纤受力和扭曲，在必要时制作光缆牵引端头。施工中光缆的弯曲半径应大于光缆直径的20倍，光缆必须从缆盘上方放出并保持松弛弧型且无扭转现象，尽可能地降低光缆中光纤受损的几率，避免因光缆端部的光纤损伤而使接头熔接损耗加大。
3.3 应由训练有素的接续施工人员来完成光纤的接续工作，严格执行接续工艺流程，边熔接边测量光纤接头熔接的次数应不超过3次(如果没有熔接机故障中，一般只要达到3次熔接中的最低值即可，不可反复熔接)，以免过多消耗光纤给盘纤带来不良影响。盘绕在接线包储纤盘上的光纤余长应不小于60em，盘绕的圆圈半径要尽可能大，接续时若同一根光纤上前一个接头的熔接损耗为负值，则紧接着的后边一个接头的熔接损耗值可适当大些，若前边接头的熔接损耗值较大，则接着的后边一个接头的熔接损耗值应较小或为负值。为避免光缆端部的光纤受损而影响熔接损耗，在做光缆熔接准备工作时可把光缆闲部多截去一些。
3.4 接续光纤须应整洁的环境中进行，如在工程车或小型帐篷内，在多尘及潮湿的环境中不宜进行熔接。光纤接续部位及接续工具必须保持清洁干燥，制备光纤断面时必须先擦拭后切割。制 备好的光纤断面必须清洁不得有污物，且不宜长时间暴露在空气中更不能让其受潮。光纤的断面切割要整齐，且两个断面相互间倾斜角要小于0.30°将光纤放置到熔接机的v型槽中时动作要轻巧，这是因为对纤芯直径10um的单模光纤而言，若要熔接损耗小于0.1dB，则光纤轴线的径向偏移要小于0.8urn。
3.5 光缆进人接线包的两端必须固定牢靠，以免挂放接线包时困光缆扭转而使光纤接头位置错动，导致接头处损耗测量值偏大。在熔接施工中常常发现，在1550um窗口下测得的熔接损耗值符合要求，但封好接线包后复测接头处的损耗值却偏大，这通常是由于光纤接头位置错动引起的(此时可改在1310nm窗口复测，若测量值偏小则说明光纤接头位置错动，须重新盘绕光纤余长，著偏大则是熔接问题，需重新熔接)，为避免这种现象，需用不干胶带将光纤接头和光纤余长部分牢固地固定在储纤盘板上。接线包两侧光缆余长部分的盘绕直径要控制在40cm左右，不宜太小，以免光纤因过分扭曲而受损。
3.6 熔接机及切割刀具等对光纤熔接损耗也有较大影响，熔接时要根据光纤类型正确合理地设置熔接参数，如预熔电流、预熔时间及主熔电流、主熔时间等。熔接时应及时除去熔接机v型槽内以及切割刀具中的光纤碎末和粉尘，熔接机使用完毕后须除去机器外壳上的灰尘，若在潮湿环境中使用还须对其做防潮处理。熔接机电极的使用寿命一般约2000次，在光纤清洁和接续条件良好的情况下要求每放电熔接印次左右，运行清洗程序来清洗电极，工作环境条件较差时可熔接30—10次后放电清洗一次，这样既可处长电极的使用寿命又不会加在熔接损耗。使用时间较长的熔接机电极上面会有一层灰垢，它会导致放电电流偏大而使熔接损耗值增大，此时可拆下电极，用酒精棉轻轻擦拭后再装到熔接机上并放电清洗一次，若多次清洗后放电电流仍偏大，则须更换电极。此外，要挑选防尘能力强、适合在野外作业的熔接机来进行光纤熔接。
降低光纤接头熔接损耗可有效地减少光缆线路传输损耗，提高其传输质量，只要我们针对影响光纤接头熔接损耗的各种不良因素，综合采取文中的各种措施，就可以最大程度地降低熔接损耗，从而保证光缆传输线路的质量。
参考文献：
[1]段续奎、杨彪《网络建设与维护》人民邮电出版社2003，07
[2]解金山《光纤用户传输网》电子表工业出版社1996，05