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摘要：本文介绍在光缆维修过程中，进行光纤接续时，产生光纤接续损耗的几种常见原因，光纤接续损耗的分析和具体施工过程中降低光纤接续损耗的措施。
关键词：光纤；接续；损耗；分析；措施
中图分类号：TN818文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)05-10ppp-0c
1 引言
以光缆为传输的数字通信网络中，话音、图象及数据信号质量的好坏，一是取决于通信设备运行是否正常；二是取决于通信线路传输信号的好坏，所以信号传输过程中损耗的大小是非常重要的。
光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成的。在实际应用中，光纤连接会产生损耗，光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会引起损耗。这些都是光纤使用条件引起的损耗。附加损耗是可以尽量避免的。
这里我们主要讨论附加损耗中的接续损耗。
2 光纤接续损耗的分析
在光缆传输线路中，由于外界的影响，如施工时光缆被挖断等，常出现一段光缆有几处接头，这就增加了光纤传输线路的接续损耗。所以，光纤的“接续损耗”是直接影响信号传输的一个重要因素。如果损耗超出规定范围，就会使传输信号减小，使通话质量下降，所以光纤接续损耗是光纤通信系统性能指标中的一项重要参数，损耗值的大小直接影响到光传输系统的整体传输质量，在光缆维修中，解决接续损耗这一关键问题是非常重要的。
在光缆施工、维修过程中，造成接续损耗的主要原因：
2.1 模场直径不匹配的接续损耗
在光纤接续损耗中，两根光纤的直径不匹配产生的接续损耗较大。其失配损耗为：损耗 = -20 lg (2W1W2)/(W12 W22)dB[1]
目前工程中使用的光纤模场直径有两种，即w =(8±1 )μm和w =9 ∽ 10μm，通过计算可以得出这两种不同模场直径不匹配接续的最大值。
第一种，模场直径w=(8±1)μm
损耗 = -20 lg(2×7×9)/(72 92) dB = 0.272 dB
第二种，模场直径w =9 ∽10 μm，
损耗 = -20 lg(2×9×10)/(92 102)dB = 0.047 dB
由以上两种不同模场直径接续计算结果可以看出，当两光纤模场直径相差1μm时，接续损耗最大值为0.047dB；相差2μm时，接续损耗最大值为0.27dB，是标准值(0.08dB)的3倍。由此可以得出结论；两根光纤模场直径不同，误差越大，它们的接续损耗就越大。
2.2 光缆轴心错位的接续损耗
在接续过程中光缆的轴心错位原因很多。如纤心未对准，表面张力作用结果引起的，接续人员操作不熟练，接续仪器不清洁等都可以造成轴心错位引起接续损耗。
其损耗为：损耗≤4.3d2/w2(dB)（d-轴心偏移量；w-为光纤直径）[1]
下图（图1）是光纤直径为11μm的单模光纤的轴心错位量与接续损耗的关系。由图可知，仅有2μm的轴心错位，就可以产生0.5dB左右的接续损耗。
图2 端面倾斜角与接续损耗关系曲线
上图（图2）是单模光纤的端面倾斜角和熔接后的接续损耗关系。从图中可以看出，熔接后的接续损耗随角度变大而增加。所以减小倾斜角就可以减小接续损耗。
2.4 光纤端面污染引起的接续损耗：
光纤端面的污染多数都是人为的，完全可以避免的。如：在光纤切割到熔接之前，场地不整洁，端面碰到其他物质，刀片仪器不清洁，空气中有灰尘，光纤预涂覆层未除干净等，都可以引起端面污染。从而造成接续损耗。光纤端面污染可以造成以下影响：
（1）端面的污染物在熔接时，受热气化，使接头中产生气泡，导致接头损耗增加。
（2）在熔接时，端面污染物未燃烧，被夹在熔接的接头中，造成光线传输时光散射。
根据实践证明：光纤中的灰尘颗粒挡住传输光纤的4%，将增加0.17dB的损耗。为此。熔接前要充分做好准备工作要保持作业场地整洁，所用的工具都应当擦洗清洁，用高纯度酒精棉球擦干净光纤预涂覆层，这样才能有效的防止光纤端面污染，减小接续损耗。
2.5 不同芯径光纤接续损耗
在单模光纤芯纤不同时，它们的接续损耗关系也不同。接续芯径相差10%的光纤光从小芯径到大芯径传输损耗为0.01dB；按续芯径相差20%的光纤，接续损耗为0.03dB左右。如光从大芯径到小芯径传输，其损耗也会很大[1]。因此在维修中最好选用同型号，同芯径的光缆，减小接续损耗。
3 光纤接续损耗的解决措施
为了降低光纤施工、维修过程中的接续损耗，根据上述分析的原因，有针对性地应该采取如下措施：
（1）在光缆敷设施工中，严禁光缆打小圈及折、扭曲，牵引力应加在光缆的加强件上，避免光纤芯受损伤导致的接续损耗增大。配盘时尽量做到整盘配置，以尽量减少接头数量。敷设时严格按缆盘编号和端别顺序布放，使损耗值达到最小 。
（2）在施工过程中一条线路上尽量采用同一批次的优质裸纤，对于同一批次的光纤，其模场直径基本相同，光纤在某点断开后，两端间的模场直径可视为一致，在维修光缆过程中，应选用同一厂家生产的同型号的光缆或原光缆剩余的备用光缆进行接续，使接续损耗减小到最小值，以符合接续要求。
（3）在切割光纤时，可以有效地利用玻璃的特性来切断光纤。如切割玻璃时，使其表面产生伤痕，然后施加张力，就可以获得平滑的切口。即：先用全刚砌片在光纤上划出痕迹，然后将光纤弯曲，给光纤施加张力，就可以切断光纤，获得较理想的光纤端面。如有光纤切割器，来切割光纤为最好。切割的光纤应为平整的镜面，无毛刺，无缺损。
（4）在光纤接续时，一定要按规范进行，两光纤轴心要对准，使轴心错位控制到最小。为此，可采用轴心微调型装置来调节光纤轴心的方法，使两根光纤处于最佳偶合状态，然后开始放电熔接。
（5）接续光缆应在整洁的环境中进行，严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光纤必须清洁、不得有污物，切割后光纤不得在空气中暴露时间过长。
（6）熔接机要正确使用，要根据光纤类型正确合理地设置熔接参数、预放电电流、时间及主放电电流、主放电时间等，放置与使用环境差别较大的地方，应根据当时的气压、温度、湿度等环境情况，重新设置熔接机的放电电压及放电位置。
（7）接续人员的水平直接影响接续损耗的大小，挑选经验丰富训练有素的接续人员进行接续和测试，接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程进行接续。
参考文献：
[1]张克宇,滕方奇.通信光缆线路的维护与施工.北京:中国铁道出版社,2001:66-68.
收稿日期：2008-01-12
作者简介：钱端（1968-），男，福建福州人，中铁四局第一工程有限公司助理工程师，注册安全工程师。
关键词：光纤；接续；损耗；分析；措施
中图分类号：TN818文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)05-10ppp-0c
1 引言
以光缆为传输的数字通信网络中，话音、图象及数据信号质量的好坏，一是取决于通信设备运行是否正常；二是取决于通信线路传输信号的好坏，所以信号传输过程中损耗的大小是非常重要的。
光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成的。在实际应用中，光纤连接会产生损耗，光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会引起损耗。这些都是光纤使用条件引起的损耗。附加损耗是可以尽量避免的。
这里我们主要讨论附加损耗中的接续损耗。
2 光纤接续损耗的分析
在光缆传输线路中，由于外界的影响，如施工时光缆被挖断等，常出现一段光缆有几处接头，这就增加了光纤传输线路的接续损耗。所以，光纤的“接续损耗”是直接影响信号传输的一个重要因素。如果损耗超出规定范围，就会使传输信号减小，使通话质量下降，所以光纤接续损耗是光纤通信系统性能指标中的一项重要参数，损耗值的大小直接影响到光传输系统的整体传输质量，在光缆维修中，解决接续损耗这一关键问题是非常重要的。
在光缆施工、维修过程中，造成接续损耗的主要原因：
2.1 模场直径不匹配的接续损耗
在光纤接续损耗中，两根光纤的直径不匹配产生的接续损耗较大。其失配损耗为：损耗 = -20 lg (2W1W2)/(W12 W22)dB[1]
目前工程中使用的光纤模场直径有两种，即w =(8±1 )μm和w =9 ∽ 10μm，通过计算可以得出这两种不同模场直径不匹配接续的最大值。
第一种，模场直径w=(8±1)μm
损耗 = -20 lg(2×7×9)/(72 92) dB = 0.272 dB
第二种，模场直径w =9 ∽10 μm，
损耗 = -20 lg(2×9×10)/(92 102)dB = 0.047 dB
由以上两种不同模场直径接续计算结果可以看出，当两光纤模场直径相差1μm时，接续损耗最大值为0.047dB；相差2μm时，接续损耗最大值为0.27dB，是标准值(0.08dB)的3倍。由此可以得出结论；两根光纤模场直径不同，误差越大，它们的接续损耗就越大。
2.2 光缆轴心错位的接续损耗
在接续过程中光缆的轴心错位原因很多。如纤心未对准，表面张力作用结果引起的，接续人员操作不熟练，接续仪器不清洁等都可以造成轴心错位引起接续损耗。
其损耗为：损耗≤4.3d2/w2(dB)（d-轴心偏移量；w-为光纤直径）[1]
下图（图1）是光纤直径为11μm的单模光纤的轴心错位量与接续损耗的关系。由图可知，仅有2μm的轴心错位，就可以产生0.5dB左右的接续损耗。
图2 端面倾斜角与接续损耗关系曲线
上图（图2）是单模光纤的端面倾斜角和熔接后的接续损耗关系。从图中可以看出，熔接后的接续损耗随角度变大而增加。所以减小倾斜角就可以减小接续损耗。
2.4 光纤端面污染引起的接续损耗：
光纤端面的污染多数都是人为的，完全可以避免的。如：在光纤切割到熔接之前，场地不整洁，端面碰到其他物质，刀片仪器不清洁，空气中有灰尘，光纤预涂覆层未除干净等，都可以引起端面污染。从而造成接续损耗。光纤端面污染可以造成以下影响：
（1）端面的污染物在熔接时，受热气化，使接头中产生气泡，导致接头损耗增加。
（2）在熔接时，端面污染物未燃烧，被夹在熔接的接头中，造成光线传输时光散射。
根据实践证明：光纤中的灰尘颗粒挡住传输光纤的4%，将增加0.17dB的损耗。为此。熔接前要充分做好准备工作要保持作业场地整洁，所用的工具都应当擦洗清洁，用高纯度酒精棉球擦干净光纤预涂覆层，这样才能有效的防止光纤端面污染，减小接续损耗。
2.5 不同芯径光纤接续损耗
在单模光纤芯纤不同时，它们的接续损耗关系也不同。接续芯径相差10%的光纤光从小芯径到大芯径传输损耗为0.01dB；按续芯径相差20%的光纤，接续损耗为0.03dB左右。如光从大芯径到小芯径传输，其损耗也会很大[1]。因此在维修中最好选用同型号，同芯径的光缆，减小接续损耗。
3 光纤接续损耗的解决措施
为了降低光纤施工、维修过程中的接续损耗，根据上述分析的原因，有针对性地应该采取如下措施：
（1）在光缆敷设施工中，严禁光缆打小圈及折、扭曲，牵引力应加在光缆的加强件上，避免光纤芯受损伤导致的接续损耗增大。配盘时尽量做到整盘配置，以尽量减少接头数量。敷设时严格按缆盘编号和端别顺序布放，使损耗值达到最小 。
（2）在施工过程中一条线路上尽量采用同一批次的优质裸纤，对于同一批次的光纤，其模场直径基本相同，光纤在某点断开后，两端间的模场直径可视为一致，在维修光缆过程中，应选用同一厂家生产的同型号的光缆或原光缆剩余的备用光缆进行接续，使接续损耗减小到最小值，以符合接续要求。
（3）在切割光纤时，可以有效地利用玻璃的特性来切断光纤。如切割玻璃时，使其表面产生伤痕，然后施加张力，就可以获得平滑的切口。即：先用全刚砌片在光纤上划出痕迹，然后将光纤弯曲，给光纤施加张力，就可以切断光纤，获得较理想的光纤端面。如有光纤切割器，来切割光纤为最好。切割的光纤应为平整的镜面，无毛刺，无缺损。
（4）在光纤接续时，一定要按规范进行，两光纤轴心要对准，使轴心错位控制到最小。为此，可采用轴心微调型装置来调节光纤轴心的方法，使两根光纤处于最佳偶合状态，然后开始放电熔接。
（5）接续光缆应在整洁的环境中进行，严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光纤必须清洁、不得有污物，切割后光纤不得在空气中暴露时间过长。
（6）熔接机要正确使用，要根据光纤类型正确合理地设置熔接参数、预放电电流、时间及主放电电流、主放电时间等，放置与使用环境差别较大的地方，应根据当时的气压、温度、湿度等环境情况，重新设置熔接机的放电电压及放电位置。
（7）接续人员的水平直接影响接续损耗的大小，挑选经验丰富训练有素的接续人员进行接续和测试，接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程进行接续。
参考文献：
[1]张克宇,滕方奇.通信光缆线路的维护与施工.北京:中国铁道出版社,2001:66-68.
收稿日期：2008-01-12
作者简介：钱端（1968-），男，福建福州人，中铁四局第一工程有限公司助理工程师，注册安全工程师。