光纖熔接技術培訓

光纖熔接技術培訓第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月培訓綱要一、光纖簡介二、熔接光纖所需的工具三、熔接過程與步驟四、熔接損耗的控制五、熔接點保護六、圖片參考編制日期：2010-4-6第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、光纖簡介

光纖是光導纖維的簡稱，由直徑大約為125um左右的細玻璃絲（SiO2）構成。它透明、纖細，雖比頭發(fā)絲還細，卻具有把光封閉在其中并沿軸向進行傳播的導波結構。光纖通信就是以光波為載頻，光導纖維為傳輸介質的一種通信方式。帶有涂覆層的光纖第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1.光纖類型光纖分類方式有很多種，這里介紹一下常用的按光波在光纖中的傳輸模式分：單模光纖和多模光纖（所謂“?！本褪侵敢砸欢ǖ慕嵌冗M入光纖的一束光線。）。多模光纖(MultiModeFiber)：芯徑較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。單模光纖(SingleModeFiber)：芯徑很細(8~10μm)，只能傳一種模式的光。常用多模和單模光纖的纖芯（場模）和包層的尺寸：

單模：（8~10）/125μm，多模：50/125μm，歐洲標準

62.5/125μm，美國標準12595012562.5125第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2.結構和原理光纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為9、50、62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂涂層a.纖芯：材料的主體是二氧化硅，里面摻極微量的其他材料，例如二氧化鍺、五氧化二磷等。摻雜的作用是提高材料的光折射率。纖芯直徑約5~~75μm。b.包層：包層有一層、二層（內(nèi)包層、外包層）或多層（稱為多層結構），但是總直徑在100~200μm上下。包層的材料一般用純二氧化硅，也有摻極微量的三氧化二硼，最新的方法是摻微量的氟，就是在純二氧化硅里摻極少量的四氟化硅。摻雜的作用是降低材料的光折射，這樣，光纖纖芯的折射率略高于包層的折射率。兩者席位的區(qū)別，保證光主要限制在纖芯里進行傳輸。c.涂覆層：包層外面還要涂一種涂料，可用硅銅或丙烯酸鹽。涂料的作用是保護光纖不受外來的損害，增加光纖的機械強度。

第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)光的折射和全反射原理,當光線射到內(nèi)芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時，光線透不過界面，全部反射。這時光線在界面經(jīng)過無數(shù)次的全反射，以鋸齒狀路線在內(nèi)芯向前傳播，最后傳至纖維的另一端。單模的傳輸原理是指光線在光纖中基本上按同一角度全反射，傳輸時只有單一模式，因為只有一種模態(tài)，所以不會發(fā)生色散。使用單模光纖傳遞數(shù)據(jù)的質量更高，傳輸距離更長。缺點在于光發(fā)/收模塊價格較高，安裝時要求精度高，但光纖比多模便宜。多模（Multi-mode）是指光線在光纖中有多種角度反射，包括漫反射等，因此傳輸時有多種傳輸模式（不同光線進入光纖的角度不同）。其優(yōu)點是光發(fā)/收模塊便宜，安裝時精度要求低一些，但多模光纖傳輸由于散射等現(xiàn)象，功率損失嚴重，傳輸距離要近得多，適用于1KM以內(nèi)。所以到達光纖末端的時間也不同。這就是我們通常所說的模色散。色散從一定程度上限制了多模光纖所能實現(xiàn)的帶寬和傳輸距離。多模光纖使用發(fā)光二極管（LED）作為光源，而單模光纖使用的則是激光二極管（LD）第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月step-index

singlemodegraded-index

multimode漸變型多模光纖（50μm）step-index

multimode突變（階躍）型多模光纖（62.5μm）漸變型光纖：纖芯到包層的折射率是逐漸變小，使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖突變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3.光纖的應用光導纖維最廣泛的應用在通信領域，即光纖通信。自20世紀60年代以來，由于在光源和光纖方面取得了重大的突破，使光通信獲得異常迅速的發(fā)展。優(yōu)點：(1)傳輸頻帶極寬，通信容量很大；(2)由于光纖衰減小，傳輸距離遠；(3)串擾小，信號傳輸質量高；(4)光纖抗電磁干擾，保密性好；(5)光纖尺寸小，重量輕，便于工程應用第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二、熔接光纖所需的工具熔接機切刀剝線鉗酒精與綿紙：擦拭光芯熔接保護套（熱縮管）、保護熔接點手持式光源光功率計紅光筆：測光路通斷高倍光學顯微鏡（至少200倍）：檢查連接器端面連接頭端面清潔器OTDR第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三、熔接過程與步驟1.制備可熔接的光纖端面光纖端面的制備包括剝覆、清潔和切割這幾個環(huán)節(jié)。合格的光纖端面是熔接的必要條件，端面質量直接影響到熔接質量。（1）光纖涂面層的剝除

光纖涂面層的剝除,要掌握平、穩(wěn)、快三字剝纖法。“平”，即持纖要平。左手拇指和食指捏緊光纖，使之成水平狀，所露長度以5cm為準，余纖在無名指、小拇指之間自然打彎，以增加力度，防止打滑?！胺€(wěn)”，即剝纖鉗要握得穩(wěn)?！翱臁奔磩兝w要快，剝纖鉗應與光纖垂直，上方向內(nèi)傾斜一定角度，然后用鉗口輕輕卡住光纖右手，隨之用力，順光纖軸向平推出去，整個過程要自然流暢，一氣呵成。第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）裸纖的清潔

a.觀察光纖剝除部分的涂覆層是否全部剝除，若有殘留除，應重新剝。如有極少量不易剝除的涂覆層，可用綿球沾適量酒精，一邊浸漬，一邊逐步擦除。

b.將棉花撕成層面平整的扇形小塊，沾少許酒精（以兩指相捏無溢出為宜），折成“V”形，夾住以剝覆的光纖，順光纖軸向擦拭，力爭一次成功，一塊棉花使用2～3次后要及時更換，每次要使用棉花的不同部位和層面，這樣即可提高棉花利用率，又防止了探纖的兩次污染。

第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）裸纖的切割

裸纖的切割是光纖端面制備中最為關鍵的部分，精密、優(yōu)良的切刀是基礎，而嚴格、科學的操作規(guī)范是保證。a.切刀的選擇

切刀有手動（如日本CT—07切刀）和電動（如愛立信FSU—925）兩種。前者操作簡單，性能可靠，隨著操作者水平的提高，切割效率和質量可大幅度提高，且要求裸纖較短，但該切刀對環(huán)境溫差要求較高。后者切割質量較高，適宜在野外寒冷條件下作業(yè)，但操作較復雜，工作速度恒定，要求裸纖較長。熟練的操作者在常溫下進行快速光纜接續(xù)或搶險，采用手動切刀為宜；反之初學者或在野外較寒冷條件下作業(yè)時，采用電動切刀。

第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月b.操作規(guī)范操作人員應經(jīng)過專門訓練掌握動作要領和操作規(guī)范。首先要清潔切刀和調整切刀位置，切刀的擺放要平穩(wěn)，切割時，動作要自然、平穩(wěn)、勿重、勿急，避免斷纖、斜角、毛刺及裂痕等不良端面的產(chǎn)生。另外學會“彈鋼琴”，合理分配和使用自己的右手手指，使之與切口的具體部件相對應、協(xié)調，提高切割速度和質量。c.謹防端面污染熱縮套管應在剝覆前穿入，嚴禁在端面制備后穿入。裸纖的清潔、切割和熔接的時間應緊密銜接，不可間隔過長，特別是以制備的端面，切勿放在空氣中。移動時要輕拿輕放，防止與其他物件擦碰。在接續(xù)中應根據(jù)環(huán)境，對切刀“V”形槽、壓板、刀刃進行清潔，謹防端面污染。

第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）注意事項端面制作的好壞將直接影響接續(xù)質量，所以在熔接前一定要做好合格的端面。用專用的剝線鉗剝?nèi)ネ扛矊?，再用沾酒精的清潔棉在裸纖上擦拭幾次，用力要適度，然后用精密光纖切割刀切割光纖，對0.25mm（外涂層）光纖，切割長度為8mm-16mm，對0.9mm（外涂層）光纖，切割長度只能是16mm。注意切割時保證切刀是穩(wěn)定的放在水平的位置上，切割過程中切刀不能晃動，切割完后應馬上放入熔接機內(nèi)，以免切割好的端面被灰塵污染。

第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2.熔接

熔接是接續(xù)工作的中心環(huán)節(jié)，因此高性能熔接機和熔接過程中科學操作是十分必要的（1）熔接準備熔接前根據(jù)光纖的材料和類型，設置好最佳預熔主熔電流和時間以及光纖送入量等關鍵參數(shù)。熔接過程中還應及時清潔熔接機“V”形槽、電極、物鏡、熔接室等，隨時觀察熔接中有無氣泡、過細、過粗、虛熔、分離等不良現(xiàn)象，注意OTDR測試儀表跟蹤監(jiān)測結果，及時分析產(chǎn)生上述不良現(xiàn)象的原因，采取相應的改進措施。如多次出現(xiàn)虛熔現(xiàn)象，應檢查熔接的兩根光纖的材料、型號是否匹配，切刀和熔接機是否被灰塵污染，并檢查電極氧化狀況，若均無問題則應適當提高熔接電流。第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）熔接過程a.接通熔接機電源，選擇對應的模式進行熔接，并在使用中和使用后及時去除熔接機中的灰塵，特別是夾具，各鏡面和V型槽內(nèi)的粉塵和光纖碎未。CATV使用的光纖有常規(guī)型單模光纖和色散位移單模光纖，工作波長也有1310nm和1550nm兩種。所以，熔接前要根據(jù)系統(tǒng)使用的光纖和工作波長來選擇合適的熔接程序。如沒有特殊情況，一般都選用自動熔接程序。

第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月b.放置光纖，將光纖放在熔接機的V形槽中，小心壓上光纖壓板和光纖夾具，要根據(jù)光纖切割長度設置光纖在壓板中的位置，關上防風罩，按下start鍵后，光纖相向移動，移動過程中，進行預加熱放電使端面軟化，由于表面張力作用，光纖端面變圓，進一步對準中心，并移動光纖，當光纖端面之間的間隙合適后熔接機停止相向移動，設定初始間隙，熔接機測量，并顯示切割角度。在初始間隙設定完成后，開始執(zhí)行纖芯或包層對準，然后熔接機減小間隙，高壓放電產(chǎn)生的電弧將兩根光纖熔接在一起，最后微處理器估算損耗，并將數(shù)值顯示在顯示器上，整個熔接過程大概只需10秒左右c.打開防風罩，把光纖從熔接機上取出，再將熱縮管放在裸纖中心，放到加熱爐中加熱。加熱器可使用20mm微型熱縮套管和40mm及60mm一般熱縮套管，60mm熱縮管加熱時間約為30秒左右第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3.盤纖固定盤纖是一門技術，也是一門藝術。科學的盤纖方法，可使光纖布局合理、附加損耗小、經(jīng)得住時間和惡劣環(huán)境的考驗，可避免因擠壓造成的斷纖現(xiàn)象。另外，在盤纖時，盤圈的半徑越大，弧度越大，整個線路的損耗越小。所以一定要保持一定的半徑，使激光在纖芯里傳輸時，避免產(chǎn)生一些不必要的損耗。第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）.盤纖規(guī)則a.沿松套管或光纜分歧方向為單元進行盤纖，前者適用于所有的接續(xù)工程；后者僅適用于主干光纜末端且為一進多出。分支多為小對數(shù)光纜。該規(guī)則是每熔接和熱縮完一個或幾個松套管內(nèi)的光纖、或一個分支方向光纜內(nèi)的光纖后，盤纖一次。優(yōu)點是避免了光纖松套管間或不同分支光纜間光纖的混亂，使之布局合理、易盤、易拆，更便于日后維護。b.以預留盤中熱縮管安放單元為單位盤纖，此規(guī)則是根據(jù)接續(xù)盒內(nèi)預留盤中某一小安放區(qū)域內(nèi)能夠安放的熱縮管數(shù)目進行盤纖。避免了由于安放位置不同而造成的同一束光纖參差不齊、難以盤纖和固定，甚至出現(xiàn)急彎、小圈等現(xiàn)象。c.特殊情況，如在接續(xù)中出現(xiàn)光分路器、上/下路尾纖、尾纜等特殊器件時要先熔接、熱縮、盤繞普通光纖，在依次處理上述情況，為了安全常另盤操作，以防止擠壓引起附加損耗的增加。第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）.盤纖的方法

a.先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個放置于固定槽中，然后再處理兩側余纖。優(yōu)點：有利于保護光纖接點，避免盤纖可能造成的損害。在光纖預留盤空間小、光纖不易盤繞和固定時，常用此種方法。b.從一端開始盤纖，固定熱縮管，然后再處理另一側余纖。優(yōu)點：可根據(jù)一側余纖長度靈活選擇銅管安放位置，方便、快捷，可避免出現(xiàn)急彎、小圈現(xiàn)象。c.特殊情況的處理，如個別光纖過長或過短時，可將其放在最后，單獨盤繞；帶有特殊光器件時，可將其另一盤處理，若與普通光纖共盤時，應將其輕置于普通光纖之上，兩者之間加緩沖襯墊，以防止擠壓造成斷纖，且特殊光器件尾纖不可太長。d.根據(jù)實際情況采用多種圖形盤纖。按余纖的長度和預留空間大小，順勢自然盤繞，且勿生拉硬拽，應靈活地采用圓、橢圓、“CC”、“～”多種圖形盤纖（注意R≥4cm），盡可能最大限度利用預留空間和有效降低因盤纖帶來的附加損耗。e.密封和掛起。野外接續(xù)盒一定要密封好，防止進水。熔接盒進水后，由于光纖及光纖熔接點長期浸泡在水中，可能會先出現(xiàn)部分光纖衰減增加第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月4.熔接質量檢驗（1）.用肉眼檢查光纖線路是否有折斷或者彎曲度過小等現(xiàn)象；（2）.用紅色光源筆對熔接的光路進行通光檢驗，以確認光路是否相通；（3）.分別用手持式光源和光功率計接到線路的兩端測試它的損耗值，看是否符合要求；（4）.光纖接續(xù)處是線路中最為脆弱的地方，很容易折斷，所以如果接續(xù)處沒有放入專用的盤纖盒內(nèi)固定的話，一定要用長短和粗細適中的鋼絲進行加固，再用套管把包??；（5）.可選用OTDR對線路質量進行詳細的分析。第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、熔接損耗的控制光纖的傳輸損耗特性是決定光網(wǎng)絡傳輸距離、傳輸穩(wěn)定性和可靠性的最重要因素之一。光纖傳輸損耗的產(chǎn)生原因是多方面的，在光纖通信網(wǎng)絡的建設和維護中，最值得關注的是光纖使用中引起傳輸損耗的原因以及如何減少這些損耗。光纖使用中引起的傳輸損耗主要有接續(xù)損耗（光纖的固有損耗、熔接損耗和活動接頭損耗）和非接續(xù)損耗（彎曲損耗和其它施工因素和應用環(huán)境所造成的損耗）兩類。光纖接續(xù)處的熔接損耗則與光纖的本身及現(xiàn)場施工有關。努力降低光纖接頭處的熔接損耗，則可增大光纖中繼放大傳輸距離。熔點處的衰減值一般要求控制在0.02dB以內(nèi)，最大值不超過0.03dB。

第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1.影響光纖熔接損耗的主要因素影響光纖熔接損耗的因素較多，大體可分為光纖本征因素和非本征因素兩類。（1）．光纖本征因素是指光纖自身因素，主要有四點。

a.光纖模場直徑不一致；

b.兩根光纖芯徑失配；

c.纖芯截面不圓；

d.纖芯與包層同心度不佳。其中光纖模場直徑不一致影響最大，按CCITT(國際電報電話咨詢委員會)建議，單模光纖的容限標準如下：模場直徑：（9~10μm）±10％，即容限約±1μm；包層直徑：125±3μm；模場同心度誤差≤6％，包層不圓度≤2％。

第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）影響光纖接續(xù)損耗的非本征因素即接續(xù)技術。

a.軸心錯位：單模光纖纖芯很細，兩根對接光纖軸心錯位會影響接續(xù)損耗。當錯位1.2μm時，接續(xù)損耗達0.5dB。b.軸心傾斜：當光纖斷面傾斜1°時，約產(chǎn)生0.6dB的接續(xù)損耗，如果要求接續(xù)損耗≤0.1dB，則單模光纖的傾角應為≤0.3°。c.端面分離：活動連接器的連接不好，很容易產(chǎn)生端面分離，造成連接損耗較大。當熔接機放電電壓較低時，也容易產(chǎn)生端面分離，此情況一般在有拉力測試功能的熔接機中可以發(fā)現(xiàn)。d.端面質量：光纖端面的平整度差時也會產(chǎn)生損耗，甚至氣泡。e.接續(xù)點附近光纖物理變形：光纜在架設過程中的拉伸變形，接續(xù)盒中夾固光纜壓力太大等，都會對接續(xù)損耗有影響，甚至熔接幾次都不能改善。（3）．其他因素的影響。接續(xù)人員操作水平、操作步驟、盤纖工藝水平、熔接機中電極清潔程度、熔接參數(shù)設置、工作環(huán)境清潔程度等均會影響到熔接損耗的值。第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2．降低光纖熔接損耗的措施（1）．一條線路上盡量采用同一批次的光纖對于同一批次的光纖，其模場直徑基本相同，光纖在某點斷開后，兩端間的模場直徑可視為一致，因而在此斷開點熔接可使模場直徑對光纖熔接損耗的影響降到最低程度；（2）．光纜施工時應嚴格按規(guī)程和要求進行配盤時盡量做到整盤配置（單盤≥500米），以盡量減少接頭數(shù)量。敷設時嚴格按纜盤編號和端別順序布放，使損耗值達到最小。（3）．保證接續(xù)環(huán)境符合要求嚴禁在多塵及潮濕的環(huán)境中露天操作，光纜接續(xù)部位及工具、材料應保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準備切割的光纖必須清潔，不得有污物。切割后光纖不得在空氣中暴露時間過長尤其是在多塵潮濕的環(huán)境中。接續(xù)環(huán)境溫度過低時，應采取必要的升溫措施。第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）．制備良好的光纖端面光纖端面的制備是光纖接續(xù)最為關鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續(xù)損耗的重要原因之一。優(yōu)質的端面應平整，無毛刺、無缺損，且與軸線垂直，光纖端面的軸線傾角應小于0.3度，呈現(xiàn)一個光滑平整的鏡面，且保持清潔，避免灰塵污染。應選用優(yōu)質的切割刀，并正確使用切割刀切割光纖。裸纖的清潔、切割和熔接應緊密銜接，不可間隔過長。移動光纖時要輕拿輕放，防止與其他物件擦碰而