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1、信息网络布线工程技术训练教程世界技能大赛信息网络布线竞赛项目训练指导书,主编：卢勤、王公儒,单元八 光纤冷接技术,训练任务本单元重点学习和了解光纤端接原理、光纤端面的结构和清洁保护方法，了解光纤冷接技术原理、皮线光缆结构原理，掌握光纤快速连接器和光纤冷接子的结构原理与制作方法，熟悉光纤链路的测试方法。,训练目标1.学习光纤端接原理，了解光纤端面的结构和清洁保护方法。2.了解光纤冷接技术原理、皮线光缆结构原理，掌握光纤快速连接器和光纤冷接子的结构原理与制作方法。3.熟悉光纤链路的测试方法。,8.1 光纤接头,8.1.1 常用光纤接头与冷接子 工程中常用的光纤接头有直通型光纤快速连接器和预埋型光纤
2、快速连接器两种，常用的光纤冷接子有皮线光缆冷接子和光纤冷接子两种。 光纤接头和连接器不能单独使用，必须与其它连接器互配，才能形成光通路的连接，衡量光纤接头和连接器产品质量的主要光学特性指标为插入损耗（Insert loss）和回波损耗（Return loss）。 插入损耗是指接续的连接器产生的光功率衰减。插入损耗主要由相接续的两根光纤之间的横向偏离造成，如两根光纤排成一直线，纵向偏离为零，则其造成的插入损耗最小，如图8-1所示。因为纤芯与光纤包层的不同心、光纤包层与插针内孔的不同心以及插针内孔与外径的同心度误差等，都会引起光纤间的纵向偏离，如图8-2所示。,8.1.2 光纤接头对接原理,图8-
3、1 纵向偏离为零的光纤连接 图8-2 纵向明显偏离的光纤连接,8.1 光纤接头,8.1.2 光纤接头对接原理,回波损耗是用来衡量连接器端面的后向反射光大小的参数。回波的本质也就是光线反射，根据菲涅尔反射原理，光线在传输过程中遇到两种折射率不同的界面时会发生菲涅尔反射，造成光通路中的信号叠加或干涉。在光纤接续时，出现轴向错位、纤芯倾斜、空隙、端面倾斜和纤芯直径及折射率的微小差异等，这些不连续性，就会使部分光功率变成散射损耗，或以反射波形式返回发送端，产生回波损耗，如图8-3所示。,图8-3 接续点不连续现象,8.1 光纤接头,8.1.3 光纤接头的端面结构,光纤接头采用的是陶瓷插针，其端面的形状
4、与接头性能的优劣密切相关。陶瓷插针端面如图8-4所示，常见的有三种类型，FC型：端面为平面；PC型：端面呈球面，UPC型：端面仍为球面，它与PC的不同在于球面半径更小；APC型：端面与光纤轴线夹角为8度。,(1)FC型 (2)PC(UPC)型 (3)APC型图8-4 陶瓷插针端面图,8.1 光纤接头,8.1.4 光纤连接头和适配器的清洁方法,1.光纤连接头的清洁与安装1）光纤连接头或适配器（耦合器）上都带有保护作用的防尘盖，清洁前先取下防尘盖。2）用脱脂棉或无尘纸蘸无水酒精，清洁光纤连接头或适配器上的端面。3）调整光纤连接头与适配器上的定位槽，沿水平方向用适中的力将连接头插入适配器孔内。4）根
5、据光纤连接头的需要与否，旋转（或扣）紧连接头。5）摆放好连接头带的光纤，不影响系统设备的稳定。6）从适配器上旋（或拔）下光纤连接头，禁止带光的光纤连接头对准人体或人眼。,2.适配器的清洁1）采用脱脂棉或无尘纸蘸无水酒精清洁适配器，小心穿入陶瓷套管内进行清洁，穿入方向始终一致，或者用专门的清洁笔插入清洁。2）还可采用专用的压缩空气清洁适配器，压缩空气罐的喷嘴对准适配器的陶瓷套管，把压缩空气吹入陶瓷套管进行清洁。,8.2 光纤冷接技术,8.2.1 光纤冷接技术的发展,光纤冷接技术，也称为机械接续，把两根处理好端面的光纤固定在高精度V型槽中，通过外径对准实现纤芯的对接，同时利用V型槽内的匹配液填充光
6、纤切割不平整所形成的端面间隙，这一过程不需要加热或者熔接，因此称为冷接。1.光纤冷接的特点1）冷接全套工具成本低于熔接全套工具和器材。2）操作简单，对操作人员的技能要求比熔接低。3）采用结构简单的机械压接工具，可靠性高。4）工具简单小巧，无需电源，工作环境温度范围宽，适合在各种环境下操作。5）光纤冷接前期准备工作简单，无需热缩保护。此外，一般光纤冷接子在压接完成后仍然可开启，较大程度地提高接续效率。2.光纤冷接的应用移动通信网络中，光纤冷接主要适用于以下场合：1）光缆应急抢修。2）用户接入光缆的建设及维护。3）移动基站的光纤接入,8.2 光纤冷接技术,8.2.2 光纤冷接技术原理,1.V型槽
7、无论是快速连接器，还是光纤冷接子，要实现纤芯的精确对接，就必须要将光纤固定住位置，这就是V型槽的作用，如图8-5所示。2.匹配液 对接光纤的端面间，并不能完美无隙的贴在一起，匹配液的作用就是填补他们之间的间隙，它是一种透明无色的液体，折射率与光纤一致。匹配液可弥补光纤切割缺陷引起的损耗过大，图8-6为光纤与匹配液中光信号传播的示意图。匹配液通常密封在V型槽内，以免流失。,图8-5 V型槽 图8-6 光纤与匹配液中光信号传播,8.2 光纤冷接技术,8.2.2 光纤冷接技术原理,常见的光纤端面分为平面、球面、斜面，因此两段光纤端面之间的接续方式分为以下几类：1）平面-平面接续(FC-FC)：指光纤
8、接续点两端均为切制的平面，如图8-7所示。对接时要加入匹配液弥补接续空隙，实现光信号的低损导通。它是光纤冷接子主要采用的接续方式。2）球面-平面接续(PC-FC)：指光纤接续点一端为球面，另一端为平面，如图8-8所示。根据产品结构的不同，可选择性加入匹配液。用于高品质产品的冷接续方式。,3）球面-球面接续(PC-PC)：指光纤接续点两端均为球面，如图8-9所示。不用加入匹配液。该方式在活动连接器中大量使用。4）斜面-斜面接续 (APC-APC)：指光纤接续点两端均为斜面，如图8-10所示。在接续点加入匹配液。主要用于对回波损耗要求较高的CATV模拟信号的传输。,图8-7 平面-平面接续 图8-
9、8球面-平面接续 图8-9球面-球面接续 图8-10斜面-斜面接续,8.2 光纤冷接技术,8.2.3 光纤连接方式与尾纤制作,1.光纤连接的方式1）临时连接。采用此方法，测量尾纤与被测光纤间的耦合连接。特点是方便灵活，成本低，对损耗要求不高。2）固定连接。主要用于光缆线路中光纤间的永久性连接，采用熔接，也有粘接和机械连接。特点是损耗小，机械强度高。3）活动连接。主要用于光纤与传输设备间的连接，特点是灵活性好，调换连接点方便，缺点为损耗和反射较大。市场上主要是成品光纤跳线。2.尾纤的制作尾纤一端是连接头，另一端是断头的光缆芯。光纤尾纤有两种制作方法：一种是工厂生产的成品，另外一种是现场制作的光纤
10、接头(快速光纤连接器或光纤冷接子)，或者将所需要的光纤跳线剪断。,8.2 光纤冷接技术,8.2.4 皮线光缆入户,1.皮线光缆及其衍生产品1）FTTH中的入户光缆。FTTH是光纤接入网发展的最终形式。光纤接入网以光网络单元的位置所在，分为FTTH（光纤到家庭）、FTTB(光纤到大楼)、FTTP(光纤到驻地)和FTTC(光纤到路边)等几种情况。2）皮线光缆的基本结构和特点。皮线光缆多为单芯、双芯结构，横截面呈8字型，加强件位于两圆中心，可采用金属或非金属结构，光纤位于8字型的几何中心。皮线光缆结构如图8-11所示，实物如图8-12所示。,图8-11 皮线光缆结构图 图8-12 皮线光缆实物图,8
11、.2 光纤冷接技术,8.2.4 皮线光缆入户,皮线光缆外护套一般采用PVC（聚氯乙烯）或LSZH（阻燃聚烯烃）材料，LSZH阻燃性能高于PVC，同时，采用黑色LSZH可阻挡紫外线侵蚀，防止开裂，适用于室外到室内的引入。皮线光缆基本类型如表8-1所示。,表8-1 皮线光缆基本类型,3）皮线光缆的衍生结构。除基本的四种皮线光缆外，还有多种衍生的结构，最常见的有管道入户型光缆和自承式“8”字布线光缆（架空入户型）两种，如图8-13所示。,8.2 光纤冷接技术,8.2.4 皮线光缆入户,2.皮线光缆的入户方式1）室内布线。FTTH工程中，室内布线是最为复杂的环节。皮线光缆可适应大多数室内布线条件，配合
12、快速连接器，在最短时间内实现现场成端、对接。2）楼内垂直水平布线。皮线光缆也适合于楼内垂直水平布线。垂直布线要求光缆必须具备一定的抗拉强度。在一定的高度范围内，皮线光缆垂直布线的施工安全和性能稳定。楼内重直水平布线如图8-14所示。,图8-13 皮线光缆的衍生产品 图8-14 楼内垂直水平布线,8.2 光纤冷接技术,8.2.4 皮线光缆入户,3）管道入户布线。管道入户型光缆相比皮线光缆较硬，抗拉强度更高，同时含阻水材料，可减少雨水侵蚀，适合较长距离户外管道敷设。光缆入户后，剥离外护层、阻水材料及加强件，用中间的皮线光缆进行布线，这样继承了皮线光缆室内布线的所有优势，同时减少了室外室内光缆接续的
13、环节。管道入户布线如图8-15所示。,图8-15 管道入户布线,4）自承式架空入户布线。自承式“8”字布线光缆具有金属吊线，抗拉性能强。在室外以架空方式敷设，入户前剪断金属吊线，固定在专用固定器上，剩余光缆剥离金属吊线后采用皮线光缆引入室内，如图8-16所示。,图8-16 自承式架空入户布线,8.3 光纤冷接的方法,8.3.1 快速连接头的结构原理,1.直通型快速连接器 如图8-17所示，这种连接器内不需要预置光纤，也无须匹配液，只需将切割好的的纤芯插入套管用紧固装置加固即可，最终的光纤端面就是现场切割刀切割的平面型光纤端面。2.预埋型快速连接器 如图8-18所示，这种连接器的插针内预埋有一段
14、两端面研磨好的（球面型）光纤，与插入的光纤在V型槽内对接， V型槽内填充有匹配液，最终陶瓷插针处的光纤端面是预埋光纤的球形端面。,图8-17 直通型快速连接器 图8-18 预埋型快速连接器，蓝色为预置光纤,8.3 光纤冷接的方法,8.3.2 光纤快速连接头的制作,1.接续光缆接续光缆有皮线光缆和室内光缆，以皮线光缆为例介绍光纤快速连接头的制作。2.制作工具1）光纤冷接使用“西元”光纤冷接与测试工具箱，如图8-19所示，型号为KYGJX-35。2）皮线剥皮钳，用于剥除皮线光缆外护套，如图8-20所示。3）光纤剥皮钳，用于去除光纤涂覆层，如图8-21所示。4）光纤切割刀，用于切割光纤纤芯端面，切出
15、来后光纤端面应为平面，如图8-22所示。5）无尘纸，用于清洁裸纤，如图8-23所示。6）光功率计和红光笔，用于测试光纤损耗。,图8-19西元冷接工具箱 图8-20皮线剥皮钳 图8-21光纤剥皮钳 图8-22切割刀 图8-23无尘纸,8.3 光纤冷接的方法,8.3.2 光纤快速连接头的制作,3.光纤快速连接器的制作方法以直通型快速连接器为例介绍制作方法。第一步：准备材料和工具。端接前，应准备好工具和材料，并检查所用的光纤和连接器是否有损坏。第二步：打开光纤快速连接器。将光纤快速连接器的螺帽和外壳取下，锁紧套松开，压盖打开，并将螺帽套在光缆上，如图8-24所示和图8-25所示。,图8-24 打开快
16、速连接器 图8-25 螺帽套在光缆上,8.3 光纤冷接的方法,8.3.2 光纤快速连接头的制作,图8-26 剥去光缆外护套 图8-27 光缆放入导轨中定长,（3）将光纤和导轨条放置在切割刀的导线槽中，依次放下大小压板，左手固定切割刀，右手扶着刀片盖板，并用大拇指迅速向远离身体的放下推动切割刀刀架（使用前应回刀），完成切割，如图8-28所示。,第三步：切割光纤（1）使用皮线剥皮钳剥去50mm的光缆外护套，如图8-26所示。（2）使用光纤剥皮钳剥去光纤涂覆层,用干净的无尘纸蘸酒精擦去裸纤上的污物，将光缆放入导轨中定长，如图8-27所示。,8.3 光纤冷接的方法,8.3.2 光纤快速连接头的制作,第
17、五步：闭合光纤快速连接器 将锁紧套推至顶端夹紧光纤，闭合压盖，拧紧螺帽，套上外壳，完成制作，如图8-30所示。,图8-30 制作好的光纤快速连接器,第四步：固定光纤将光纤从连接器末端的导入孔处穿入，如图8-29所示。外露部分应略弯曲，说明光纤接触良好。,图8-28 光纤切割 图8-29 连接器穿入光纤,8.3 光纤冷接的方法,8.3.3 光纤冷接子的结构原理,光纤冷接子实现光纤与光纤之间的固定连接。1.皮线光缆冷接子 适用于23mm皮线光缆、2.0mm/3.0mm单模/多模光缆，如图8-31所示。2.光纤冷接子 适用于250m/900m单模/多模光纤，如图8-32所示。图8-33和图8-34为
18、皮线光缆冷接子拆分图和内腔结构图,图8-31 皮线光缆冷接子 图8-32 光纤冷接子,图8-33 皮线光缆冷接子拆分图 图8-34 皮线光缆冷接子内腔结构图,8.3 光纤冷接的方法,8.3.4 光纤冷接子的制作,1.接续光缆接续光缆有皮线光缆和室内光缆，以皮线光缆为例介绍冷接子的制作。2.制作工具使用“西元”光纤冷接与测试工具箱。3.光纤冷接子的制作方法我们以皮线光缆冷接子为例介绍制作方法。第一步：准备材料和工具端接前，应准备好工具和材料，并检查所用的光纤和冷接子是否有损坏。第二步：打开冷接子备用，如图8-35所示。第三步：切割光纤。（1）使用皮线剥皮钳剥去50mm的光缆外护套，如图8-36所
19、示。,图8-35 冷接子 图8-36 剥去光缆外护套,8.3 光纤冷接的方法,8.3.4 光纤冷接子的制作,图8-37 光缆放入导轨中定长 图8-38 光纤切割,（2）使用光纤剥皮钳剥去光纤涂覆层,用干净的无尘纸蘸酒精擦去裸纤上的污物，将光缆放入导轨中定长，如图8-37所示。（3）将光纤和导轨条放置在切割刀的导线槽中，依次放下大小压板，左手固定切割刀，右手扶着刀片盖板，并用大拇指迅速向远离身体的放下推动切割刀刀架（使用前应回刀），完成切割，如图8-38所示。,8.3 光纤冷接的方法,8.3.4 光纤冷接子的制作,第四步：光纤穿入皮线冷接子把制备好的光纤穿入皮线冷接子，直到光缆外皮切口紧贴在皮线
20、座阻挡位，如图8-39所示。光纤对顶应产生弯曲，此时说明光缆接续正常。第五步：锁紧光缆弯曲尾缆，防止光缆滑出；同时取出卡扣，压下卡扣锁紧光缆，如图8-40所示。,图8-39 光纤穿入皮线冷接子 图8-40 卡扣锁紧光缆,8.3 光纤冷接的方法,8.3.4 光纤冷接子的制作,图8-41 冷接子两端锁紧 图8-42 制作完成,第六步：固定两接续光纤按照上述方法对另一侧光缆进行相同处理。然后将冷接子两端锁紧块先后推至冷接子最中间的限位处，固定两接续光纤，如图8-41所示。第七步：压下皮线盖压下皮线盖，完成皮线接续，如图8-42所示。,8.5 训练题目,1.训练任务：每5人1队，用冷接子做1个光纤测试
21、链路，每队1根SC-SC单模跳线和1根5米单模室内四芯光缆，5套冷接子，每人冷接1芯，5人5芯冷接，完成1个链路，如图8-43所示。2.训练目标：学习光纤色谱、剥纤、切割、冷接、盘纤、测试方法。3.训练操作步骤：第一步：准备材料：“西元”光纤冷接与测试工具箱（KYGJX-35）、1根SC-SC单模跳线、1根5米单模室内四芯光缆。第二步：尾纤制作：将SC-SC单模跳线从中间剪断。第三步：严格按照图8-43所示链路进行5次冷接，完成测试链路。 第四步：用红光笔进行测试。将红光笔接入链路中任意一端的SC连接器中，打开红光笔，观察链路中另一端的SC连接器是否发出红光。,图8-43 单模光纤冷接链路示意图,
