光纤熔接工程技术.ppt

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1、第11章 光纤熔接工程技术,第11章 光纤熔接工程技术,11.1光纤概述11.1.1 光纤11.1.2 光纤与光缆的区别11.2光纤的传输特点11.3光纤的传输原理和工作过程11.3.1 光纤传输原理11.3.2 光纤传输过程11.4光纤熔接工程技术11.4.1 光纤熔接技术原理11.4.2 光纤接续的过程和步骤11.4.3 光缆接续质量检查11.4.4 影响光纤熔接损耗的主要因素11.4.5 降低光纤熔接损耗的措施11.4.6 光纤接续点损耗的测量,11.5盘纤的方法11.5.1 盘纤规则11.5.2 盘纤的方法11.6光纤熔接工程技术实训项目11.6.1 实训项目一 光纤熔接11.7工程经

2、验工程经验一 光纤涂面层的剥除工程经验二 裸纤的清洁工程经验三 裸纤的切割工程经验四 光纤的熔接习 题,第11章 光纤熔接工程技术,11.1光纤概述11.1.1 光纤 光纤是一种将信息从一端传送到另一端的媒介。是一条玻璃或塑胶纤维作为让信息通过的传输媒介。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15m50m，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8m10m。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆

3、柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层,第11章 光纤熔接工程技术,11.1.2 光纤与光缆的区别 通常光纤与光缆两个名词会被混淆，光纤在实际使用前外部由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。外层的保护结构可防止糟糕环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。光缆包括：光纤、缓冲层及披覆。,http:/西安开元电子实业有限公司,第11章 光纤熔接工程技术,11.2光纤的传输特点 由于光纤是一种传输媒介,它可以像一般铜缆线,传送电话通话或电脑数据等资料,所不同的是,光纤传送的是光信号而非电信号，光纤传输具有同轴电缆无法比拟的优点而成为远距离信息传输的首选设备。因此，光纤具有很多独特的优点。（

4、1）传输损耗低（2）传输频带宽（3）抗干扰性强（4）安全性能高（5）重量轻，机械性能好（6）光纤传输寿命长,第11章 光纤熔接工程技术,11.3光纤的传输原理和工作过程 光纤是光波传输的介质，是由介质材料构成的圆柱体，分为芯子和包层两部分。光波沿芯子传播。在实际工程应用中，光纤是指由预制棒拉制出纤丝经过简单被复后的纤芯，纤芯再经过被复，加强和防护，成为能够适应各种工程应用的光缆。11.3.1 光纤传输原理 光波在光纤中的传播过程利用光的折射和反射的原理来进行的，一般来说，光纤芯子的直径要比传播光的波长高几十倍以上，因此利用几何光学的方法定性分析是足够的，而且对问题的理解也很简明、直观。,第11

5、章 光纤熔接工程技术,11.3.2 光纤传输过程 首先由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播，在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号。对光载波的调制为移幅键控法，又称亮度调制（Intensity Modulation）。典型的做法是在给定的频率下，以光的出现和消失来表示两个二进制数字。发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制，PIN和ILD检波器直接响应亮度调制。功率放大将光放大器置于光发送端之前，以提高入纤的光功率。使整个线路系统的光功率得到提高。在线中继放大建筑群较大或楼间距离较远时，可起中继放大作用，提高光功率。前置放大

6、在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大，以提高接收能力。,第11章 光纤熔接工程技术,11.4光纤熔接工程技术 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、重量轻、原材料来源丰富等优点，因而正成为新的传输媒介。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和光纤接头处的熔接损耗组成。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。努力降低光纤接头处的熔接损耗，则可增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减裕量。,第11章 光纤熔接工程技术,11.4.1 光纤熔接技术原理 光纤连接采用熔接方式。熔接是

7、通过将光纤的端面熔化后将两根光纤连接到一起的，这个过程与金属线焊接类似，通常要用电弧来完成。熔接的示意图如图11-1。,第11章 光纤熔接工程技术,图11-1 光纤熔接示意图,熔接连接光纤不产生缝隙，因此不会引入反射损耗，入射损耗也很小，在0.010.15dB之间。在光纤进行熔接前要把它的涂敷层剥离。机械接头本身是保护连接的光纤的护套，但熔接在连接处却没有任何的保护。因此，熔接光纤设备包括重新涂敷器，它涂敷熔接区域。作为选择的另一种方法是，我们使用熔接保护套管。它们是一些分层的小管，其基本结构和通用尺寸如图11-2。,将保护套管套在接合处，然后对它们进行加热。内管是由热缩材料制成的，因此这些套

8、管就可以牢牢地固定在需要保护的地方，加固件可避免光纤在这一区域受到弯曲。,第11章 光纤熔接工程技术,图11-2 光纤熔接保护套管的基本结构和通用尺寸,11.4.2 光纤接续的过程和步骤（1）开剥光缆，并将光缆固定到接续盒内。在开剥光缆之前应去除施工时受损变形的部分，使用专用开剥工具，将光缆外护套开剥长度1m左右。,第11章 光纤熔接工程技术,（2）分纤：将光纤分别穿过热缩管。将不同束管，不同颜色的光纤分开，穿过热缩管。剥去涂覆层的光纤很脆弱，使用热缩管，可以保护光纤熔接头。如图11-3。,图11-3 光纤穿热缩管护套,（3）准备熔接机 打开熔接机电源，采用预置的程式进行熔接，并在使用中和使用

9、后及时去除熔接机中的灰尘，特别是夹具，各镜面和V型槽内的粉尘和光纤碎未。熔接前要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接程序。如没有特殊情况，一般都选用自动熔接程序。,第11章 光纤熔接工程技术,（4）制做对接光纤端面。光纤端面制作的好坏将直接影响光纤对接后传输质量，所以在熔接前一定要做好被要熔接光纤的端面。首先用光纤熔接机配置的光纤专用剥线钳剥去光纤纤芯上的涂覆层，再用沾酒精的清洁棉在裸纤上擦拭几次，用力要适度，如图11-4，然后用精密光纤切割刀切割光纤，切割长度一般为10mm15mm。如图11-5。,图11-4 用剥线钳去除纤芯涂覆层,（5）放置光纤。将光纤放在熔接机的V形槽中，小心压

10、上光纤压板和光纤夹具，要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置，一般将对接的光纤的切割面基本都靠近电极尖端位置。关上防风罩，按“SET”键即可自动完成熔接。需要的时间一般根据使用的熔接机而不同，一般需要810秒。如图11-6。,第11章 光纤熔接工程技术,图11-5 用光纤切割刀切割光纤,图11-6 熔接光纤放置光纤,（6）移出光纤用加热炉加热热缩管。找开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中间，在放到加热炉中加热。加热器可使用20mm微型热缩套管和40mm及60mm一般热缩套管，20mm热缩管需40秒，60mm热缩管为85秒。如图11-7,第11章 光纤熔接工程技术,图11-7

11、用加热炉加热热缩管,（7）盘纤固定。将接续好的光纤盘到光纤收容盘内，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个线路的损耗越小。所以一定要保持一定的半径，使激光在光纤传输时，避免产生一些不必要的损耗。,（8）密封和挂起。如果野外熔接时，接续盒一定要密封好，防止进水。熔接盒进水后，由于光纤及光纤熔接点长期浸泡在水中，可能会先出现部分光纤衰减增加。最好将接续盒做好防水措施并用挂钩并挂在吊线上。至此，光纤熔接完成。,11.4.3 光缆接续质量检查 在熔接的整个过程中，都要用OTDR测试仪表加强监测，保证光纤的熔接质量、减小因盘纤带来的附加损耗和封盒可能对光纤造成的损害，决不能仅凭肉眼进行判断好坏：1）熔

12、接过程中对每一芯光纤进行实时跟踪监测，检查每一个熔接点的质量；2）每次盘纤后，对所盘光纤进行例检，以确定盘纤带来的附加损耗；3）封接续盒前对所有光纤进行统一测定，查明有无漏测和光纤预留空间对光纤及接头有无挤压；4）封盒后，对所有光纤进行最后监测，以检查封盒是否对光纤有损害。,第11章 光纤熔接工程技术,11.4.4 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因素两类。1光纤本征因素是指光纤自身因素，主要有四点。1）光纤模场直径不一致；2）两根光纤芯径失配；3）纤芯截面不圆；4）纤芯与包层同心度不佳。,第11章 光纤熔接工程技术,2影响光纤接续损耗的非

13、本征因素即接续技术。1）轴心错位：单模光纤纤芯很细，两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。当错位1.2m时，接续损耗达0.5dB。2）轴心倾斜：当光纤断面倾斜1时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求接续损耗0.1dB，则单模光纤的倾角应为0.3。3）端面分离：活动连接器的连接不好，很容易产生端面分离，造成连接损耗较大。4）端面质量：光纤端面的平整度差时也会产生损耗。5）接续点附近光纤物理变形。,第11章 光纤熔接工程技术,3其他因素的影响。接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、熔接机中电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗的值。,11.4.5 降低光纤熔接损耗的措

14、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 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正确使用熔接机,第11章 光纤熔接工程技术,11.4.6 光纤接续点损耗的测量 光损耗是度量一个光纤接头质量的重要指标，有几种测量方法可以确定光纤接头的光损耗，如使用光时域反射仪（OTDR）或熔接接头的损耗评估方案等。1熔接接头损耗评估 通过从两个垂直方向观察光纤，计算机处理并分析该图像来确定包层的偏移、纤芯的畸变、光纤外径的变化和其他关键参数，使用这些参数来评价接头的损耗。2使用光时域反射仪（OTDR

15、）光时域反射仪（OTDR：Optical Time Domain Reflectometer）又称背向散射仪。其原理是：往光纤中传输光脉冲时，由于在光纤中散射的微量光，返回光源侧后，可以利用时基来观察反射的返回光程度。,第11章 光纤熔接工程技术,11.5盘纤的方法 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，可避免因挤压造成的断纤现象。11.5.1 盘纤规则 1）沿松套管或光缆分歧方向为单元进行盘纤，前者适用于所有的接续工程；后者仅适用于主干光缆末端且为一进多出。2）以预留盘中热缩管安放单元为单位盘纤。3）特殊情况，如在接续中出现光

16、分路器、上/下路尾纤、尾缆等特殊器件时要先熔接、热缩、盘绕普通光纤，在依次处理上述情况，为了安全常另盘操作，以防止挤压引起附加损耗的增加。,第11章 光纤熔接工程技术,11.5.2 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，然后再处理两侧余纤。优点：有利于保护光纤接点，避免盘纤可能造成的损害。在光纤预留盘空间小、光纤不易盘绕和固定时，常用此种方法。2）从一端开始盘纤，固定热缩管，然后再处理另一侧余纤。优点：可根据一侧余纤长度灵活选择铜管安放位置，方便、快捷，可避免出现急弯、小圈现象。3）特殊情况的处理，如个别光纤过长或过短时，可将其放在最后，单独盘绕；带有特殊光器件时

17、，可将其另一盘处理，若与普通光纤共盘时，应将其轻置于普通光纤之上，两者之间加缓冲衬垫，以防止挤压造成断纤，且特殊光器件尾纤不可太长。4）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，顺势 自然盘绕，且勿生拉硬拽，应灵活地采用圆、椭圆、“CC”、“”多种图形盘纤（注意R4cm），尽可能最大限度利用预留空间和有效降低因盘纤带来的附加损耗。,第11章 光纤熔接工程技术,11.6光纤熔接工程技术实训项目11.6.1 实训项目一 光纤熔接【实训目的】1）熟悉和掌握光缆的种类和区别。2）熟悉和掌握光缆工具的用途和使用方法和技巧。3）熟悉光缆跳线的种类。4）熟悉光缆耦合器的种类和安装方法。5）熟

18、悉和掌握光纤的熔接方法和注意事项。【实训要求】1）完成光缆的两端剥线。不允许损伤光缆光芯，而且长度合适。2）完成光缆的熔接实训。要求熔接方法正确，并且熔接成功。3）完成光缆在光纤熔接盒的固定 4）完成耦合器的安装。5）完成光纤收发器与光纤跳线的连接。,第11章 光纤熔接工程技术,【实验设备主要工具】（1）光纤熔接机 见图11-8所示。（2）光纤工具箱 见图11-9所示。【实训项目和步骤】第一步：光缆的两端剥线。第二步：光缆在熔接盒内的固定。第三步：光缆熔接。第四步：光纤耦合器的安装。第五步：完成布线系统光纤部分的连接。【实训报告要求】1）以表格形式写清楚实训材料和工具的数量、规格、用途。2）分

19、步陈述实训程序或步骤以及安装注意事项。3）实训体会和操作技巧。,第11章 光纤熔接工程技术,图11-8 光纤熔接机,图11-9 光纤工具箱,11.7工程经验工程经验一 光纤涂面层的剥除 光纤涂面层的剥除,首先用左手大拇指和食指捏紧纤芯将光纤纤芯持平，所露长度以8cm为准，将余纤放在无名指、小拇指之间，以增加力度，防止打滑。右手握紧剥线钳，将剥纤钳应与光纤垂直，上方向内倾斜一定角度，然后用钳口轻轻卡住光纤随之用力，顺光纤轴向平推出去，在这需注意的是力度的把握，用力过大会将纤芯弄断。力度太小，光纤涂面层取不掉。,第11章 光纤熔接工程技术,工程经验二 裸纤的清洁 在工程的实际的应用中，裸纤的清洁在

20、光纤的熔接中起到非常重要的作用，这就要求我们在实际工程中真正的做好裸纤的清洁，在实际工作中应按下面的两步操作：1）观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥除，若有残留，应重新剥除。如有极少量不易剥除的涂覆层，可用绵球沾适量酒精，一边浸渍，一边逐步擦除。2）将棉花撕成层面平整的小块，沾少许酒精（以两指相捏无溢出为宜），折成“V”形，夹住以剥覆的光纤，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，这样即可提高棉花利用率，又防止了裸纤的两次污染。,第11章 光纤熔接工程技术,第11章 光纤熔接工程技术,工程经验三 裸纤的切割 裸纤的切割是光纤端面制备中最为关

21、键的部分，精密、优良的切刀是基础，而严格、科学的操作规范是保证。1）切刀的选择。切刀有手动和电动两种。2）操作规范,操作人员应经过专门训练掌握动作要领和操作规范。3）谨防端面污染,热缩套管应在剥覆前穿入，严禁在端面制备后穿入。,第11章 光纤熔接工程技术,工程经验四 光纤的熔接 光纤熔接是接续工作的中心环节，因此高性能熔接机和熔接过程中科学操作是十分必要的。应根据光缆工程要求，配备蓄电池容量和精密度合适的熔接设备。熔接前根据光纤的材料和类型，设置好最佳预熔主熔电流和时间以及光纤送入量等关键参数。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，注意OTDR测试仪表跟踪监测结果，及时分析产生上述不良现象的原因，采取相应的改进措施。如多次出现虚熔现象，应检查熔接的两根光纤的材料、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。,第11章 光纤熔接工程技术,习 题1.简述光纤的传输特点有哪些？2.简述光纤接续的过程和步骤。3.简述影响光纤熔接损耗的主要因素。,