有線電視傳輸?shù)墓饫|熔接技術(shù)

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摘要：光纜傳輸具備傳輸損耗低，通信容量大、傳輸頻帶寬、原材料來源豐富、重量輕、光纜直徑小、不受電磁波干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此，成為新的信號(hào)傳輸媒介，是廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)理想的傳輸載體。本文主要討論在廣電有線電視中使用光纜類型、性能的區(qū)分介紹和光纜的熔接設(shè)備，并說明時(shí)域反射儀（OTDR）測(cè)量的方法，同時(shí)根據(jù)本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹光纖熔接的過程、操作要領(lǐng)及過程中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：光纖；熔接；接續(xù)；OTDR

現(xiàn)代通信技術(shù)中，光纖通信技術(shù)飛速發(fā)展，在通信過程中占有重要的地位，并且在眾多通信領(lǐng)域得到了廣泛使用。因此，了解降低光纖的接續(xù)損耗能保障光纖通信工程的施工質(zhì)量。在光纜接續(xù)工作中有很多需要注意的細(xì)節(jié)工作，特別是開始的端面制備、中間的熔接、最后的盤纖等環(huán)節(jié)，接續(xù)者必須做到周密考慮，規(guī)范接續(xù)，才能降低光纖接續(xù)的損耗，保障光纜接續(xù)后傳輸的質(zhì)量。這里，筆者將結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述光纖熔接的操作過程和注意事項(xiàng)。

1有線電視中一般使用的技術(shù)性能及光纜類型

1.1光纖在通信中的技術(shù)性能

在傳輸過程中，光纖比銅線或同軸電纜有很大優(yōu)勢(shì)，如傳輸頻帶極寬、通信容量大，光纖通信系統(tǒng)光源的調(diào)制方式特性和光纖的色散靈活調(diào)制。在不同的環(huán)境條件下，光纖的抗電磁干擾能力強(qiáng)。因?yàn)楣饫w的原材料是由石英制成的，屬于絕緣材料，不容易被腐蝕，并且絕緣性好，不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)。在光信號(hào)接收與發(fā)送過程中無串音干擾，抗干擾能力強(qiáng)。在光纖傳輸過程中，光信號(hào)完全被限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，泄漏的任何射線都會(huì)被環(huán)繞光纖的不透明密閉包皮所吸收，且無法竊聽光纖傳輸中的資源信息。光纖的工作波長(zhǎng)分別有短波850nm、長(zhǎng)波1310nm和1550nm。光纖傳輸損耗隨著波長(zhǎng)增加而衰減，850nm損耗為2.5dB/km，1310nm損耗為0.35dB/km，1550nm損耗為0.20dB/km，這是目前光纖的最低傳輸損耗。在實(shí)用性價(jià)比上，光纖傳輸損耗低，中繼距離長(zhǎng)。比如，現(xiàn)在的單模光纖傳輸損耗可低至0～20dB/km，目前，這樣的傳輸損耗比任何一種傳輸介質(zhì)的損耗都低。除以上幾點(diǎn)外，還有光纖的原材料資源豐富，造價(jià)成本低；溫度穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)；光纖徑細(xì)、柔軟、重量輕、易于鋪設(shè)施工。因?yàn)楣饫w通信具備以上獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，不但可以在通信的主干線路中應(yīng)用，還能在電力、水利、煤礦等通信控制系統(tǒng)中應(yīng)用，將其應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制，以及軍事國(guó)防領(lǐng)域也越來越廣泛。

1.2光纖的類型

根據(jù)使用場(chǎng)合不同，光纖一般分為兩大類：特種光纖和傳輸光纖。傳輸光纖主要分為：多模光纖和單模光纖。特種光纖中又分為3種：摻鉺光纖、衰減光纖、保偏光纖。不同類型的光纖具備不同的光學(xué)特性，方便在不同場(chǎng)合應(yīng)用，光纖不同特性對(duì)通信不同的影響，主要因素包括衰減、偏振模色散和色度色散等指標(biāo)，筆者認(rèn)為這是出于信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)際需要，不同場(chǎng)所、不同條件，需求不同?？梢愿鶕?jù)光的特點(diǎn)，采取不同材料比例和光纖幾何形狀，指定設(shè)計(jì)生產(chǎn)各種光纜類型。1.2.1傳輸光纖單模光纖。光纜中心纖芯很細(xì)(芯徑為9或10μm)，只能傳輸一種模式的光。所以，光纖模間色散很小，應(yīng)用于長(zhǎng)距離通訊，但還存在波導(dǎo)色散和材料色散的小問題，所以單模光纖對(duì)光源的要求是譜寬和穩(wěn)定性要高，即頻譜帶寬要窄，穩(wěn)定性要好，傳輸長(zhǎng)度一般有20～120km。多模光纖。光纜中心纖芯較粗(芯徑一般為50或62.5μm)，能傳輸不同模式的光。但傳輸過程中模間色散相對(duì)較大，大大限制了數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)念l率，然而隨傳輸距離的增加模間色散會(huì)變得更加嚴(yán)重。所以，多模光纖傳輸?shù)木嚯x一般只是2～5km，多用于近距離傳輸。1.2.2特種光纖摻鉺光纖。Liekki-高摻鉺光纖工作在1530～1610nm波長(zhǎng)區(qū)域，適用于脈沖的、持續(xù)的或超熒光的光纖激光器和放大器。這些光纖具備高功率轉(zhuǎn)換功能，以及高半導(dǎo)體泵浦吸收功能的特質(zhì)，使它們適用于許多領(lǐng)域，如儀器儀表、醫(yī)療、工業(yè)、通信、軍事和計(jì)量等領(lǐng)域。衰減光纖。衰減光纖能提供全線的高衰減，應(yīng)用于DWDM和CATV等方面。在衰減光纖的寬廣波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生了平坦的衰減曲線，未來的DWDM和CATV信號(hào)傳輸方面更適合于均勻的衰減光纖。保偏光纖。這種光纖可以處理偏振態(tài)隨時(shí)變化的難題，但并不能消除光纖中的折射現(xiàn)象，反而源于光纖結(jié)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計(jì)，表現(xiàn)出更強(qiáng)的折射效果，用來去除應(yīng)力對(duì)入射光偏振態(tài)的影響。

2光纜熔接設(shè)備和OTDR測(cè)試儀

2.1光纜熔接設(shè)備

為提高工作效率和熔接的準(zhǔn)確性，應(yīng)先把熔接工具準(zhǔn)備好，如光纖、剝線鉗、棉花、工業(yè)酒精、衛(wèi)生紙、熔接機(jī)、切割刀、熱縮套管。通過實(shí)踐得知，在海南有線電視工程維護(hù)中，熔接光纜中比較常見的熔接機(jī)型是藤倉(cāng)FSM-60S和住友Type-39熔接機(jī)，這兩種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)是：重量輕便攜帶、體積小，熔接速度快，對(duì)各種環(huán)境因素有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。當(dāng)然，除此較常見的熔接機(jī)外，按照環(huán)境和工作需要還有不同的熔接機(jī)，如保偏熔接機(jī)（熔接保偏光纖專用）和帶狀熔接機(jī)（可以一次熔接多根光纖，夾具數(shù)量不同，價(jià)格昂貴）。

2.2OTDR（時(shí)域光反射儀）測(cè)試儀

在光纖傳輸過程中，光信號(hào)會(huì)發(fā)生損耗，這種損耗的產(chǎn)生主要由光纖的本身傳輸損耗及光纖維護(hù)后接續(xù)處的熔接點(diǎn)損耗造成，為降低損耗來增大光纖中繼放大傳輸距離和提高光纖鏈路的衰減余量，采用時(shí)域光反射儀來勘測(cè)光纜的長(zhǎng)度和光纖連接情況，一般有兩種方法。第一種是前向單程測(cè)試，這種方法的測(cè)試是把時(shí)域光反射儀放在光纖接續(xù)方向開始數(shù)第一個(gè)接頭點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，利用這種方法監(jiān)測(cè)，測(cè)試點(diǎn)和接續(xù)點(diǎn)至始至終只相隔一盤（3km）光纜，接頭的損耗測(cè)試相對(duì)準(zhǔn)確，整體測(cè)試過程較快，一般情況下獲得的光纖接續(xù)后損耗值較準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是所有監(jiān)測(cè)所得的損耗值都是單方向監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，單靠這些數(shù)據(jù)還不能精確、全方位地反映光纖接續(xù)實(shí)際的損耗值。第二種是前向雙程測(cè)試法，時(shí)域光反射儀接續(xù)點(diǎn)與測(cè)試點(diǎn)的位置和前向單程監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)同樣，但必須在接續(xù)的那個(gè)方向最始端做個(gè)環(huán)回，為組成環(huán)回的回路，須將始端的每一組束管內(nèi)的光纖分別兩兩短接，這樣就增加了環(huán)回點(diǎn)，使時(shí)域光反射儀測(cè)試中能測(cè)出接續(xù)損耗的雙向值。用時(shí)域光反射儀前向雙程測(cè)試得出的結(jié)果是兩方向測(cè)試數(shù)據(jù)不同，相對(duì)折射率不同與光纖的芯徑不一樣（光纖的不同牌子或不是統(tǒng)一批次的光纖熔接）是主要原因，這樣不僅熔接的損耗增多，還會(huì)使時(shí)域光反射儀兩端（A到B或B到A）最終的測(cè)量結(jié)果相差很多，如果兩根被熔接的光纖模場(chǎng)直徑不相同，因小模場(chǎng)光纖直徑的光纖傳導(dǎo)瑞利散射光的能力比大模場(chǎng)直徑光纖強(qiáng)，所以不同種直徑的光纖相互熔接時(shí)，若由小模場(chǎng)直徑光纖向大模場(chǎng)直徑光纖方向測(cè)試點(diǎn)，最后得出熔接損耗數(shù)據(jù)有可能是負(fù)值。相反，另一端會(huì)表現(xiàn)出高損耗值，這是一種層面現(xiàn)象（即虛假增益），是由于不一樣的模場(chǎng)直徑造成瑞利散射光傳導(dǎo)質(zhì)量不相同，會(huì)使測(cè)量不準(zhǔn)確，所以要把兩端不同方向的測(cè)試數(shù)據(jù)取最后的平均值，最終得到的損耗數(shù)據(jù)才是溶解點(diǎn)真正的損耗。

3光纜熔接時(shí)應(yīng)遵守的原則及具體過程

3.1熔接光纖時(shí)應(yīng)遵守的原則

剝開一根多芯光纜分成幾個(gè)管束，把不同顏色的光纖放在一個(gè)管束內(nèi)成為一組，紅色束管一般會(huì)看作光纜的第一管束，依次順時(shí)針數(shù)，順序?yàn)榧t1、綠2、本白等。熔接光纖時(shí)光纜芯數(shù)相同時(shí)，對(duì)應(yīng)束管內(nèi)同色光纖；芯數(shù)不同時(shí)，必須按順序先熔接大芯數(shù)再熔接小芯數(shù)。我們通信行業(yè)里常用的光纜有中心管束式光纜、骨架式和層絞式，纖芯的顏色依次按順序分為藍(lán)、桔、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉、青。

3.2光纜熔接過程

第一，首先把光纜穿進(jìn)接續(xù)盒用固定鋼絲來固定緊，不能有任何松動(dòng)，要不然通過慣性會(huì)造成光纜纖芯打滾，在固定疊層式光纜時(shí)。由于要一層一層來盤纖，各束管必須按順西放置，避免纏絞。第二，然后剝除管束，在切割管束時(shí)力度一定要把握好，切記不要傷到里面的纖芯，一般取3dm左右的光纖；取出光纖，再把光纖皮層表面的保護(hù)油擦干凈，增加摩擦力防滑。第三，每次打開使用熔接機(jī)前，應(yīng)在熔接工作環(huán)境中放置不少于1min，最后根據(jù)周圍環(huán)境和光纖種類來設(shè)置好溶解參數(shù)、主放電時(shí)間及預(yù)放電時(shí)間等，選擇適合的熔接方式。如果沒有什么特殊狀況，則采用自動(dòng)熔接程序。切記一點(diǎn)，在熔接過程中或熔接完成后都要及時(shí)清除熔接機(jī)中的光纖碎末和雜碎粉末。第四，熔接前，要把不同的顏色和不同管束光纖區(qū)分開來，套上熱縮套管，用來保護(hù)熔接完成后剝?nèi)テ拥墓饫w，進(jìn)行皮層加固，使光纖之間不會(huì)互相串?dāng)_。第五，制作光纖端面。以一束管光纖為一組排放在食指上方拇指固定住，最后將光纖的涂抹層依次剝?nèi)?。剝的時(shí)候一般從指頭那根開始，每剝一根前都要先繞住食指一圈留出8cm長(zhǎng)度，再用剝線鉗和光纖30°斜度進(jìn)行剝覆，垂直的話很容易使光纖折斷。第六，夾住已剝覆好的光纖，用撕成一小塊一小塊粘好酒精的棉花來進(jìn)行擦拭清潔，擦拭時(shí)要順光纖軸向擦，力度一定要適度，每擦完一次就得換用棉花的另一個(gè)部位，不得重復(fù)使用，這樣做是為了提高棉花的使用率和裸纖的清潔度。第七，在裸纖切割前要做好切刀的清潔和位置調(diào)整，平穩(wěn)擺放切刀，不要抖。切割時(shí)要掌握三點(diǎn)：自然、快速、穩(wěn)健，以免造成斜角、斷纖、裂痕及毛刺等補(bǔ)規(guī)整的端面產(chǎn)生。第八，將切割好的光纖放置熔接機(jī)V型槽中時(shí)，動(dòng)作要慢，然后蓋上光纖的壓板與夾具，以光纖切割的長(zhǎng)度來調(diào)整光纖在壓板中的位置，最后合上防風(fēng)罩，按熔接機(jī)上的熔接鍵，自動(dòng)完成熔接后在熔接機(jī)的LED屏上會(huì)估算出這次熔接的損耗值，根據(jù)國(guó)家廣電總局規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)一般不超過0.008dB。第九，套上熱縮管進(jìn)行加熱。移出光纖時(shí)一定要平行，歪曲容易折斷。移出時(shí)左右手可以稍微用力申拉，把熱縮管平移至光纖熔接的位置平行放入加熱爐進(jìn)行加熱。第十，在完成熔接工作后，光纖要進(jìn)行盤纖，盤纖時(shí)的半徑和弧度越大對(duì)整條線路的傳輸損耗就越小。合理利用科學(xué)的盤纖方式，不但使光纖合理布局、附加的損耗減少，既能經(jīng)得住惡劣環(huán)境和時(shí)間的考驗(yàn)，也能避免因擠壓扭曲造成斷纖現(xiàn)象，一般都盤8字、O字型，最后拿絕緣膠布固定住。第十一，最后密封好光纖接續(xù)盒，特別是野外接續(xù)盒的密封一定要做好。如果接續(xù)盒潮濕或進(jìn)水，由于光纖和光纖的熔接點(diǎn)長(zhǎng)期在水里侵泡，會(huì)使光纖傳輸?shù)男盘?hào)衰減增大。完成光纖熔接工作后，準(zhǔn)確上報(bào)維護(hù)后的光纜線路測(cè)評(píng)報(bào)告。為在日后有線工程運(yùn)維工作中能準(zhǔn)確得到故障測(cè)量和定位的基本數(shù)據(jù)，必須完善每次運(yùn)維工作后的光纜線路資料。為此我們必須認(rèn)真對(duì)待光纜線路資料的收集、核對(duì)、整理工作，建立起可靠、真實(shí)的完整光纖線路資料庫(kù)。

4操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

第一，熔接工作開始前認(rèn)真清潔光纖的纖芯，重點(diǎn)是熔接機(jī)的V型槽、反光鏡片和光纖壓腳等部位。第二，在剝覆光纖時(shí)，剝線鉗要與光纖成30°，這樣剝不容易傷到光纖和折斷光纖。第三，把光纖放置熔接機(jī)位置時(shí)，不要距離太近也不要太遠(yuǎn)，二分之一處就行。第四，光纖切割時(shí)，確保切割端面（89°±1°）接近垂直，把切好的光纖放入熔接機(jī)V槽的過程中，光纖的端面不能碰觸任何物體，假如碰到，我們必須重新清潔、切割，過程必須是先清潔后切割。第五，熔接機(jī)在整個(gè)熔接過程中，千萬不要打開熔接機(jī)的防風(fēng)蓋、第六，加熱熱縮套管來保證接續(xù)部位的補(bǔ)強(qiáng)，過程中，光纖接續(xù)點(diǎn)部位要放在正中間，稍微有一定的張力，以防加熱過程表皮出現(xiàn)氣泡，固定不結(jié)實(shí)等現(xiàn)象。熱縮管加熱過程與光纖的熔接過程可以一起進(jìn)行，完成后拿出時(shí)，不要碰觸加熱后的部位，溫度都很高，避免造成灼傷。第七，最后在整理工具收尾時(shí)最好帶手套，特別要注意碎的光纖頭，因?yàn)椴馁|(zhì)是玻璃絲的，很細(xì)很硬，扎進(jìn)手指后很難弄出。

5結(jié)論

隨著時(shí)代的發(fā)展，光纖技術(shù)的日益成熟，在各行各業(yè)得到了廣泛運(yùn)用，特別在廣電傳輸范圍光纜占據(jù)主要位置。當(dāng)然，每件事物都有雙面性，光纜一生產(chǎn)出來就確定了損耗值的存在，然而，在不同的傳輸環(huán)境下避免不了非本征的損耗，這樣大大影響了光信號(hào)傳輸質(zhì)量。為盡可能降低這些非本征損耗，有線電視工程運(yùn)維人員采用的方法用割接來保護(hù)光信號(hào)質(zhì)量，具體步驟大體可分為光纖熔接和光纖接續(xù)測(cè)試。光纖熔接是割接工作的中心環(huán)節(jié)，在前期的端面制備、中期的熔接、后期的盤纖等環(huán)節(jié)，對(duì)操作者的要求必須是：觀察仔細(xì)，考慮周密，規(guī)范操作；熔接完后用OTDR監(jiān)測(cè)光纖的接續(xù)完成整個(gè)割接工作。在實(shí)習(xí)這段時(shí)間，經(jīng)過參與海南有線維護(hù)人員的實(shí)際排障工作個(gè)人認(rèn)為，光纖熔接在廣電技術(shù)領(lǐng)域是必不可少的，在突發(fā)情況下出現(xiàn)光纜問題自己可以及時(shí)解決，提高工作效率。

作者:黃柏華 單位:海南省金雞嶺廣播電視發(fā)射臺(tái)