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(lái)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(shuō)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(guò)程、操作要領(lǐng)及過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中無(wú)串音干擾，抗干擾能力強(qiáng)。在光纖傳輸過(guò)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(wú)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(lái)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(wèn)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(guò)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(lái)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(lái)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)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(guò)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)程

第一，首先把光纜穿進(jìn)接續(xù)盒用固定鋼絲來(lái)固定緊，不能有任何松動(dòng)，要不然通過(guò)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(lái)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(lái)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(méi)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(guò)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(lái)，套上熱縮套管，用來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程必須是先清潔后切割。第五，熔接機(jī)在整個(gè)熔接過(guò)程中，千萬(wàn)不要打開熔接機(jī)的防風(fēng)蓋、第六，加熱熱縮套管來(lái)保證接續(xù)部位的補(bǔ)強(qiáng)，過(guò)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(guò)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(guò)程與光纖的熔接過(guò)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(lái)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(lái)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(guò)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(wèn)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)