第11章光纖熔接工程技術(shù)

1、 綜合布線概預(yù)算是綜合布線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的一部分，它對(duì)綜合布線項(xiàng)目工程的造價(jià)估算和投標(biāo)估價(jià)及后期的工程決算都有很大的影響。 根據(jù)工程技術(shù)要求及規(guī)模容量，需要首先設(shè)計(jì)繪制出施工圖紙。按設(shè)計(jì)施工圖紙統(tǒng)計(jì)工程量并乘以相應(yīng)的定額即可概、預(yù)算出工程的總體造價(jià)，此過(guò)程即為綜合布線工程的概、預(yù)算。統(tǒng)計(jì)工程量時(shí)，盡量要與概預(yù)算定額的分部、分項(xiàng)工程定額子目劃分相一致，按標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便采用微機(jī)編制概預(yù)算，采用綜合布線工程概預(yù)算編制計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。11.1光纖概述11.1.1 光纖11.1.2 光纖與光纜的區(qū)別11.2光纖的傳輸特點(diǎn)11.3光纖的傳輸原理和工作過(guò)程11.3.1 光纖傳輸原理11.3.2 光纖傳輸

2、過(guò)程11.4光纖熔接工程技術(shù)11.4.1 光纖熔接技術(shù)原理11.4.2 光纖接續(xù)的過(guò)程和步驟11.4.3 光纜接續(xù)質(zhì)量檢查11.4.4 影響光纖熔接損耗的主要因素11.4.5 降低光纖熔接損耗的措施11.4.6 光纖接續(xù)點(diǎn)損耗的測(cè)量11.5盤(pán)纖的方法11.5.1 盤(pán)纖規(guī)則11.5.2 盤(pán)纖的方法11.6光纖熔接工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目11.6.1 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一 光纖熔接11.7工程經(jīng)驗(yàn)11.7.1工程經(jīng)驗(yàn)一 光纖涂面層的剝除11.7.2工程經(jīng)驗(yàn)二 裸纖的清潔11.7.3工程經(jīng)驗(yàn)三 裸纖的切割11.7.4工程經(jīng)驗(yàn)四 光纖的熔接習(xí) 題l 11.1光纖概述光纖概述l 11.1.1 光纖光纖 光纖是一種將信息從

3、一端傳送到另一端的媒介。是一條玻璃或塑膠纖維作為讓信息通過(guò)的傳輸媒介。光纖和同軸電纜相似，只是沒(méi)有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在多模光纖中，芯的直徑是15m50m， 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8m10m。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來(lái)保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護(hù)層l 11.1.2 光纖與光纜的區(qū)別光纖與光纜的區(qū)別 通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混淆，光纖在實(shí)際使用前外部由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線

4、即被稱為光纜。外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止糟糕環(huán)境對(duì)光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜包括：光纖、緩沖層及披覆。l 11.2光纖的傳輸特點(diǎn)光纖的傳輸特點(diǎn) 由于光纖是一種傳輸媒介,它可以像一般銅纜線,傳送電話通話或電腦數(shù)據(jù)等資料,所不同的是,光纖傳送的是光信號(hào)而非電信號(hào)，光纖傳輸具有同軸電纜無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)而成為遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)氖走x設(shè)備。因此，光纖具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 （1）傳輸損耗低 （2）傳輸頻帶寬 （3）抗干擾性強(qiáng) （4）安全性能高 （5）重量輕，機(jī)械性能好 （6）光纖傳輸壽命長(zhǎng) l 11.3光纖的傳輸原理和工作過(guò)程光纖的傳輸原理和工作過(guò)程 光纖是光波傳輸?shù)慕橘|(zhì)，是由介質(zhì)材料構(gòu)成的圓柱體，分為芯子和

5、包層兩部分。光波沿芯子傳播。在實(shí)際工程應(yīng)用中，光纖是指由預(yù)制棒拉制出纖絲經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單被復(fù)后的纖芯，纖芯再經(jīng)過(guò)被復(fù)，加強(qiáng)和防護(hù)，成為能夠適應(yīng)各種工程應(yīng)用的光纜。l 11.3.1 光纖傳輸原理光纖傳輸原理 光波在光纖中的傳播過(guò)程利用光的折射和反射的原理來(lái)進(jìn)行的，一般來(lái)說(shuō)，光纖芯子的直徑要比傳播光的波長(zhǎng)高幾十倍以上，因此利用幾何光學(xué)的方法定性分析是足夠的，而且對(duì)問(wèn)題的理解也很簡(jiǎn)明、直觀。 l 11.3.2 光纖傳輸過(guò)程光纖傳輸過(guò)程 首先由發(fā)光二極管LED或注入型激光二極管ILD發(fā)出光信號(hào)沿光媒體傳播，在另一端則有PIN或APD光電二極管作為檢波器接收信號(hào)。對(duì)光載波的調(diào)制為移幅鍵控法，又稱亮度調(diào)制（Int

6、ensity Modulation）。典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現(xiàn)和消失來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。發(fā)光二極管LED和注入型激光二極管ILD的信號(hào)都可以用這種方法調(diào)制，PIN和ILD檢波器直接響應(yīng)亮度調(diào)制。功率放大將光放大器置于光發(fā)送端之前，以提高入纖的光功率。使整個(gè)線路系統(tǒng)的光功率得到提高。在線中繼放大建筑群較大或樓間距離較遠(yuǎn)時(shí)，可起中繼放大作用，提高光功率。前置放大在接收端的光電檢測(cè)器之后將微信號(hào)進(jìn)行放大，以提高接收能力。 l 11.4光纖熔接工程技術(shù)光纖熔接工程技術(shù) 光纖傳輸具有傳輸頻帶寬、通信容量大、損耗低、不受電磁干擾、光纜直徑小、重量輕、原材料來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)，因而正成為新的傳輸

7、媒介。光在光纖中傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生損耗，這種損耗主要是由光纖自身的傳輸損耗和光纖接頭處的熔接損耗組成。光纜一經(jīng)定購(gòu)，其光纖自身的傳輸損耗也基本確定，而光纖接頭處的熔接損耗則與光纖的本身及現(xiàn)場(chǎng)施工有關(guān)。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和提高光纖鏈路的衰減裕量。l 11.4.1 光纖熔接技術(shù)原理光纖熔接技術(shù)原理 光纖連接采用熔接方式。熔接是通過(guò)將光纖的端面熔化后將兩根光纖連接到一起的，這個(gè)過(guò)程與金屬線焊接類(lèi)似，通常要用電弧來(lái)完成。熔接的示意圖如圖11-1。圖11-1 光纖熔接示意圖 熔接連接光纖不產(chǎn)生縫隙，因此不會(huì)引入反射損耗，入射損耗也很小，在0.010.15dB之間。在光纖

8、進(jìn)行熔接前要把它的涂敷層剝離。機(jī)械接頭本身是保護(hù)連接的光纖的護(hù)套，但熔接在連接處卻沒(méi)有任何的保護(hù)。因此，熔接光纖設(shè)備包括重新涂敷器，它涂敷熔接區(qū)域。作為選擇的另一種方法是，我們使用熔接保護(hù)套管。它們是一些分層的小管，其基本結(jié)構(gòu)和通用尺寸如圖11-2。 將保護(hù)套管套在接合處，然后對(duì)它們進(jìn)行加熱。內(nèi)管是由熱縮材料制成的，因此這些套管就可以牢牢地固定在需要保護(hù)的地方，加固件可避免光纖在這一區(qū)域受到彎曲。圖11-2 光纖熔接保護(hù)套管的基本結(jié)構(gòu)和通用尺寸l 11.4.2 光纖接續(xù)的過(guò)程和步驟光纖接續(xù)的過(guò)程和步驟 （1）開(kāi)剝光纜，并將光纜固定到接續(xù)盒內(nèi)。 在開(kāi)剝光纜之前應(yīng)去除施工時(shí)受損變形的部分， 使用專

9、用開(kāi)剝工具，將光纜外護(hù)套開(kāi)剝長(zhǎng)度1m左右。 （2）分纖：將光纖分別穿過(guò)熱縮管。將不同束管，不同顏色的光纖分開(kāi)，穿過(guò)熱縮管。剝?nèi)ネ扛矊拥墓饫w很脆弱，使用熱縮管，可以保護(hù)光纖熔接頭。如圖11-3。圖11-3 光纖穿熱縮管護(hù)套（3）準(zhǔn)備熔接機(jī) 打開(kāi)熔接機(jī)電源，采用預(yù)置的程式進(jìn)行熔接，并在使用中和使用后及時(shí)去除熔接機(jī)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。熔接前要根據(jù)系統(tǒng)使用的光纖和工作波長(zhǎng)來(lái)選擇合適的熔接程序。如沒(méi)有特殊情況，一般都選用自動(dòng)熔接程序。（4）制做對(duì)接光纖端面。光纖端面制作的好壞將直接影響光纖對(duì)接后傳輸質(zhì)量，所以在熔接前一定要做好被要熔接光纖的端面。首先用光纖熔接機(jī)配置的

10、光纖專用剝線鉗剝?nèi)ス饫w纖芯上的涂覆層，再用沾酒精的清潔棉在裸纖上擦拭幾次，用力要適度，如圖11-4，然后用精密光纖切割刀切割光纖，切割長(zhǎng)度一般為10mm15mm。如圖11-5。圖11-4 用剝線鉗去除纖芯涂覆層 （5）放置光纖。將光纖放在熔接機(jī)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(zhǎng)度設(shè)置光纖在壓板中的位置，一般將對(duì)接的光纖的切割面基本都靠近電極尖端位置。關(guān)上防風(fēng)罩，按“SET”鍵即可自動(dòng)完成熔接。需要的時(shí)間一般根據(jù)使用的熔接機(jī)而不同，一般需要810秒。如圖11-6。 圖11-5 用光纖切割刀切割光纖圖11-6 熔接光纖放置光纖（6）移出光纖用加熱爐加熱熱縮管。找開(kāi)防風(fēng)罩，把光

11、纖從熔接機(jī)上取出，再將熱縮管放在裸纖中間，在放到加熱爐中加熱。加熱器可使用20mm微型熱縮套管和40mm及60mm一般熱縮套管，20mm熱縮管需40秒，60mm熱縮管為85秒。如圖11-7 圖11-7 用加熱爐加熱熱縮管 （7）盤(pán)纖固定。將接續(xù)好的光纖盤(pán)到光纖收容盤(pán)內(nèi)，在盤(pán)纖時(shí)，盤(pán)圈的半徑越大，弧度越大，整個(gè)線路的損耗越小。所以一定要保持一定的半徑，使激光在光纖傳輸時(shí)，避免產(chǎn)生一些不必要的損耗。（8）密封和掛起。如果野外熔接時(shí)，接續(xù)盒一定要密封好，防止進(jìn)水。熔接盒進(jìn)水后，由于光纖及光纖熔接點(diǎn)長(zhǎng)期浸泡在水中，可能會(huì)先出現(xiàn)部分光纖衰減增加。最好將接續(xù)盒做好防水措施并用掛鉤并掛在吊線上。至此，光纖熔

12、接完成。l 11.4.3 光纜接續(xù)質(zhì)量檢查光纜接續(xù)質(zhì)量檢查 在熔接的整個(gè)過(guò)程中，都要用OTDR測(cè)試儀表加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，保證光纖的熔接質(zhì)量、減小因盤(pán)纖帶來(lái)的附加損耗和封盒可能對(duì)光纖造成的損害，決不能僅憑肉眼進(jìn)行判斷好壞： 1）熔接過(guò)程中對(duì)每一芯光纖進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，檢查每一個(gè)熔接點(diǎn)的質(zhì)量； 2）每次盤(pán)纖后，對(duì)所盤(pán)光纖進(jìn)行例檢，以確定盤(pán)纖帶來(lái)的附加損耗； 3）封接續(xù)盒前對(duì)所有光纖進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)定，查明有無(wú)漏測(cè)和光纖預(yù)留空間對(duì)光纖及接頭有無(wú)擠壓； 4）封盒后，對(duì)所有光纖進(jìn)行最后監(jiān)測(cè)，以檢查封盒是否對(duì)光纖有損害。l 11.4.4 影響光纖熔接損耗的主要因素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，

13、大體可分為光纖本征因素和非本征因素兩類(lèi)。1光纖本征因素是指光纖自身因素，主要有四點(diǎn)。 1）光纖模場(chǎng)直徑不一致； 2）兩根光纖芯徑失配； 3）纖芯截面不圓； 4）纖芯與包層同心度不佳。2影響光纖接續(xù)損耗的非本征因素即接續(xù)技術(shù)。 1）軸心錯(cuò)位：?jiǎn)文９饫w纖芯很細(xì)，兩根對(duì)接光纖軸心錯(cuò)位會(huì)影響接續(xù)損耗。當(dāng)錯(cuò)位1.2m時(shí)，接續(xù)損耗達(dá)0.5dB。2）軸心傾斜：當(dāng)光纖斷面傾斜1時(shí)，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(yīng)為0.3。3）端面分離：活動(dòng)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。4）端面質(zhì)量：光纖端面的平整度差時(shí)也會(huì)產(chǎn)生損耗。5）接續(xù)點(diǎn)附近光纖物理變形

14、。3其他因素的影響。 接續(xù)人員操作水平、操作步驟、盤(pán)纖工藝水平、熔接機(jī)中電極清潔程度、熔接參數(shù)設(shè)置、工作環(huán)境清潔程度等均會(huì)影響到熔接損耗的值。l 11.4.5 降低光纖熔接損耗的措施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優(yōu)質(zhì)名牌裸纖 2光纜架設(shè)按要求進(jìn)行 3挑選經(jīng)驗(yàn)豐富訓(xùn)練有素的光纖接續(xù)人員進(jìn)行接續(xù) 4接續(xù)光纜應(yīng)在整潔的環(huán)境中進(jìn)行 5選用精度高的光纖端面切割器來(lái)制備光纖端面 6正確使用熔接機(jī)l 11.4.6 光纖接續(xù)點(diǎn)損耗的測(cè)量光纖接續(xù)點(diǎn)損耗的測(cè)量 光損耗是度量一個(gè)光纖接頭質(zhì)量的重要指標(biāo)，有幾種測(cè)量方法可以確定光纖接頭的光損耗，如使用光時(shí)域反射儀（OTDR）或熔接接頭的損耗評(píng)估

15、方案等。 1熔接接頭損耗評(píng)估 通過(guò)從兩個(gè)垂直方向觀察光纖，計(jì)算機(jī)處理并分析該圖像來(lái)確定包層的偏移、 纖芯的畸變、 光纖外徑的變化和其他關(guān)鍵參數(shù)，使用這些參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)接頭的損耗。 2使用光時(shí)域反射儀（OTDR） 光時(shí)域反射儀（OTDR：Optical Time Domain Reflectometer）又稱背向散射儀 。其原理是：往光纖中傳輸光脈沖時(shí)，由于在光纖中散射的微量光，返回光源側(cè)后，可以利用時(shí)基來(lái)觀察反射的返回光程度。 l 11.5盤(pán)纖的方法盤(pán)纖的方法 盤(pán)纖是一門(mén)技術(shù)，也是一門(mén)藝術(shù)?？茖W(xué)的盤(pán)纖方法，可使光纖布局合理、附加損耗小、經(jīng)得住時(shí)間和惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，可避免因擠壓造成的斷纖現(xiàn)象。l 1

16、1.5.1 盤(pán)纖規(guī)則盤(pán)纖規(guī)則 1）沿松套管或光纜分歧方向?yàn)閱卧M(jìn)行盤(pán)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(jìn)多出。 2）以預(yù)留盤(pán)中熱縮管安放單元為單位盤(pán)纖 。 3）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(shí)要先熔接、熱縮、盤(pán)繞普通光纖，在依次處理上述情況，為了安全常另盤(pán)操作，以防止擠壓引起附加損耗的增加。 l 11.5.2 盤(pán)纖的方法盤(pán)纖的方法 1）先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個(gè)放置于固定槽中，然后再處理兩側(cè)余纖。優(yōu)點(diǎn)：有利于保護(hù)光纖接點(diǎn)，避免盤(pán)纖可能造成的損害。在光纖預(yù)留盤(pán)空間小、光纖不易盤(pán)繞和固定時(shí)，常用此種方法。 2）從一端開(kāi)始盤(pán)纖，固定

17、熱縮管，然后再處理另一側(cè)余纖。優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)一側(cè)余纖長(zhǎng)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。 3）特殊情況的處理，如個(gè)別光纖過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短時(shí)，可將其放在最后，單獨(dú)盤(pán)繞；帶有特殊光器件時(shí)，可將其另一盤(pán)處理，若與普通光纖共盤(pán)時(shí)，應(yīng)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(zhǎng)。 4）根據(jù)實(shí)際情況采用多種圖形盤(pán)纖。按余纖的長(zhǎng)度和預(yù)留空間大小，順勢(shì) 自然盤(pán)繞，且勿生拉硬拽，應(yīng)靈活地采用圓、橢圓、“CC”、“”多種圖形盤(pán)纖（注意R4cm），盡可能最大限度利用預(yù)留空間和有效降低因盤(pán)纖帶來(lái)的附加損耗。 l 11.6光纖熔接工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目光纖熔接工

18、程技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目l 11.6.1 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一 光纖熔接光纖熔接【實(shí)訓(xùn)目的】 1）熟悉和掌握光纜的種類(lèi)和區(qū)別。 2）熟悉和掌握光纜工具的用途和使用方法和技巧。 3）熟悉光纜跳線的種類(lèi)。 4）熟悉光纜耦合器的種類(lèi)和安裝方法。 5）熟悉和掌握光纖的熔接方法和注意事項(xiàng)?！緦?shí)訓(xùn)要求】 1）完成光纜的兩端剝線。不允許損傷光纜光芯，而且長(zhǎng)度合適。 2）完成光纜的熔接實(shí)訓(xùn)。要求熔接方法正確，并且熔接成功。 3）完成光纜在光纖熔接盒的固定 4）完成耦合器的安裝。 5）完成光纖收發(fā)器與光纖跳線的連接?！緦?shí)驗(yàn)設(shè)備主要工具實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要工具】（1）光纖熔接機(jī) 見(jiàn)圖11-8所示。 （2）光纖工具箱 見(jiàn)圖11-9所

19、示?！緦?shí)訓(xùn)項(xiàng)目和步驟實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和步驟】 第一步：光纜的兩端剝線。 第二步：光纜在熔接盒內(nèi)的固定。 第三步：光纜熔接。 第四步：光纖耦合器的安裝。 第五步：完成布線系統(tǒng)光纖部分的連接。【實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求】 1）以表格形式寫(xiě)清楚實(shí)訓(xùn)材料和工具的數(shù)量、規(guī)格、用途。 2）分步陳述實(shí)訓(xùn)程序或步驟以及安裝注意事項(xiàng)。 3）實(shí)訓(xùn)體會(huì)和操作技巧。圖11-8 光纖熔接機(jī)圖11-9 光纖工具箱l 11.7工程經(jīng)驗(yàn)工程經(jīng)驗(yàn)l 11.7.1工程經(jīng)驗(yàn)一工程經(jīng)驗(yàn)一 光纖涂面層的剝除光纖涂面層的剝除 光纖涂面層的剝除,首先用左手大拇指和食指捏緊纖芯將光纖纖芯持平，所露長(zhǎng)度以8cm為準(zhǔn)，將余纖放在無(wú)名指、小拇指之間，以增加力度，防止打滑。右手握緊剝線鉗，將剝纖鉗應(yīng)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隨之用力，順光纖軸向平推出去，在這需注意的是力度的把握，用力過(guò)大會(huì)將纖芯弄斷。力度太小，光纖涂面層取不掉。l 11.7.2工程經(jīng)驗(yàn)二工程經(jīng)驗(yàn)二 裸纖的清潔裸纖的清潔 在工程的實(shí)際的應(yīng)用中，裸纖的清潔在光纖的熔接中起到非常重要的作用，這就要求我們?cè)趯?shí)際工程中真正的做好裸纖的清潔，在實(shí)際工作中應(yīng)按下面的兩步操作： 1）觀察光纖剝除部分的涂覆層是否全部剝除，若有殘留，應(yīng)重新剝除。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，