有线电视传输的光缆熔接技术

摘要：光缆传输具备传输损耗低，通信容量大、传输频带宽、原材料来源丰富、重量轻、光缆直径小、不受电磁波干扰等优点，因此，成为新的信号传输媒介，是广播电视网络传输平台理想的传输载体。本文主要讨论在广电有线电视中使用光缆类型、性能的区分介绍和光缆的熔接设备，并说明时域反射仪（OTDR）测量的方法，同时根据本人的实践经验介绍光纤熔接的过程、操作要领及过程中应注意的问题。

关键词：光纤；熔接；接续；OTDR

现代通信技术中，光纤通信技术飞速发展，在通信过程中占有重要的地位，并且在众多通信领域得到了广泛使用。因此，了解降低光纤的接续损耗能保障光纤通信工程的施工质量。在光缆接续工作中有很多需要注意的细节工作，特别是开始的端面制备、中间的熔接、最后的盘纤等环节，接续者必须做到周密考虑，规范接续，才能降低光纤接续的损耗，保障光缆接续后传输的质量。这里，笔者将结合自身实践经验，阐述光纤熔接的操作过程和注意事项。

1有线电视中一般使用的技术性能及光缆类型

1.1光纤在通信中的技术性能

在传输过程中，光纤比铜线或同轴电缆有很大优势，如传输频带极宽、通信容量大，光纤通信系统光源的调制方式特性和光纤的色散灵活调制。在不同的环境条件下，光纤的抗电磁干扰能力强。因为光纤的原材料是由石英制成的，属于绝缘材料，不容易被腐蚀，并且绝缘性好，不会产生电磁感应。在光信号接收与发送过程中无串音干扰，抗干扰能力强。在光纤传输过程中，光信号完全被限制在光波导结构范围内，泄漏的任何射线都会被环绕光纤的不透明密闭包皮所吸收，且无法窃听光纤传输中的资源信息。光纤的工作波长分别有短波850nm、长波1310nm和1550nm。光纤传输损耗随着波长增加而衰减，850nm损耗为2.5dB/km，1310nm损耗为0.35dB/km，1550nm损耗为0.20dB/km，这是目前光纤的最低传输损耗。在实用性价比上，光纤传输损耗低，中继距离长。比如，现在的单模光纤传输损耗可低至0～20dB/km，目前，这样的传输损耗比任何一种传输介质的损耗都低。除以上几点外，还有光纤的原材料资源丰富，造价成本低；温度稳定性好、使用寿命长；光纤径细、柔软、重量轻、易于铺设施工。因为光纤通信具备以上独有的优点，不但可以在通信的主干线路中应用，还能在电力、水利、煤矿等通信控制系统中应用，将其应用于工业监测、控制，以及军事国防领域也越来越广泛。

1.2光纤的类型

根据使用场合不同，光纤一般分为两大类：特种光纤和传输光纤。传输光纤主要分为：多模光纤和单模光纤。特种光纤中又分为3种：掺铒光纤、衰减光纤、保偏光纤。不同类型的光纤具备不同的光学特性，方便在不同场合应用，光纤不同特性对通信不同的影响，主要因素包括衰减、偏振模色散和色度色散等指标，笔者认为这是出于信号传输的实际需要，不同场所、不同条件，需求不同。可以根据光的特点，采取不同材料比例和光纤几何形状，指定设计生产各种光缆类型。1.2.1传输光纤单模光纤。光缆中心纤芯很细(芯径为9或10μm)，只能传输一种模式的光。所以，光纤模间色散很小，应用于长距离通讯，但还存在波导色散和材料色散的小问题，所以单模光纤对光源的要求是谱宽和稳定性要高，即频谱带宽要窄，稳定性要好，传输长度一般有20～120km。多模光纤。光缆中心纤芯较粗(芯径一般为50或62.5μm)，能传输不同模式的光。但传输过程中模间色散相对较大，大大限制了数字信号传输的频率，然而随传输距离的增加模间色散会变得更加严重。所以，多模光纤传输的距离一般只是2～5km，多用于近距离传输。1.2.2特种光纤掺铒光纤。Liekki-高掺铒光纤工作在1530～1610nm波长区域，适用于脉冲的、持续的或超荧光的光纤激光器和放大器。这些光纤具备高功率转换功能，以及高半导体泵浦吸收功能的特质，使它们适用于许多领域，如仪器仪表、医疗、工业、通信、军事和计量等领域。衰减光纤。衰减光纤能提供全线的高衰减，应用于DWDM和CATV等方面。在衰减光纤的宽广波长范围内产生了平坦的衰减曲线，未来的DWDM和CATV信号传输方面更适合于均匀的衰减光纤。保偏光纤。这种光纤可以处理偏振态随时变化的难题，但并不能消除光纤中的折射现象，反而源于光纤结构的几何尺寸设计，表现出更强的折射效果，用来去除应力对入射光偏振态的影响。

2光缆熔接设备和OTDR测试仪

2.1光缆熔接设备

为提高工作效率和熔接的准确性，应先把熔接工具准备好，如光纤、剥线钳、棉花、工业酒精、卫生纸、熔接机、切割刀、热缩套管。通过实践得知，在海南有线电视工程维护中，熔接光缆中比较常见的熔接机型是藤仓FSM-60S和住友Type-39熔接机，这两种机型的优点是：重量轻便携带、体积小，熔接速度快，对各种环境因素有很强的适应能力。当然，除此较常见的熔接机外，按照环境和工作需要还有不同的熔接机，如保偏熔接机（熔接保偏光纤专用）和带状熔接机（可以一次熔接多根光纤，夹具数量不同，价格昂贵）。

2.2OTDR（时域光反射仪）测试仪

在光纤传输过程中，光信号会发生损耗，这种损耗的产生主要由光纤的本身传输损耗及光纤维护后接续处的熔接点损耗造成，为降低损耗来增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减余量，采用时域光反射仪来勘测光缆的长度和光纤连接情况，一般有两种方法。第一种是前向单程测试，这种方法的测试是把时域光反射仪放在光纤接续方向开始数第一个接头点进行测试，利用这种方法监测，测试点和接续点至始至终只相隔一盘（3km）光缆，接头的损耗测试相对准确，整体测试过程较快，一般情况下获得的光纤接续后损耗值较准确，缺点是所有监测所得的损耗值都是单方向监测的数据，单靠这些数据还不能精确、全方位地反映光纤接续实际的损耗值。第二种是前向双程测试法，时域光反射仪接续点与测试点的位置和前向单程监测测点同样，但必须在接续的那个方向最始端做个环回，为组成环回的回路，须将始端的每一组束管内的光纤分别两两短接，这样就增加了环回点，使时域光反射仪测试中能测出接续损耗的双向值。用时域光反射仪前向双程测试得出的结果是两方向测试数据不同，相对折射率不同与光纤的芯径不一样（光纤的不同牌子或不是统一批次的光纤熔接）是主要原因，这样不仅熔接的损耗增多，还会使时域光反射仪两端（A到B或B到A）最终的测量结果相差很多，如果两根被熔接的光纤模场直径不相同，因小模场光纤直径的光纤传导瑞利散射光的能力比大模场直径光纤强，所以不同种直径的光纤相互熔接时，若由小模场直径光纤向大模场直径光纤方向测试点，最后得出熔接损耗数据有可能是负值。相反，另一端会表现出高损耗值，这是一种层面现象（即虚假增益），是由于不一样的模场直径造成瑞利散射光传导质量不相同，会使测量不准确，所以要把两端不同方向的测试数据取最后的平均值，最终得到的损耗数据才是溶解点真正的损耗。

3光缆熔接时应遵守的原则及具体过程

3.1熔接光纤时应遵守的原则

剥开一根多芯光缆分成几个管束，把不同颜色的光纤放在一个管束内成为一组，红色束管一般会看作光缆的第一管束，依次顺时针数，顺序为红1、绿2、本白等。熔接光纤时光缆芯数相同时，对应束管内同色光纤；芯数不同时，必须按顺序先熔接大芯数再熔接小芯数。我们通信行业里常用的光缆有中心管束式光缆、骨架式和层绞式，纤芯的颜色依次按顺序分为蓝、桔、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉、青。

3.2光缆熔接过程

第一，首先把光缆穿进接续盒用固定钢丝来固定紧，不能有任何松动，要不然通过惯性会造成光缆纤芯打滚，在固定叠层式光缆时。由于要一层一层来盘纤，各束管必须按顺西放置，避免缠绞。第二，然后剥除管束，在切割管束时力度一定要把握好，切记不要伤到里面的纤芯，一般取3dm左右的光纤；取出光纤，再把光纤皮层表面的保护油擦干净，增加摩擦力防滑。第三，每次打开使用熔接机前，应在熔接工作环境中放置不少于1min，最后根据周围环境和光纤种类来设置好溶解参数、主放电时间及预放电时间等，选择适合的熔接方式。如果没有什么特殊状况，则采用自动熔接程序。切记一点，在熔接过程中或熔接完成后都要及时清除熔接机中的光纤碎末和杂碎粉末。第四，熔接前，要把不同的颜色和不同管束光纤区分开来，套上热缩套管，用来保护熔接完成后剥去皮层的光纤，进行皮层加固，使光纤之间不会互相串扰。第五，制作光纤端面。以一束管光纤为一组排放在食指上方拇指固定住，最后将光纤的涂抹层依次剥去。剥的时候一般从指头那根开始，每剥一根前都要先绕住食指一圈留出8cm长度，再用剥线钳和光纤30°斜度进行剥覆，垂直的话很容易使光纤折断。第六，夹住已剥覆好的光纤，用撕成一小块一小块粘好酒精的棉花来进行擦拭清洁，擦拭时要顺光纤轴向擦，力度一定要适度，每擦完一次就得换用棉花的另一个部位，不得重复使用，这样做是为了提高棉花的使用率和裸纤的清洁度。第七，在裸纤切割前要做好切刀的清洁和位置调整，平稳摆放切刀，不要抖。切割时要掌握三点：自然、快速、稳健，以免造成斜角、断纤、裂痕及毛刺等补规整的端面产生。第八，将切割好的光纤放置熔接机V型槽中时，动作要慢，然后盖上光纤的压板与夹具，以光纤切割的长度来调整光纤在压板中的位置，最后合上防风罩，按熔接机上的熔接键，自动完成熔接后在熔接机的LED屏上会估算出这次熔接的损耗值，根据国家广电总局规定标准一般不超过0.008dB。第九，套上热缩管进行加热。移出光纤时一定要平行，歪曲容易折断。移出时左右手可以稍微用力申拉，把热缩管平移至光纤熔接的位置平行放入加热炉进行加热。第十，在完成熔接工作后，光纤要进行盘纤，盘纤时的半径和弧度越大对整条线路的传输损耗就越小。合理利用科学的盘纤方式，不但使光纤合理布局、附加的损耗减少，既能经得住恶劣环境和时间的考验，也能避免因挤压扭曲造成断纤现象，一般都盘8字、O字型，最后拿绝缘胶布固定住。第十一，最后密封好光纤接续盒，特别是野外接续盒的密封一定要做好。如果接续盒潮湿或进水，由于光纤和光纤的熔接点长期在水里侵泡，会使光纤传输的信号衰减增大。完成光纤熔接工作后，准确上报维护后的光缆线路测评报告。为在日后有线工程运维工作中能准确得到故障测量和定位的基本数据，必须完善每次运维工作后的光缆线路资料。为此我们必须认真对待光缆线路资料的收集、核对、整理工作，建立起可靠、真实的完整光纤线路资料库。

4操作过程中应注意的事项

第一，熔接工作开始前认真清洁光纤的纤芯，重点是熔接机的V型槽、反光镜片和光纤压脚等部位。第二，在剥覆光纤时，剥线钳要与光纤成30°，这样剥不容易伤到光纤和折断光纤。第三，把光纤放置熔接机位置时，不要距离太近也不要太远，二分之一处就行。第四，光纤切割时，确保切割端面（89°±1°）接近垂直，把切好的光纤放入熔接机V槽的过程中，光纤的端面不能碰触任何物体，假如碰到，我们必须重新清洁、切割，过程必须是先清洁后切割。第五，熔接机在整个熔接过程中，千万不要打开熔接机的防风盖、第六，加热热缩套管来保证接续部位的补强，过程中，光纤接续点部位要放在正中间，稍微有一定的张力，以防加热过程表皮出现气泡，固定不结实等现象。热缩管加热过程与光纤的熔接过程可以一起进行，完成后拿出时，不要碰触加热后的部位，温度都很高，避免造成灼伤。第七，最后在整理工具收尾时最好带手套，特别要注意碎的光纤头，因为材质是玻璃丝的，很细很硬，扎进手指后很难弄出。

5结论

随着时代的发展，光纤技术的日益成熟，在各行各业得到了广泛运用，特别在广电传输范围光缆占据主要位置。当然，每件事物都有双面性，光缆一生产出来就确定了损耗值的存在，然而，在不同的传输环境下避免不了非本征的损耗，这样大大影响了光信号传输质量。为尽可能降低这些非本征损耗，有线电视工程运维人员采用的方法用割接来保护光信号质量，具体步骤大体可分为光纤熔接和光纤接续测试。光纤熔接是割接工作的中心环节，在前期的端面制备、中期的熔接、后期的盘纤等环节，对操作者的要求必须是：观察仔细，考虑周密，规范操作；熔接完后用OTDR监测光纤的接续完成整个割接工作。在实习这段时间，经过参与海南有线维护人员的实际排障工作个人认为，光纤熔接在广电技术领域是必不可少的，在突发情况下出现光缆问题自己可以及时解决，提高工作效率。

作者:黄柏华 单位:海南省金鸡岭广播电视发射台