光缆的熔接与OTDR的测试

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    光纤传输具有传输频带宽、通信容量大、损耗底、不受电磁干扰，价格相对铜缆便宜等优点，正成为新的主要传输媒介。因此掌握和用好光缆熔接和测试技术就显得比较重要，实践证明，只要认真领会熔接和测试的技术要领，多多实践并注意积累一些技巧，掌握这项技术提高光缆熔接质量和测试水平并不困难。
1、光缆的损耗及降低损耗的方法
1.1影响光纤熔接损耗的因素
（1）本征因素主要有模场直径不一致；两纤芯径失配；纤芯截面不圆；纤芯与包层同心度不佳。
（2）非本征因素主要有：对接光纤轴心错位；对接光纤端面倾斜；对接端面分离；对接端面有气泡；光缆的拉伸变形等和熔接人员的责任心、业务水平。
1.2 降低光纤熔接损耗的措施
（1）尽可能使用同一批次、品牌的光缆，标明A、B端，按顺序敷设，可使模场直径基本相同，降低熔接损耗。

（2）接续光缆应尽量在清洁干燥的环境，按操作规程进行，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁干燥。

（3）合理设置放电时间、放电强度、推进量等参数。放电时间控制在2-5S，放电强度一般在45-65之间，推进量一般控制在15-20μm。
2、光缆的熔接
2.1 主要工具
熔接过程中要用到的主要工具用钢丝剪断钳、松套管剥离钳、涂敷层剥离刀、切割刀、熔接机、发电机等
2.2 光缆的开剥
      光缆在开剥前应该首先弄清光缆的结构，不同光缆的开剥方法会有所不同。以层绞式光缆为例说明光缆的开剥。
     首先是用光缆横向开剥刀剥除0.8－1.2m光缆外皮，方法是一边绕光缆旋转开剥刀，一边旋紧开剥刀的刀片，当大约还有0.3－0.5mm外皮时，该用手工弯折开剥口处，然后用手工刀轻轻压割，使弯折处部分未全断光缆外皮在内应力的作用下自然开裂，保证松套管不受伤害。
     用美工刀顺松套管的缝隙将纱线挑断，然后用卫生纸向外掳去。这样可以保证内部光纤安全的前提下较为迅速的除去纱线的包裹。如下图所示。

2.3 光缆的保护和固定
      根据固定支架的要求，留下足够长度和数量的钢丝加强件。
      然后用防水密封胶在光缆外皮相应的地方，包扎若干层，具体位置根据接头盒情况来定。其主要作业增加支架对光缆外皮的固定阻力。保扎厚度以大于孔径的15％-20％未宜。
     将包扎好的光缆的钢丝加强件放入支架固定螺丝的孔隙中，上紧固定螺母，盖上光缆外皮夹板，上紧固定螺丝。如下图所示。

2.4 松套管的剥除和固定
      在适当位置用松套管开剥钳剥除多余松套管，松套管预留长度可根据支架到接续盘的实际情况，在接续盘上从固定松套管位置到固定热缩套管的位置灵活掌握。
     对于有多个白色松套管的光缆还可根据顺时针或妮时针顺序，按一定的梯度留取白管的长度，这样可以很容易的辨认出白管的顺序，提高熔接效率，降低出错率。
    剥除松套管的要领是，仅用松套管开剥钳对松套管用劲剪一刀，然后用卫生纸抓紧松套管，用力往外拉，当松套管拉开后，抓紧卫生纸又可一次性将套管内部的油脂擦去，最后用塑料扎带将松套管固定在接续盘上的松套管入口处。如下图所示。

2.5 光纤涂敷层的剥离
      首先在需要对接的两条光缆一头的裸纤上套入热缩管，接着用涂敷层开剥纤剥除裸纤的涂敷层，剥除要领：长度一般取30-40mm即可，剥的时候要握紧开剥刀，尽量使裸纤在开剥刀口前后保持在一条直线上，这样均匀向外用力拉，涂敷层就可以比较轻松的剥离出去了，且不易因受力不在一条直线上而导致裸纤被剥断。如下图所示。
     尾纤的处理方法：用松套管开剥钳剥除黄色外皮，露出带塑料护套的光纤和包裹在外面的丝状纤维，将纤维沿尾缆外皮开剥处齐根剪去，然后将塑料护套放在涂敷层剥离刀口上，手握刀把稍稍用力不要压到底，向外均匀拉即可，最后在同样位置手握刀把用力到底，然后向外均匀拉，涂敷层就可轻松剥离。

2.6 光纤的切割
       将已清洁过的纤芯放入切割刀中相应槽位进行切割，注意切割刀上一般有两条槽位，一条是0.25mm的，用于切割裸纤，一条是0.9mm的，用于切割尾纤中的护套光纤，由于热缩管长度为60mm，对于裸纤剥除涂敷层的一端保留长度一般取16mm左右，对于尾纤中的护套光纤剥除涂敷层的一端保留长度一般取18mm左右，这样在熔接机既好操作又不影响热缩管对剥除部分的保护。
       切割刀的操作：1、将刀轮移到初始位置；2、放入光纤，看标尺保留相应长度；3、盖上压纤磁铁1；4、盖上压纤磁铁2；5、将刀轮推向另一侧，用拇指按住切割刀；最后依次打开压纤磁铁2和压纤磁铁1，取出光纤。如下图所示。

2.7 光纤的熔接
      将切割好的光纤放入熔接机，要求是切割端面距放电针保持2-4mm，在从切割刀里取出到放入熔接机到位的整个过程中不允许切割端面碰到其他物品，否则端面被污染，从而影响熔接质量，这点在操作中要十分注意。
     具体方法是：从切割机中拿出时纤芯端面要向上挑，在放入熔接机时，先将光纤端面向下压使光纤向下呈10-20°倾斜放入距放电针0-0.5mm处，然后放平尾部，慢慢回抽光纤到切割端面距放电针2-4mm处时，盖上压纤磁铁即可，如下图所示。尾纤操作方法相同。盖上熔接机防风盖，启动熔接按钮即可。

2.8 熔接点的热保护
       将熔好的光纤从熔接机中取出，方法是：对于两头都是裸光纤的可以根据需要任意先开哪边的压纤磁铁，将熔好的光纤取出；对于一头是尾纤的一般是先开裸光纤那端的压纤磁铁（因为尾纤那端比较重，先开这端有时会弄断熔接点）。
     用手抓住尾纤那端将光纤取出；接下来将熔接点拉入热缩管而不是推入热缩管（因为熔接点抗拉能力比抗弯能力要差一些，推入时很容易因为弯曲而折断）。
    然后把熔接点和热缩管放入加热仓，调节光纤与加热管的相对位置使光纤熔接点位于热缩管中央，盖上仓盖加热，待加热完毕后取出。

2.9 余纤盘理
      待全部光纤熔接完毕后，接下来的工作是盘纤，要点是首先抓住热缩管处，把热缩管先排列整齐放入热缩管固定架内，然后用“旋转折叠法”将热缩管两端的余纤折叠成若干个大圆圈，放入接续盘内，盘内余纤盘圈的直径在可以放入盘中的前提下应考虑尽量大，直径应尽量大于20mm，否则会造成较大的传输损耗。

2.10 接头盒的密封
     在盘纤完成后，盖上接续盘盖，封装前检查接头盒上必要的密封配件是否都已安装到位，之后就可以对接头盒进行封装。
在封装时要注意的是，螺丝和夹紧部件在紧固时应该对称施加力量，单边施加力量容量引起接头盒变形，造成密封不良甚至塑料件损耗。
3、光缆的测试
3.1 测试原理
     OTDR利用其激光光源向被测光纤发送一光脉冲，当光脉冲沿光纤传输时，光纤上各点会引起散射或在光纤端面产生菲涅尔反射，反射回的光信号又通过一个定向耦合器耦合到OTDR的接收器，并在这里转换成电信号，最终在显示器上显示出结果曲线。

3.2 基本术语
背向散射
      定义：光纤自身反射回的光信号称为背向散射光（简称背向散射）。
       原因：产生背向散射光的主要原因是瑞利散射。瑞利散射是由于光纤折射率的不同而引起的，散射会作用于整个光纤。瑞利散射将光信号向四面八方散射，我们把其中沿光纤原链路返回OTDR的散射光称为背向散射光。
       应用：OTDR正是利用其接收到的背向散射光强度的变化来衡量被测光纤上各事件损耗的大小；OTDR不仅能对各事件点的反射光信号进行测量，同时也可对光纤本身的反射光信号进行测量。因此我们可以在OTDR上观察到光纤沿线各点上的曲线状况。
非反射事件
     光纤中的熔接头和微弯都会带来损耗，但不会引起反射。由于它们的反射较小，我们称之为非反射事件。
     非反射事件在OTDR测试结果曲线上，以背向散射电平上附加一个突然下降台阶的形式表现出来。
反射事件
       活动连接器、机械接头和光纤中的断裂点都会引起损耗和反射，我们把这种反射幅度较大的事件称之为反射事件。
      反射事件损耗的大小不一同样是由背向散射电平值的改变量来决定。反射值（通常以回波损耗的形式表示）是由背向散射曲线上反射峰的幅度所决定
光纤末端
（1）如果光纤的末端是平整的端面或在末端接有活动连接器（平整、抛光），在光纤的末端就会存在反射率为4%的菲涅尔反射。
（2）如果光纤的末端是破裂的端面，由于末端端面的不规则性会使光线漫射而不引起反射。

3.3 OTDR的使用
主要参数的设置
3.3.1 波长
因不同的波长对应不同的光纤特性（包括衰减、微弯）等，1550nm波长测试距离更远，1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感、单位长度衰减更小，1310nm比1550nm测得熔接或连接器损耗更高，在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。
3.3.2 脉宽
脉宽周期通常以ns来表示。
       在幅度相同的情况下，较宽脉冲会产生较大的反射信号，即产生较高的反向散射电平，也就是说，光脉冲宽度越大，OTDR的动态范围越大，但盲区会随着脉冲宽度的增加而增大。
      窄脉冲注入光功率底，但可减小盲区。脉宽越小越精确，但脉宽太小后曲线显示出现噪波，在测量时要根据实际合理选择脉宽值。

3.3.3 测量范围
       OTDR的测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小，最佳测量范围为待测光纤长度的1.5-2倍距离之间。

3.3.4 平均时间
      OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，由于后向散射光信号极其微弱，一般采取统计平均的方法来提高信噪比，并把多次采样做平均处理以消除一些随机时间。
      平均时间越长，信噪比越高，OTDR的动态范围就越大，测试精度越高，但达到一定程度时精度提高不再明显，为了提高测试速度，可缩短整体测试时间。

3.3.5 光纤参数
      光纤参数的设置包括折射率和后向散射系数的设置，折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果，这两个参数通常由光纤生产厂家提供。
3.4 光纤测试分析
       测试人员利用光时域反射仪对故障光缆进行测试，根据测试曲线中的菲涅尔反射峰和衰减曲线判定纤芯是否阻断或存在大损耗，测试曲线一般有以下几种情况：

      如图所示，测试曲线末端有菲涅尔反射峰出现时，一般存在三种情况：当测试距离与历史数据相差较小时，则说明此光纤没有阻断；当测试数据与历史数据相差较大时，则说明此光纤已阻断，阻断位置可能在接头盒内纤芯松落绷断，而绷断处光纤断面较平，但这类情况可能性较小。还有就是在此处作了下纤，测试曲线的远端到达了下纤的光缆成端，产生了菲涅尔反射峰

      如图所示，测试曲线末端没有菲涅尔反射峰出现，测试曲线末端直接下降时，一般存在两种情况：当测试距离与历史数据相差较大时，说明此光纤已在该距离处阻断，若其他纤芯也出现类似现象，说明光纤已在该距离处阻断，若测试数据与历时数据几乎相同时，则说明可能是末端机房内光缆处尾纤中断。

      如图所示：测试曲线末端有菲涅尔反射峰出现，但是在曲线中有下降台阶是，说明光纤在此位置存在较大损耗，若其他纤芯也出现此类情况，说明光缆受到硬伤，需立即处理。若仅有一芯出现上述情况则说明该纤芯在某接头盒内存在接续质量问题，需重新熔接。也可能是成缆时纤芯质量有问题，但可能性较小。

       如图所示：测试曲线末端有菲涅尔反射峰出现，但反射峰型较小，一般存在两种情况：当测试距离与历史数据相差较大时，说明光纤已在该距离阻断，若测试其他纤芯时也出现类似情况，则说明光缆已阻断；当测试距离与历史数据几乎相同时，则说明末端机房内光缆成端尾纤产生阻断，也可能是光纤末端的断面受损或存在灰尘，需重新处理。

       如图所示：测试曲线末端有菲涅尔反射峰出现，但是在曲线上也有菲涅尔反射峰时，说明光纤在此位置上存在跳纤。也可能是该纤芯出现断裂，且断裂的断面较平。

       如图所示：曲线中包含两个跳纤点和一个大损耗点，第一处跳纤点的跳接损耗过大，需重新处理，可以用高纯度酒精擦洗尾纤头或更换法兰盘。

       如图所示：曲线中含有一个大的衰耗点，且末端阻断。