通信光纖傳輸衰減的成因及防范-通信工程論文

　　摘 要：光纖傳輸數(shù)據(jù)的推廣與應(yīng)用，有效提高了傳輸速度，但是光纖傳輸也存在一個(gè)突出的缺陷，即信號(hào)衰減。導(dǎo)致通信光纖傳輸信號(hào)衰減的原因很多，光纖通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及維護(hù)過(guò)程中應(yīng)注重防范傳輸衰減。

　　關(guān)鍵詞：通信光纖;傳輸衰減;成因;防范

　　光纖通訊技術(shù)有效減少了信息傳輸時(shí)間，適應(yīng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的快節(jié)奏。但應(yīng)用光纖通訊技術(shù)傳輸信息時(shí)，傳輸過(guò)程極易受到外界的干擾，或由于傳輸距離過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致信號(hào)產(chǎn)生衰減。

　　1 通信光纖傳輸衰減

　　通信光纖傳輸信號(hào)衰減指的是光纖信號(hào)傳輸過(guò)程中按照每米一定長(zhǎng)度的速度衰減，衰減程度決定了通信光纖的傳輸質(zhì)量。為了有效解決通信光纖傳輸衰減這一問(wèn)題，不少科學(xué)家都進(jìn)行了大量的研究。早期，有學(xué)者利用大氣對(duì)光信號(hào)進(jìn)行傳輸，但是多以失敗告終，這主要是由于大氣中極易受各種環(huán)境因素的影響，因而無(wú)法正常進(jìn)行通信。隨后，專(zhuān)家又將目光轉(zhuǎn)向了介質(zhì)通訊方面，采用石英玻璃材質(zhì)的光導(dǎo)纖維對(duì)光信號(hào)進(jìn)行傳輸，但由于該材料的衰減度極高，只能夠在十分有限的空間和距離范圍內(nèi)傳播光信號(hào)，因此，光纖通信并未得到廣泛的推廣。隨著材料性能地不斷優(yōu)化，當(dāng)前，通信光纖材料的衰減度也得到了有效地控制，但使用過(guò)程中仍有信號(hào)衰減產(chǎn)生。

　　2 通信光纖傳輸衰減的成因分析

　　2.1 接續(xù)性衰減

　　1)光纖自身固有原因所造成的衰減。通信光纖固有衰減是由于光纖束直徑不一，內(nèi)芯徑搭配有欠合理，內(nèi)芯截面規(guī)則性不強(qiáng)，內(nèi)芯同外包皮之間存在微量偏心距等原因造成的。

　　2)非自身因素所造成的衰減。該類(lèi)型又可分為兩種，一種是熔接性衰減，另一種是活動(dòng)接頭衰減。其中，熔接性衰減是由于對(duì)稱(chēng)軸產(chǎn)生錯(cuò)位，導(dǎo)致軸心存在微量?jī)A斜;端面分離存在間隙;光纖端面有欠完整和清潔;施工人員操作先后順序有誤、專(zhuān)業(yè)水平不佳、熔接參數(shù)設(shè)置不合理;施工環(huán)境有欠清潔等原因引發(fā)的。活動(dòng)接頭衰減是由于活動(dòng)連接器接觸有問(wèn)題、質(zhì)量不佳、清潔度差或其他原因?qū)е碌乃�減。

　　2.2 非接續(xù)性衰減

　　1)彎曲衰減。若通訊光纖遭受?chē)?yán)重彎折，且彎曲半徑同其芯徑之比相對(duì)較大時(shí)，其傳輸信號(hào)的性能將會(huì)產(chǎn)生極大的改變。信號(hào)傳輸時(shí)會(huì)有大量信號(hào)傳導(dǎo)模轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠�，無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行傳輸，而是受到涂覆層的吸收，進(jìn)而引發(fā)通信光纖額外傳輸衰減。彎曲衰減包括兩種類(lèi)型，即宏彎曲衰減、微彎曲衰減，前者光纖曲率半徑較光纖直徑而言要大的多，衰減原因多數(shù)是由于光纜鋪設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)或彎曲，設(shè)備安裝過(guò)程中，光纖相互之間發(fā)生盤(pán)繞等引起的;后者是由于光纖中心軸存在微彎而引發(fā)的衰減，原因多由于光纖加工過(guò)程中支承光纜的底面表存在微小不規(guī)則，導(dǎo)致局部應(yīng)力的分布存在不均勻現(xiàn)象，進(jìn)而造成微彎，或光纜鋪設(shè)時(shí)各部位張拉力有欠均衡，外界溫差變化導(dǎo)致其熱脹冷縮，進(jìn)而形成微彎衰減。

　　2)環(huán)境及施工因素所引發(fā)的衰減。光纜上架不規(guī)范造成的衰減，主要是由于上架處的套管相互之間發(fā)生扭絞或上下相互錯(cuò)位導(dǎo)致的。熱熔保護(hù)熱縮不良引發(fā)的衰減，主要是由于熱熔保護(hù)熱熔后存在扭曲，出現(xiàn)氣泡，或加熱器參數(shù)設(shè)置有欠合理，導(dǎo)致熱熔保護(hù)管變形，或出現(xiàn)氣泡。光纜施工不規(guī)范引發(fā)衰減，由于光纜牽引過(guò)程中出現(xiàn)打扣、浪涌等問(wèn)題，導(dǎo)致外護(hù)層受損，引發(fā)衰減。

　　3 通信光纖傳輸衰減的防范措施

　　3.1 加強(qiáng)光纖傳輸衰減的計(jì)算與測(cè)試

　　光信號(hào)在通信光纖線路上的傳輸損耗，是通信光纖的基本傳輸特性。根據(jù)通信光纖的傳輸衰減特性，采用計(jì)算公式對(duì)其衰減值進(jìn)行計(jì)算，例如，前端至各光節(jié)點(diǎn)光路損耗公式如下：

　　L=aD-0.02n+0.5+0.5+1+(-2dBm)

　　其中，a―單模光纖損耗，如1310波長(zhǎng)式中a單模光纖值取0.35dBm/km，若采用1550nm波長(zhǎng)，a取0.2dBm;D―光纖路徑長(zhǎng)，(km);n―熔結(jié)頭數(shù);0.02―熔結(jié)點(diǎn)損耗0.02dBm;1―常規(guī)預(yù)留系統(tǒng)余量，1dBm;-2dBm―光接收機(jī)輸入功率，為-2dBm，也可以是0dBm或-1dBm。

　　利用上式可對(duì)各個(gè)光節(jié)點(diǎn)傳輸損耗功率進(jìn)行計(jì)算，該式也是測(cè)試通信光纖傳輸衰減的基本依據(jù)。光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)結(jié)束后，需要對(duì)光纖傳輸損耗進(jìn)行檢測(cè)，看其是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，該指標(biāo)是驗(yàn)收及測(cè)試中最為關(guān)鍵和重要的技術(shù)指標(biāo)之一，也是日后通信光纖線路維護(hù)的必要數(shù)據(jù)。如果對(duì)各光節(jié)點(diǎn)光接收機(jī)輸入功率進(jìn)行測(cè)試，即可明確前端到各光節(jié)點(diǎn)的傳輸損耗功率�？衫�用下式進(jìn)行計(jì)算：

　　P損=P出-P收

　　其中，P損―前端到各光節(jié)點(diǎn)傳輸損耗功率;P出―到光接收機(jī)輸入端的光發(fā)射機(jī)功率;P收―光接收機(jī)輸入功率，單位均

　　為mW。

　　對(duì)于光纖傳輸分配網(wǎng)中的傳輸衰減可以利用計(jì)算或儀器進(jìn)行檢測(cè)，并獲取某一光節(jié)點(diǎn)的信號(hào)衰減值。

　　3.2 接續(xù)性衰減防范措施

　　1)光纖安裝、設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)時(shí)，應(yīng)對(duì)光纖質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，選擇優(yōu)質(zhì)光纖，盡量采用相同批次的光纖，以確保光纖整體特性接近，相互匹配，以求將光纖直徑差異性降至最低，減少衰減。

　　2)選擇經(jīng)驗(yàn)豐富、專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平過(guò)硬的施工人員對(duì)光纜進(jìn)行接續(xù)及測(cè)試，由于施工人員專(zhuān)業(yè)技能水平高低將會(huì)對(duì)接續(xù)性衰減程度造成直接影響，因此，施工人員必須嚴(yán)格根據(jù)光纖的熔接工藝來(lái)進(jìn)行接續(xù)，對(duì)接頭處可能出現(xiàn)的衰減進(jìn)行嚴(yán)格控制，盡可能消除人為因素所帶來(lái)的衰減。

　　3)確保所制備光纖斷面的完善性、平整性、情節(jié)性。制備光纖斷面是光纖接續(xù)過(guò)程的關(guān)鍵所在，一旦斷面制備有欠完善，將會(huì)直接導(dǎo)致光纖出現(xiàn)接續(xù)性衰減，因此，制備過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻保持平整、無(wú)缺損，并嚴(yán)格防止灰塵對(duì)斷面造成污染。

　　3.3 非接續(xù)性衰減防范措施

　　1)工程勘查、設(shè)計(jì)及施工時(shí)，對(duì)最佳路線及光纖線路的鋪設(shè)方式進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保光纖線路路徑的科學(xué)性及鋪設(shè)方式的合理性，以盡可能防止非接續(xù)性衰減出現(xiàn)。

　　2)加強(qiáng)施工團(tuán)隊(duì)的教育與培訓(xùn)，提高施工人員的責(zé)任意識(shí)，定期組織施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，構(gòu)建一批高素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)技能過(guò)硬的施工團(tuán)隊(duì)，以更好地保障施工質(zhì)量。

　　3)在設(shè)計(jì)、施工及日常維護(hù)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)確保光纜線路的有效性，注重搞好光纖線路的防電、防雷工作，確保線路的完整性，防止線路受到腐蝕而導(dǎo)致非接續(xù)性衰減產(chǎn)生。

　　4)在對(duì)光纜線路進(jìn)行布設(shè)的過(guò)程中，切忌對(duì)光纜線路進(jìn)行扭曲，應(yīng)盡量放慢布設(shè)的速度。尤其是在拐彎處，應(yīng)特別小心，并做好相應(yīng)的保護(hù)措施。

　　5)必須加強(qiáng)光纜維護(hù)及維修工作，以改善通信光纖傳輸?shù)男阅�。如今，光纖入戶(hù)已經(jīng)成為信息時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果，隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的大批量建設(shè)及運(yùn)行，必須正視通信光纖傳輸衰減問(wèn)題，應(yīng)從光纖通信工程的設(shè)計(jì)、施工、日常維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)入手，盡可能對(duì)通信光纖傳輸性能進(jìn)行改善和優(yōu)化，以保障通信光纖的傳輸質(zhì)量。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]鄭書(shū)信.光纖損耗機(jī)理研究[J].西北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(09)：91-96.

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