《光纤通信技术》课件第7章

第7章光纤与光缆接续技术7.1光纤接续7.2光纤熔接机7.3光缆接续7.4光缆成端 7.1光纤接续

7.1.1光纤接续方式分类与基本要求

1.光纤接续方式分类

接续光纤的方法主要分永久性的固定接续法(即死接头)、可拆卸的连接器连接法(即活接头）以及临时性光纤接续三大类。光纤接续分类及应用场合如表7.1所示。其中，死接头分为熔接法和非熔接法两类。表7.1光纤接续分类及应用场合

1）熔接法

熔接法是在光纤轴心对准之后，熔化光纤端面的熔接的方法。石英光纤的熔点是1800℃左右，熔化它需要非常大的热量，考虑到在人孔内和架空时操作方便，一般都用气体放电作热源。熔融光纤是产生接续损耗的主要原因，其中，光纤端面的不完整性、光纤端面接触面的压力偏差的影响很大。如果接续部位进入气泡，连接部分就会产生弯曲。因此，为了减少这些影响，工程中使用“预热熔接法”的接续方案。这种方法的特点是，预先对光纤端面加热(预热)整形。采用这种方法接续光纤，重复性好，无论在人孔还是在架空现场，其接续损耗平均都在0.1dB以下。

2）非熔接法

非熔接法中使用最广泛的是V型槽法，这种方法只需使用简单的夹具就可以实现低损耗接续。连接单根光纤时，接续部分的尺寸约为4mm×6mm×30mm。接续损耗平均为0.1dB左右。通过在底板上开多个V型槽可以一次接续多根光纤。V型槽属于光纤接续设备，可在专门的厂家订购。

套管法是通过套管内径对准轴心的，套管内径与光纤外径的间隙决定轴心的对准精度。如果间隙变小，由于芯径偏差等使操作更加困难，因此有必要考虑轴心对准精度和操作两方面来决定间隙的大小。这种方法的接续损耗一般比V型槽的大，约为0.3dB，该方法在光纤抢修时用到。上述两种接续方法都需要用粘接剂固定光纤，这种粘接剂充满光纤端面间隙，粘接剂的折射率必须和光纤的折射率相同。另外，因为粘接剂的特性变化直接影响传输特性，所以要使用不老化的粘接剂。粘接剂也称为匹配油。

2.光纤接续的基本要求

1）对光纤固定接续的基本要求

光纤固定接续主要用于光缆传输线路中光纤的永久性连接。光纤接续质量的好坏不仅直接影响光纤传输损耗、传输距离，而且还影响系统使用的稳定性、可靠性。因此，对光纤的固定接续提出以下几点要求：

(1)接续损耗要小，能满足设计要求。

(2)接续损耗的稳定性要好，在-20～60℃范围内温度变化时不产生附加损耗。

(3)具有足够的机械强度和较长的使用寿命。

(4)操作方法简便。

(5)接头体积应小，易于放置和保护。

(6)费用低廉，接续材料易于加工或选购。

目前光纤的固定接续一般都采用光纤熔接机电弧熔接法。虽然它对熔接设备的精度要求很高，但光纤熔接法基本满足上述要求。良好的熔接平均损耗普遍可以做到0.05dB以下。

2）对活动接续的基本要求

活动接续的应用场合很多，例如光缆尾纤直接与光端机或通过光跳线与光端机的连接、测试仪表与光纤链路的连接等。对活动连接器的要求如下：

(1)插入损耗要小，目前多模光纤要求小于1dB，单模光纤要求小于0.5dB。

(2)具有较好的重复性和互换性。

(3)具有较好的稳定性，连接件紧固后插入损耗稳定，不受气温变化影响。

(4)体积要小、重量要轻、价格要低廉。

(5)材料具有良好温度特性和抗腐蚀性。

3）对临时性接续的基本要求

临时性光纤接续可以采用V形调整架或熔接机上的微调架，将被连接的两根光纤对准并滴上匹配液，可以获得较好的耦合。这些都可以实现仪表尾纤与被测光纤间的良好耦合。7.1.2减小光纤接续损耗的措施

产生光纤接续损耗有许多原因，它们组合成为光纤接头的总衰减。我们在减小光纤接续损耗方面采取了如下措施。

1.尽量使两侧光纤模场直径匹配

模场直径不匹配对单模光纤接续损耗的影响较大。其失配损耗可用下式计算：（7－1）式中：ω1、ω2分别为被连接的两根光纤的模场直径。第一种情况是单模光纤模场直径为（8±1）μm时，此时最大失配损耗值αf为0.272dB。当两根单模光纤模场直径偏差与数量关系如下：偏差为2.0μm占6％；偏差为1.5μm占30％；偏差为1.0μm占50％；偏差为0.5μm占10％；偏差为0μm占4％，则失配损耗平均值为0.076dB。第二种情况模场直径为9～10μm时，此时最大失配损耗值αf为0.047dB。如果偏差为1μm占10％；偏差为0.5μm占80％；偏差为0μm占10％，则失配损耗平均值为0.014dB。

根据以上计算结果，显然选择模场直径为10μm的单模光纤效果较好。因此，在单模光纤熔接时要选择好单模光纤的模场直径，而且要保证两侧单模光纤的模场直径最大程度匹配，同时作好配盘、配纤工作，这样就会把失配损耗降低到最小值。

2.尽量使两侧光纤折射率分布相同

α1<α2α1≥α2（7－2）式中：α1为接收光纤折射率分布常数；α2为输出光纤折射率分布常数。由式(7－2)损耗公式可知，当α1＜α2时，有接续损耗；α1≥α2时，没有损耗。这说明损耗有方向性，即正向测试与反向测试损耗不同。当两侧光纤折射率分布不同时，会产生接续损耗，因此尽量使两侧光纤折射率分布相同，这样接续损耗才会很小。

3.避免不同光纤之间的连接

这里所说的不同光纤，主要指的是制作误差参数不同，不同厂家生产的单模光纤接续时，会因为光纤参数不同而产生接续损耗。如单模光纤在芯径不同和相对折射率差不同时，它们接续就要产生接续损耗。不同芯径单模光纤接续损耗的计算结果就会不同。在连接芯径相差10％的光纤，光从小芯径向大芯径传输，产生的连接损耗非常小，只有0.01dB(反方向传输损耗会很大)。实际测试值会比计算值稍大一点。另外，相对折射率差不同时，接续损耗的计算值也会不同。当相对折射率差相差10％的光纤相连接时，接续损耗值是0.01dB。由此可见，单模光纤的芯径、相对折射率差等光纤的参数不同，偏差在一定范围之内，由此而引起的接续损耗很小。但是超过一定范围时接续损耗会增加很快，有的竟高达0.5～0.8dB。因此，在施工过程中，原则上不使用不同厂家的产品。

4.减小光纤端面倾斜角

光纤端面的倾斜角对光纤接续损耗影响很大。由倾斜角而起的损耗α为(7－3)式中：n2为包层折射率；为因角度偏离引起熔接后轴心弯曲角度；λ为波长。实践证明，使用各种不同的切割刀，得到的光纤端面倾斜角度不同。端面倾斜角度超过1°，熔接后的接续损耗会达到0.5dB。使用高档切割刀，可以使端面倾斜角在0.5°以下，该损耗可以忽略不计。

5.减小光纤熔接变形

光纤熔接时会使光纤产生变形，由此引起的接续损耗为（7－4）式中：Cg为光纤端面间隔的相关因素，Cg＝15×10-2dB；σ为光纤端面间隔的波动量。现在使用的自动熔接机，多是高压启动、高频放电(20kHz)方式，上述问题基本解决。随着不同环境温度和不同厂家的光纤对接等条件变化，对自动程序控制的熔接机程序也应重新设定(放电试验)，如熔接电流、光纤间距、电极距离、熔接时间等。只有这样，才能得到最低熔接损耗。

6.防止光纤的端面污染

从光纤切割到熔接之前，可能弄脏光纤端面，其原因可归结为空气中有灰尘；端面碰到其它物质；刀片不清洁；光纤涂覆层未清除干净等。

光纤端面不清洁有下述影响：其一，端面的污染物在熔接时，受热气化，使接头处产生气泡，导致接头损耗增加；其二，在熔接时端面污物未燃烧，被夹在熔接的接头处，造成光线传输时光散射。如果光纤中的灰尘颗粒挡住传输光纤的4％，将增加0.17dB的损耗。为此，涂覆层要清除干净，可以用高纯度酒精棉球擦拭或用超声波清洗液清洗。对切割刀、V形槽都应当擦洗清洁，空气也应当保持清洁。在熔接前启动熔接机的清洁装置，可以减少端面污染带来的损耗。

7.减少光纤端面制备的其它问题

切割光纤时，端面会出现毛刺、缺陷、不平整、刀痕过深、刀痕处有放射性裂纹等问题，熔接纤芯发生畸变，对光纤损耗都有影响。应精心操作，使光纤端面达到接续标准。7.1.3光纤的端面处理

光纤芯线广泛采用三层结构，即在光纤表面上涂有一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。在接续光纤之前，要去掉光纤末端的涂覆层并清洗干净，切割的光纤端面应该垂直于光纤芯轴。去掉涂覆层和切断光纤统称为末端处理。一个好的光纤端面会产生良好的接续效果，也会提高通信质量。光纤的端面处理包括去掉涂覆层和光纤切割。

1.去掉涂覆层

去掉涂覆层包括去掉二次涂覆层(尼龙)、缓冲层和一次涂覆层(硅树脂以下统称涂覆层)。去掉涂覆层的方法要求操作方便，光纤表面不能带伤痕，以保障强度不下降。去掉二次涂覆层可使用光纤剥线钳。由于一次涂覆层和光纤结合得较牢固，采用机械剥离比较困难，也容易损坏光纤，因此，采用浸透高纯度酒精或丙酮的纱布擦拭的方法。这种方法比较简单，但易使光纤表面产生伤痕。去掉光纤涂覆层会导致强度下降，如果光纤芯线及光纤(带有一次涂覆)的原有平均强度分别为7kg及6kg，那么去掉一次涂覆层后平均强度只有0.7～1.0kg。

去掉涂覆层不使光纤表面产生伤痕的新方法有加热硅树脂法，硅树脂老化后极易去掉；还有用轻汽油等有机熔剂泡涨硅树脂而剥离的方法。这两种方法目前尚在研究阶段。

2.光纤切割

切割光纤时，注意不要造成容易产生接续损耗的不完整性端面(端面倾斜、弯曲、粗糙)。因此，我们可以有效地利用玻璃的特性来切断光纤。切割玻璃时，使其表面产生伤痕，然后施加张力，通常就可以获得平滑的切口，这是因为玻璃具有脆性，切割光纤时就是利用这种特性。利用这种原理已做出很多种工具。现在的电动超声波光纤切割机，是采用刀片划出痕迹后再给光纤施加拉伸应力使其断裂，所以能切出理想的光纤端面。金刚石笔式切割刀切割光纤可在技能训练时使用，而真正进行光纤接续则要采用高效的切割工具。高质量切割刀价格昂贵，使用时要严格按照操作说明进行工作。7.1.4单模光纤的熔接

由于单模光纤是现在使用最广泛的光纤，因此研究单模光纤熔接很有必要。高质量完成单模光纤熔接，可以大大提高光纤的传输能力。熔接法是在光纤对准之后加热熔融端面的方法。特别是对光纤端面进行热整形之后，再熔接的“预热熔融法”，实用性很高。这种方法的特点是在预热时对光纤端面整形，减少了接续部分产生弯曲和气泡的概率，可实现稳定的连接。如图7.1所示光纤熔接过程有四个步骤：A是对准纤芯时的轴心错位损耗、菲涅耳损耗、端面不完整产生的损耗；B是预热阶段，熔融端面成曲面，损耗急增；C是光纤熔融后，进一步推进，减少损耗的过程；D是在整形加热时，纤芯、包层的变形部分被校正，损耗慢慢降低。这种熔接机可以使整个熔接步骤操作自动化，也就是说，末端处理过的光纤在熔接装置上经过初步调整之后，按动操作按钮，使光纤移动、纤芯对准，当两根光纤间隔在规定的距离内就停止，开始放电，同时移动光纤，光纤彼此接触直至熔接结束。光纤对准及熔接完毕的接续损耗等都可以在屏幕上显示出来，一目了然。有的熔接机还配有自动打印机设备。当前各国生产的“一点接续法”的自动熔接机都能自动设定光纤端面位置，自动对芯和自动熔接，通过切换摄像机画面，可以从垂直和水平的两个方向观察光纤的对芯和熔接情况。单模光纤熔接后，有的图像根据芯轴偏差和倾斜角度推算出熔接损耗。又有些熔接机则是利用模耦合积分法推算接续损耗，然后把推定损耗在屏幕上显示出来，因此使用起来非常方便。当前全自动光纤熔接机使用非常广泛。图7.1光纤熔接过程和接续损耗现在各国的熔接机技术水平都比较接近，尤其熔接同一个工厂、同一个时间生产的光纤，其熔接损耗都很接近，一般平均值都在0.05dB以下，好的熔接机产生的熔接损耗在0.02dB以下。我国生产的熔接机性能已接近国外水平，但价格只有进口熔接机的二分之一。7.1.5熔接后的机械强度

光纤的低损耗接续技术已基本成熟，但是由于接续前去掉涂覆层产生的伤痕或热应变等原因，光纤接续部分的机械强度下降到光纤芯线的十分之一左右。可见提高光纤接续部分的机械强度非常重要。

1.影响光纤接头机械强度的主要原因

1）去除预涂覆

现在光纤的预涂覆使用硅树脂与环氧丙烯酸脂材料。对硅树脂，可用刀片与纯酒精棉球擦拭的方法去掉涂覆。用刀片会划伤光纤表面，降低强度，所以尽量不用；用酒精棉球或丙酮擦拭光纤对强度影响稍小一点。

2）光纤的挟持

接续时光纤放在V型槽的微调架上，由于光纤受夹，表面有伤痕，因此会影响强度。现在的熔接机在光纤被夹处都有橡胶垫缓冲，减少光纤被夹坏的几率。最好将V型槽夹在涂覆层上，可有效保护光纤。

3）热应力

在光纤熔接时，由于轴向温度梯度较大，因此在裸光纤上产生有热应力。这种应力的出现，会使光纤热涨并易在表面产生微小裂纹，或者使原有微小裂纹扩大，从而降低了机械强度。

4）轴线不一致

光纤连接之前必须在熔接机的微调架上相互对准，使两根光纤处于最佳耦合状态，然后开始放电熔接。如果在熔接之前出现两边微调架上的V型槽不在一条直线上，如V型槽较浅光纤未放进槽内、V型槽内有异物、光纤挟持不当等现象，这样连接好的光纤接头容易出现轴线不一致。

5）横向错位

光纤的接续产生横向错位时，如果沿光纤有纵向拉力，在接头点就产生纵向力偶，光纤接续强度就会降低。

一般来说，接续强度比较差一些的接头，也正是损耗大的接头。接头机械强度与损耗特性有着较为密切的联系，因此提高和保持光纤的机械强度很有必要。

2.提高光纤接头强度的方法

1）熔接处的强度筛选试验

要想让熔接部分长时间不断裂，首先应保证熔接点有一定耐机械强度的能力，甩掉低强度的接头。这个方法就是在熔接后对光纤施加一定的张力试验，如果不断纤就说明接头合格，断纤就要重接，这就是接头筛选工作。张力试验要在熔接机上进行，若不合格，应切断光纤重新接续。通过对熔接部分进行强度筛选试验，对不断裂的接头进行补强，可以保证光纤接头强度的长期可靠性。采用去掉涂覆层的方法，熔接部分的强度平均是600g，最低值(1％断裂概率)是200g左右，因此进口和国产熔接机的张力选择值为200g。

2）提高接头部分可靠性的方法

提高接头部分可靠性的方法分两种：一种方法是提高熔接部分本身的强度；另一种方法是通过实施最佳增强措施来提高可靠性。

提高熔接部分自身强度的措施之一是连同一次涂层一起接续芯线的方法。采用这种方法时，即使不去掉涂覆层，也可以进行接续，这样可以防止因去掉涂覆层和把光纤固定在熔接装置上(V型槽上)时产生的伤痕。熔接部分的强度可达到1.5～2kg，是去掉涂覆层光纤强度的三倍。

另一种方法是采用热收缩管增强接续点的强度，这是目前进口和国产熔接机普遍使用的方法。通过200g的筛选负荷，可以把接续部分在20年间的断裂几率控制到十万分之一左右。在我国各主要干、局线光缆线路中，采用热收缩管进行接头加固的方法应用十分普遍。 7.2光纤熔接机

1.光纤熔接机的种类

1）按同时熔接光纤的数量分为单纤熔接机和多纤熔接机

单纤（芯）熔接机是目前使用最广泛的一种常用机型。我国自己生产和引进的熔接机都是单纤熔接机，它一次完成一根光纤的熔接。多纤（芯）熔接机是将一根带状光缆的光纤，端面全部处理好后，一次熔接完成。这种机型主要用于高密度线路光缆的光纤连接，其平均连接损耗已经能做到小于0.2dB，单模光纤达到0.35dB。FMF－02S型单模多芯一次熔接机，可以获得低损耗连接的效果。

2）按接光纤的类别分为单模和多模熔接机

多模熔接机是利用固定槽，由光纤自身的张力落于槽中实现自动校正轴向偏差，在垂直方向不用微调定位器。多模熔接机不能用于单模光纤熔接，因为单模光芯的纤芯很小，靠光纤外径自校对较难，对准精度不能满足要求。单模光纤熔接机虽然可以用于多模熔接，但因为单模熔接机的调芯机构精细，而且大都设计成自动校准和荧屏显示，因而设备价格贵，而且熔接时间相对多模熔接机长一些。

3）按技术发展水平分为五代机型

(1)第一代熔接机。例如国产GQR－2型光纤熔接机。这类机型的特点：光纤对准、熔接和连接损耗的测量都由人工进行，一般采用远程功率监视，即在为光缆始端送入光功率，远端用光功率计监视，监视结果再通过铜线传送到接头点，操作人员根据指示器上的信号大小判断光纤是否已经对准。目前，这代熔接机已经不用于现场的光纤连接。

(2)第二代熔接机。例如AV33117型单模光纤熔接机。它们相对于第一代机有所改进：将远程功率监视改进为本地功率监视，即通过监测装置将光纤弯成直径为6～8mm的小弯，由光注入系统注入一侧的光纤，另一侧光纤由光检测系统将光纤弯曲处辐射出来的微弱光信号检测放大，并由驱动电流控制x、y、z轴调节器自动或人工使光纤对准，并可估计连接损耗的大致范围。近年来，这代熔接机亦有了新的改进，如西康M68型熔接机，其光纤屈挠半径增大且较为灵敏；使用微处理机利用x、y、z轴压电定位器通过光纤端部进行扩展螺旋式寻找，直至检测到来自注入光侧光纤的信号，通过自动控制电路驱动伺服电机自动调整光纤位置，到信号最大化后，自动馈送信号实现熔接，并可估算连接损耗。微处理机可以进行参数编程，对于不同外径的光纤，可以调换光纤固定槽板，以适合松套或紧套光纤。因此，对于性能完善的第二代自动熔接机，目前仍受欢迎，适用于名类光缆工程（包括松套光纤及预涂覆紫外固化环氧型紧套光纤）低损耗接续要求。

(3)第三代熔接机。三代机的特征是除自动对准、自动熔接外，另加上了荧屏显示，因而又称为芯轴直视式熔接机。例如TYPE－35型熔接机。第三代机的荧屏显示是利用机内装的显微摄像机与微处理机对光纤进行摄像及电子显示，并可自动熔接和估算连接损耗。它不用上述的曲绕方式光功率注入、检测，因而避免了微弯可能造成的光纤损害。而荧屏显示代替显微镜观察，可以更直观地显示光纤端面的质量及连接部位是否合适等。这类机型适用于多模、单模、紧套和松套不同类型的光纤。

(4)第四代熔接机。它从1989年开始发展起来，其特点：不仅可以对光纤进行自动对准、熔接和连接损耗检测，而且具有热接头图像处理系统，对熔接的全过程进行自动监测，摄取熔接过程中的热图像加以分析，判断光纤纤芯的变形、移位、杂质和气泡等与连接损耗有关的信息。因此能更全面、准确地估算出接头损耗。目前这代机型市场上有FSV900型。

(5)第五代熔接机。又称为全自动熔接机。它可自动进行“除去第二层被覆层——切断——除去第一层被覆层——对准——熔接——补强”等全环节操作过程，因而对操作人员的技术要求不苛刻，熔接速率快、质量好。这种机型体积更大、价格更昂贵，尚未普遍推广使用。

在五代熔接机中，第三代微机控制的自动熔接机和使用直观接续效果好的第四代直视式熔接机是目前市场上的主力机型。选购光纤熔接机时，应本着工程要求、经济效益、利用率以及现场实用性等情况综合考虑。

2.光纤熔接机的组成

光纤熔接机主要由高压电源、光纤调准装置、放电电极、控制器和显示器（显微镜或电子荧屏）组成，如图7.2所示。图7.2光纤熔接机原理图

1）高压源

一种高压电源是由50Hz220V交流电升压至3000～4000V高压电流约20mA；另一种则是20kHz或40kHz高频电源。其中，高频方式具有变压器体积小、效率高等优点，电路宜用Pmos、Cmos集成电路，因而在各种机型中，多采用高频电源方式。

2）放电电极

放电电极是由钨棒加工成尖端呈30°圆锥形的一对电极，安装于电极架上，电极尖端间隔一般为0.7mm。接通高压源时，电极间产生电弧，使处于电弧中心位置的光纤熔化。电极使用一段时间后，表面会有氧化附着层，应定期予以清除。一般普通电极的寿命为1000次，电极消耗过度后继续使用，会影响光纤连接质量。

3）调芯装置

调芯装置习惯上又称为调整架，常用的有两种：

(1)应力应变型微调机构，它是将光纤固定在悬臂梁端部的V型槽中，悬臂梁整体的位移由螺旋测微计通过螺旋弹簧施给的应力来实现。

(2)“杠杆”型微调机构，V型槽的三维微调通过安装在长杆端的螺旋测微计实现。放置于V型槽的光纤，由机械压板固定。x、y方向微调由伺服电极顶动，杠杆机构可使调整更精细，轴向（z向）调节由螺旋测微器移动。这种机构的微调范围为±10μm以上。

4）控制器

控制器包括监视单元和微处理机两部分。其监视单元是本地光功率监测，由微处理机完成自动调整和连接损耗估算。可以通过改变微机程序调整放电时间和放电电流。而第三代机则用高分辨率的摄像机对光纤垂直观测后，在荧屏上显示出光纤图像，并利用光纤包层的透镜效应直接显示出被接纤芯的对准状况。同时，摄像机又将此观测信息提供给中心微处理控制器，由中心控制器控制微调机械进行自动对准，并控制放电及光纤连接损耗的间接估算。

5）显示装置

多数熔接机采用显微镜观察被接光纤端部。芯轴直视式熔接机则用电视或液晶显示器观察光纤状态和熔接质量。这样，CCD上可以清晰地接收到光纤包层和纤芯界面以及包层与空气界面的光图像，CCD将此图像实行光电转换，变成模拟视频信号（NTSC），然后输入电子回路将此模拟信号变为数字编码信号，再由微处理机进行图像处理和识别后，由液晶显示器显示出光纤对接的画面。7.2.2光纤熔接机使用与操作

使用国产AV6491A型自动光纤熔接机或者日产S175型、S176型自动光纤熔接机均可进行光纤熔接。使用与操作步骤如下：

1.自动光纤熔接机的启动

取出熔接机，确认熔接机电源开关在OFF位置，并插上电源线。电源打开后查看LCD显示幕会有“原点复位中”字样。当全部设定完成后会有哔哔声，且会有“ReadOK”显示在LCD显示幕上。按照表7.2首先选择熔接程式，如果是进口自动光纤熔接机还要进行语言选择。表7.2熔接程式

2.调出准备画面

由于光纤熔接须有一个合适的温度，但电机棒放电时由于本身的消耗或是外界环境的改变，例如温度、湿度等，会影响到光纤熔接的好坏，因此当每日第一次使用前或是光纤改变时，均有必要做放电检测。S175熔接机当电源打开后，即可进行电弧放电检测。若不想进行电弧放电检测，只要按一下“►”键（开始键）6s即可调出准备画面，如图7.3所示。S175自动光纤熔接机显示屏上使用绿色字体提示“放入光纤盖上防风盖按►键开始熔接”，只要电弧放电检测完成，选择了正确的程式之后，接下来就可以进行熔接程序。图7.3“准备”画面

3.准备两侧光纤

熔接前光纤的处理会直接影响到熔接损失值，因此熔接前须注意光纤端面是否切割良好、清洁，V型槽是否干净。熔接前先将光纤保护套管穿入光纤。切割光纤时，注意不要造成容易产生接续损耗的不完整性端面(端面倾斜、弯曲、粗糙)。使用电动超声波光纤切割机，用刀片划出痕迹后再给光纤施加拉伸应力使其断裂，能够切割出理想的光纤端面。光纤切割之后，切面已完全干净、平整，勿再碰触它物，以免弄脏或撞损切割端面。①剥除光纤涂敷层大约35～50mm。

②用药棉或无尘试纸沾上无水酒精将光纤擦拭干净。

③使用切割刀切割光纤保留约16mm，两侧光纤端面倾斜角均小于0.5°。

4.放置光纤

放置光纤是一个极为细致的工作，要保持周围环境清洁，工作人员应身着工作服，两手要保持干净。步骤如下：

①轻轻打开防压盖及光纤夹具。

②小心翼翼将光纤由上而下放置于光纤夹具及V型沟槽中，并露出2～3mm，查看光纤端面是否接近于电极棒处，切勿超过两个电极棒之中线。

③平稳放置光纤夹具并固定光纤听到发闷声音“砰”（左右端动作相同）。

④轻轻盖上防压盖。

5.熔接光纤

确认以上动作完成后，按“START”键（即“”键）。S175自动光纤熔接机会自动执行全部熔接程序，16s后完成全部熔接工作。并在显示屏上显示熔接时间、熔接次数和熔接效果，如图7.4所示。欲暂停熔接动作时可按“START”键，再按“START”键时又可恢复先前动作。如果因准备工作不足，S175自动光纤熔接机会中途停下来，使用红色字体提示。出现下述原因之一，要重新准备，从头开始。

①左、右光纤越界。

②左、右光纤不清洁。

③左、右光纤端面不良。

④左、右光纤寻找不到。图7.4“熔接完成”画面

6.取出熔接好的光纤

要想让熔接部分长时间不断裂，首先应保证熔接点有一定耐机械强度的能力，甩掉低强度的接头。这个方法就是在熔接后对光纤施加一定的张力（约200g）试验，如果不断纤就说明接头合格，断纤就要重接，这就是接头筛选工作。张力试验要在熔接机上自动进行，如果不合格必须切断光纤重新进行接续。光纤熔接完成后轻轻打开防风盖，等待6s后听见提示声“嘟”后方可取出熔接好的光纤。①打开热缩保护管加热器的夹具。

②打开防尘盖，执行完毕张力测试后将光纤小心取出。

注意：小心取出光纤，不要扭曲光纤。

7.加强接续点保护

打开S175光纤熔接机保护套管加热程序，使用热收缩管增强接续点的机械强度，如图7.5所示。过程如下：

①将熔接完成的光纤放在加热器内，确认热缩管覆盖住接续点。

②盖上光纤夹具，先左后右。

③盖上加热器上盖，并按下热缩管加热控制键。

④大约加热60s，待灯熄后便可取出光纤。图7.5热收缩管加热过程

(a)收缩前；(b)收缩后

8.关机与保护

当所有光纤熔接完成后要关闭自动光纤熔接机。关机时要先将自动光纤熔接机的电源开关扳到“OFF”位置，然后拔下电源线，盖上防尘罩后妥善保管。为了保持下次操作性能的可靠，不可将S175光纤熔接机存放在温度低于-40℃或高于+60℃的地方，还要避免熔接机遭受任何内部的压缩。 7.3光缆接续

7.3.1光缆接续基本要求

（1）光缆接续前首先应核对光缆的程式和端别。光缆应保持良好的传输特性，且护层对地绝缘一定要好。

（2）当两个方向的光缆从接头盒的同一侧引入时，应对光缆端别作永久性标记，以防出错。（3）光缆接续应有良好的工作环境，不能在露天作业，一般应在车上或帐篷内作业，以防止灰尘和雨雪天的不良影响。当工作环境温度低于0℃时，应采取升温措施，以确保光纤的柔韧性和熔接设备的正常工作，以及施工人员的正常操作。

（4）光缆接头余留和接头盒内光纤的余留应足够长，即光缆余留一般不少于4m；接头盒内最终余长光纤应不少于60cm，这样便于日后的维修。

（5）光缆接续时应当连续作业，当日内应完成光缆接头，防止光缆受潮和确保安全。（6）光纤接头的实际连接损耗应低于内控指标，每条光纤通道的平均连接损耗应达到设计文件的规定值，达不到标准的光纤接头应重新接续。光缆加强件在光缆接头处应固定可靠，以确保光缆接头不因外力作用而损坏。7.3.2光缆接头盒选择条件及光纤接续基本要求

1.光缆接头盒的结构及选择条件

光缆接头盒的结构如图7.6所示。图7.6光缆接头盒的结构为了确保光缆的接续质量，就要对接头盒提出一定的技术要求和选择条件。在技术要求中首先应选用准许入网的接头盒，没有入网证的接头盒最好不要选用。凡符合GB要求的光纤接头盒均在选择之列，还应按下述条件选取更好的产品：

（1）接头盒使用要有通用性。接头盒要适用不同种类、不同安装方式的光缆。一条光缆线路中可使用不同厂家生产的同类型接头盒。

（2）光缆接头盒要求安装工艺合理、操作简便、连接时间短。长途通信光缆一般为20～96芯，为了工作的连续性和工期要求应在较短时间里完成接续工作，一个光缆接头完成时间应尽可能在同一个工作日内。（3）光缆接头盒必须是经过鉴定的合格产品。直埋式光缆、管道光缆都应具有水密性，接头盒应具有良好的防水、防潮性能，综合光缆还应具有气密性。据有关统计分析，无论国内还是国外生产的光缆接头盒，其气密性、水密性都没有达到100％的可靠程度，技术上还不能说是完全成熟，所以接头盒应当有检验气密性的措施。接头盒的密封材料弹性与抗疲劳性越好，密封性能就越好；密封工艺越简单，密封性能也越好。

（4）光缆接头盒要有一定的机械强度。光缆接头是将各单盘长度的光缆连接成符合中继段传输长度的要求，因此要求光缆接续盒具有一定的抗张力强度，一般为光缆抗张力强度的70％以上。（5）接头盒的直径应能满足光纤盘留时弯曲半径的要求。光纤在接头盒中余长一般一端为800mm左右，两端为1600mm，都要收容在盒中，收容时弯曲半径应大于45mm，一般取50mm，要求盘留的光纤在盘留槽内应活动自由、不受扯挂。盘留槽的大、小圈长度差应不小于150mm。光缆施工盘留时不要盘小圈，要求光纤伸缩100mm，不应有微弯或拉成紧绷状态。一侧盘留板盘留的光纤数量为4～12芯。

（6）接头盒具有可拆卸、重复使用功能。在施工和维护中，当接头部位需维护或抢修时，无需截断光缆重新连接，而只需将接续盒打开，然后重新封装。这对于利用接续盒内光纤的余留长度迅速修复故障、省时省料、提高经济效益以及保证通信畅通起着重要作用。（7）接头盒采用高级工程塑料制作应能防化学腐蚀和电腐蚀。

（8）接头盒应有能使加强芯和金属护套连通或断开以及引出地线的条件。

2.光纤接续基本要求

为了防止断纤，光纤在接续时应满足以下三个基本要求：

（1)光纤在接头盒中盘留的作用是预留接续三次的长度和缓冲因温度变化产生的伸缩量，因此要求光纤盘留好后应有不小于200mm的伸缩量。

（2)为减少光纤在接头盒中的扭力，可以采用∞形或采用预盘留的方法。

（3)光纤盘留时不适合走小圈或大圈。光纤要有自由活动量，要不挤压、不跳槽。一旦出现断纤故障，便于查找和修复。7.3.3光缆接头盒施工过程

1.光缆接续的准备工作

（1）核对光缆接头位置，准备接续所需要的机具。光缆接续必须设置防尘、防雨雪帐篷或采用工程接续车，严禁露天作业。干燥的地面应铺上干净的塑料布，布置工作台。接续前还应引入市电电源或自备油机发电机供电。在环境温度过高(+40℃)或过低(+5℃以下)接续时，应采取降温或升温措施。（2）平整接头场地，将两侧的光缆引出地面，用棉纱擦去光缆外护套上的污泥(距端头2m)，用钢锯锯去两侧端头(约100mm)，检查光缆外部是否完好，如有损坏现象应予以切除。把1500mm长的接头部位(缆身)理直并交叉放置。把已理直的光缆架设在工作台两侧的固定支架上。

2.光缆的开剥

（1）由于光缆端头部分在敷设过程中易受机械损伤，因此，在光缆开剥前应根据光缆状况截取1m左右的长度。根据光缆结构选取接头盒，确定光缆的开剥长度(一般光缆的开剥长度为1.5m左右)，再用划线铅笔在缆皮上划定开剥点后即可用专用工具进行开剥。

（2）除去光缆护套，缆内的油膏可用煤油或专用清洗剂四氯化碳擦干净，一般正式接头不宜用汽油擦试，以避免其对护层和光纤被覆层的老化影响。（3）在两侧光缆上各套入一只Φ60mm×9mm橡胶挡圈待用。距光缆端头1300mm处，用专用切割刀环切CS外护套一周，然后轻折几次使环切处折断，往端口侧用力抽去，裸露LAP护套，如图7.7所示。图7.7护套开剥

3.加强芯和金属护层的处理

（1）加强芯固定在接头盒上，金属护层在接头盒内接续连通还是断开或引出应根据设计要求实施。目前大部分光缆线路接头的金属加强芯和金属护层电气不连接，即光缆接头两端的金属加强芯和金属护层均作绝缘处理，并固定在接头盒两边。从光缆缆芯端头松解包层至护套切口处，并用刀片将包层割除，露裸光纤或塑管以及加强芯等。用棉纱和酒精棉将裸露光纤或塑管及加强芯上油膏擦净，并剪去填充物。（2）连接支架钢绞线安装时要调整好工作台固定支架上的光缆距离，使两侧光缆基本平直对应。距CS外护套切口处保留加强芯长100mm，其余部分剪去，在钢绞束端头35mm处用刀片割除塑管露出钢线(在处理钢绞束时应保持原结构)，如图7.8所示。图7.8钢绞线处理方法（3）将光缆连接支架上的光缆夹箍紧固在两端光缆上。夹箍距外护套切口5mm，如缆身小于夹箍内孔直径，应在该部位缠绕若干层橡胶自粘带。将光缆加强芯固定片穿入上、下斜角连接支架长方孔内，并用螺栓紧固在支架上。然后固定钢丝夹头将加强芯紧固在支架上(两端相同)，如图7.9所示。图7.9加强芯固定

4.盘留板安装和光纤接续

（1）在光纤接头处架设供3～4人使用的帐篷。用酒精棉纱将光纤接续所需要的材料、工具擦净待用。按顺序检查光纤的排列，把两侧光纤分开理顺。将光纤盘留板上的两个孔对准底部连接支架上的两个孔位，用M5mm螺栓拧紧。距光缆CS护套切口160mm处，用塑管专用切割刀将光纤护管环切一周，轻轻折断并抽去，露出光纤(光纤塑管可分段割除)。用酒精棉纱擦净光纤上的油膏，再把光纤放置在盘留板的引入槽内，并用绑扎带将光纤松套管绑扎在槽孔上，不宜太紧，应稍能移位松动。如图7.10所示。图7.10固定光纤（2）光纤接续时按顺序在每根光纤上用编码纸编上号，并按光纤熔接机焊接工艺进行。每完成一根光纤接续后，应把光纤余长盘留在盘留板槽道内，要求光纤有不小于10cm的活动伸缩量，光纤接头(加强管)应放在盘留板中间两侧固定槽内，如图7.11所示。光纤余留长度的收容可以归纳为以下四种方式。图7.11光纤盘留①近似直接法。是在接头护套内不作盘留的近似直接法。显然这种方式不适合于室外光缆的余留放置要求。

②平板式盘绕法。是使用最为广泛的收容方式，如盘纤盒、余纤板等光纤余长收容均属于这一方式。

③绕筒式收容法。是光纤余留长度绕纤骨架放置的方式。将光纤分组盘绕，接头安排在绕纤骨架的四周。

④存储袋筒形卷绕法采用一只塑料薄膜存储袋，把光纤盛入袋后沿绕纤筒垂直方向盘绕，并用透明胶纸固定，然后按同样的方法盘留其他光纤。这种方式，彼此不交叉、不混纤，查找、处理十分方便。（3）接完一个单元所有光纤后再安装下一块光纤盘留板。安装时将第二块盘留板安放在第一块盘留板上方，使上、下轴孔对齐，并用Φ1.2mmL型轴销穿入轴孔内定位，然后将盘留板一侧外角搭扣扣住下面一块盘留板。最后一根光纤盘留完成后，在最后一块盘留板上安装一块盖板，并用轴销穿入轴孔定位，按住外角搭扣扣紧固定，如图7.12所示。图中显示这是24芯光缆的接续，它有六块盘留板，每块盘留板盘留4芯光纤。通知测试点对每根光纤进行复测，复测不合格要重新进行接续。图7.12光纤盘留保护

5.光缆接头盒的安装与密封处理

（1）在光缆夹箍外侧100mm范围内，用砂纸打毛后再用酒精棉擦净护套上的油污。将下半片接头盒从下向上合在接头位置，用记号笔分别画出各部位标记(密封、挡圈)，再将半片接头盒拿开。将60mm×42mm橡胶挡圈掰开，套入已缠绕在31mm宽的橡胶密封带上，同时把16mm×2mm×5mm密封胶带(C带)对折放置在60mm×42mm橡胶挡圈开口处的槽道内，一端应与已缠的密封粘接，多余部分割除。在60mm×42mm橡胶挡圈表面中间的小槽中，用1.0以下的钢线绑扎，使开口处密合。然后在橡胶挡圈外宽槽上用31mm×2mm×200mm橡胶密封带(A带)缠绕2周，缠绕接缝处粘接牢固，缠绕直径略高于挡圈，如图7.13所示。将Φ60mm×9mm橡胶挡圈移至最外侧的标记线上，该部位也用酒精棉擦净。图7.13安装密封圈（2）将下半片接头盒体从下朝上合在接头位置，使各挡圈及密封胶带均落在盒体两端的槽道中，如图7.14所示。把Φ6.8mm的橡胶密封条(2根)嵌入盒体两边槽道内，与两端橡胶密封带相粘连。将上半片接头盒体合在接头位置(按上面第7条方法操作)，并与下半片盒体合拢，使两侧紧固孔位对准。把M8mm×40mm内六角螺栓从上往下穿入不锈钢压板眼孔，紧固时应重新检查挡圈等是否到位。图7.14安装密封条（3）将各部位紧固螺栓继续成对角、交替均匀拧紧，直至上、下盒体密合为止，如图7.15所示。需注意以下四点：

①在拧紧各部位螺栓时应交替对角均匀地进行，不得集中在一个部位，以免接头盒受力不匀。

②密封条和密封带的嵌置与缠绕应严格按规定尺寸操作。

③盒体安装时各片橡胶挡圈必须全部进入槽道内。

④密封部位要保持清洁，以免影响密封效果。图7.15装好接头盒

6.机械保护

（1）接头坑底要平整、宽敞，光缆沟底部分的弯曲半径要大于光缆直径20倍。

（2）把光缆接头轻置于坑底，接头两端引出的光缆保持平直，其长度为400～500mm。

（3）先回填部分松土(高于盒体200mm)，然后在接头盒位置上覆盖一块水泥板(长×宽×厚＝800mm×300mm×30mm)保护接头盒，最后填满接头坑。填土时应用细土填充在接头盒周围，注意不要用大石块及其它尖硬物填入接头坑内，以免刺伤光缆接头盒。

7.光缆接头盒的安装固定

光缆接续完成后，应按光缆接头规定中要求的内容或按设计中确定的方法进行安装固定。接头盒安装必须做到规范化，架空敷设及管道敷设的接头盒还要注意整齐、美观并有明显标志。

（1）直埋式光缆的接头坑应位于路由(A—B)前进方向的右侧，个别因地形限制，位于路由左侧时，应在路由竣工图上标明。接头坑如图7.16所示。光缆接头的埋深，应同该位置埋式光缆的埋深标准；坑底应铺10cm厚的细土，接续盒上方应加盖水泥板或砖保护。图7.16直埋式光缆接头盒安装固定（2）架空光缆接头盒的安装固定，一般安装在杆旁，并作伸缩弯，如图7.17所示。接头的余留长度应妥善地盘放在相邻杆上，可以采取塑料带绕包或用盛缆盒(箱)安装。图7.17架空光缆接头盒安装固定（3）管道人孔内光缆接头及余留光缆的安装方式，应根据光缆接头护套的不同和人孔内光缆占用情况进行安装。

①尽量安装在人孔内较高的位置，减少雨季时人孔积水浸泡。

②安装时应注意尽量不影响其他线路接头的放置和光(电)走向。

③光缆应有明显标志，当两根光缆走向不明显时，应作方向标记。

④按设计要求方式对人孔内光缆进行保护和放置光缆安全标志牌。

8.光缆接续的工具和材料

光缆接续必须配备的工具如表7.3所示，光缆接续使用的材料如表7.4所示，不同的光缆接续工具和材料会有所不同。表7.3光缆接续必备