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光 纤 熔 接 作 业 指 导 书
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技术部 2012年8月
前言
随着公司业务的不断发展和现在通讯技术的提高,我公司近几年来的合同执行过程中,经常出现要求进行光纤通讯的工程,作为我公司的技术部门,日常工作中接触光纤的机会也越来越多。
为提高我们的工作技能、提高工作效率、标准在熔接光纤过程中的行为规范,减少光纤通讯故障率,特对光纤的部分知识和焊接作业等进行以下指导.
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第一部分 光纤知识的学习:
一.光及其特性:
1. 光是一种电磁波。可见光部分波长范围是: 390~760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850,1310,1550三种。 2.光的折射,反射和全反射。
因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时, 折射光会消失, 入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。 二.光纤结构及种类: 1.光纤结构:
光纤裸纤一般分为三层: 中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9或50或62.5μm),中 间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。 3.我们常用光纤的分类:
按光在光纤中的传输模式可分为: 单摸光纤和多模光纤。
◆ 单模光纤(Single-Mode) 由于单模光纤只传输主模,也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm,中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模 光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求, 即谱宽要窄,稳定性要好。
如图1 单模光纤光线轨迹图。。
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◆ 多模光纤(Multi-Mode) 在一定的工作波长下(850nm/1300nm),有多个模式在光纤中传输,这种光纤称之为多模光纤。由于色散或像差,因此,这种光纤的传输性能较差,频带比较窄,传输容量也比较小,距离比较短。中心玻璃芯教粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里如图2多模光纤光线轨迹图。
图一 图二 三.光纤通讯的衰减:
造成光纤衰减的主要因素有: 本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。 本征: 是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。 弯曲: 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。 挤压: 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 杂质: 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。 不均匀: 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
对接: 光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。 四.光纤的优点:
1. 光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。 2. 无中继段长.几十到100多公里,铜线只有几百米。 3. 不受电磁场和电磁辐射的影响。
4. 重量轻,体积小。例如:通2万1千话路的900对双绞线,其直径为3英寸,重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸,重量450P/KM。 5. 光纤通讯不带电,使用安全可用于易燃,易暴场所。 6. 使用环境温度范围宽。
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7. 化学腐蚀,使用寿命长。
第二部分 光纤的熔接
一、光纤附件的组成和作用:
光纤配套用附件图解:
连接关系:
步骤 1:室外光缆光缆接入终端盒,目的是将光缆中的光纤与尾纤 进行熔接,通过跳线,将其引出。
步骤 2:将光纤跳线接入光纤收发器,目的是将光信号转换成电信
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号。
步骤 3:光纤收发器引出的便是电信号,使用的传输介质便是双绞线。此时双绞线可接入网络设备的 RJ-45 口。到此为止,便完成了光电 信号的转换。
光缆终端盒内部结构,如图所示
如图所示,接入的光缆可以有多芯,
例如:一根 4 芯的光缆(光缆中有 4 根纤芯),那么,这根光缆经过终端盒,便可熔接出最多 4 根尾纤,即往外引出 4 根跳线。上图,只熔接了 2 根,也就往外引出了 2 根跳线。
如图所示,这是一根 ST 接头的单模(外皮是黄色)尾纤。
尾纤:一端有连接头,另一端是一根光缆纤芯的断头。通过熔接,与其他光缆纤芯相连。 尾纤作用:主要是用于连接光纤两端的接头。尾纤一端跟光纤接头熔接,另一端通过特
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殊的接头跟光纤收发器或光纤模块相连,构成光数据传输通路。
一般我们购买不到纯粹的尾纤,而是如图所示的跳线,中间一剪开,便成了尾纤。 跳线:跳纤两头都是活动接头。起连接尾纤和设备作用。
光缆终端盒是在光缆敷设的终端保护光缆和尾纤熔接的盒子。是一条光缆的终接头,他的一头是光缆,另一头是尾纤,相当于是把一条光缆拆分成单条光纤的设备。 光纤耦合器 是用于两条光纤或尾纤的活动连接通俗称为法兰盘。 光纤跳线相关知识:
光纤跳线(又称连接器)指光缆两端都装上连接插头,以实现光路的活动连接。只有一端装有接头的称为尾纤。光纤连接器接头类型有FC、SC、ST及新开发出的LC、MT-RJ、MU等。端面接触方式分为PC、UPC及APC型。两端接头不同的称为转接跳线。 性能概述:
光纤尾纤/跳线作为高稳定性的器件,具有极低的插入损耗和反射损耗,且可根据客户的需求配置为单芯或多芯,同时具有多种接头形态。产品主要应用于通信、局域网、光纤到户视频传输、光纤传感器、测试仪器等领域,可以特别订制长度。 主要分类:
单模光纤跳线(Single-mode Fiber):一般单模光纤跳线用黄色表示,接头和保护套为蓝色;传输距离较长。
多模光纤跳线(Multi-mode Fiber):一般多模光纤跳线用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色;传输距离较短。 使用注意:
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光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致,也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块,简单的区分方法是光模块的颜色要一致。一般的情况下,短波光模块使用多模光纤(橙色光纤),长波光模块使用单模光纤(黄色光纤),以保证数据传输的准确性。 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环,这样会增加光在传输过程的衰减。
光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来,灰尘和油污会损害光纤的耦合。
常用的光纤跳线包括:ST型、LC型、FC型、SC型,如图所示:
我公司常用的跳线型号为:ST—SC型.
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二、光纤焊接过程
1、光纤熔接需用到的工具
2.先将光纤穿过光纤收容箱
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3、光纤熔接的准备工作 步骤一:剥光纤加固钢丝 (约剥1米长)
步骤1:
步骤2:
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步骤3:
步骤4:剥光纤外皮(约剥1米长)
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步骤5:剥光纤金属保护层 (用美工刀轻刻)
步骤6:轻拆光纤让金属保护层断裂(注弯曲角度不能大于45度)
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步骤7: (用美工刀在四周轻刻,不要太用力以免损伤光纤。)
步骤8:轻拆光纤让塑料保护管断裂(注弯曲角度不能大于45度)
步骤9
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步骤10: 用较好纸巾沾酒精
步骤11: 清洁每一小根光纤:
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步骤12:套光纤热缩套管
下图为热缩套管:
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步骤13:剥光纤绝缘层
步骤14:用沾酒精纸巾将光纤擦试干净
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步骤15:用光纤切割器斩切光纤 (斩切长度要适中)
步骤16:将斩好的光纤放到光纤熔接机的一侧(如下图最好)
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步骤17:固定好光纤
步骤18、光纤跳线的加工,当中剪断分开(兩头圆口)。
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19剪光纤跳线石棉保护层 (要用石英剪刀)
步骤20:剥好的跳线内绝缘层与外保护层之间长度至少20cm
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步骤21: 用沾酒精纸巾将光纤擦试干净
步骤22: 用光纤切割器斩切光纤跳线 (斩切长度要适中)
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步骤23: 将斩好的光纤跳线放到光纤熔接机的另一侧(注:兩光纤尽量对齐)
步骤24:固定光纤跳线
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步骤25:按“SET”键开始熔接光纤
步骤26:光纤 X、Y 轴自动调节
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步骤27:熔接结束观察损耗值若熔接不成功会告知原因
步骤28:用光纤热缩套管完全套住剥掉绝綠层部份(剥光纤时要控制好长度)
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步骤29: 将套好热缩套管的光纤放到加热器中
步骤31:取出已加热好的光纤
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步骤32:取出已加热好的光纤将熔接好的光纤装入光纤终端盒,将光纤盘好并固定,将尾纤接头接入光纤耦合器。
注意:我公司常用光缆为四芯或六芯单模光纤,为了系统的稳定性和维护方便,在焊接过程中规定必须焊接四芯以上,达到两用两备使用要求,焊接损耗≤0.02dB。