光纤通信传输损耗的成因及降耗措施

　　光纤通信具有保密性高、受干扰性能高等优点，其应用十分广泛，但在光纤传输中会有不同程度的损耗，影响了网络系统的有效传输。为了提高光纤传输的安全可靠、稳定高效，对光纤传输损耗问题的深入研究非常重要，本文主要针对光纤传输损耗的形成原因进行了详细分析，并提出了合理有效的降耗措施，以保证信息在光纤中的可靠高效传输。

　　1 接续损耗的成因分析

　　光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率的减小，故光纤损耗是光纤传输的重要指标。实现光纤通信，一个重要的问题是尽可能地降低光纤的损耗。引起光纤传输损耗的主要原因可分为两类，即接续损耗和非接续损耗。而光纤的接续损耗则主要包括光纤材料的本征因素造成的固有损耗和非本征因素造成的熔接损耗两种。

　　1.1 固有损耗

　　1.1.1 吸收损耗

　　吸收损耗是光波通过光纤材料时，一部分的光能转化成热能，造成光功率的损失。造成吸收损耗的主要原因是光纤材料的本征吸收和制作光纤时光纤材料不纯净所产生的杂质吸收。

　　(1)本征吸收指光纤的基础材料二氧化硅固有的吸收，不是杂质或者材料缺陷所引起的。

　　(2)杂质吸收指由于光纤材料的不钝净和晶体缺陷所产生的附加的吸收损耗，主要是材料中的金属过渡离子和生产过程中的氢氧根离子使光的传输产生损耗。

　　1.1.2 散射损耗

　　散射是指光通过密度或折射率不均匀的透明物质时，除了在光的传播方向以外，在其它方向也能看到光，这种现象称为光的散射。在光纤中光的传输由于散射的作用而产生散射损耗，散射损耗主要由瑞利散射和结构缺陷散射两部分组成。

　　1.2 熔接损耗

　　熔接损耗是由接续方式、接续工艺、和接续设备的不完善引起的，包括光纤模场直径不同、光纤轴向错位、光纤端面不完整或者端面不干净、待熔接光纤的间隙不当、轴心(折角)倾斜以及工作人员操作水平、熔接参数的设置等可以人为避免的因素造成。

　　2 非接续损耗的成因分析

　　光纤传输中的非接续损耗主要包括弯曲损耗、其他施工因素与应用环境造成的损耗。

　　2.1 弯曲造成的损耗

　　光纤传输在整个系统处于线性状态时，其传输阻力最小。为了减少对光纤的传输损耗，光纤都会保持水平状态。而光纤处于弯曲状态时，就会影响光纤的传输特性。由于光纤弯曲的程度不同，故将其产生的耗损分为宏弯曲损耗以及微弯曲损耗。

　　宏弯曲损耗指由于光缆的弯曲半径没有控制在施工建设技术要求以内，使得弯曲半径大于光缆允许的动态弯曲半径，导致传输信号失真。

　　微弯曲损耗产生的原因种类较多，总的来说，在光纤系统中，由于光纤表面的不规则、不平整部分受力不均，从而出现了光缆被覆、扭曲而形成的随机性微弯损耗，以及受温度影响而产生的热胀冷缩微弯损耗。

　　2.2 应用环境或施工因素产生的损耗

　　热熔保护热缩问题产生的损耗。一部分是由于热熔保护管的质量问题导致的;另一部分是由于熔接机加热时所设置的加热参数不符合技术标准，导致热熔保护管变形或者有气泡产生，并且热缩管的不干净也会使光纤在热熔时损伤接续点。

　　光纤的不规范上架引起的损耗。在其上架进行松管管绑过程中，容易出现急弯问题，导致错位现象，也将增大光纤传输损耗。

　　直埋光缆不规范引起的损耗。在施工前，施工人员对预埋的深度缺乏科学的计算，当光缆填埋太浅会使光缆在重物碾压下受损。

　　3 减少光纤传输损耗的措施

　　3.1 减少接续损耗的措施

　　3.1.1 选择特性一致的优质光纤

　　在同一条线路中使用的裸纤需要统一化，保证光纤的特性匹配，使模场直径产生的传输损耗降到最低。

　　3.1.2 光纤线路应整盘配置敷设

　　在配盘时应整盘配置，并注意接头的数量。在敷设过程中，应严格按照缆盘的端别和编号顺序放置，减少损耗值。

　　3.1.3 遵循光纤熔接技术标准进行接续

　　相关人员在熔接过程中应科学操作，并使用光时域反射仪对光纤熔接进行监控和测量，对于熔接测量结果超出误差范围的地方应重新熔接，保证光纤的熔接质量。

　　3.1.4 制备优质的光纤端面

　　优质光纤端面应当平整、无缺损、无毛刺并且端面与轴线的倾角应小于0.3度;在光纤端面制备的工序中应当使用优质切割刀，正确切割。

　　3.1.5 保证适宜的接续环境

　　在切割时保持接续部位、材料和工具的清洁;避免在潮湿和多尘的环境中作业，切割后光纤不可以长时间暴露在空气中，防止光纤的接头受潮。

　　3.1.6 保证活动连接器的清洁

　　在施工和维护的过程中要注意适配器与插头的清洁度，避免适配器与插头由于灰尘和污物产生的散射损耗。

　　3.1.7 选用优质的活动连接器

　　所选连接器的性能应符合要求，即插入损耗在0.3dB/个以下，附加损耗应小于0.2dB/个。

　　3.2 减少非接续损耗的措施

　　(1)在光纤电缆敷设施工和运维工作时，通过采取光纤电缆的防护措施(防雷，防电，防腐蚀，防机械损伤等)，加强光缆的防护。

　　(2)禁止使用劣质，弯曲变形的热缩套管，避免在热缩的过程中产生内部应力，导致损耗增加。

　　(3)当光纤电缆敷设时，速度不应过快，光纤电缆敷设距离不宜过长，光纤电缆敷设过程中应选择最佳路线敷设布置方案，尽量避免让光缆受到各种外力侵扰。

　　(4)当光纤电缆敷设时应控制计算好布放长度，且预留长度合理。使光纤保持合理的弯曲半径，减少整个线路的附加损耗。

　　(5)光纤通信工程施工完毕后，应总结施工经验，加强维护工作，提高光纤通信工程质量。

　　4 结语

　　在分析了光纤传输产生的损耗机理的基础上，定性地分析各种因素引起的损耗类型的不同点。因此在保证系统的安全性、可靠性和稳定性的前提下，积极改善和优化光纤通信网络传输性能，降低光纤线路传输损耗，提高其传输质量，对光纤通信传输系统的常见问题进行有效的分析和解决，是光纤通信传输网络的重要工作且具有重要的意义。

　　作者：张晓 来源：电子技术与软件工程 2016年12期