摘要：光纖通訊技術(shù)在全球不斷網(wǎng)絡(luò)化的今天，光纜逐漸覆蓋了城市的每一個角落，這一技術(shù)在我國通訊領(lǐng)域已有近多年的運用歷史，因人們對網(wǎng)速要求標(biāo)準(zhǔn)的提升從而帶動了通訊傳偷方式的改變，光纖通訊技術(shù)是未來通訊技術(shù)發(fā)展的大方向。在這年期間光纖通訊技術(shù)有了劃時代的發(fā)展。本文簡單介紹光纖通訊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點，提出了光纖通訊傳輸已經(jīng)成為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕绞?，特別就現(xiàn)階段通信領(lǐng)域中光纖通訊傳輸技術(shù)在實際應(yīng)用中，出現(xiàn)的一些常見問題進行分析總結(jié)，同時提出一些通信網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工管理中解決的措施。

關(guān)鍵詞：光纖通訊；分類信息傳導(dǎo)；信號衰弱；常見問題；解決措施

光纖通訊傳輸技術(shù)與傳統(tǒng)通訊傳輸技術(shù)相比，其具有數(shù)據(jù)信息傳輸量大、傳輸速度快、數(shù)據(jù)信息質(zhì)量得到有效保障以及安全性能更加優(yōu)越等特點，在我國社會各領(lǐng)域中的應(yīng)用廣受好評。但光纖通訊傳輸技術(shù)在實際應(yīng)用中，由于受到光纖自身特性影響，光信號在光纖內(nèi)部傳輸過程中容易受到自身材質(zhì)影響，使光信號強度隨著距離的增加而減弱，同時也對信號質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。造成這種不良效果的原因主要是，光纖在制造工藝、安裝工藝過程中處理不當(dāng)，造成光纖自身附加損耗增加，使光纖在實際應(yīng)用中對光信號傳輸造成一定程度上的不良影響。

光纖的信號強度衰耗是光纖傳輸?shù)囊粋€重要特性，也是衡量光纖傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)。這一特性直接決定了光纜線路的中繼距離和通信系統(tǒng)的升級擴容。光纖的信號衰耗主要有幾何缺陷、散射損耗、吸收損耗、彎曲損耗等等。通常情況下，將所有的損耗劃分為本征損耗、制造損耗和附加損耗三類。其中，本征損耗和制造損耗是在光纖在生產(chǎn)過程中，拉制光纖及成纜時其自身的物理特性、幾何特性、光學(xué)特性及生產(chǎn)工藝共同影響的，這種損耗的可控性小，控制成本高，不適合進行人為的調(diào)控。而附加損耗則是由光纖的一系列固定接頭的損耗決定的，這種損耗是具有可控性，可以通過提高光纖接續(xù)質(zhì)量進行有效控制。以下，將對附加損耗產(chǎn)生的原因加以分析，并對應(yīng)對策率加以介紹和概括。

一、光纖通訊技術(shù)結(jié)構(gòu)解析

目前，廣泛使用的光纖通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分清晰，大多數(shù)該系統(tǒng)包括發(fā)射器、光導(dǎo)纖維、放大器、光接收器四個主要部分。其中發(fā)射器主要用途是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號以應(yīng)用于光纖傳輸；光導(dǎo)纖維用于傳輸光信號，大多數(shù)光纖埋置與地下；光放大器主要是放大光信號克服傳輸過程中的衰減；光接收器是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。

（一）發(fā)射器

發(fā)光二極管和鐳射二極管通常被作為光纖通訊中的光源半導(dǎo)體元件，它們分別發(fā)出非同調(diào)性光和同調(diào)性光。其次，半導(dǎo)體作為光源不僅體積小、發(fā)光率和可靠率高而且它能將波長最佳化，可以很好的滿足光纖通訊的要求。

（二）光導(dǎo)纖維

光纖通常是由核心、纖殼和保護層組成。其中核心和纖殼部分通常是由硅玻璃制成，保護層是經(jīng)過紫外線固化后的壓克力，比較堅固可以埋置與地下。光纖的一個缺點就是彎折劇烈時容易折斷，加之光纖端部鏈接要求十分精密；因此，折斷的光纖不容易被結(jié)合。

（三）光放大器

光纖通訊的發(fā)展主要受到訊號衰減和變形兩個因素的影響，過去解決該問題的方法主要是應(yīng)用一個先將光信號變回電信號之后放大再轉(zhuǎn)回光信號的中繼器。但是使用中繼器使得系統(tǒng)架構(gòu)變得非常復(fù)雜。光放大器不做光電裝換直接將光信號放大，其原理是在一段光纖內(nèi)摻雜稀土族元素如鉺，再以短波長雷射激發(fā)。

（四）光接收器

光接收器電路一般情況下包括兩個部分即，轉(zhuǎn)阻放大器和限幅放大器，通過對光偵測器轉(zhuǎn)換出的光電流進行處理，轉(zhuǎn)阻放大器和限幅放大器就能把光電流轉(zhuǎn)換成電壓訊號，之后再透過后端的比較器電路把電壓訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號。

二、光纖通訊的優(yōu)點

光纖通訊技術(shù)以其自身特有的突出優(yōu)點，在市場競爭中具有非常明顯的優(yōu)勢，廣泛的應(yīng)用于通訊、教育、衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域。它與傳統(tǒng)的金屬電纜相比較主要具有如下六個方面的優(yōu)點：一是可傳輸?shù)男畔⒘看?。頭發(fā)絲粗細(xì)的一根光纖可以容納幾千路電視或幾萬路電話，其傳輸能力是電纜的幾億倍，因此是當(dāng)代最理想的大容量傳輸線路；二是抗干擾能力強。光纖傳遞的事光波不是電訊號，它使用的頻率和傳統(tǒng)的無限電波頻率不同，不會受到電磁干擾，因此傳輸信號質(zhì)量高，抗干擾能力強；三是損耗低。隨著光纖通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖傳輸?shù)膿p耗不斷降低，已經(jīng)從原來的10分貝/公里降低到現(xiàn)在的0.2-0.5分貝/公里，比電纜的損耗低了很多；四是原材料豐富。生產(chǎn)光導(dǎo)纖維的原料是石英，資源十分豐富；五是成本低。六是線徑細(xì)，材料輕。

三、光纖通訊傳輸過程中出現(xiàn)的一些問題

（一）光纖在使用過程中受到自身特性限制

光纖在制造過程中容易受到材質(zhì)與制造工藝影響，使光纖內(nèi)部出現(xiàn)各種氣泡及突起現(xiàn)象，使光纖在使用過程中光傳導(dǎo)受到氣泡與突起部分影響，增加了使用中的附加損耗。光纖在生產(chǎn)過程中受到制造工藝與人為因素影響，造成內(nèi)部材質(zhì)分布不均勻，使內(nèi)徑與包層偏離中心點，造成內(nèi)徑與模場直徑匹配上存有誤差現(xiàn)象發(fā)生。光在傳導(dǎo)過程中受到材質(zhì)問題部位影響，很容易造成意外損耗，從而對信號質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，所以有效加強光纖制造工藝，可以在基礎(chǔ)上降低因光纖材質(zhì)問題造成的附加損耗。

（二）現(xiàn)階段光纖斷線技術(shù)不成熟

光纖斷線技術(shù)是光纖在進行設(shè)備裝配與用戶接入時一個重要環(huán)節(jié)，所以在這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題會對光纖內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸造成直接影響。當(dāng)前光纖斷線技術(shù)發(fā)展較為不成熟，使光纖斷線處理中光纖端面整齊度得不到保障，使光傳導(dǎo)在續(xù)接時受到很大影響，同時使光纖信號在傳導(dǎo)過程中造成附加損耗。光纖在架設(shè)與入戶接入處理中，由于受到自然環(huán)境影響使部分微小灰塵進入到光纖內(nèi)部中，灰塵落到光纖端面上容易對材質(zhì)造成部分凸起，信號在傳導(dǎo)過程中受到影響造成直接損耗，同時也要做好光纖端面在處理中的氧化問題。

（三）現(xiàn)階段光纖熔接技術(shù)較粗糙

由于現(xiàn)階段光纖斷線技術(shù)不完善，使光纖橫截面在斷線處理后較為不平整，在光纖熔接作業(yè)中就會造成接點處分布不均現(xiàn)象發(fā)生。光信號在經(jīng)過接點處位置時，受到接點處環(huán)境影響造成光波散射現(xiàn)象，使信號在傳輸中附加損耗上升，從而導(dǎo)致信號強度受到很大影響。光纖熔接處理工作中，一般都是室內(nèi)或者室外作業(yè)，所以直接對空氣進行接觸，而空氣中存有塵埃與其他微小物質(zhì)，所以在光纖熔接處理過程中會造成熔解點處有異物殘留，光信號在傳輸?shù)饺劢恻c位置時，受到殘留物影響，使部分光線被散射到其他方向，從對信號質(zhì)量造成直接影響。

（四）現(xiàn)階段光纖微彎處理造成的附加損耗

光信號在光纖中的傳輸受到光線入射角度影響，光線射入角度偏大的話會使部分光信號被散射到其他方向，從而使信號質(zhì)量在傳輸過程中產(chǎn)生附加損耗。光纖在實際應(yīng)用中彎曲角度過大的話，會造成光線從光纖中透漏出去，直接造成光信號損耗。在光纖實際應(yīng)用中，光信號損耗量與光纖彎曲幅度成反比，光纖彎曲角度相對較大時，對光信號產(chǎn)生的損耗量相對較少，當(dāng)光纖彎曲角度相對較小時，對光信號產(chǎn)的損耗量相對較大。所以在光纖鋪設(shè)過程中應(yīng)考慮到這一實際問題，在基礎(chǔ)上降低光纖架設(shè)過程中造成的附加損耗。光纖接續(xù)產(chǎn)生附加損耗的原因有以下幾點：

1.光纖的原始特性造成的損耗。光纖在生產(chǎn)制作過程中就已經(jīng)產(chǎn)生了一定的損耗，引起這些損耗的原因包括：光纖折射率分布不同、纖芯與包層偏心、光纖纖芯不圓和模場直徑不匹配。由于這些原因，光纖在熔接后將造成熔接點處不連續(xù)、不均勻等問題。根據(jù)射線傳播理論，在不連續(xù)、不均勻點處，射線將發(fā)生散射現(xiàn)象，進而產(chǎn)生損耗。然而，通過施工前的合理配盤可以有效地消除或降低這種損耗的數(shù)值。此外，也可采用特性優(yōu)良的熔接機，通過調(diào)整其工作參數(shù)也可以降低這種損耗。

2.光纖的微彎造成的損耗。根據(jù)光纖的射線傳播分析可以得出以下結(jié)論：不同入射角的射線代表著不同的傳輸模式，而光纖的彎曲則將改變光射線在交界面處的入射角，這種入射角的改變代表傳輸模式已經(jīng)改變。在光纖嚴(yán)重彎曲時，部分射線會透出纖芯產(chǎn)生輻射，成為輻射模，導(dǎo)致信號不能全部沿著光纖方向向前傳播，從而產(chǎn)生損耗。

3.光纖的熔接造成的損耗

首先，不整齊的光纖斷面會造成光纖在熔后接續(xù)點處出現(xiàn)不連續(xù)、不均勻的狀態(tài)，使光纖內(nèi)部發(fā)生光線散射，產(chǎn)生附加損耗。根據(jù)實際經(jīng)驗克制，無論采用哪種切割刀，切出的光纖斷面都會存在不同的傾斜角，但如果采用質(zhì)量較高的切刀，精準(zhǔn)的操作步驟，那么切出的光纖在熔接后產(chǎn)生的損耗值一般可控制在0.05dB以下。

另外，空氣中存在著塵埃，這些塵埃中含有多種物質(zhì)。光纖的熔接點，比如端面，一旦沾染這些塵埃中的特有物質(zhì)，共熔接點處在熔接后將存留一定的雜質(zhì)，有時還會產(chǎn)生少量極小的氣泡。那么，光線沿光纖傳播時，在該處就會發(fā)生散射，部分光線就會散射到其它方向去而無法傳播到光纖終端，產(chǎn)生較大的附加損耗。此外，雜質(zhì)的存在還將產(chǎn)生雜質(zhì)吸收損耗和氧化物散射損耗。這些損耗綜合起來有時十分驚人。顯而易見，清潔程序是接續(xù)過程中的必不可少的環(huán)節(jié)，而且要做到認(rèn)真仔細(xì)，充分徹底。

四、應(yīng)對現(xiàn)階段光纖通訊傳輸中問題的解決措施

首先，在光纖架設(shè)作業(yè)中，應(yīng)采用OTDR儀器對光纖進行全面檢查，確定光線不存在質(zhì)量問題，在基礎(chǔ)上降低因光纖質(zhì)量問題造成的附加損耗。在光纖通過中繼設(shè)備接入時，兩個連接節(jié)點光纖選擇上最好選擇同一廠家產(chǎn)品，而且在批號上也要達到一致，在兩段光纖連接時最好選用相近盤號的光纖，使兩端光纖在連接中不會因為盤號差距過大造成的光纖連接故障，這是減少光纖連接點出現(xiàn)問題的有效手段。在光纖架設(shè)施工過程中光纖彎曲是無法避免的，但理論上光纖彎曲度達到一定角度時，因光纖彎曲造成的損耗可以忽略不計，所以在施工過程中可以利用這一理論，使光纖彎曲角度達到適應(yīng)值。

第二，光纖在架設(shè)施工作業(yè)時應(yīng)完善光纖斷線技術(shù)，應(yīng)該研發(fā)先進的光纖斷線設(shè)備，使光纖斷面保持干凈整潔。在光纖斷線處理之前應(yīng)對切刀進行清潔處理，保證切刀表面沒有異物，同時在光纖斷面也應(yīng)該進行清潔處理，確保空氣中的灰塵不會存留在光纖斷面上。現(xiàn)階段光纖熔接技術(shù)還有待提高，在基礎(chǔ)上加強管線焊接機的性能，減少因光纖焊接機性能差造成的焊接面不規(guī)則現(xiàn)象。在光纖進行熔接處理作業(yè)中，應(yīng)對模版進行仔細(xì)校對，確定光纖接續(xù)指標(biāo)達保持在相關(guān)指標(biāo)之內(nèi)。在光纖熔接處理過程中，要對熔接點處的光纖斷面進行仔細(xì)清理，同時也要檢查其傾斜角度是否合理，如果有嚴(yán)重的缺陷應(yīng)馬上進行處理，減少因熔接處理造成的光信號附加損耗。

第三，應(yīng)對附加損耗的解決方法。根據(jù)本文以上提出的關(guān)于光纖衰耗特性的理論分析，可以通過加強接續(xù)工藝，提高接續(xù)質(zhì)量來降低由于光纖接續(xù)所增加的附加損耗。一般采用以下的方法：

一是改善原始特征。應(yīng)利用OTDR儀在光纜開盤檢驗時逐根進行光纖測試，以確定光纖有無斷纖和事件點。在配盤時，要注意應(yīng)盡量在同一中繼段選用相同廠家生產(chǎn)的一批次光纜，應(yīng)盡量選用盤號相連或相近的光纜相連相鄰光纜，以便降低接續(xù)時產(chǎn)生的接頭損耗。

二是減少光纖微彎。根據(jù)試驗經(jīng)驗，光纖的曲率半徑大于一定數(shù)值時，彎曲損耗可忽略不計。而在實際施工過程中，任一隨機因素都有可能造成曲率半徑小于此值，因此，在光纖接頭的盤留和固定時，應(yīng)注意避免硬彎的產(chǎn)生，從而避免微彎損耗的產(chǎn)生。

三是采用先進的熔融接續(xù)手段。在光纖接續(xù)的實際操作中，會遇到一些嚴(yán)重超標(biāo)的接續(xù)。一般而言，光纖幾何尺寸、較大的模場直徑偏差都可造成接續(xù)指標(biāo)超出允許范圍。影響這種障礙性接續(xù)的損耗值的主要原因就是熔接機的性能和狀態(tài)，熔接機的性能狀態(tài)優(yōu)良可使接續(xù)的障礙性損耗值降至很低。從而，改善了由于幾何尺寸偏差較大、模場直徑偏差較大等原因造成障礙性接續(xù)接續(xù)效果。另外，如光纖切割斷面存在較大的傾斜角或缺陷，就意味著接續(xù)損耗的增加。不當(dāng)?shù)牟僮鞣椒?、質(zhì)量不良的切刀都可能造成這些現(xiàn)象的出現(xiàn)。由此看來，在光纖接續(xù)過程中，必須保證每根光纖切面的整齊。同時，還應(yīng)對操作環(huán)境的清潔作出規(guī)范，尤其應(yīng)明確規(guī)定必須時刻清潔的切割刀的光纖斷面：在施工之前，帳篷、作業(yè)臺、發(fā)電機、電暖風(fēng)、電風(fēng)扇等必備用品應(yīng)預(yù)先配置好，保證切刀等接續(xù)工具的清潔，必須用酒精棉將切刀和光纖斷面點擦拭干凈，保證無雜質(zhì)存在，無灰塵沾附，盡力消除因污染所造成的散射損耗和吸收損耗。最后，應(yīng)保證接續(xù)操作人員具備相應(yīng)的技術(shù)素質(zhì)。光纖接續(xù)操作人員首先應(yīng)需能熟練掌握接續(xù)工藝的測試方法，還必須做到能夠根據(jù)光纖的傳輸原理和構(gòu)造，迅速地判斷和處理接續(xù)中遇到的故障，能夠有效地調(diào)整熔接機的工作參數(shù)，通過改變放電時間、熔接電流、放電間隙等技術(shù)操作，將接續(xù)損耗降至最低。

五、結(jié)語

實例證明，通過對現(xiàn)代通信發(fā)展趨勢的分析以及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在未來通信發(fā)展中光纖通信將成為通信技術(shù)的主流方向，它用自身的優(yōu)越性與逐步成熟性為全光網(wǎng)絡(luò)時代的到來奠定了堅實的基礎(chǔ)。如何在光纖制造、斷線、熔接等環(huán)節(jié)進行有效控制，將光纖在使用中因自身問題造成的附加損耗降至最低，是現(xiàn)階段我國信息產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題。光纖通信傳輸作為為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕绞剑瑧?yīng)用范圍十分廣泛，因此，在光纖通信中產(chǎn)生的問題，也值得我們?nèi)フJ(rèn)真思考并加以解決。光纖接續(xù)工作，技術(shù)復(fù)雜、工藝要求高，是對質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求的精細(xì)工作，也是關(guān)系到光纖通信傳輸質(zhì)量的重要工作。因此，在施工中，專業(yè)技術(shù)人員要充分重視光纖接續(xù)時產(chǎn)生的損耗，按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)做好光纖的接續(xù)工作，從而降低光纜的附加損耗，提高光纖的傳輸質(zhì)量。

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作者簡介：

王洪偉（1976年1月出生）、男、籍貫（浙江省舟山市）、現(xiàn)任浙江省郵電工程建設(shè)有限公司副總經(jīng)理職務(wù)、工程師職稱、碩士學(xué)位、研究方向（通信網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工管理）。