通信光纤传输衰减的成因及防范-通信工程论文

时间：2022-09-30 13:00:24 通信工程毕业论文我要投稿

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　　摘要：光纤传输数据的推广与应用，有效提高了传输速度，但是光纤传输也存在一个突出的缺陷，即信号衰减。导致通信光纤传输信号衰减的原因很多，光纤通信网络建设及维护过程中应注重防范传输衰减。

通信光纤传输衰减的成因及防范-通信工程论文

　　关键词：通信光纤;传输衰减;成因;防范

　　光纤通讯技术有效减少了信息传输时间，适应了经济社会发展的快节奏。但应用光纤通讯技术传输信息时，传输过程极易受到外界的干扰，或由于传输距离过长而导致信号产生衰减。

　　1 通信光纤传输衰减

　　通信光纤传输信号衰减指的是光纤信号传输过程中按照每米一定长度的速度衰减，衰减程度决定了通信光纤的传输质量。为了有效解决通信光纤传输衰减这一问题，不少科学家都进行了大量的研究。早期，有学者利用大气对光信号进行传输，但是多以失败告终，这主要是由于大气中极易受各种环境因素的影响，因而无法正常进行通信。随后，专家又将目光转向了介质通讯方面，采用石英玻璃材质的光导纤维对光信号进行传输，但由于该材料的衰减度极高，只能够在十分有限的空间和距离范围内传播光信号，因此，光纤通信并未得到广泛的推广。随着材料性能地不断优化，当前，通信光纤材料的衰减度也得到了有效地控制，但使用过程中仍有信号衰减产生。

　　2 通信光纤传输衰减的成因分析

　　2.1 接续性衰减

　　1)光纤自身固有原因所造成的衰减。通信光纤固有衰减是由于光纤束直径不一，内芯径搭配有欠合理，内芯截面规则性不强，内芯同外包皮之间存在微量偏心距等原因造成的。

　　2)非自身因素所造成的衰减。该类型又可分为两种，一种是熔接性衰减，另一种是活动接头衰减。其中，熔接性衰减是由于对称轴产生错位，导致轴心存在微量倾斜;端面分离存在间隙;光纤端面有欠完整和清洁;施工人员操作先后顺序有误、专业水平不佳、熔接参数设置不合理;施工环境有欠清洁等原因引发的。活动接头衰减是由于活动连接器接触有问题、质量不佳、清洁度差或其他原因导致的衰减。

　　2.2 非接续性衰减

　　1)弯曲衰减。若通讯光纤遭受严重弯折，且弯曲半径同其芯径之比相对较大时，其传输信号的性能将会产生极大的改变。信号传输时会有大量信号传导模转变为辐射模，无法继续进行传输，而是受到涂覆层的吸收，进而引发通信光纤额外传输衰减。弯曲衰减包括两种类型，即宏弯曲衰减、微弯曲衰减，前者光纤曲率半径较光纤直径而言要大的多，衰减原因多数是由于光缆铺设过程中出现扭转或弯曲，设备安装过程中，光纤相互之间发生盘绕等引起的;后者是由于光纤中心轴存在微弯而引发的衰减，原因多由于光纤加工过程中支承光缆的底面表存在微小不规则，导致局部应力的分布存在不均匀现象，进而造成微弯，或光缆铺设时各部位张拉力有欠均衡，外界温差变化导致其热胀冷缩，进而形成微弯衰减。

　　2)环境及施工因素所引发的衰减。光缆上架不规范造成的衰减，主要是由于上架处的套管相互之间发生扭绞或上下相互错位导致的。热熔保护热缩不良引发的衰减，主要是由于热熔保护热熔后存在扭曲，出现气泡，或加热器参数设置有欠合理，导致热熔保护管变形，或出现气泡。光缆施工不规范引发衰减，由于光缆牵引过程中出现打扣、浪涌等问题，导致外护层受损，引发衰减。

　　3 通信光纤传输衰减的防范措施

　　3.1 加强光纤传输衰减的计算与测试

　　光信号在通信光纤线路上的传输损耗，是通信光纤的基本传输特性。根据通信光纤的传输衰减特性，采用计算公式对其衰减值进行计算，例如，前端至各光节点光路损耗公式如下：

　　L=aD-0.02n+0.5+0.5+1+(-2dBm)

　　其中，a―单模光纤损耗，如1310波长式中a单模光纤值取0.35dBm/km，若采用1550nm波长，a取0.2dBm;D―光纤路径长，(km);n―熔结头数;0.02―熔结点损耗0.02dBm;1―常规预留系统余量，1dBm;-2dBm―光接收机输入功率，为-2dBm，也可以是0dBm或-1dBm。

　　利用上式可对各个光节点传输损耗功率进行计算，该式也是测试通信光纤传输衰减的基本依据。光纤传输网络设计结束后，需要对光纤传输损耗进行检测，看其是否满足设计要求，该指标是验收及测试中最为关键和重要的技术指标之一，也是日后通信光纤线路维护的必要数据。如果对各光节点光接收机输入功率进行测试，即可明确前端到各光节点的传输损耗功率。可利用下式进行计算：

　　P损=P出-P收

　　其中，P损―前端到各光节点传输损耗功率;P出―到光接收机输入端的光发射机功率;P收―光接收机输入功率，单位均

　　为mW。

　　对于光纤传输分配网中的传输衰减可以利用计算或仪器进行检测，并获取某一光节点的信号衰减值。

　　3.2 接续性衰减防范措施

　　1)光纤安装、设计、施工及维护时，应对光纤质量进行把关，选择优质光纤，尽量采用相同批次的光纤，以确保光纤整体特性接近，相互匹配，以求将光纤直径差异性降至最低，减少衰减。

　　2)选择经验丰富、专业技术水平过硬的施工人员对光缆进行接续及测试，由于施工人员专业技能水平高低将会对接续性衰减程度造成直接影响，因此，施工人员必须严格根据光纤的熔接工艺来进行接续，对接头处可能出现的衰减进行严格控制，尽可能消除人为因素所带来的衰减。

　　3)确保所制备光纤断面的完善性、平整性、情节性。制备光纤断面是光纤接续过程的关键所在，一旦断面制备有欠完善，将会直接导致光纤出现接续性衰减，因此，制备过程中应时刻保持平整、无缺损，并严格防止灰尘对断面造成污染。

　　3.3 非接续性衰减防范措施

　　1)工程勘查、设计及施工时，对最佳路线及光纤线路的铺设方式进行对比和优化设计，确保光纤线路路径的科学性及铺设方式的合理性，以尽可能防止非接续性衰减出现。

　　2)加强施工团队的教育与培训，提高施工人员的责任意识，定期组织施工人员进行技术培训，构建一批高素质、专业技能过硬的施工团队，以更好地保障施工质量。

　　3)在设计、施工及日常维护过程中，应当确保光缆线路的有效性，注重搞好光纤线路的防电、防雷工作，确保线路的完整性，防止线路受到腐蚀而导致非接续性衰减产生。