光纤实习报告

实 习 报 告 实习题目 光纤熔接 实习地点 实习时间 指导教师 实训班级 姓 名 目录 第一章 实验目的 1 1 1 熟悉和掌握光缆的种类和区别 2 1 2 熟悉和掌握光缆工具的用途和使用方法和技术 2 1 3 熟悉光缆跳线的种类 2 1 4 熟悉光缆耦合器的种类和安装方法 3 1 5 熟悉和掌握光纤的熔接方法和注意事项 5 第二章 实验环境 6 2 1 光纤熔接机 6 2 2光纤工具箱 7 第三章 实验步骤 8 3 1 完成光缆的两端剥线 8 3 2 完成光缆的熔接实训 8 3 3 完成光缆在光纤熔接盒的固定 8 3 4 完成耦合器的安装 9 第 4 章 实训中的问题和解决方法 10 4 1 光纤不能正常熔接 10 第五章 实习总结 11 6 1 实习心得 11 第 1 章 实验目的 1 11 1 熟悉和掌握光缆的种类和区别熟悉和掌握光缆的种类和区别 G 652 标准单模光纤 标准单模光纤是指零色散波长在 1 3 m 窗口的单模光纤 国际电信联盟 ITU T 把这种 光纤规范为 G 652 光纤 其特点是当工作波长在 1 3 m 时 光纤色散很小 系统的传输距 离只受光纤衰减所限制 但这种光纤在 1 3 m 波段的损耗较大 约为 0 3dB km 0 4dB km 在 1 55 m 波段的损耗较小 约为 0 2dB km 0 25dB km 色散在 1 3 m 波段为 3 5ps nm km 在 1 55 m 波段的损耗较大 约为 20ps nm km 这种光纤可支 持用于在 1 55 m 波段的 2 5Gb s 的干线系统 但由于在该波段的色散较大 若传输 10Gb s 的信号 传输距离超过 50 公里时 就要求使用价格昂贵的色散补偿模块 G 653 色散位移光纤 针对衰减和零色散不在同一工作波长上的特点 20 世纪 80 年代中期 人们开发成功了一 种把零色散波长从 1 3 m 移到 1 55 m 的色散位移光纤 DSF Dis persion ShiftedFiber ITU 把这种光纤的规范编为 G 653 然而 色散位移光纤在 1 55 m 色散为零 不利于多信道的 WDM 传输 用的信道数较多 时 信道间距较小 这时就会发生四波混频 FWM 导致信道间发生串扰 如果光纤线路 的色散为零 FWM 的干扰就会十分严重 如果有微量色散 FWM 干扰反而还会减小 针 对这一现象 人们研制了一种新型光纤 即非零色散光纤 NZ DSF G 655 G 654 衰减最小光纤 为了满足海底缆长距离通信的需求 人们开发了一种应用于 1 55 m 波长的纯石英芯单模 光纤 它在该波长附近上的衰减最小 仅为 0 185dB km G 654 光纤在 1 3 m 波长区域的 色散为零 但在 1 55 m 波长区域色散较大 约为 17 20 ps nm km ITU 把这种光 纤规范为 G 654 G 655 非零色散光纤 针对色散位移光纤在 1 55 m 色散为零 会产生四波混频 导致信道间发生串扰 不利于 多信道的 WDM 系统的问题 如果有微量色散 FWM 干扰反而还会减小 针对这一特点 人们研制了非零色散光纤 NZ DSF 非零色散光纤实质上是一种改进的色散位移光纤 其零色散波长不在 1 55 m 而是在 1 525 m 或 1 585 m 处 非零色散光纤削减了色散效应 和四波混频效应 而标准光纤和色散移位光纤都只能克服这两种缺陷中的一种 所以非零 色散光纤综合了标准光纤和色散位移光纤最好的传输特性 既能用于新的陆上网络 又可 对现有系统进行升级改造 它特别适合于高密度 WDM 系统的传输 所以非零色散光纤是 新一代光纤通信系统的最佳传输介质 全波光纤 由朗讯公司发明的全波光纤 ALL wave Fiber 消除了常规光纤在 1385nm 附近由于 OH 离 子造成的损耗峰 损耗从原来的 2dB km 降到 0 3dB km 这使光纤的损耗在 1310nm 1600nm 都趋于平坦 其主要方法是改进光纤的制造工艺 基本消除了光纤制造 过程中引入的水分 全波光纤使光纤可利用的波长增加 100nm 左右 相当于 125 个波长通 道 100GHz 通道间隔 全波光纤的损耗特性是很诱人的 但它在色散和非线性方面没有突 出表现 色散补偿光纤 色散补偿光纤 DCF DispersionCompensatingFiber 是具有大的负色散光纤 它是针对现 已敷设的 1 3 m 标准单模光纤而设计的一种新型单模光纤 为了使现已敷设的 1 3 m 光纤 系统采用 WDM EDFA 技术 就必须将光纤的工作波长从 1 3 m 转为 1 55 m 而标准光纤 在 1 55 m 波长的色散不是零 而是正的 17 20 ps nm km 并且具有正的色散斜率 所以必须在这些光纤中加接具有负色散的色散补偿光纤 进行色散补偿 以保证整条光纤 线路的总色散近似为零 从而实现高速度 大容量 长距离的通信 1 21 2 熟悉和掌握光缆工具的用途和使用方法和技巧熟悉和掌握光缆工具的用途和使用方法和技巧 人类社会现在已发展到了信息社会 声音 图象和数据等信息的交流量非常大 以前的通 讯手段已经不能满足现在的要求 而光纤通讯以其信息容量大 保密性好 重量轻体积小 无中继段距离长等优点得到广泛应用 其应用领域遍及通讯 交通 工业 医疗 教育 航空航天和计算机等行业 并正在向更广更深的层次发展 光及光纤的应用正给人类的生 活带来深刻的影响与变革 1 31 3 熟悉光缆跳线的种类熟悉光缆跳线的种类 光纤跳线按传输媒介的不同可分为常见的硅基光纤的单模 多模跳线 还有其它如以塑胶 等为传输媒介的光纤跳线 按连接头结构形式可分为 FC 跳线 SC 跳线 ST 跳线 LC 跳线 MTRJ 跳线 MPO 跳线 MU 跳线 SMA 跳线 FDDI 跳线 E2000 跳线 DIN4 跳 线 D4 跳线等等各种形式 比较常见的光纤跳线也可以分为 FC FC FC SC FC LC FC ST SC SC SC ST 等 单模光纤 一般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 一般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 1 41 4 熟悉光缆耦合器的种类和安装方法熟悉光缆耦合器的种类和安装方法 光纤耦合器可分标准耦合器 双分支 单位 1 2 亦即将光讯号分成两个功率 星状 树 状耦合器 以及波长多工器 WDM 若波长属高密度分出 即波长间距窄 则属于 DWDM 制作方式则有烧结 Fuse 微光学式 Micro Optics 光波导式 Wave Guide 三种 而以烧结式方法生产占多数 约有 90 烧结方式的制作法 是将两条光 纤并在一起烧融拉伸 使核芯聚合一起 以达光耦合作用 而其中最重要的生产设备是融 烧机 也是其中的重要步骤 虽然重要步骤部份可由机器代工 但烧结之后 仍须人工作 检测封装 因此人工成本约占 10 15 左右 再者采用人工检测封装须保品质的一致性 这也是量产时所必须克服的 但技术困难度不若 DWDM module 及光主动元件高 因此初 期想进入光纤产业的厂商 大部分会从光耦合器切入 毛利则在 20 30 国外业 者有 JDS E Tek Oplink Gould 等 目前都已直接在大陆设厂生产耦合器 1 51 5 熟悉和掌握光纤的熔接方法和注意事项熟悉和掌握光纤的熔接方法和注意事项 一 为什么熔接 光纤的连接 活动连接 连接头连接 熔融连接 光纤熔接机 化学粘剂连接 有些实验室 我们知道光纤通信本身的优点很多 但其连接就不象电线连接那么简单了 光纤熔接机就 是利用电弧放电原理对光纤进行熔接的机器 二 常见的光纤熔接机及其型号 技术指标 住友 SUMITOMO 单芯 TYPE 36 37 39 多芯 TYPE 65 藤仓 FUJIKURA 单芯 FSM 40S 50S 60S 多芯 FSM 30R 古河 FITEL 单芯 S176 S177 系列 多芯 S199 爱立信 国产熔接机 主要特点都差不多 快速 全自动熔接 结构紧凑 轻巧 彩色显示屏幕 可同时观测 X Y 光纤 体积小 重量轻 提供存储熔接数据等功能 适用光纤类型广泛 SM MM DSF 等光纤都可以 三 认识光纤熔接机的各个部分 四 熔接过程 1 工具 主机 切割刀 光纤 剥线钳 酒精 99 工业酒精最好 用 75 的医用酒精也 可 棉花 用面巾纸也可 热缩套管 2 放电实验 目的 让光纤熔接机适应当前的环境 为什么做 更好的适应环境 放电更充分 熔接效果更好 怎么做 1 加入光纤 选择 放电实验 功能 按 SET 键即可 屏幕显示出放电强 度 直到出现 放电 OK 为止 2 空放电 按 ARC 键 做多少次 过程会出现 放电过强 放电过弱 直到放电 OK 止 什么时候做 1 位置改变时 一般超过 300KM 2 海拔变化时 一般超过 1000m 3 在更换电极后一定需要做放电实验 4 纬度变化时 注意 不是每次熔接前都要做放电实验 3 确认你所熔接的光纤类型和需要加热的热缩套管类型 如何选择 光纤类型 在熔接模式中选择 SMF MF DSF NZDF 等 热缩套管类型 在加热模式中选择 一般热缩套管分 40mm 60mm 两种 当然也有 生产厂家按照自己生产的光纤熔接机来定做热缩套管 不要让其出现不匹配现象 4 制备光纤 光纤 纤芯 涂覆层 包层 我们要熔接的是裸纤 就是纤芯 用光纤剥线钳剥除一段裸光纤出来 用酒精棉来清洁干净 然后用光纤切割刀来切割 切割长度按照上面参数来确定 切割刀上面有尺寸刻度 注意保持切割的端面保持垂直状 态 误差一般是 2 以内 1 以内 注意一下 先清洁后切割 加入一句 放置热缩套管 在切割前做完这个动作 4 熔接 光纤切好后 把光纤放入光纤熔接机内 放的位置 V 型槽端面直线与电极棒中心直线中间 1 2 的地方 大约 然后放好光纤压板 防下压脚 另一侧同 盖上防风盖 按 SET 键 开始熔接 整 个过程需要需要 15 秒左右的时间 不同熔接机不一样 大同小异 屏幕上出现两个光纤 的放大图象 经过调焦 对准一系列的位置 焦距调整动作后开始放电熔接 熔接完成后 把热缩套管放在需要固定的部位 把光纤的熔接部位防在热缩套管的正中 央 一定要放在中间 给他一定的张力 注意不要让光纤弯曲 拉紧 压放入加热槽 盖 上盖 按键 HEAT 下面指示灯会亮起 持续 90 秒左右 机器会发出警告加热过程完成 同时指示灯也会不停的闪烁 拿出冷却 这样一个完整的熔接过程就算完成了 5 整理 整理工具 放到指定的位置 收拾垃圾 收拾时候注意碎小的光纤头 6 在操作过程常注意的问题 1 清洁 光纤熔接机的内外 光纤的本身 重要的就是 V 型槽 光纤压脚等部位 2 切割时 保证切割端面 89 1 近似垂直 在把切好的光纤放在指定位置的过程中 光纤的端面不要接触任何地方 碰到则需要我们重新清洁 切割 强调先清洁后切割 3 放光纤在其位置时 不要太远也不要太近 1 2 处 熟练程度 4 在熔接的整个过程中 不要打开防风盖 5 加热热缩套管 过程学名叫接续部位的补强 加热时 光纤熔接部位一定要放在正 中间 加一定张力 防止加热过程出现气泡 固定不充分等现象 强调的是加热过程和光 纤的熔接过程可以同时进行 加热后拿出时 不要接触加热后的部位 温度很高 避免发 生危险 6 整理工具时 注意碎光纤头 防止危险 光纤是玻璃丝 很细而且很硬 五 一般的日常维护 关键词 清洁 干燥 保洁工具 常用 棉花 棉签棒 光纤本身 空气气囊 酒精 要求同上 需要清洁的部位 光纤压脚 用棉花棒蘸酒精按同一方向擦拭 V 型槽 住友有专门的清洁工具 没有的话可以用酒精棒 也可以用裸光纤来清洁 一 般多用空气气囊吹气 但是避免用口吹气 那样有湿气 清洁 型槽 熔接机调芯方向的上下驱动范围各只有数十微米 稍有异物就会使 光纤图像偏离正常位置 造成不能正常对准 这时候需及时清洁 型槽 具体过程如下 1 掀起熔接机的防风罩 2 打开光纤压头和夹持器压板 3 用棉签棒沾无水酒精 或将牙签削尖 单方向擦拭 型槽 即可 注意 切忌用硬质物清洁 型槽或在 型槽上用力 避免坏 型 槽或使 型槽失准 造成仪表不能正常使用 对于光学系统 组成 反光镜保护片 LED 照明灯 CCD 摄象头 清洁用酒精棒擦拭 对于光纤切割刀同上 避免有物体接触刀刃部位 六 耗材 主要是光纤切割刀的刀片和放电用的电极 刀片寿命 12 个面 每个面切割 2500 次左右 寿命 3 万次 电极寿命 一般放电超过 2000 次就要更换 注意 在保洁 更换电极刀片的时候 日常使用时也是 避免任何形式的和刀片电极部 位的接触 对本身有很大伤害 七 常见的问题 在机器本身没有问题的前提下 大多数的问题还是由于我们的操作来引起的 切的问题和 放置的问题 还有操作规程问题 一定按照操作流程来做 同时需要提醒的是有耐心问题 在进行测试和熔接的时候很重要 题外话 如何扩展 第二章 实验环境 2 12 1 光纤熔接机光纤熔接机 光纤熔接机主要用于光通信中 光缆的施工和维护 主要是靠放出电弧将两头光纤熔化 同时运用准直原理平缓推进 以实现光纤模场的耦合 注 此光纤是指光缆中的每一根纤 用用途途 熔接机主要运用于各大运营商 工程公司 企事业单位的光缆线路工程施工 线路 维护 应急抢修 光纤器件的生产测试以及科研院所的研究教学中 2 22 2 光纤工具箱光纤工具箱 第三章 实验步骤 实验步骤 3 13 1 完成光缆的两端剥线完成光缆的两端剥线 开剥光缆 并将光缆固定到盘纤架上 常见的光缆有层绞式 骨架式和中心束管式光 缆 不同的光缆要采取不同的开剥方法 剥好后要将光缆固定到盘纤架 分别将光纤穿过热缩管 将不同束管 不同颜色的光纤分开 穿过热缩管 熔接完成 后 可以用热缩管保护光纤熔接头 3 打开熔接机电源 选择合适的熔接方式 熔 接机的供电电源有交流和直流两种 要根据供电电源的种类来合理开关 我们知道 CATV 使用的光纤有常规 型单模光纤和色散位移单模光纤 工作波长也有 1310nm 和 1550nm 两种 所以我们要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接方式 3 23 2 完成光缆的熔接实训完成光缆的熔接实训 制备光纤端面 光纤端面制作的好坏将直接影响接续质量 所以在熔接前 必须首先 做合格的端面 用专用的剥线工具剥去涂覆层 再用沾用酒精的清洁麻布或棉花在裸 纤上擦试几次 使用精密光纤切割刀切割光纤 对 0 25nm 外涂层 光纤 切割长度 为 8mm 16mm 对 0 9mm 外涂层 光纤 切割长度只能是 16mm 放置光纤 将光纤放在熔接机的 V 形槽中 小心压上光纤压板和光纤夹具 要根据光 纤切割长度设置光纤在压板中的位置 并正确地放入防风罩中 接续光纤 按下接续键后 光纤相向移动 移动过程中 产生一个短的放电清洁光纤 表面 当光纤端面之间的间隙合适后溶接机停止相向移动 设定初始间隙 熔接机测 量 并显示切割角度 在初始间隙设定完成后 开始执行纤芯或包层对准 然后熔接 机减小间隙 最后的间隙设定 高压放电产生的电弧将左边光纤 熔到右边光纤中 最后微处理器计算损耗并将数值显示在显示器上 如果估算的损耗值比预期的要高 可以再次放电 放电后熔接机仍将计算损耗 3 33 3 完成光缆在光纤熔接盒的固定完成光缆在光纤熔接盒的固定 移出光纤并用加热器加固光纤 打开防风罩 将接机同时存贮熔接数据 其中包括 熔接模式 数据 估算损耗等 将光纤从熔接机上取出 再将热缩管放在裸纤中心 放到加热器中加热 完毕后从加热器中取出光纤 操作时 由于温度很高 不要触摸 热缩管和加热器的陶瓷部分 3 43 4 完成耦合器的