為什么要清潔光纖連接器?
光纖電纜的顯著優(yōu)點(diǎn)：能夠在短時(shí)間內(nèi)、遠(yuǎn)距離傳輸大量數(shù)據(jù)。然而，光纖安裝人員在安裝的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡量避免污染光纖連接器，以確保在傳輸通訊信號(hào)時(shí)數(shù)據(jù)的丟失量在可接受的范圍內(nèi)。 通常來(lái)說(shuō)油脂或灰塵顆粒肉眼不可見(jiàn)，但是這些顆粒的大小完全可以堵塞9微米直徑的單模光纖芯。而更小的污染顆粒會(huì)造成信號(hào)衰減和回波損耗，并有可能會(huì)對(duì)連接器造成永久性損害。 請(qǐng)隨時(shí)聯(lián)系我們，讓我們了解您在光纖清潔方面遇到的問(wèn)題，我們將與您協(xié)作，共同探討并提供問(wèn)題的解決方案。
以下案例描述了污染物對(duì)光纖性能的負(fù)面影響:
1、一家大型電子通信公司發(fā)現(xiàn)，其光纖到用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)中有16%的連接器被嚴(yán)重污染，這些污染會(huì)對(duì)光纖傳輸?shù)男蕩?lái)負(fù)面影響(Sheedy, 2014)。
2、一項(xiàng)對(duì)承包商的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，85%光纖連接的故障是由于光纖連接器的端面受到污染所造成的(Lang & Carter, 2016)。
3、 電子工業(yè)協(xié)會(huì)（IPC）發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致光纖連接器性能下降的最常見(jiàn)原因是污染物(IPC-8497-1, 2005, p. 7)
4、 國(guó)際電工委員會(huì)(IEC/TR 62627-01, 2010, p.8)指出：當(dāng)光纖插入光纖連接器時(shí)，殘留在光纖插頭端面的污染物有向光纖芯遷移的趨勢(shì)，進(jìn)而阻礙光的傳輸，影響傳輸效率(IEC/TR 62627-01, 2010, p. 8)。
5、SAE （美國(guó)航空航天材料制造協(xié)會(huì)）發(fā)現(xiàn)，與光纖受污染端面匹配會(huì)產(chǎn)生凹坑，或在套圈或光纖中嵌入顆粒，進(jìn)而造成永久性損傷(SAE AIR6031, 2012, p. 13)。
包裝完好的光纖連接器不能默認(rèn)是完全清潔的。處理連接器的手和衣服、建筑材料、灰塵
灰塵、花粉、油脂、鋸屑、空氣污染物等都屬于污染源。即使是用來(lái)保護(hù)套管的防塵帽也會(huì)污染連接器的端面。大多數(shù)污染物在不借助顯微鏡的條件下是看不見(jiàn)的。請(qǐng)牢記，纖維的直徑只有人類(lèi)毛發(fā)的幾分之一。此外，插入和拔出連接器的操作會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵區(qū)域以外的灰塵顆粒聚集并重新散落到連接器的端面(TIA-455-240，第19頁(yè))。此外，未經(jīng)清潔的光纖插頭會(huì)交叉污染其他的連接器。所以說(shuō)，在進(jìn)行配對(duì)前，檢驗(yàn)和清洗每個(gè)連接裝置是十分必要的。，當(dāng)然這也包括之前已經(jīng)完成清洗操作但是沒(méi)有配對(duì)的光纖連接器。以下兩張照片展示的是近期完成清洗后連接器的顯微鏡視圖。清洗完成后，插入、拔出連續(xù)5次操作。
以下圖片展示了連接器經(jīng)過(guò)光纖插頭插入拔出操作之后，連接器的關(guān)鍵區(qū)域污染物的情況。
正確的檢驗(yàn)和清洗流程
光纖連接器的清洗流程會(huì)極大地影響光纖安裝的質(zhì)量。每一次配對(duì)之前，必須仔細(xì)檢查光纖連接器的污染狀態(tài)，并在必要的情況下清洗這些連接器。
高效的清洗過(guò)程必須包含可以有效清潔各種類(lèi)別的污染物，并且在每一次的清潔過(guò)程中都能提供良好的清洗效果。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61300 -3-35闡述了工業(yè)清洗領(lǐng)域普遍認(rèn)可的光纖連接器端面污染情況的檢視標(biāo)準(zhǔn)以及連接器端面的缺陷的判定標(biāo)準(zhǔn)。如果連接器沒(méi)有通過(guò)檢視標(biāo)準(zhǔn)或者現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有相關(guān)的檢查設(shè)備時(shí)，應(yīng)使用聯(lián)合清洗工藝清洗光纖插頭。清洗完成后，再次檢查污染狀態(tài)，光纖插頭檢查合格后（表面無(wú)污染）才可以進(jìn)行連接操作。
不可靠的清洗方法:清洗光纖連接器常見(jiàn)錯(cuò)誤的清洗方法
不可靠的清洗過(guò)程在清洗現(xiàn)場(chǎng)會(huì)制造許多不必要的麻煩，進(jìn)而可能導(dǎo)致不可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。三種常見(jiàn)但不可靠的清洗方法是干法清洗、異丙醇清洗和濕法清洗。
干法清洗連接器
用干燥的擦拭布或棉簽清洗光纖連接器是一種常見(jiàn)但有風(fēng)險(xiǎn)的清洗方法。
干燥的顆粒污染物比濕潤(rùn)的顆粒污染物更難于移除，換句話說(shuō)，選用一種能潤(rùn)濕顆粒污染物的溶劑可有效幫助移除顆粒污染物。此外，用干燥的擦拭布擦拭物件會(huì)產(chǎn)生靜電，靜電會(huì)吸引污染物(IEC/TR 62627-01, 2010, p. 11)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，干燥的擦拭布用于清潔盒式纖維清潔劑會(huì)產(chǎn)生靜電，這些靜電會(huì)通過(guò)靜電力將金屬粉末吸引到光纖連接器上。(Berdinskikh, Fisenko, Daniel, Bragg， & Phillips, 2003)。在實(shí)際操作中也會(huì)發(fā)生類(lèi)似現(xiàn)象，比如端面在經(jīng)過(guò)干法工藝清洗后，靠近任何未經(jīng)清洗的表面也會(huì)產(chǎn)生以上靜電現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)干法清洗后的連接器端面暴露與去離子空氣中5 - 10秒，可有效消除清洗后產(chǎn)生的靜電。然而，一個(gè)更簡(jiǎn)單有效的方法是使用特制的去除靜電的溶劑配合其他清潔工具完成清潔操作(TIA-455-240, 2009，第18頁(yè))。
使用特制的擦拭布和棉簽，結(jié)合少量的特效溶劑可有效用于清潔光纖表面的污染物，并且可以消除靜電問(wèn)題(IEC/TR 62627-01, 2010，第11頁(yè))。
用異丙醇清洗光纖連接器
每個(gè)光纖連接器清洗技術(shù)作業(yè)指南都會(huì)注明請(qǐng)謹(jǐn)慎使用異丙醇(IPA)清洗連接器的端面。然而，大多數(shù)操人員還沒(méi)有意識(shí)到，在使用IPA進(jìn)行清洗連接器的端面時(shí)候要尤其小心，避免給連接器的端面帶來(lái)二次污染。
使用IPA清洗光纖連接器可能會(huì)涉及兩個(gè)比較大的問(wèn)題，第一個(gè)問(wèn)題是對(duì)大部分污染顆粒來(lái)說(shuō)，IPA不是一種有效的清潔劑，它不能有效地移除可能污染光纖連接器的各種顆粒污染。而且對(duì)于在安裝光纖時(shí)遇到的常見(jiàn)的一些顆粒污染，比如緩沖凝膠和油類(lèi)，異丙醇是一種較差的溶劑(Blair, 2006)。當(dāng)使用異丙醇清潔之后，如果沒(méi)有繼續(xù)使用擦拭布或棉簽進(jìn)行干法清洗，物件表面可能會(huì)有污染物殘留(IPC-8497-1, 2005，第15頁(yè))。
第二個(gè)問(wèn)題是IPA是一種揮發(fā)速度相對(duì)較慢的溶劑，因此在和連接器配對(duì)時(shí)可能會(huì)有溶劑殘留。而IPA具有吸濕性，即使是高純度的IPA最終也會(huì)收吸水等其他雜質(zhì);這些雜質(zhì)會(huì)進(jìn)一步降低揮發(fā)速率。將光纖連接器配對(duì)會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)管作用——將一些不純的溶劑通過(guò)毛細(xì)管效應(yīng)吸入配對(duì)區(qū)域(Blair, 2006)。最終的結(jié)果通常是連接器端面上形成一圈像“光暈”一樣的污染帶。
濕法清洗——使用過(guò)量的溶劑清洗
使用過(guò)量的溶劑清洗光纖連接器存在一定的缺陷——過(guò)量使用溶劑會(huì)導(dǎo)致光纖的套管積聚大量的溶劑，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致清洗后端面的交叉污染(Telcordia - GR-2923-CORE, 2010年第2期，第2-8頁(yè))。在這種情況下，使用較多的清洗劑并不能提高清洗效力。在清洗過(guò)程中，其實(shí)只需很少的溶劑就能夠消除靜電，并且可以有效分散溶解端面的污染物。清洗完成后，立刻使用顯微鏡觀察，如果工件表面有溶劑殘留，就可以認(rèn)為溶劑使用量過(guò)大。但是如果使用專(zhuān)業(yè)的光纖清潔劑，只需要少量的液體就可以達(dá)到理想的清洗效果，并且清洗劑的揮發(fā)速率非常快。
聯(lián)合清洗工藝:最好的光纖清洗工藝
如下展示的是被記號(hào)筆所污染的光纖連接器的端面，用來(lái)測(cè)試清洗效果。
聯(lián)合清洗工藝是一種濕法到干法聯(lián)合的一種清洗形式，這種方法的特點(diǎn)是僅需使用少量的溶劑就可以達(dá)到預(yù)期的清洗效果。
聯(lián)合清洗工藝普遍被認(rèn)為能夠達(dá)到次優(yōu)級(jí)的清洗效果，這種清洗工藝會(huì)使光纖連接器的端面附帶有電荷，這些電荷可能在清洗過(guò)程之后吸引污染物。在“從濕到干”的清洗過(guò)程中使用過(guò)多的溶劑會(huì)導(dǎo)致表面殘留過(guò)多的溶劑以及可能會(huì)引起交叉污染。聯(lián)合清洗工藝使用少量溶劑，清洗完成后自然干燥。
聯(lián)合清洗工藝也可以配合擦拭布、棉簽、光纖清洗工具使用。針對(duì)不同種類(lèi)的污染物，選用不同種類(lèi)的溶劑輕微潤(rùn)濕清洗工具。
首先用溶劑潤(rùn)濕的清洗工具清洗連接器的端面，然后用不含有溶劑的清洗工具進(jìn)行表面干燥。聯(lián)合清洗工藝的原理：首先使用擦拭布或棉簽擦拭連接器表面的顆粒等污染物時(shí)，擦拭工具沾有的溶劑可以有效消除連接器上附帶的靜電并且可以分散溶解表面的污染物，然后使用干燥的擦拭布或棉簽干燥表面殘留的溶劑，殘留的溶劑不會(huì)有交叉污染污染光纖表面的風(fēng)險(xiǎn)。聯(lián)合清洗工藝的流程如下圖所示。
聯(lián)合清洗工藝流程圖:
1、在擦拭布上滴一滴溶劑(溶劑潤(rùn)濕面積和一塊硬幣大小相似)，然后輕輕地拖動(dòng)光纖連接器，端面朝向擦拭布，起點(diǎn)為擦拭布上被溶劑潤(rùn)濕的區(qū)域，到擦拭布的干燥區(qū)域，以上清洗流程可一次性清除污染物，并且起到干燥端面的作用。
2、只需輕輕接觸被溶劑潤(rùn)濕的擦拭布，光纖連接器上的污染物就可以被有效移除。
3、請(qǐng)避免一些錯(cuò)誤的清洗操作，例如在擦拭布上原地不停的旋轉(zhuǎn)連接器，或在一條直線的區(qū)域上來(lái)回拉動(dòng)的清洗操作，因?yàn)檫@些錯(cuò)誤的操作會(huì)使各種污染物或碎屑附著到光纖連接器的端面。
4、避免在堅(jiān)硬的表面操作，在這種情況下會(huì)使研磨產(chǎn)生的碎屑附著在光纖連接器的端面。
以上的清洗流程也適用于其他種類(lèi)的光纖清洗工具，例如:擦拭布、棉簽和CCT清洗工具。下一篇文章我們將討論使用每種清洗工具聯(lián)合清洗工藝的特定用途。
市面上有許多其他類(lèi)似的光纖清洗工藝，這些清洗工藝會(huì)造成不穩(wěn)定的清洗效果，還可能會(huì)導(dǎo)致再次污染。綜上所述，干法清洗、異丙醇清洗、連接器濕法清洗的效果較差。最好的光纖連接器清洗工藝是聯(lián)合清洗工藝。這項(xiàng)技術(shù)只需在擦拭布上噴灑少量的清洗溶劑，并且立刻干燥。
參考文獻(xiàn):
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