Пайка оптического волокна: детали и тонкости выполнения. рассмотрим сварочные аппараты для оптоволокна

Волоконно-оптические линии связи имеют высокую пропускную способность информационного сигнала. Их работа во многом зависит от качества соединения провода: чем лучше соединены волоски, тем меньше степень затухания сигнала в месте контакта. Многослойный провод имеет сложную структуру, для сварки стыков используется специальное оборудование. Работать на нем довольно просто.

Сварка оптоволокна не требует специальных навыков, обучения. Достаточно следовать инструкции. Перед этим будет полезно узнать некоторые нюансы работы. При монтаже линий связи много времени уделяется подготовке кабеля к процессу сварки, для этого существует специальное оборудование.

Технология сварки ВОЛС

Длина оптоволокна мерная, он выпускается в бухтах. Многокилометровые магистральные волоконно-оптические линии передачи создаются двумя типами соединений:

• разъемные;
• неразъемные.

Разъемные требуют дополнительных затрат, коннекторы и адаптеры существенно снижают светопередачу сигнала. Чаще делаются неразъемные соединения сваркой волокна специальными приборами.

Необходимый инструмент

Качественный монтаж ВОЛС невозможен без двух приборов:

• скалыватель, аппарат для оптоволокна позволяет отрезать очищенный кабель строго под прямым углом;
• рефлектометр или тестер, им определяется точность соединения.

Нужны инструменты для зачистки изолирующей оболочки. Для этой работы подойдет стандартный набор для пайки. Там есть все: кусачки, плоскогубцы, растворитель или спирт, специальные плотные салфетки для снятия водозащитного слоя. От качества очистки поверхности зависит надежность соединения.

Подготовительные работы

Процесс подготовки кабеля перед заправкой занимает много времени. Сначала оптику осматривают. Вода разрушает светопроводящий слой. Если конец провода влажный, обрезают от него не менее метра троссокусом. Чтобы снять оболочку, кабель зачищают до гидрофобного геля. Разделка ножом-стриппером не занимает много времени: кабель после кругового разреза на расстоянии не менее 3 см от конца достаточно стянуть. Водозащитный слой убирают растворителем и салфетками, не оставляющими ворсинок. Необходимо снять изоляцию полностью, это отражается на качестве скола.

Процесс соединения

Скалыватель образует перпендикулярный срез высокой точности. После этого приступают к процессу сварки. Основные этапы работы:

1. концы провода закладываются в прибор друг к другу, фиксируются;
2. аппарат проводит юстировку проводника, сводит концы между собой;
3. затем пропускается электроразряд, в зоне дуги уничтожаются частички пыли;
4. спайка волокон между собой происходит под действием дуги, кремний расплавляется, образуется диффузное соединение;
5. после сварки проводится тестирование соединения: прибор разводит спаянные концы в стороны с определенным усилием;
6. на соединение надевается термоусадочная трубка, в печи она образует на проводе защитную оболочку;
7. когда вторую часть работы прибор завершит, таймер подает звуковой или световой сигнал.

Скалыватель и рефлектометр

Скалыватель – это механическое высокоточное устройство, обеспечивающее перпендикулярный срез оптоволокна. От качества скола зависит качество сварки.

При плохом сколе интеллектуальные сварочные аппараты просто не варя оптоволокнот. Среди скалывателей японские тоже лучшие.

Некоторые специалисты придают ему настолько большое значение, что при дефиците средств, предпочитают приобрести высококлассный японский скалыватель, а в придачу к нему покупают относительно дешевый китайский сварочный аппарат.

Сразу после скалывания оптоволокна необходимо его вставить в сварочный аппарат и начинать сварку, никаких промежуточных действий быть не должно, иначе это приводит к загрязнению и низкому качеству сварки.

Третий прибор, без которого нельзя обойтись это рефлектометр, он измеряет качество линии, от его показаний зависит, нужна переделка сварки оптоволокна или нет.

Совокупность точных приборов для сварки в сочетании с опытностью оператора будет давать надежное соединение с оптимальными характеристиками для передачи сигнала.

Строение кабеля

Сигнал передается по тонкой стеклянной нити из диоксида кремния, размер проводника исчисляется в микронах. В кабеле может находиться до 38 жил, все они изолированы. Кремниевое стекло очень хрупкий материал, боится влажности, поэтому его покрывают многослойной изоляцией. Сначала покрывают защитным лаком, затем помещают в модульные трубки, заполненные водоотталкивающим гелем, он предохраняет стеклянный проводник от набухания. Трубки дополнительно покрываются гибкой изоляцией, затем слоем полиэтилена.

Изоляция зависит от условий эксплуатации кабеля. Он подразделяется по видам:

• наружный кабель бывает подвесным и подземным;
• внутренний для прокладки используется редко, его можно встретить в деловых центрах.

Из подвесного делают воздушные линии связи, иногда кабель дополнительно оборудуют тросиком и клипсовыми держателями. Подземный для прокладки в грунте некоторые производители выпускают в гофроброне.

Процедура сваривания ВОЛС

ВОЛС — волоконно-оптические линии связи. Их сваривание осуществляется поэтапно:

1. Оптоволоконный кабель разделяется: снимается изоляционное покрытие, отделяются отдельные модули, состоящие из определенного количества оптического волокна. Их сваривание производится отдельно.
2. Волокна зачищаются (с них удаляется влагозащитное покрытие).
3. На оптоволокно надевается КДЗС — специальная насадка из термоусадочных трубок и усилительных стержней.
4. С волоконных окончаний убирается защитный слой (гель, лак), производится обработка спиртом.
5. Затем волокна фиксируют прецизионными скалывателями (скол должен сформироваться перпендикулярно оси волокна).
6. Свариваемые волокна помещаются в V-образные канавки (зажим).
7. Их совмещают под микроскопом. В современных моделях эта процедура выполняется автоматически.
8. Волокна разогреваются электрической сварочной дугой до необходимой температуры.
9. Посредством механической деформации сварка оптоволоконного кабеля проверяется на прочность, оценивается процесс затухания, осуществляемый стыками.
10. Оператор сварочного оборудования устанавливает защитный комплект на участок сваривания изделия, который далее помещается в специальную тепловую камеру для температурной усадки.

Параметры сварки оптических волокон:

Типы свариваемых волокон	Одиночные кварцевые оптические волокна: одномодовые (SM, ITUT G.652) многомодовые (ММ, ITUT G.651) волокна для FTTx (G.657)
Диаметр свариваемого волокна	80 мкм — 150 мкм
Диаметр покрытия свариваемого волокна	100 мкм — 1000 мкм
Длина зачищаемых волокон	8 — 16 мм для внешнего покрытия, не более 250 мм 16 мм для внешнего покрытия от 250 до 1000 мкм 8 — 16 мм для внешнего покрытия от 250 до 1000 мкм
Средние потери на сварном соединении	0,02 дБ для SM 0,01 дБ для ММ 0,04 дБ для DS 0,04 дБ для NZDS
Коэффициент отражения от сварного соединения, дБ	Не более 60
Типы применяемых термоусадочных трубок	Стандартные, длиной 60 мм или 40 мм, а также меньшего размера

У нас также можно приобрести все необходимое для оптических линий связи (кабель, муфты, кроссы, разъемы, шнуры), а так же оборудование для монтажа и тестирования оптических линий, в том числе профессиональные рефлектометры Fluke Networks.

Ремонт оптической линии

Ремонт ВОЛС состоит из следующих действий:

• поиск места обрыва оптической линии;
• организация доступа ремонтника к поврежденным оптическим волокнам;
• ремонт оптического кабеля;
• повторная проверка кабельной трассы.

Как было указано ранее, место обрыва ищут с помощью рефлектометра. Потеря сигнала может произойти как в одном из кроссов или муфт, так и в середине целого участка кабеля (к примеру, проведение подземных работ в месте прокладки кабеля).

соединительная муфта для ВОЛС

В первом случае ломается место некачественного шва и делается новая сварка оптики. Во втором случае все куда сложнее, ремонт оптоволокна невозможен. Если технический запас и особенность расположения кабеля позволяет, то в месте разрыва устанавливается дополнительная муфта. В противном случае весь участок кабеля меняется, сварные работы проводятся на обоих концах нового кабеля. Ремонт ВОЛС – процесс весьма затратный, поэтому лучше заранее качественно провести монтажные работы.

Оптоволоконный кабель: виды и состав

Прежде чем разбирать инструкцию по сварке кабеля, рассмотрим, что такое оптический кабель. ВОЛС – это волоконно-оптические линии связи, которые разделяют по категориям.

1. Конструкционные особенности: могут состоять из оболочки с трубными модулями или многослойного соединения и двухуровневой защиты.
2. Место применения: наружное или внутреннее. Учитывая высокую стоимость оптического кабеля, внутренняя прокладка оптоволоконной линии связи применяется крайне редко, только в случаях необходимости высокоскоростной, целостной и точной передачи данных.
3. Условия прокладки кабеля: подвесные, грунтовые, канализационные, под водой, подвешиваемые на столбы электропередачи. Наиболее часто в обиходе встречаются подвесные, грунтовые и канализационные кабели. Реже применяют патч-корды, с тросиками и гофроброней.

Рекомендации по выбору методов монтажа оптических разъемов

Все описанные в статье решения имеют право на жизнь. Однако, как указано выше, у каждого из них есть свои достоинства и недостатки, обуславливающие их применение.

Так клеевые коннекторы на данный момент уже практически не устанавливаются пользователями самостоятельно ввиду сложности технологии и низкого качества результата. В основном, их устанавливают производители патч-кордов и пигтейлов. Вместе с тем, эти компании имеют полировальные станки, что позволяет повысить и скорость установки. Да и качество полировки будет заметно лучше, чем это делать вручную.

Быстрые коннекторы (Fast Connector) – рекомендуется применять как временное решение в ходе ремонтно-восстановительных работ, если нет «под рукой» сварочного аппарата, или в случае невозможности его применения. Такие коннекторы в последующем необходимо заменять более надежными и долговечными решениями.

Оконечивание оптоволокна при помощи пигтейлов – это наиболее распространенный способ. Пигтейлы обеспечивают отличные оптические характеристики и надежность. Их оправдано применять при монтаже больших оптических кроссов, установленных в помещении оператора/провайдера. А вот для установки в уличных распределительных коробках и для оконечивания ВОЛС в помещении абонента – пигтейлы не сильно подходят из-за плохой устойчивости к механическим нагрузкам и габаритам.

Splice On коннекторы пока уступают пигтейлам по популярности. Однако, даже не смотря на более высокую стоимость, уже сейчас оправдано их применение для монтажа уличных распределительных коробок и оконечивания кабеля в помещении абонента при развертывании FTTx и PON. Это обусловлено прекрасными оптическими характеристиками, защищенностью от механических повреждений и климатических воздействий, долговечностью, а также простотой и достаточно высокой скоростью установки. Вероятнее всего со снижением стоимости и увеличением объемов потребления, эта технология может полностью вытеснить все остальные. А заодно и всех производителей патч-кордов, ведь имея сварочный аппарат, Splice On коннекторы и патчкордный кабель любой пользователь за несколько минут способен изготовить высококачественный патч-корд.
См. также:

ТОП 5 лучших моделей сварки для оптоволокна

Опишем наиболее привлекательные аппараты для сварки оптоволоконного материала с точки зрения функциональных возможностей, качества сварных швов и стоимости:

1. Аппарат для сварки оптоволокна Fujikura 80S полностью автоматический. Он имеет встроенную видео инструкцию и русифицированное меню, что значительным образом упрощает процесс осваивания его возможностей. Агрегат способен выравнивать оптические волокна по сердцевине, имеет автоподстройку мощности дуги, надежно изолирован от воздействия влаги, пыли, а также механического повреждения. Отличается максимально высокой скоростью сварки, поддерживает все типы сетей. Приблизительная стоимость – 425 тыс. руб.
2. Jilong KL-280G являет собой экономичный аппарат, который отличается быстрой сваркой – 9 секунд. Выбор оптимальной программы сварки осуществляется автоматически, после чего аппарат самостоятельно контролирует качество созданного стыка. Имеет жидкокристаллический дисплей с диагональю 5,5”, способен определить и отобразить угол скола волокна, а также его сердцевину. Стоимость – 355 тыс. руб.
3. Автоматический агрегат FurukawaS177A зарекомендовал себя в качестве одного из наиболее компактных и легких устройств, способных выравнивать оптоволокно посередине. Сварочный аппарат оснащен ярким жидкокристаллическим дисплеем, встроенной батареей питания, осуществляет сварку всех типов оптоволоконных кабелей с высокой точностью. Цена 690 – тыс. руб.
4. Inno Instrument IFS-15S отличается особой компактностью, выравнивает оптические волокна по середине. Агрегат оснащен универсальными сменными держателями и дисплеем с диагональю 4,3”. Стоимость – 400 тыс. руб.
5. DVP 730 функционирует со всеми типами сетей, аппарат оснащен русским интерфейсом, способен работать от встроенных источников питания длительное время. Аппарат нужно настраивать вручную, а калибровка и проверка торцов проводится в автоматическом режиме. Цена – 150 тыс. руб.

Разделка и очистка кабеля

Для снятия внешней оболочки применяется нож-стриппер. У него вращающиеся лезвия, с помощью которых можно срезать наружный слой. Если кабель самонесущий, то трос удаляется тросокусами.

Внутреннюю оболочку следует снимать специально на нее настроенным ножом-стриппером.

С модулей удаляются нитки, плёнка, гидрофоб и другие элементы. Для удаления гидрофоба применяется растворитель D-Gel. Работать нужно в перчатках, гель плохо удаляется с рук. Затем модули протираются одноразовыми безворсовыми салфетками с растворителем, потом спиртом.

На нужном расстоянии модули надрезают стриппером и снимают, оставляя волокна голыми. На этом этапе часто происходит поломка оптоволокна

Сварщику нужно работать предельно осторожно

Длина оптоволокна без оболочек обычно составляет 1,5-2 м, этого требуют инструкции по монтажу муфт, при сварке и укладке работы облегчаются.

Обращение с волокнами должно быть бережным. Любое повреждение на любом этапе работ приводит к тому, что все приходится делать сначала. Перед сваркой оптоволокна протирают 3-4 сухими салфетками, затем новую салфетку смачивают в спирте и протирают начисто.

На кабель для последующей герметизации ввода в муфту надевают термоусадочную трубку. Когда кабель будет заварен и уложен в муфту, при помощи горелки трубка усаживается.

Кабель завели в муфту, закрепили, можно приступать к замеру необходимой длины оптоволокна и его зачистке. Затем на него надевают термоусадочную трубку КДЗС, которая в дальнейшем будет защищать место сварки.

Голый очищенный конец оптоволокна вставляют в скалыватель. Устройство отрезает волокно так, что торец должен находиться под углом 90 ° к центральной оси. Допустимая погрешность не более 1,5 °.

Подготовка к процессу

Работа волоконно-оптических линий во многом зависит от качества соединения волокон. ВОЛС сварка требует проведения подготовительных работ, к которым, в частности, относится разделка кабеля. Сам процесс сварки оптического кабеля требует соблюдения чистоты, поэтому перед началом необходимо обеспечить отсутствие грязи и пыли. Освобождение от модулей производится с помощью стриппера.

С его помощью нетрудно освободиться от изоляции проводов, чтобы можно было производить сварку оптических волокон. На рабочем столе помимо сварочного аппарата необходимо оставить скалыватель. Это устройство предназначено для обеспечения торцам оптических волокон плоскостности и перпендикулярности.

Устройство обеспечивает ровный скол, который будет гарантировать качество сварки волоконно-оптического кабеля.

Порядок использования скалывателя состоит в следующем:

• произвести зачистку волокна от покрывающего его лака;
• снять грязь с помощью смоченной в спирте салфетки;
• заложить волокно в канавку устройства, ориентируясь на линейку;
• привести скалыватель в действие;
• достать волокно из устройства, не касаясь его торца.

Помимо скалывателя необходимо подготовить рефлектометр, с помощью которого можно будет проверить качество полученного соединения.

Разделка кабеля

Оборудование для сварки ВОЛС

Оптоволоконный кабель разделывают с использованием следующих инструментов:

Оборудование для сварки ВОЛС

• стриппер;
• тросокус;
• отвертки;
• бокорезы;
• пузырек спирта;
• безворсовые салфетки;
• изолента;
• цифры-маркеры на самоклеящейся основе и прочие.

Если оптоволоконный кабель хранился на складе в сырости, то необходимо отрезать и выбросить примерно метр кабеля. При наличии троса его необходимо перекусить тросокусом.

Внешняя оболочка кабеля снимается с помощью стриппера. Такой нож имеет вращающееся во все стороны лезвие, которое может регулироваться согласно толщине кабеля. Стриппером делается надрез по кругу на оболочке, затем – два продольных надреза вдоль кабеля, чтобы внешнее покрытие распалось на две части.

Если следующим слоем идет кевларовое покрытие, то его перекусывают тросокусом. Металлическая гофра снимается с помощью усиленного ножа. Последняя тонкая оболочка снимается стриппером.

Открывшиеся модули обрабатываются салфетками с использованием спирта. Чтобы снять гидрофоб, используют растворитель. Сам модуль надкусывают и снимают при помощи специального стриппера. Остается только убедиться, что все оптические волокна не поломались.

Классификация оптического кабеля

Оптические кабели можно классифицировать:

По структуре:

• стандартные кабели, имеющие оболочку с модульными трубочками;
• современные многослойные кабели, которые наделены двухуровневой защитой и прочими достоинствами.

По области применения:

• для наружного использования;
• для внутренней прокладки (этот вариант используется нечасто исключительно в дата-центрах).

По условиям эксплуатации:

• подвесные;
• грунтовые;
• для кабельных канализационных систем;
• подводные;
• для ЛЭП.

Наиболее востребованными являются подвесные, грунтовые кабели, тонкие, спаренные патч-корды. Немного реже используются кабели с гофрированной броней и тросиками. Остальные виды оптоволоконных кабелей встречаются редко.

Применяемые инструменты

Как и для пайки оптоволокна, чтобы разделать кабель, необходимо иметь специальный комплект инструментов.

Стандартный набор инструментов монтажника-спайщика включает в себя:

• комплект стрипперов;
• комплект отверток;
• плоскогубцы;
• тросокусы;
• набор ножей;
• прочие дополнительные инструменты для различных рабочих ситуаций.

Сегодня существует множество наборов инструментов от разных производителей, с разной комплектацией. Они могут быть полностью укомплектованы необходимым инструментом или содержать только основные. Многие производители не уделяют особого внимания прочности кейсов для хранения инструмента, а только его внешнему виду. Их изготавливают из ДВП, покрывают текстурированной фольгой. Соответственно, такие кейсы в тяжелых условиях эксплуатации долго не выдерживают, требуют периодического ремонта.

И также плохого качества могут быть и некоторые инструменты из набора, а некоторые, вообще, могут не понадобиться в работе. Дорогостоящие фирменные расходники высокого качества могут быть заменены на более дешевые изделия.

Способы соединения оптического волокна

Оптоволоконная индустрия не стоит на месте: сварка оптического волокна постоянно совершенствуется, меняются методы ее реализации и применяемые расходные материалы.

Выбор оптимальной технологии соединения оптоволокна для каждого конкретного случая важен с точки зрения снижения финансовых расходов и роста показателей производительности.

Малоопытные сварщики не всегда точно знают, что нужно взять во внимание при работе с данным материалом

В процессе выбора технологии сварки волокна важно учитывать следующие аспекты:

В процессе выбора технологии сварки волокна важно учитывать следующие аспекты:

• оптимальная скорость проведения операций;
• временной период, необходимый на подготовку оптоволокна к свариванию;
• количество времени для сварки кабелей;
• стоимость работ;
• опыт специалистов.

При прокладке оптоволоконного полотна постоянно возникает необходимость сварки оптического кабеля в единую линию.

Сегодня наиболее распространены следующие способы выполнения этой операции:

• с помощью механических соединителей;
• непосредственно на оптическом кроссе;
• сваривание оптических волокон при помощи специального оборудования.

Первый способ используется крайне редко, потому что гель в механических соединителях со временем высыхает, что ухудшает параметры стыков кабелей. Второй отличается быстротой и простотой выполнения, но самые лучшие соединения оптоволоконных кабелей создаются путем сварки.

Такая технология характеризуется наилучшими показателями по качеству, долговечности, надежности созданных соединений.

Для начала потребуется выполнить разделку оптического кабеля из 6-8 волокон, соединенных в модуле и покрытых изоляционным материалом. Изоляцию удаляют, а волокна очищают с помощью специальных средств на основе спирта.

После этого волокна укладывают в сварочный аппарат для последующего сваривания в автоматическом режиме

Важно при этом контролировать прочность швов, образующихся на местах соединения оптических волокон. Сваренные элементы потребуется поместить в кассету оптической муфты или кросса

На заметку! Простота данной технологии позволяет выполнить ее даже малоопытному сварщику, который своими глазами наблюдал за выполнением этого процесса руками специалиста. Но главное иметь специальный сварной аппарат: обычные модели не справятся с данной задачей.

Производство сварочных работ

Для этого применяется специальный сварочный аппарат. Порядок проведения операции по соединению волокна, примерно одинаковы для всех типов автоматов:

• После включения открывается крышка фиксатора, укладывается подготовленный 16 мм проводник по установленным ограничителям, с зазором 1-1,5 мм. до стыка. Для этой операции необходим визуальный контроль;
• Закрывается крышка и нажимается кнопка старт. Процесс соединения происходит автоматически с отображением процесса на экране монитора.
• По окончании соединения автоматически определяются потери сигнала в стыке, хорошим результатом считается снижение уровня на 0,022 Дц (Децибелла).

Затем на место стыка надвигается защитная трубка КДЗС. Для нагрева термоусаживающей трубки в сварочном приборе есть специальное отделение – термопечка, куда и укладывается «сырая» изоляция. После прогрева (примерно 40 сек.) аппарат подает сигнал готовности – можно доставать готовое полотно кабеля. Процесс соединения стекловолокна наглядно показан на видеоролике.

Сложности при сварке оптоволокна

Оптоволоконная сеть, по мнению современных специалистов, – это лучшая среда для осуществления скоростной передачи разного рода информации. Материал, примененный для создания такой среды, отличается небольшим весом, низкой восприимчивостью к помехам и излучениям.

Он не способен провоцировать какие-либо преграды на пути информации из одной точки в другую, а благодаря низкой мощности характеризуется абсолютной электробезопасностью.

Так как оптоволоконные материалы обеспечивают созданным путем пайки соединениям высокую функциональность и внушительный КПД, сфера их применения растет с каждым днем.

Сварка оптоволокна осуществляется с помощью особых сварных аппаратов, которые позволяют выполнить весь комплекс актуальных операций: от соединения и до защиты спаянного места.

Обычный сварочный аппарат для таких операций не подойдет, поскольку он не сможет обеспечить мастеру минимальное затухание на месте сварки.

Нужное для работы с оптоволокном оборудование функционирует по единому принципу: концы оптических волокон нагреваются до определенной температуры плавления с помощью электродуги, а потом соединяются воедино.

Неопытному сварщику сложно точно подогнать края соединяемых кабелей, поскольку они теряют функциональность при погрешностях во время подгонки.

При работе с оптоволоконными кабелями крайне важно обращать внимание на их расцветку при сварке. Она является дополнением к маркировке и свидетельствует об определенной принадлежности кабеля

Так, для идентификации оптоволокна применяют двенадцать разных цветовых оболочек, позволяющих специалисту оперативно выявить тип и назначение волокна, даже если оно смешано с иными кабелями в большом пучке.

На заметку! Проблематика вопроса заключается в том, что на сегодняшний день не принят единый международный стандарт маркировки оптоволоконных кабелей. Такая ситуация провоцирует неприятные ошибки, которые могут допускать молодые специалисты.

Частые ошибки при сварке ОВ

Изучив инструкцию к сварочному аппарату, прочитав эту статью, можно смело приступать к сварочным работам. Получится ли? Если есть голова на плечах, руки растут из правильного места и инструкции соблюдаются… Почему же нет, конечно, получится! Но это утверждение справедливо на столько, на сколько будет справедливо и обратное — без ошибок не обойдётся. Более того, сообщим вам досадный факт — они будут случаться регулярно и на протяжении какого-то времени. Некоторые монтажники совершают некоторые ошибки, даже не подозревая, что это ошибки.

Всё дело в том, что предвидеть и предотвратить все возможные нежелательные ситуации при работе с оптическим волокном, пожалуй, невозможно — ибо каждый монтажник может ошибаться по-новому, как до него никто ранее не делал.

Рассмотрим несколько вариантов распространённых ошибок и прокомментируем их.

• Некоторые монтажники упорно не желают держать правильно стриппер во время снятия акрилового покрытия. Смотрим на рис.14, рис.15 и рис.16:

  Рис.14. Не следует держать стриппер под сильным наклоном к направлению зачистки — волокно испытывает локальные изгибы и может получить микроповреждения.

  Рис.15. Так ещё хуже!

  Рис.16. А вот так — правильно.

• Если небрежно обращаться со сколотым волокном и поступить так, как показано на рис.17, то при укладке в аппарат увидим такую картинку как на рис.18. А результат сварки будет как на рис.19:

  Рис.17. Случайно ткнули сколотым волокном в одежду… Или не случайно?

  Рис.18. Случайно или нет, уже не важно. Важно, что на таком волокне налипнет грязь.

  Рис.19. Если сварку всё-таки сделать, результат будет гарантированно удручающим. И пусть вас не обнадёживает «оценка» в 0,01 дБ. Это брак!

• Иногда на экране можно увидеть такую картинку, как на рис.20. Угол скола 3,7°! Аппарат возмущенно сигнализирует, выделяя это обстоятельство красным цветом. Собственно, ошибки здесь нет, такая ситуация рано или поздно может случиться — как правило, это означает, что затупилось лезвие скалывателя. Ошибкой же будет решение проигнорировать предупреждение о плохом сколе и всё-таки произвести сварку. Мы не стали.

  Рис.20. Угол скола никуда не годится. Если сделать сварку с таким сколом — жди потерь.

• Грубая ошибка — усаженная гильза не закрывает край буферного покрытия (то же самое справедливо и для акрилового покрытия). Прочность волокна вблизи стыка снижается. См. рис.21:

  Рис.21. Гильза съехала в сторону во время укладки в нагреватель. Так нельзя!

• И совсем уж дилетантский вариант — не успевшую остыть гильзу установили в сплайс-кассету. См. рис.22. Раздавить горячую термоусадку ничего не стоит. А вместе с ней и волокно внутри!

  Рис.22. Сплющили.

Как избежать такого и всякого другого безобразия в своей дальнейшей работе? Ответ прост — только опыт практической работы даст вам уверенность и приучит к аккуратности.

А первые шаги в этом направлении вполне успешно вы можете сделать на занятиях по монтажу в Учебном . В присутствии преподавателей вы сможете сразу же замечать свои ошибки, а самое главное — научиться их не совершать!

Подробнее про обучение

Строение кабеля

Суть технологии сварки заключается в соединении торцов оптического волокна и последующего их нагревании до тех пор, пока они не оплавятся и не соединятся в единое целое.

Для тех, кто работал со стеклом, это покажется элементарным, но нужно иметь в виду, что волокно, по которому передаются данные, имеет диаметр 9 мкм (в 10 раз тоньше человеческого волоса) и требуется, чтобы затухание сигнала не превышало сотых долей децибел.

Чтобы понять суть процесса сварки, надо разобраться в строении оптического кабеля. Он представляет собой сложную конструкцию, в центре которой находится стеклянная нить диаметром 125 мкм. Это всего лишь оболочка 9 микронной нити из сверхчистого стекла, которая и является носителем информации.

Внешнее стекло имеет иной показатель преломления, чем внутреннее. Благодаря этому свет распространяется только по внутренней нити, отражаясь от стенок.

Для защиты оптоволокна от внешних воздействий его покрывают лаком и помещают в трубки-модули с гидрофобным гелем. Дополнительно к этому модули оплетают защитной пленкой.

В качестве дополнительной защиты от влаги все покрывается полиэтиленовой пленкой. Дальше идет броня из кевларовых нитей или стальной проволоки, которая покрывается толстым слоем полиэтилена.

Что важно учитывать?

Может показаться, что на стадии подключения коннектора в оптический адаптер нет ничего сложного. Как воткнуть вилку в розетку. Однако, нет.

Давайте посмотрим хотя бы с точки зрения технологии. Что представляет собой комплект — патчкорд/пигтейл + адаптер? Это стыковка двух оптических волокон, толщина которых примерно равна толщине человеческого волоса. При этом сдвиг соединения даже на 1 микрон вызывает потерю мощности.

То есть кроссовое соединение должно обеспечить:

• идеально точное соприкосновение сердечников (оптоволокна);
• защиту этого идеального соприкосновения от внешних влияний — сдвигов, возникновения воздушного зазора и т.п.;
• механическую защиту волокон при многократном соединении-разъединении;
• механическую защиту кабеля в коннекторе при изгибе, выдергивании и т.д.

В частности, именно поэтому создано столько типов оптических коннекторов. Каждый производитель стремился создать идеальный разъем именно под свое оборудование.

Но это еще не все сложности

Для обеспечения точного соединения наконечники оптических коннекторов не должны иметь трещин (если трещина пересекает оптоволокно, такой коннектор заменяется), не должны быть пыльными и грязными. Даже если вы просто прикоснулись к нему пальцем — след нужно тщательно вытереть спиртовой салфеткой. Каждая пылинка, загрязнение и т.д. — это ослабление, затухание сигнала, обратные отражения.

Поэтому оптические коннекторы регулярно протираются спиртом, а розетки — продуваются сжатым воздухом или очищаются специальными палочками.

На рисунке справа — наконечник коннектора после прикосновения пальца и после очистки.

Механическая прочность соединений обеспечивается в каждом типе разъемов по-разному, но в основном это:

• особо прочный материал наконечника коннектора — керамика, металлокерамика;
• защитные пластиковые и металлические колпачки над разъемами;
• защелки и фиксаторы положения как в оптических адаптерах, так и в «вилках»;
• кевларовые и другие армирующие нити под оболочкой отрезка кабеля, ведущего к разъему.

Сварочные аппараты

Для сварки оптических волокон в России чаще всего используют приборы от японских фирм Fujikura, Sumitomo и китайской Jilong. Японские производители изначально прекрасно проявили себя в этой области, их аппараты лучшие, но китайцы наступают на пятки, выпускают достойные сварочные аппараты по низким ценам.

Чтобы получить качественную сварку оптоволокна требуется сварочный аппарат, способный производить юстировку волокон не только по оболочке, но и по сердцевине.

Они имеет несколько сервомоторов, которые могут перемещать волокно во всех плоскостях. Это позволяет достигнуть наибольшей точности соединения оптоволокон. Большая часть изделий вышеназванных фирм могут произвести качественную юстировку.

Где требования не такие жесткие, как на магистральных линиях связи, можно применять сварочные аппараты с юстировкой по оболочке. Оптоволокно в этих аппаратах подается по V-образным канавкам.

При наличии эксцентриситета центральной жилы или царапины на канавке, качество сварки будет ниже, соответственно затухания будут больше. Японские аппараты универсальные, работают практически со всеми типами волокна.

Где купить качественный аппарат для сварки оптического волокна?

Обращайтесь в АО «Компонент» при необходимости покупки качественного сварочного аппарата для оптоволокна по разумной цене. Специалисты компании с удовольствием помогут вам подобрать оптимальную модель в рамках имеющегося бюджета.

Сварочные аппараты выполняют сварку и термоусадку оптоволокна за минимальное время. Работа с прибором отличается удобством за счет автоматической ветрозащитной крышки и автоматизации термоусадочной печки. Малый вес в сочетании с большой емкостью встроенной батареи обеспечивают мобильность и возможность применения в любой точке кабельной трассы. Отличная защищенность от воздействий внешней среды позволяет производить сварку в сложных погодных условиях.

У нас можно купить и другое оборудование, применяемое для сварки оптических волокон: компактные скалыватели и аксессуары — стрипперы, электроды, лезвия скалывателя, держатели. Вся предлагаемая продукция проверена и по достоинству оценена сотнями покупателей на строительстве ВОЛС и оптоволоконных сетей.

Разделка оптоволоконного кабеля

Основная задача при выполнении разделки оптоволоконного кабеля — сохранить длину его компонентов, обозначенную в инструкции муфты. Поэтому в некоторых случаях необходимо оставлять длинные силовые компоненты, предназначенные для закрепления в муфте, а иногда в этом нет необходимости. В некоторых случаях из кевлара нужно сделать «косичку», зажать ее винтом, кевлар лучше не резать. Эти нюансы зависят от конструктивных особенностей муфты каждого кабеля. Итак, этапы выполнения работы:

Предварительно с волокон удаляется гидрофобный защитный слой. Для этого они протираются специальными салфетками: сначала сухими, затем обработанными спиртом

Довольно важно соблюдать это правило, так как на первых салфетках будет оставаться большое количество гидрофобного материала. А вот когда незначительные остатки защитного слоя сухой салфеткой убрать уже будет невозможно, то поможет спирт

Он легко растворит гидрофобные частички и мгновенно испарится с поверхности волокна.

Следует обратить внимание, что чистота волокон, особенно их окончаний — это залог качественной сварки оптического волокна. При работе с микронами даже малейшие загрязнения недопустимы!. Обязательно необходимо проверять волокна на целостность покрытия из лака, отсутствие сломанных участков

Если есть повреждения лакового покрытия, то такой кабель рекомендуется переделать (но он не должен быть сломан)

Обязательно необходимо проверять волокна на целостность покрытия из лака, отсутствие сломанных участков. Если есть повреждения лакового покрытия, то такой кабель рекомендуется переделать (но он не должен быть сломан).

1. В комплект муфты входит специальная термоусадка, которую надевают на уже разделанный кабель (о чем часто забывают новички). Если кабель будет зажиматься резиной с герметиком, тогда термоусадка не нужна. Чтобы обеспечить герметичность соединения кабеля с муфтой, для выполнения его усадки рекомендуется использовать строительный фен, паяльник, горелку. Но наиболее практичной считается горелка небольших размеров, надеваемая на газовый баллончик.

Перед тем как начать сварку оптического кабеля, рекомендуется дополнительно приобрести крупнозернистую наждачную бумагу. Это поможет обеспечить лучшую адгезию с клеевым составом.

Плюсы: а) Компактность. б) Сенсорный экран, поддерживающий пальцы и любой стилус. в) Встроенный красный лазер для просветки (это опция), функции тестера и прочие фичи. Например, там есть терминал для проверки работы IPTV (пользоваться не случалось).

Проверка качества сварного шва

В процессе сварки необходимо обратить внимание на форму дуги сварного шва. Идеальная сварка практически не заметна невооруженным глазом

Если дуга кривая, то рекомендуется сколоть сварной шов и повторить работу заново.

Если сварочный аппарат выдает существенное затухание сигнала в месте шва (более 0,1 Дб), то волокна лучше переварить. Но даже если потеря сигнала несущественная, в сумме несколько сварок все же могут дать потерю сигнала на другом конце кабеля.

Рефлектометр

Проверка затухания всей оптической трассы, состоящей из нескольких муфт и кроссов, проводится при помощи рефлектометра. Это измерительный прибор, который посылает по оптической трассе импульс и анализирует его рассеивание и отражение. С его помощью можно посмотреть общую длину трассы и затухание сигнала на отдельном его участке. Так есть возможность узнать, где именно оптоволоконный кабель дает обрыв сигнала либо его существенное затухание. Прибор сохраняет измерения в электронном файле, что позволяет проводить анализ рассеивания спустя некоторое время после проведения проверки.

Монтаж оптических коннекторов при помощи пигтейлов

Рисунок 5 – оптические пигтейлы: а) в плотном буфере; б) в свободном буфере

Оптический пигтейл (Pig tail – дословный перевод — свиной хвост) – это оконеченный с одной стороны оптический кабель длиной 1,5 м.

Обычно пигтейлы имеют диаметр буферной оболочки 0,9 мм. Причем поставляются они как в плотном буфере (рис 5а) так и в свободном буфере (рис.5б). Основная разница между этими двумя типами буферного слоя состоит в его удалении. Плотный буфер удаляется только вместе с акриловым 250 мкм покрытием волокна. Плавающий буфер пигтейла удаляется отдельно от лакового покрытия волокна.

Рисунок 6 – сплайс кассета оптическая

Для экономии места в сплайс-кассете, некоторые операторы требуют удалять 900 микронную оболочку с кабеля перед монтажом.

Сплайс кассета – это конструктивный элемент любого оптического распределительного бокса или оптической муфты. Она имеет посадочные места для установки КДЗС, а также место для размещения запаса волокна с допустимым радиусом изгиба.

Также пигтейлы отличаются по типу использованного в них оптического волокна, по типу корпуса и полировке установленного оптического разъема.

Рисунок 7 – оптический бокс (ODF): а) на стороне оператора; б) на стороне абонента

Для оконечивания оптоволокна при помощи пигтейла, необходимо проделать следующее:

1. Надеть на одно из свариваемых волокон (волокно с кабеля или пигтейла) защитную гильзу – КДЗС. Стоит отметить, что КДЗС (комплект для защиты сварного соединения) – представляет собой изделие, состоящие из двух трубок (одна внутри другой) и металлического или керамического элемента жесткости, размещенного между ними. Верхняя трубка усаживается (уменьшается в диаметре) под влиянием температуры, не допуская попадания пыли и влаги к месту сварки волокна). Элемент жесткости – предохраняет место сварки от изгибов. Наиболее распространенными являются КДЗС длиной 40 и 60 мм. Однако с развитием технологии Splice On набирают популярности и микро КДЗС длиной менее 20 мм.
2. Удалить буферный слой волокна кабеля и пигтейла при помощи стриппера буфферного слоя
3. Протереть волокна безворсовой салфеткой, смоченной в изопропиловом или этиловом 96% спирте
4. Сколоть волокна при помощи прецизионного скалывателя
5. Сварить волокна при помощи сварочного аппарата
6. Надвинуть гильзу КДЗС (комплект для защиты сварного соединения) на место сварки
7. Выполнить термоусадку КДЗС в печи сварочного аппарата
8. Выполнить маркировку КДЗС при помощи маркера или специального стикера с порядковым номером
9. Установить КДЗС в специальный зажим на сплайс кассете
10. Уложить запас оптических волокон в сплайс кассету

Как видите, процедура достаточно простая. Применение такого способа монтажа коннекторов на оптоволокно вполне оправдано на кроссе оператора, или больших распределительных боксах. Вместе с тем на абонентской стороне все не так просто.

Во-первых, на абонентской стороне чаще всего оконечивается только одно, ну максимум два волокна. Использование большого ODF (как изображено на рисунке 7а) не имеет смысла.

Во-вторых, в маленьком абонентском ящике намного меньше места, что приводит к большим изгибам волоконно-оптического кабеля. И если для пигтейлов, которые чаще всего выполнены на базе менее чувствительного к изгибам волокна стандарта G.657 это не сильно критично, то для волокна кабеля (другого стандарта) – это ощутимо. В месте изгиба волокна появляются дополнительные потери сигнала. Это можно легко проверить, просветив такое волокно визуализатором повреждений (источник красного света).

Рисунок 8 – потеря мощности оптического сигнала в месте макроизгиба

Поэтому на абонентской стороне рекомендуется оконечивать кабель при помощи Splice-On коннекторов (КДЗС при этом размещается в хвостовике самого коннектора) с минимальным количеством петель запаса.

Нюансы сварки оптоволокна

Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.

При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс

Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.

Монтаж усиленных Splice On коннекторов для установки на уличный оптический кабель

Усиленные Splice On коннекторы – это уникальное решение для организации распределения оптического кабеля в сетях FTTx и PON. Они устанавливаются при помощи сварочного аппарата на уличный кабель круглого (5,0 мм и 5,8 мм) и плоского (8.1×4.5 мм и 5.4×3.0 мм) сечения. Благодаря конструктивным особенностям Splice On разъемы не боятся воздействия температуры, солнца и осадков, поэтому распределительный ящик может быть установлен прямо на столбе освещения.

Особенности усиленных Splice On коннекторов:

• Низкие вносимые потери: ≤0.15 дБ
• Возвратные потери: > 60 дБ (APC)
• Устойчивость корпуса к прямому растяжению (0°): 20 кгс / 10 мин
• Устойчивость адаптера к прямому растяжению (0°): 11,3 кгс / 60 сек
• Устойчивость адаптера к боковому растяжению (0°): 6,8 кгс / 60 сек
• Устойчивость к проникновению воды: 3,04 м в течении не менее чем 7 дней

Технология монтажа усиленного коннектора на уличный кабель ВОЛС продемонстрирована в видео:

Как следует из видео, внешние термоусадочные трубки по габаритам не помещаются в штатную печь сварочного аппарата. Для их усадки можно пользоваться газовой горелкой (как в видео) или специальной термоусадочной печью.

Оборудование для сварки оптоволокна

Выбор сварочного аппарата для ВОЛС сводится к определению типа сварки:

• ручной;
• полуавтоматической;
• автоматической.

Аппараты ручного типа не позволяют качественно и быстро произвести работы по соединению кабелей. Трудоемкий процесс сведения контролируется под микроскопом.

На смену ему пришло полуавтоматическое оборудование. Вся работа производится под микроскопом, и оператор может оценить качество автоматического соединения места сварки. Такое устройство значительно экономит время мастера.

Отрицательная характеристика прибора – не свариваются оптические шнуры. Эта часть работы выполняется мастером вручную.

Положительная оценка устройства – низкая стоимость по сравнению с полностью автоматическими сварочными аппаратами.

Полностью автоматизированный прибор появился на рынке недавно. Он позволяет значительно экономить время оператора. Встроенный микроскоп позволяет мастеру контролировать процесс варки. Минус современных моделей – высокая цена.

Сварочное оборудование

Сварка оптики требует предназначенного для этого оборудования. Сварочные аппараты позволяют осуществлять весь сварочный процесс, который является полностью автоматизированным. Управление им происходит с помощью действий оператора.

Основные элементы аппарата:

• блок питания;
• электронный блок;
• механическая часть;
• монитор.

Существует несколько модификаций сварочных аппаратов. Каждая модель имеет уникальное программное обеспечение. При выборе аппарата для сварки волокна следует отдавать предпочтение тем моделям, в которых обеспечено выравнивание волокон по центру, что гарантирует точное совмещение их концов. Также следует обращать внимание на такой параметр, как скорость, с которой может проводиться сваривание.