Современный мир сложно представить без использования оптоволокна. Оно широко используется в сфере телекоммуникаций, медицине, промышленности, научных исследованиях и многих других отраслях. Сварка оптических волокон (ОВ) является одним из самых важных этапов при создании и эксплуатации оптоволоконных сетей. Поэтому необходимо знать особенности различных типов оптических волокон, оборудование для сварки, процесс сварки ОВ, а также наиболее распространенные ошибки при проведении данного процесса.
Типы волокон и особенности их сварки
Оптические волокна разделяются на несколько видов. Самое очевидное – это по количеству распространяющихся мод - одномодовые и многомодовые. Одномодовое волокно имеет меньший диаметр сердцевины, порядка 9 мкм, обеспечивает меньшие потери при передаче данных на большие расстояния. Многомодовые волокна имеют сердцевину 50 или 62,5 мкм и используются для передачи данных на короткие расстояния.
Также оптические волокна могут отличаться по профилю показателя преломления, геометрии, параметрам дисперсии, чувствительности к макроизгибам и т.д. Характеристики волокон разных типов описаны в рекомендациях Международного союза электросвязи [МСЭ-Т] (International Telecommunication Union [ITU-T]).
Наиболее популярные одномодовые волокна, которые используются при производстве оптического кабеля соответствует рекомендации G.652.D. При этом различаются еще категории, например, G.652.B, G.652.D, G.657.A, G.657.B, которые отличаются характеристиками и совместимостью с другими типами волокон.
Существуют и другие виды оптических волокон: G.653, G.654, G.655. G.657 и т.д. Разные виды волокон требуют своего подхода к сварке. Для выравнивания одномодовых волокон перед сваркой требуется высокая точность, а, следовательно, и более высокие требования к сварочному оборудованию из-за их меньшего диаметра сердцевины.
Оборудование для сварки оптических волокон
Для сварки оптических волокон используется специальное оборудование - сварочные аппараты.Соединение оптических волокон, как правило, осуществляется за счет расплавления концов волокон электрической дугой. Сварка обеспечивает точное позиционирование волокон и контролирует мощность и длительность дуги для достижения качественного соединения ОВ. Существует несколько типов сварочных аппаратов, отличающихся по своим характеристикам и возможностям. Самое простое разделение по типу сведения оптических волокон – сведение по V-образным канавкам, по оболочке, по сердцевине. Отличаются и технологии контроля качества сведения.
Сварочные аппараты могут быть портативными, которые используются для подключения абонентов на сетях или лабораторными, которые имеют широкий функционал, в том числе сварки волокон с сохранением состояния поляризации или специальных волокон с большим диаметром до 2000 мкм (2 мм) (при том, что диаметр стандартного оптического волокна для линий связи составляет 125 мкм без защитного покрытия). Самой распространенной моделью является лабораторный сварочный аппарат Fujikura FSM-100P, в котором 27 моторов, обеспечивающих сварку различных типов оптических волокон в разных режимах.
Также существуют сварочные аппараты, которые осуществляют расплавление оптических волокон с помощью CO2 лазера, например, модель Fujikura LZM-100. При работе с волокнами большого диаметра ресурс обычных электродов крайне мал. В модели LZM-100 такой проблемы нет, так как используется CO2 лазер. За счет применения различных технологий аппарат контролирует стабильность мощности лазера, обеспечивая высокое качество соединения.
Как варить оптоволокно
- Разделка оптического кабеля.
- Очистка оптического волокна от гидрофоба и прочих загрязнений.
- Зачистка оптического волокна и удаление защитного лака с помощью стриппера.
- Очистка безворсовыми салфетками, смоченными в изопропиловом спирте.
- Скалывание оптического волокна с использованием скалывателя.
- Укладка волокон в сварочный аппарат и запуск процесса сварки.
- Защита места соединения с помощью КДЗС (Комплект Для Защиты Сварки).
Оптическое волокно под микроскопом
Очистка волокна салфеткой смоченной спиртом
Укладка волокна в скалыватель
Укладка волокна в сварочный аппарат
После завершения процесса сварки оптических волокон можно осуществлять их укладку в кассету в кроссе или муфте.
Важным этапом является также контроль качества сварки. Он включает в себя измерение потерь в месте соединения волокон и проверку прочности соединения. Этот этап помогает выявить возможные проблемы до финального монтажа. Большинство сварочных аппаратов позволяет по уровню мещения волокон сделать косвенную оценку потерь в месте соединения. Но данная оценка основана только на анализе изображения с камер. Для многих магистральных линий связи такой оценки недостаточно, и обязательным требованием является сварка оптических волокон под рефлектометрическим контролем. На одном из концов линии находится инженер, который с помощью оптического рефлектометра контролирует потери на каждой сварке до того, как будет произведена укладка волокон. Во многих случаях требуется двухсторонний контроль, а также контроль после окончательного монтажа муфты.
Частые ошибки при сварке оптоволокна
С развитием технологий и усовершенствованием сварочных аппаратов многие считают, что все зависит только от оборудования, которым производится соединение оптических волокон. Но это заблуждение. Сварка оптических волокон - это сложный и кропотливый процесс, который требует аккуратности, точности и навыков от монтажника. Одной из распространенных ошибок при сварке является неправильная подготовка волокон. Даже небольшая пылинка или загрязнение может негативно сказаться на качестве сварки.
Еще одной частой ошибкой является неправильное позиционирование волокон в сварочном аппарате. Неправильное положение ОВ может ухудшить точность сведения и увеличить потери сигнала в месте соединения.
Также важно правильно настроить параметры сварки, корректно выбрать режим в зависимости от используемых в кабеле оптических волокон.
Немаловажным фактором при подготовке оптических волокон к сварке является используемый инструмент. Износившийся стриппер или скалыватель, у которого закончился ресурс ножа, могут существенно ухудшить качество соединения и увеличить общее время монтажа, т.к. каждую операцию придется повторять несколько раз.
Не стоит забывать и о своевременной смене электродов в сварочном аппарате и калибровке дуги. Использование неоригинальных электродов может также отразиться на качестве соединения. Кроме того, ресурс неоригинальных электродов как правило меньше, а настройки аппарата под них нужно корректировать.
Сварка оптических волокон является важным этапом при создании и обслуживании оптоволоконных сетей. В ней ключевые роли играют знание особенностей различных типов волокон, умение работать с соответствующим оборудованием, навыки выполнения процесса сварки и умение избегать частых ошибок, которые могут привести к ухудшению качества соединения.
Обучающий курс
Компания ООО «ЭкспертЛабс» является лицензированным учебным центром и оказывает услуги по дополнительному профессиональному образованию (ДПО). Преподаватели имеют высокую квалификацию и многолетний практический опыт работы с ВОЛС. Для обучения мы используем оборудование ведущих производителей - EXFO, Fujikura, KIWI, ССД, Tyco (CommScope) и других.
У нас есть как Базовый курс, так и Полный курс по Монтажу и тестированию ВОЛС
По завершении обучения выдается удостоверение установленного образца о повышении квалификации.