Сварка оптического волокна

Необходимость в соединении отрезков оптических волокон возникает при стыковке строительных длин оптических кабелей, восстановлении повреждений и оконцовке (кроссировании) линий связи.
Ограничение на строительную длину обусловлено технологическими причинами и на данный момент на заводах России составляет 4- 6 км для разных типов кабеля. При ремонтных работах для оперативного восстановления связи могут применяться устройства для механического соединения волокон на время, необходимое для подготовки и монтажа ремонтной вставки с использованием надежных сварных соединений. При терминации кабелей оптических линий связи используется либо сварное соединение кабеля с пигтейлами, либо метод ручной полировки волокна на сборных разъемах. Объяснение в применении последнего в локальных сетях FastEthernet было как в отсутствии стандарта устройств на одномодовое волокно, так и в значительной ценовой разнице одномодовых и многомодовых конвертеров. С появлением недорогих конвертеров стандарта 100BASE-LX экономически выгодно стало построение даже коротких (150 м) линий связи на одномодовом волокне и терминации кабеля посредством сварного соединения с пигтейлами (общая стоимость линии определяется ценой активного оборудования и кабеля; кабель с многомодовым волокном примерно в 2 раза дороже чем с одномодовым).
Из всех методов соединения оптических волокон сварной стык обладает лучшей совокyпностью характеристик (затухание, отражение, прочность, надежность). Лидерами в производстве аппаратов для сварки оптоволокна являются японские разработчики. В их руках сосредоточено большинство патентов на передовые технологии в этой области. Эти же японские концерны занимаются производством оптического волокна и кабеля, а фирмой Sumitomo достигнут мировой рекорд в производстве волокна с наименьшим затуханием 0,151 дБ/км.
Юстировка оптических волокон может производиться двумя способами. Первый - это использованием системы PAS (выравнивание волокон по изображению) - Sumitomo, Fujikura, Furukawa, Ericsson. Каждый производитель использует свое наименование для обозначения системы PAS, связано это с патентными ограничениями.
В PAS системах увеличение и разрешение (оптическое, а не электронное усиление видеосигнала) изображения играет большую роль для выбора режима/программы сварки и оценки сварного стыка. Для юстировки волокон программным обеспечением сварочного аппарата оценивается освещенность изображения волокна в реперных точках. При наличии дефектов на изображении (могут возникнуть из-за пыли на волокне) смещения осей свариваемых волокон или параметры программы сварки могут быть выбраны неверно.
Программы обработки изображения в PAS системах уже достигли точности измерения затухания сопоставимой с точностью оценки рефлектометром 0,02 дБ.
Приближенно величину потерь на стыке можно оценить как: L (дБ)=0,05*(d*d+x*x),где d - смещение сердцевин , x - разность диаметра модовых пятен в микронах. Более точная оценка учитывает и другие факторы, такие как наклон волокон и их эксцентриситет.
Единственная задача оператора PAS системы после завершения цикла сварки и оценки - визуально отбраковывать дефекты стыков, пропущенные программным обеспечением. Наш практический опыт показывает, что у подготовленного инженерно-технический персонала пропущенные дефекты стыка возникают менее чем в 3 стыках из 1000 при работе с оборудованием использующим PAS-системы.
Рассмотрим теперь цикл операций, необходимых для получения сварного соединения волокон. Последовательность действий включает : удаление оболочки, получение скола, установку волокна в канавки сварочного аппарата, эти же три операции для второго волокна, цикл сварки, защиту стыка.
Цикл сварки включает: предварительную юстировку, точное сведение и предварительную оценку, выполнение программы дугового разряда, оценку стыка, оценку потерь, тест прочности. Обычно для защиты стыка используется метод термоусаживания гильзы КДЗС в печке сварочного аппарата. Другие методы - восстановление защитного покрытия волокна, покрытие группы сварных стыков отвердевающим компаундом, - на наш взгляд неудобны для практического применения и не дают выигрыша по времени.
В связи с тем, что среднее затраченное время на одну сварку при потоковой работе определяется скоростью работы печки, различия в скорости непосредственно цикла сварки (1-3 сек.) у разных производителей не влияют никакой роли на скорость работы. Скорее наоборот, переключение аппаратов в режим быстрой сварки связано с пренебрежением некоторыми параметрами, в частности точности оценки получившегося стыка и его качества.
|