Сварка оптоволокна

Для построения волоконно-оптических линий из отдельных отрезков кабеля применяют сварку, которая обеспечивает беспрепятственное прохождение сигнала из одного кабеля в другой. Чтобы ее качественно выполнить, нужно последовательно пройти все этапы, используя самое современное оборудование для монтажа оптических волокон.

В предыдущих публикациях мы рассматривали все приборы и инструменты, которыми пользуется монтажник для сварки, а в этой статье поясним, каким образом осуществляется этот процесс.

Строение оптического кабеля

Для ясности немного расскажем о строении оптоволоконного кабеля. Оптический кабель может содержать как одно волокно (симплексный), два (дуплексный), так и несколько волокон (мультиплексный), которые покрыты защитной оболочкой. В зависимости от места прокладки кабеля и его назначения, оболочек может быть много, особенно в мультиплексных оптических кабелях. И чтобы их соединить, необходимо предварительно снять эти защитные покрытия.

Снятие оболочки волокна

Берется конец кабеля и с помощью стриппера буферного слоя делается надрез. Затем аккуратно снимается оболочка, попутно следя за тем, чтобы не коснуться волокон. Этот инструмент может обрабатывать жилы диаметром 250 и 900 мкм, и рассчитан для любого типа волокон.

Подготовка к сварке

После обнажения концов волокон их нужно обезжирить с помощью специальной безворсовой салфетки, смоченной в дегидрированном спирте. Во время обработки важно как можно реже касаться оголенных участков. После этого кончики волокон необходимо сколоть. Существуют несколько видов скалывателей, которые выполняют эту процедуру с заданными параметрами: угол скола, длина скола, что весьма удобно, поскольку операция требует высокой точности. Скалыватели могут использоваться для любых волокон: одномодовых и многомодовых.

На конец одного волокна надевают термоусаживающую гильзу, которая позже понадобится для защиты места соединения.

Установка волокон в сварочный аппарат

Помимо ручных приборов, есть и автоматические сварочные аппараты, но во всех случаях необходимо самому устанавливать в них кончики волокон. Затем на  дисплее задается их точное позиционирование друг с другом (юстировка), чтобы процесс сварки шел с минимальными потерями. Ведь если расположение волокон будет неправильным, сигнал просто не пройдет из одного в другой отрезок кабеля.

Сварка оптического волокна

После расположения концов волокон, в автоматических аппаратах процесс сваривания можно запустить одним нажатием кнопки, в ручных – требуется самостоятельное прохождение несколько операций. Волокна нагреваются и плавятся электрической дугой, затем соединяются друг с другом. После этого точка сплавления дополнительно прогревается для снятия механического напряжения.

Контроль качества сварки

Чтобы оценить, насколько успешно прошло сваривание кабелей, в самом приборе анализируются тепловые изображения и на их основе вычисляют профиль показателя преломления сердцевины, градиент деформации сердцевины и диаметр модового пятна. Если какие-то параметры не устраивают, сварку можно подкорректировать.

Защита и укладка сварного соединения

Термоусадочная гильза, о которой мы говорили выше, сдвигается на место сварки и нагревается до 90-150 градусов за минуту во встроенной в сварочный аппарат печке. Такая защита предотвратит изгиб волокна в месте соединения, а значит и его случайный разрыв. После охлаждения горячей гильзы ее помещают в сплайс – пластины муфты для дополнительной защиты, затем укладывают волокна вокруг гильзы.

Несмотря на относительную простоту, сварка волокон – это наиболее ответственный момент, ведь случайная ошибка может вывести из строя всю линию. Поэтому она должна проводиться квалифицированными специалистами с применением новейшего оборудования и инструментов.

Оборудование для монтажа волоконно-оптических линий связи

Для бесперебойной эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) решающее значение имеет использование современного оборудования, позволяющего на высоком уровне выполнить трудоемкую строительно-монтажную часть работ.

На сегодняшний момент рынок новейших технологий по прокладке ВОЛС предлагает достаточный спектр предложений по поставке необходимого оборудования для специалистов. Львиная доля техно-монтажных средств узкоспециализированы, поэтому мы попытаемся в краткой форме пояснить назначение тех или иных инструментов или приборов относительно поставленной задачи.

Сварочные аппараты

Для обеспечения высококачественной сварки оптических волокон значительную роль играют современные сварочные аппараты, позволяющие с высокой точностью соединять два отростка кабелей с минимальными потерями.

В этой статье мы постараемся дать краткий обзор существующих на рынке приборов, рассчитанных на работу не только с одномодовым, но и с многомодовым волокном. Сначала дадим их общую классификацию, потом перейдем непосредственно к детальному рассмотрению.

Классификация сварочных аппаратов

Как и любые технические приборы, сварочные аппараты выпускаются в разных вариациях: не только с ручным, но и с полуавтоматическим, а также полностью автоматическим управлением. По типу свариваемых волокон данные аппараты подразделяются на специализированные, т.е. способные работать с конкретным типом волокон, и универсальные.

Модели сварочных аппаратов

На сегодняшний момент имеется более десяти моделей сварочных аппаратов, в числе которых есть и отечественные приборы. Если рассматривать с точки зрения качества выполняемых операций в процессе сварки, приходится признать превосходство зарубежных над нашими аналогами, зато в плане цены отечественные приборы намного дешевле, в то время как импортные оцениваются до $20 тыс.

Лидирующими фирмами по выпуску сварочных аппаратов являются японские Fujikura, Furukawa и Sumitomo, а также американский Corning. Их мы и рассмотрим ниже.

Fujikura

Сварочный аппарат FSM50S полностью автоматизирован и благодаря уменьшенным габаритам, малому весу и быстроте проводимых операций с успехом может применяться в полевых условиях. Это было достигнуто за счет модернизации системы сварки и укладки, а также системы юстировки Profile Alignment System (PAS). Операция сварки в нем длится 9 сек., а термоусадка – 35 сек. Потери при соединении волокон для одномодового составляют 0,02 дБ, для многомодового – 0,01 дБ. Цена колеблется в пределах $11-12 тыс.

Sumitomo

Сварочный аппарат Type-39 имеет 2 высокоскоростные печки для термоусадки. В нем реализована ускоренная сварка волокон, что существенно повышает общую скорость работы с волокном. Наличие автостарта дает автоматическую сварку и термоусадку без использования клавиатуры. Превосходящее качество соединений достигается благодаря особой системе юстировки волокон (HDCM – High resolution Direct Core Monitoring). Время сварки, термоусадки, а также потери при соединении волокон аналогичны рассмотренной выше модели. Цена – в диапазоне от $14 до $15,5 тыс.

Furukawa

Сварочный аппарат Fitel S-177a обладает высокой точностью и качеством сварки, содержит в себе 150 программ автоматизированного режима сварки и 12 программ термоусадки. Способен одновременно отображать весь процесс на TFT- экране по осям X и Y. Интересно, что в нем имеется самое большое в мире увеличение изображения волокна - 608x. Время сварки - 9 сек., а термоусадки – 37 сек. Потери при соединении аналогичны описанным выше моделям. Ценовой разброс невелик, в среднем его можно приобрести за $14,2 тыс.

Corning

Сварочный аппарат OptiSplice LID является компактным, надежным, точным и высокопроизводительным прибором, который легко может применяться в полевых работах. Содержащаяся в нем LID система (локальный ввод и детектирование света) анализирует качество сколотой поверхности, благодаря чему снижаются показатели потерь при сварке.

Анализ видеоизображения L-PAS™ (Lens Profile Alignment System, система совмещения по геометрическим размерам) позволяет наблюдать совмещения волокон, оценить качество скола и наличие загрязнений, она обеспечивает быструю сварку многомодового волокна.

Функция CDS™ (Core Detection System, система детектирования сердцевины) применяется, если требуется ускоренная работа по сварке, с ее помощью сердцевины волокон совмещаются за считанные секунды.

Циклы соединений по времени в разных режимах распределяются так: LID-System: от 35 до 45 сек., CDS: от 15 до 25 сек. и L-PAS: от 10 до 20 сек. Потери при соединении аналогичны. Аппарат очень качествен, его цена достигает до $20 тыс.

Так мы рассмотрели самые надежные модели, пользующиеся широким спросом у профессионалов, эти аппараты неоднократно были испытаны в работе и дают гарантированный результат на протяжении длительного времени.