Svařování optických vláken: jak pájet optický kabel ✅ článek – Akciová společnost Moskabel-Fujikura

Kvalita optického spojení určuje stupeň útlumu signálu na „poslední míli“ nebo dálnici. Slabým místem jsou zde přitom spoje jednotlivých vodičů, které se vyskytují jak na pokládce, tak v místech napojení na příčné spoje. Právě v místech připojení je nutné zajistit těsnost a co nejpřesnější vyrovnání os optických vláken, což zabrání ztrátě signálu odrazem, vzduchovými mezerami a výskytem jiných typů artefaktů. Proto je důležité kvalitní spojování optických vláken. Zvažme nuance a hlavní fáze práce.

Vlastnosti svařování různých typů optických vláken

V zásadě se pájení jednovidových (SM, G.652) a vícevidových (MM, rG.651.1) optických kabelů neliší a zahrnuje fyzické spojení optických vláken s následným roztavením materiálu v místě kontaktu, což zajišťuje spolehlivost a minimální ztráty. Současně se technologie přípravy může lišit v důsledku přítomnosti různých stupňů ochrany proti poškození, pancéřové vrstvy atd.

Všechny typy optických kabelů se liší způsobem instalace, rozsahem použití a konstrukčními aspekty. V závislosti na způsobu instalace tak mohou být optická vedení zavěšena na nosných sloupech umístěných v zemi, pod vodou nebo ve speciálních kanálech kabelové kanalizace. V závislosti na místě instalace a rozsahu použití se rozlišují vnitřní a venkovní optické kabely, kde první se obvykle používají v high-end datových centrech, kde je důležité zajistit kvalitu přenosu dat a zároveň zachovat atraktivní vzhled. Pro zajištění správného stupně ochrany může mít kabel buď izolační tenký plášť s modulárními trubkami nebo vícevrstvý produkt s pancéřovou vrstvou a několika úrovněmi ochrany.

Zařízení na spojování vláken

Vzhledem k jejich křehkosti musí být svařování optických vedení prováděno pomocí speciálních nástrojů a zařízení, které zaručují nepřítomnost defektů přímo v místě kontaktu nebo poškození během přípravy. Podívejme se na hlavní prvky sady pro svářeče optických vláken.

Splicer optických vláken

Optické vlákno je přímo svařeno za vysoké teploty. U křemene je to 1665 stupňů a teplota svařovacího oblouku může dosáhnout 4800 stupňů, takže zde nejsou žádné problémy. Klíčovým úkolem je zde vyrovnání nebo vyrovnání tak, aby středová osa obou spojovaných optických vodičů ideálně splývala. K tomu zařízení používá jeden z následujících systémů:

• V-drážka;
• PPP nebo PAS (Profile Alignment System);
• tepelná luminiscence;
• analýza procházejícího paprsku světla.

Každá možnost má při použití své vlastní vlastnosti. Například při seřizování svářečky s aktivní drážkou ve tvaru V, kterou Fujikura nabízí, se konce spojovaných vláken v místě spoje posunou a polohu zaznamená videokamera. Data jsou přenášena do mikroprocesoru, který určí místo optimální shody. Logickým vylepšením byl vzhled systému PAS. Kde má kamera proměnnou ohniskovou vzdálenost s komplikací obecných algoritmů analýzy obrazu. To zvyšuje přesnost vyrovnání a kvalitu připojení, ale zároveň výrazně zvyšuje náklady na zařízení.

Základem svařovacích strojů, které provádějí optické spoje s tepelným nastavením luminiscence, je analýza obrazu, který vzniká zářením vlákna po jeho předehřátí obloukem. Tato možnost zlepšuje přesnost svařování, ale v důsledku nadměrného zahřívání je pevnost optického vedení na křižovatce poněkud snížena.

Vyrovnání založené na analýze procházejícího světla zůstává nejpřesnější a zároveň komplexní. Je založen na principu záznamu záření na mírně zakřivené optické vlákno. K tomu je dodáváno zkušební záření, které prochází do optického vlákna v jeho ohybu; Ten analyzuje sílu přijímaného záření a určuje jeho maximální hodnotu (v tomto místě bude svařování prováděno). Velkou nevýhodou tohoto typu je jeho vysoká cena a náročnost na údržbu.

V závislosti na stupni automatizace může být stroj na spojování optických vláken manuální, poloautomatický nebo automatický. První možnost je citlivá na zručnost pracovníka, protože všechna vlákna jsou spojena ručně pomocí mikroskopu. To zpomaluje a ztěžuje práci, proto se obvykle používají pro případy, kdy potřebujete rychle připojit linku přímo v bodě přerušení.

V praxi se nejčastěji používají poloautomatická zařízení, kde obsluha položí kabel a přesune jej na místo svařování a spojování provádí zařízení. Tato možnost zlepšuje celkovou kvalitu práce, ale je obtížné pracovat s optickým kabelem, kde je velký objem ručních operací.

Automatizovaný svařovací stroj vyžaduje minimální účast zaměstnanců v procesu. Ten může pouze očistit kabel od izolace a laku a umístit jej do svorky. Nevýhodou této metody jsou vysoké náklady na zařízení, takže je relevantní pro výrobní podniky, kde musí být takové operace aktivně prováděny.

Odstraňovač izolace z optického kabelu

První fází svařování je odstranění izolace z jednotlivých žil a samotných optických modulů. Křehkost vlákna vyžaduje použití speciálního optického odstraňovače (některé svářečky mají zabudovaný odstraňovací mechanismus, ale v praxi je pohodlnější a rychlejší ruční nástroj). S jeho pomocí můžete okamžitě odstranit lak, který zároveň dodává kabelu tuhost a umožňuje mu trochu se ohnout.

Sekáčka optických vláken

Přesný sekáček je nástroj, který se používá k řezání optického vlákna tak, aby povrch byl v pravém úhlu k ose. Kvalita jeho práce určuje konečný šev a úplnost přenosu dat v místě připojení.

Reflektometr a další měřicí zařízení

Reflektometr je zařízení, které generuje a vysílá impulsy do vedení s následnou analýzou toho, co se odrazí v důsledku zpětného rozptylu a kolizí s nehomogenitami. Umožňuje zobrazit celkovou délku trasy, určit úroveň útlumu, najít poškození, kontrolovat kvalitu svařování a další úkony. V závislosti na technických vlastnostech dosahují náklady na takové zařízení několik milionů rublů.

KDZS

KDZS – sada dílů ochrany svařovacích spojů. Hlavním prvkem je ochranná manžeta, která slouží k ochraně svaru na 2 koncích optického vedení. Jeho použití je povinné, protože kabel z optických vláken má malý poloměr ohybu a nízkou mechanickou pevnost. To předpokládá potřebu spolehlivé ochrany před znečištěním, vlhkostí a různými druhy poškození.

Strukturálně je pouzdro teplem smrštitelné pouzdro, které se skládá ze tří prvků:

• vnější plášť vyrobený z průhledného polyolefinu;
• vnitřní trubka sestávající z lepidla na bázi sevilenu;
• kovová tyč jako pevnostní prvek.

Vnější plášť po připájení slouží jako obecný ochranný plášť pro celou konstrukci. Vnitřní slouží k upevnění objímky na optickém kabelu, zajišťuje těsnost a vyplňuje mezeru. Tyč představuje silový rám, který zabraňuje ohýbání vodiče v místě svařování a přebírá veškeré mechanické zatížení na sebe.

Pájení optického vlákna lze provádět návleky různých délek, přičemž nejoblíbenější zůstávají 40, 45, 60 mm, i když existují i ​​malé možnosti pouze 10 mm.

Ostatní nástroje a spotřební materiál pro pájecí optiku

Aby etapy svařovacích prací probíhaly co nejrychleji a nejefektivněji, je nutné mít k dispozici řadu pomocných nástrojů a spotřebního materiálu:

• láhev isopropylalkoholu pro odmaštění a odstranění nečistot;
• Ubrousky nepouštějící vlákna na utírání prachu;
• spojka nebo kříž pro připojení hotového vlákna;
• pinzety pro pečlivé nabírání teplem smrštitelných návleků a jiných materiálů;
• striptér (tato možnost je potřebná pro opětovné stahování a sekání vlákna);
• svařovací schéma;
• elektrická páska pro upevnění přechodu vláken, sběr skleněných úlomků po dokončení řezání a svařování.

Jak pájet optické vlákno: pokyny krok za krokem

Svařování optickými vlákny se skládá z přípravné a pracovní fáze.

První část obsahuje následující práce:

• Předběžná příprava místnosti, kde by teplota měla být od -10 do +50 stupňů, normální vlhkost. Pokud se práce provádějí venku, je zapotřebí speciální stan kabelového technika nebo auto vybavené pro tyto účely. Při provádění prací v podmínkách nízkých teplot je nutný ohřívač, aby se zabránilo lámavosti vláken a rychlému vybití baterie vlastního svařovacího stroje.
• Příprava pracoviště, které je ideální pro pracovní stůl, kde si můžete rozložit potřebné nářadí a mít poblíž nádoby nebo tašku na sběr odpadu z řezání kabelů.
• Používání ochranného oděvu, který může být vystaven úlomkům optických vláken, stopám isopropylalkoholu a hydrofobnímu lepidlu. To silně znečistí běžné oblečení, které se bude obtížně čistit.
• Uspořádejte dobré osvětlení, které vám umožní jasně vidět vlákno v odraženém světle. Také díky tomu můžete rychle položit optické vlákno a shromáždit všechny nečistoty.

Přímé svařování optického vlákna probíhá následovně:

• Řezání kabelu, které zahrnuje odstranění vnější izolace, odstranění pancéřové vrstvy, vyztužení závitů, meziplášťů a dalších vrstev, dokud se optické vlákno neobnaží.
• Instalace kabelu do spojky nebo optického křížového propojení.
• Sejmutí pláště optického modulu a jeho připevnění ke vstupu spojovací kazety.
• Odstranění ochranného hydrofobního lepidla hadříkem namočeným ve speciální kapalině (lidově pomerančové pro svou specifickou citrusovou vůni).
• Na vlákno jednoho z kabelů je navlečena manžeta KDZS, která se skládá ze dvou průhledných trubiček, kdy vnější je z polymeru a vnější ze speciálního lepidla (mezi nimi je výztužná kovová tyč).
• Pomocí odstraňovače odstraňte ochranný povlak ve vzdálenosti 3–4 centimetrů pomocí sekáčku a nádoby na sběr úlomků (pokud není k dispozici, délka odizolované části by měla být 5–10 cm). Čištěná plocha by měla být dlouhá 5-10 cm.
• Ošetření vyčištěné oblasti optického vlákna hadříkem nepouštějícím vlákna, který je předem navlhčen v isopropylalkoholu, aby se odstranil prach a případné zbytky laku.
• Vyčištěné vlákno je umístěno do sekáčku pro řezání přísně kolmo k jeho ose (s odchylkou prudce klesá kvalita svařování a může klesnout rychlost přenosu dat).
• Nasekané konce optického vlákna se umístí do drážek svářečky a fixují se speciálními svorkami ve vzdálenosti cca 1 mm od místa vedení elektrody (při přenášení je důležité nedotýkat se jiných povrchů z důvodu vnikání prachových částic, které zhoršují kvalitu svaru).
• Zavřeme víko svářečky a spustíme svařovací cyklus, v rámci kterého je určen typ pro povolení obloukového režimu (pokud to nelze provést v automatickém režimu, lze charakteristiky určit ručně).
• Vlastní svařování ve stroji probíhá v několika fázích. Zpočátku se tedy aplikuje výboj malého proudu a vytvoří se mikrooblouk k odstranění prachových částic a kontaminace z povrchu čipu. Pak dochází ke kompletnímu přiblížení spojených ploch k sobě s ovládáním podle souřadnic a obrazu ve světle. Pokud je vše v pořádku, spustí se hlavní oblouk za současného dodatečného sblížení. V závislosti na modelu zařízení je pak možná kontrola kvality mechanické pevnosti použitím určité vypínací síly.
• Hotový optický spoj odstraníme a přesuneme KDZS do spojů tak, aby místo svařování bylo uprostřed.
• Hotové vlákno přeneseme do topné komory k roztavení objímky a po dokončení necháme kabel před položením do spojovací kazety vychladnout, aby nedošlo k deformaci.

Odvaření optiky v příčníku a spojce

Křížky se používají pro připojení optického kabelu v serverovně, základnové stanici nebo jiném zařízení. Kabel v nich obsažený je svařen pomocí pigtailu (každý k sobě). Na druhé straně pigtailu je konektor pro instalaci do zásuvky uvnitř samotného kříže. Pro připojení se používá několik možností adaptéru:

Existují také adaptéry mezi různými standardy, ale ty zahrnují ztrátu signálu, která může být na velkou vzdálenost kritická, takže v tomto případě je vhodné odpojit optiku a nahradit ji jediným standardem.

Adaptér FC poskytuje vysoce kvalitní připojení a je proto vhodný pro kritické aplikace, kde je důležitá minimální ztráta. Z dalších předností poukazujeme na osvědčenost a životnost. Nevýhodou bude nepohodlnost instalace, která se zvyšuje, když existuje velké množství podobných adaptérů.

SC adaptér je podobný předchozímu, ale zde má profil čtvercový tvar a materiál je vyroben z plastu. Pokud svařování optických vedení zahrnuje instalaci konektoru tohoto typu, pak se tato možnost instaluje snadněji (stačí jej zacvaknout do zásuvky) a je pohodlná při přepínání. Současně má takové spojení menší trvanlivost kvůli omezenému zdroji připojení a odpojení. Další potenciální nevýhodou bude skutečnost, že při dotyku linky se mění kvalita spojení, což je kritické pro dálkové a důležité linky.

Konektory LC a LC Duplex mají také podobné vlastnosti jako SC, ale zde mají menší rozměry, což umožňuje umístit dvakrát více portů na křížová propojení stejné velikosti. Kompaktnost také umožňuje instalovat konektory přímo na desky multiplexeru.

Zvláštností adaptérů FC/APC, SC/APC, LC/APC je přítomnost šikmého leštícího úhlu pro hrot. Toto řešení snižuje zpětný odraz, ke kterému dochází na spoji dvou konektorů. Protože úhel je malý a pouhým okem neviditelný, jsou takové konektory a adaptéry zelené. Spojování s různými typy leštění je přípustné až po pořízení reflektogramu, protože mezera může vést k velkým ztrátám signálu a výraznému zpětnému odrazu.

Svařování optického kabelu a spojky může probíhat podle různých schémat zapojení. Obvykle mluvíme o přímém připojení, ale v praxi je nutné zapojit tři a více kabelů, což se bez patřičných zkušeností změní v netriviální úkol. Jako takové nedochází k pájení optických vláken formátu T a jednotlivá vlákna jsou vzájemně spojena v párech. Ostatní připojení jsou získána pomocí rozbočovačů továrního původu. Mají 1 vstup a několik výstupů a separace signálu se provádí pasivní metodou, tedy fyzickou separací. Samotná schémata použitá k rozpojení optického křížového propojení závisí na počtu a typu optických kabelů, počtu vláken a dalších charakteristikách.

Optický kabel si můžete zakoupit na našich webových stránkách zasláním žádosti manažerovi prostřednictvím formuláře zpětné vazby.