Знания

Сращивание оптоволокнаявляется важнейшим техническим процессом в построении современных сетей связи. Будь то прокладка кабелей в центрах обработки данных, модернизация телекоммуникационной инфраструктуры или расширение корпоративной сети, овладение правильными решениямиметоды сращивания оптоволокнаимеет важное значение. Подробное понимание всех аспектовсращивание оптоволоконного кабеляпомогает выбрать подходящий метод сращивания и обеспечить качество конструкции.

Что такое сращивание оптоволокна? Зачем нам это нужно?

Оптоволокносращиваниепредставляет собой постоянное соединение двух оптических волокон, в том числесварка плавлениемимеханическое сращивание. Цель состоит в том, чтобы обеспечить возможность передачи оптических сигналов между волокнами с минимальными потерями. В практических приложенияхсращивание оптического волокнав основном используется в следующих сценариях:

Расширение сети является наиболее распространенным требованием. Если длина одного волокна не соответствует требованиям к дальности передачи, необходимо соединить несколько волокон черезметоды сращивания. Стандартные оптоволоконные продукты обычно имеют длину одной-катушки длиной 2–4 километра, тогда как фактическое развертывание сети требует охвата больших расстояний.

Устранение неисправности также требуетсращивание оптоволоконного кабелятехнология. Во время использования,оптоволоконные кабелиможет сломаться из-за строительных повреждений, стихийных бедствий или старения. Черезтехнология сращивания, связь можно быстро восстановить. По сравнению с повторной-прокладкой всего кабеля,сращивание оптоволокна на-площадкепозволяет существенно сократить время и затраты на ремонт.

Ветвление и разделение сети приобретают все большее значение в современных сетевых архитектурах. С помощью таких устройств, как оптические разветвители, одно магистральное волокно может разветвляться на несколько под-маршрутов, обеспечивая покрытие сети от точки-до-многоточки. Это приложение особенно распространено в проектах FTTH (оптоволокно до дома).

Подключение оборудования также является важным сценарием применения длясращивание оптоволокна. Оптоволоконное оборудование, такое как коммутаторы, маршрутизаторы и патч-панели ODF, подключается к магистральным кабелям через пигтейлы или патч-корды.

Сращивание оптоволокнакачество напрямую влияет на производительность сети. Такие параметры, как вносимые потери и обратные потери в точках соединения, влияют на затухание сигнала и качество передачи. Бедныйсращиванияможет даже привести к перебоям в общении.
 

Сварка или механическое соединение: как выбрать?

Сращивание оптоволокнав основном делится на две категории:сварка плавлениемимеханическое сращивание, которые существенно различаются по принципу, производительности, стоимости и сценариям применения.

Сварка сваркойТехнология в основном работает путем нагревания торцевых поверхностей двух волокон до температуры плавления (около 2000 градусов) и их сплавления вместе. Современныйсварочные аппаратыиспользуйте электродуговой разряд для создания высоких температур и обеспечения точного выравнивания сердечника с помощью систем прецизионного выравнивания. Точка соединения после сварки практически неразрывно связана с исходным волокном, при этом вносимые потери обычно ниже 0,05 дБ, а обратные потери достигают более -60 дБ, что делает его наиболее эффективным.метод сращиваниядоступен на данный момент.

Механическое соединениеиспользует механические средства для фиксации двух волокон, приводя их торцы в точное положение. Точка сращивания фиксирует волокна через специальные V-канавки или прецизионные втулки и использует гель, согласующий индекс-, чтобы уменьшить отражение света на границе раздела. Этот метод не требует нагрева и относительно прост в эксплуатации, но производительность немного уступает сварке плавлением: типичные вносимые потери составляют 0,1–0,3 дБ.

Таблица сравнения производительности

Рекомендации по выбору:

Для постоянных установок, таких как магистральные сети, центры обработки данных и сценарии передачи данных на-дальние расстояния,сварка плавлениемявляется предпочтительным решением. Хотя первоначальные инвестиции в оборудование высоки, точки сварного соединения стабильны, имеют низкие потери, длительный срок службы и более низкие общие долгосрочные-затраты. Преимущество сварки плавлением с низкими-потерями особенно заметно в приложениях с одномодовым волокном.

В сценариях временного применениямеханическое сращиваниеимеет преимущества. Например, при полевых испытаниях, временной настройке сети и быстром устранении неисправностей.механическое сращиваниебыстро работает и подходит для небольших-работ.

Для небольших проектов с-ограниченным бюджетом, если количествоточки сращиваниямаленький,механическое сращиваниеможно принять, чтобы избежать высоких затрат на приобретениесварочный аппарат.

В приложениях с многомодовым волокном из-за большего диаметра сердцевины (50/62,5 мкм) требования к точности выравнивания относительно ниже, имеханическое сращиваниетакже может достичь хороших результатов, что делает его выбором для-оптимизации затрат.

Контрольный список инструментов для сращивания оптоволокна

Основное оборудование для сварки плавлением:

Аппарат для сварки оптоволокна: выберите одножильный или ленточный сварочный аппарат в соответствии с потребностями проекта, убедившись, что калибровка оборудования действительна, а батарея достаточна.

Скалыватель оптоволокна: Высокоточные- скалыватели могут обеспечить плоскостность торцевой-грани в пределах 0,5 градуса, что является необходимым условием для сварки с низкими-потерями.

Нагреватель термоусадочной защитной втулки: Используется для механической защиты мест сращивания; некоторые сварочные аппараты имеют встроенные-функции нагрева.

Оптический рефлектометр во временной области (OTDR): используется для проверки качества сварки и определения мест неисправности; необходимое оборудование для приемки качества

Измеритель оптической мощности и источник света: используется для тестирования вносимых потерь для проверки работоспособности точки соединения.

Специализированные инструменты для механического сращивания:

Механические соединители для сращивания

Стрипперы для оптоволокна: Используется для удаления слоев покрытия волокна.

Инструменты для чистки оптоволокна: В комплект входит безворсовая-бумага, изопропиловый спирт и специальные чистящие ручки.

Визуальный дефектоскоп (красная световая ручка): Используется для проверки целостности волокна и идентификации сердцевины.

Вспомогательные инструменты и материалы:

Инструменты для зачистки волокон и ножницы: Используется для зачистки внешней оболочки кабеля и незакрепленных трубок.

Плоскогубцы Миллера или диагональные плоскогубцы: Элементы прочности кабеля процесса

Затворы для сращивания волокон или соединительные коробки: Защитите точки сращивания и обеспечьте фиксацию кабеля.

Термоусадочные рукава: Различные размеры для защиты точек соединения.

Средства для чистки волокон: безворсовая-бумага, изопропиловый спирт, баллоны со сжатым воздухом.

Рекомендации по конфигурации команды:

Для небольших проектов (менее 100 точек соединения) обычно требуется 1 квалифицированный оператор; средние проекты (100-500 точек сращивания) рекомендуют команду из 2-3 человек; Для крупных проектов требуется несколько рабочих групп в зависимости от графика и рабочей нагрузки.
 

Стандартная рабочая процедура для сращивания оптоволокна

Стандартизированная рабочая процедура является ключом к обеспечению стабильного качества сварки.

Шаг 1. Зачистка кабеля и идентификация волокна

Снимите внешнюю оболочку кабеля в заранее определенном месте сращивания, для работы обычно требуется провис 1,5–2 метра. При использовании специальных инструментов для зачистки тщательно контролируйте силу, чтобы не повредить внутренние волокна. Для бронированных кабелей сначала удалите стальную ленту или стальную проволоку, затем обработайте внутреннюю оболочку.

Разрежьте силовые элементы кабеля и закрепите их в соответствующих положениях в муфте для сращивания. Очистите наполнитель или сухой порошок внутри кабеля с помощью безворсовой-бумаги, смоченной петролейным эфиром или специальным чистящим средством.

Извлекая пучок волокон из свободной трубки, будьте осторожны, чтобы не допустить чрезмерного изгиба. Подтвердите порядковый номер каждого волокна в соответствии с цветовым спектром волокна или маркировкой, используйте этикеточную бумагу для маркировки и убедитесь в правильном соответствии с волокнами другого конца кабеля. В сложных проектах использование красной световой ручки или визуального локатора повреждений для идентификации жил может предотвратить неправильные соединения.

Шаг 2. Подготовка конца волокна-лица

Удалите примерно 50-80 сантиметров волокна из свободной трубки и примерно на расстоянии 5-6 сантиметров от конца аккуратно удалите слой покрытия с помощью стрипперов (диаметр слоя покрытия обычно составляет 250 мкм; после зачистки диаметр голого волокна составляет 125 мкм). Лезвие стриппера должно быть перпендикулярно оси волокна и прилагать равномерную силу, чтобы не повредить стекловолокно.

Используйте безворсовую-бумагу, смоченную изопропиловым спиртом, и протрите участок оголенного волокна 2-3 раза в одном направлении, удаляя с поверхности жир и микропыль. Не протирайте вперед и назад и не позволяйте оголенному волокну касаться какой-либо поверхности объекта. После чистки сразурасщепить волокнодля снижения загрязнения воздуха пылью.

Поместите очищенное волокно в V-паз скалывателя, убедившись, что оголенная часть волокна заходит в лезвие примерно на 10–16 мм. Быстро завершитьраскалываниедействие. Качестворасколотыйторцевая поверхность должна быть гладкой и плоской, с торцевым-углом.<0.5°, without cracks, chips, or burrs.

Шаг 3: Операция сварки волокон

Включитесварочный аппарат, убедитесь, что оборудование завершило предварительный нагрев и правильнопрограмма сращиваниявыбран. Предварительно-закрепите термоусадочную защитурукавна одно волокно, располагаярукавна расстоянии не менее 10 см от места сращивания.

Поместите два волокна в левую и правую V-бороздкисварочный аппаратсоответственно, с торцевыми поверхностями волокна, выступающими в соответствующие положения зажима, обычно на 10–12 мм с каждой стороны от центральной линии зажима. Закройте ветрозащитную крышку и запустите автоматический режим.сварка плавлениемпрограмма. Сварочный аппарат выполнит выравнивание сердцевины, очистку, очистку, осмотр перед сваркой, разгрузку сварки (высоко-плавление и сплавление торцов волокна) и оценку качества сварки.

Весь автоматическийпроцесс синтезазанимает 10-30 секунд. Послеслияниезавершено, проверьте расчетное значение потерь, отображаемое сварочным аппаратом; одномодовое-волокно должно быть<0.05dB, multimode fiber should be <0.1dB. Observe the splice point image; the сращиваниеобласть должна быть гладкой и непрерывной, без пузырей, перекосов и сужений.

Шаг 4: Защита точки соединения

Есликачество сваркидопустимо, откройте ветрозащитную крышку, выньте волокно из сварочного аппарата, переместите предварительно-резьбовую термоусадочную защитурукавв центральное положениеточка соединения, с точкой соединения в центрерукав.

Поместитерукавное волокнов обогреватель; Температура нагрева обычно составляет 100-120 градусов в течение примерно 30-60 секунд. Во время нагрева,термоусадочная втулкасожмет и плотно обернет волокно, а внутренний термоплавкий-клей расплавится и затвердеет, обеспечивая механическую прочность и водонепроницаемую защиту волокна.точка соединения.

После завершения нагрева извлеките волокно и подождите 10–20 секунд для остывания. Проверьте,термоусадочная втулкасжался равномерно, без пузырей и трещин. Квалифицированныйзащитный рукавдолжен полностью покрывать оголенный участок волокна, при этом оба конца плотно прилегают к слою покрытия.

Шаг 5: Намотка и фиксация волокна

Смотайтесращенное волокно onto the coiling tray in the splice closure. When coiling, follow minimum bend radius requirements: single-mode fiber bend radius should be >30mm, multimode fiber should be >50 мм. Намотка должна быть естественной и плавной, избегая перекрещиваний, перекручиваний и чрезмерного натяжения.

Используйте кабельные стяжки или крепежные зажимы, чтобы закрепить свернутое волокно на лотке для намотки, гарантируя, что волокно не ослабнет из-за вибрации или движения. Обратите особое внимание наточка соединениясекцию, поместив ее в фиксирующий паз лотка для намотки во избежание напряжения.

Наконец, закрепите элементы прочности кабеля в соответствующих положениях затвора сращивания, закрепите затвор и заполните протокол сращивания. Прикрепите идентификацию на внешней стороне муфты с указанием даты сварки, количества волокон и другой информации.

Меры предосторожности при сращивании оптоволокна

Опасности, связанные с фрагментами волокна, и их утилизация

Резка оптоволокнаобразует крошечные осколки стекла диаметром всего 125 микрон, которые могут пробить кожу и их трудно обнаружить и удалить. Всегда выполняйте резку с помощью специального ящика для резки или сборника отходов волокна. Не прикасайтесь к месту среза руками и не трите глаза.

Опасность лазерного излучения

Присутствует во время тестирования и обслуживания. Лазеры, используемые воптоволоконная связь, особенно инфракрасные лазеры с длиной волны 1550 нм, невидимы. Никогда не смотрите прямо на торцы волокна и не наблюдайте за освещенными торцами волокна через увеличительное стекло. Перед тестированием убедитесь, что источник света выключен. Используйте измеритель оптической мощности, чтобы подтвердить «темное волокно», а не судить о непрерывности пути света невооруженным глазом.

Химическая опасность

В основном от чистящих средств и материалов для наполнения кабелей. Изопропиловый спирт легковоспламеняющийся и летучий; используйте в хорошо-проветриваемых помещениях и избегайте контакта с открытым огнем. Кабельные наполнители должны избегать контакта с кожей; тщательно мыть руки после работы.

Электробезопасность

Особенно важно при использованиисварочные аппараты. Сварочные аппараты используют высокое напряжение для создания электрических дуг; не прикасайтесь к деталям электродов во время сварки. Регулярно проверяйте характеристики изоляции оборудования, проверяя целостность шнуров питания и заземляющих проводов. Примечание. Не используйте сварочные аппараты в дождливую погоду или во влажной среде.
 

Одномодовый-или многомодовый: как выбрать вариант сращивания оптоволокна?

Выбор подходящего типа волокна является основойсращивание оптоволокнапланирование проекта. Одномодовый-и многомодовыйоптические волокнаимеют явные различия в физической структуре, характеристиках производительности и сценариях применения.

Структурные различия:

Одномодовое волокно- имеет диаметр сердцевины примерно 8–10 микрон, что позволяет передавать только одну моду световой волны, а диаметр оболочки составляет 125 микрон. Многомодовое волокно имеет диаметр сердцевины 50 или 62,5 микрона и может передавать несколько мод световых волн. Это структурное различие определяет фундаментальные различия в производительности между ними.

Сравнение производительности трансмиссии:

Поскольку одномодовое оптоволокно передает только одну моду, модовая дисперсия отсутствует, поэтому полоса пропускания передачи практически не ограничена и может поддерживать передачу со скоростью 40G, 100G или даже с более высокой скоростью. Дальность передачи без ретрансляторов может достигать десятков и даже сотен километров. В одномодовом-волокне обычно используются лазеры с длиной волны 1310 или 1550 нм.

Многомодовое волокно имеет модовую дисперсию, ограничивающую полосу пропускания и расстояние передачи. Многомодовое волокно класса OM3- имеет максимальную дальность передачи примерно 300 метров при скорости 10G; OM4 может достигать 550 метров. В многомодовом волокне обычно используются светодиоды с длиной волны 850 или 1300 нм или лазеры VCSEL, которые стоят дешевле, чем лазеры, используемые в одномодовых системах.

Расходы:

Многомодовыйоптоволоконный кабельцена сама по себе аналогична одномодовому оптоволоконному кабелю, но соответствующие оптические модули (трансиверы) значительно дешевле, чем одномодовые системы, что дает экономическое преимущество при использовании на коротких-расстояниях. Например, многомодовый оптический модуль SFP+ может стоить 40 долларов США-$70, а аналогичный одномодовый модуль – 110 долларов США-$ 210 долларов США. Однако в приложениях на больших расстояниях одномодовые системы не требуют повторного оборудования, что существенно снижает общие затраты.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между многомодовыми волокнами OM3/OM4/OM5?

Как часто сварочный аппарат нуждается в калибровке?

График регулярного технического обслуживания:

Замена электродов: 2000-3000 сердечников (или когда потери постоянно превышают стандарты)

Очистка V-пазов: ежедневно перед началом работы

Калибровка двигателя: ежегодно или по запросу.

Заводская калибровка: каждые 3 года или 50 000 ядер.

Ежедневный осмотр: Perform test splices with standard fiber; if loss >0,1 дБ, требуется техническое обслуживание.

Почему волокно светится красным светом при использовании красной световой ручки, но нет сигнала?

Красный свет (650 нм) используется только для проверки целостности ядра и не соответствует нормальным длинам волн связи (1310/1550 нм). Возможные причины: загрязнение торцевой-лицевой поверхности, потеря микроизгибов или несоответствие типа разъема.