ТИПЫ СПАЙСЕРОВ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

:: ЧТО ТАКОЕ СПЛАВЛЕНИЕ?

Сращивание волокон — это процесс постоянного соединения двух волокон вместе. В отличие от оптоволоконных разъемов, которые предназначены для легкой реконфигурации на кросс-панелях или патч-панелях.

Существует два типа сращивания волокон –  механическое сращивание  и  сваривание плавлением..

• При механическом сращивании два оптических волокна не соединяются физически, а два волокна удерживаются стык к стыку внутри рукава с помощью какого-то механического механизма. При механических соединениях вносимые потери и обратное отражение будут хуже, чем при сварке (второй тип мы представляем ниже). Механическое соединение в основном используется для экстренного ремонта и тестирования волокна. Здесь вы можете ознакомиться с некоторыми продуктами для механического соединения. 

  
  

• Второй тип сварки называется сваркой. При сварке плавлением два волокна буквально свариваются (сплавляются) вместе электрической дугой. Сварка плавлением является наиболее широко используемым методом сварки, поскольку он обеспечивает минимальные вносимые потери и практически полное отсутствие обратного отражения. Сварка плавлением обеспечивает наиболее надежное соединение двух волокон. Сварка осуществляется с помощью автоматического аппарата, называемого сварочным аппаратом (сварочные машины). В этом уроке мы сосредоточимся на сварочных аппаратах.

  
  

:: ЧТО ТАКОЕ Сварочный аппарат?

Как мы уже говорили выше, сварочный аппарат — это аппарат, используемый для сварки (сплавления) двух оптических волокон вместе. Этот процесс называется сваркой. Концы волокна подготавливаются, скалываются и помещаются в приспособления для выравнивания на сварочном аппарате. При нажатии кнопки концы волокна нагреваются электродами, сближаются и сплавляются.

Сварочные аппараты представляют собой автоматические аппараты, для которых необходимо либо выбрать рекомендованные заводом настройки, либо задать параметры сварки самостоятельно. Существует пять основных этапов сварки с помощью сварочного аппарата.

1. Наденьте защитную гильзу для сварного соединения.

   
   

2. Зачистите волокно. Снимите все покрытия с волокон до голого волокна толщиной 125 мкм. Очистите оголенное волокно 99%-ным изопропиловым спиртом.

   
   

3. Расколите волокно. Волокно необходимо расколоть высокоточным скалывателем. Большинство сварочных машин поставляются с рекомендуемым скалывателем. Скалывание волокна — очень важный этап, поскольку от качества скола будет зависеть качество сварки.

   
   

4. Поместите волокна в держатели волокон сварочного аппарата. Нажмите кнопку «Пуск», чтобы начать сварку сплавлением.

   
   

5. Термоусадочная защитная муфта для защиты места сращивания.

   
   

 

:: КАК ВЫБРАТЬ Сварочные аппараты?

ЕСТЬ МНОГИЕ МОДЕЛИ МАШИН ДЛЯ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ, РАЗЛИЧНЫЕ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ, ВОЗМОЖНОСТЯМ И СТОИМОСТИ. ПОЭТОМУ ВАМ СЛЕДУЕТ ПРОВЕДИТЬ ДОЛЖНУЮ ПРОВЕРИТЕЛЬНОСТЬ, ПРЕЖДЕ ЧЕМ ПРИНЯТЬ РЕШЕНИЕ. В СЛЕДУЮЩЕМ РАЗДЕЛЕ ОПИСАНЫ РАЗЛИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАВНИВАНИЯ ВОЛОКОН В НЕСКОЛЬКИХ ТИПАХ Сварочных аппаратов.

 

ВЫРАВНИВАНИЕ ЦЕНТРА

Сварочные аппараты для выравнивания сердцевины оптического волокна (также называемые «выравниванием профиля») используют несколько камер для проверки двух расщепленных волокон перед сваркой и допускают перемещение волокон по нескольким осям. Два волокна освещаются с двух сторон, под углом 90 градусов друг от друга. По данным нескольких видеокамер машина распознает сердцевину волокон и автоматически выравнивает их с помощью подвижных столиков.

Сварочные аппараты с выравниванием сердцевины представляют собой высококлассные устройства, позволяющие пользователям сохранять отдельные программы или рецепты, где такие факторы, как время сварки и температура, могут быть индивидуально настроены. Такие высокопроизводительные сварочные аппараты увеличивают и визуально отображают место соединения, а также используют активное выравнивание сердцевины для выравнивания волокон. Технология инжекции света и программное обеспечение для визуализации выравнивают сердцевины волокон таким образом, чтобы максимальное количество света проходило от одного волокна к другому, обеспечивая минимальные потери при сварке.

Это обеспечивает точное выравнивание волокон, в результате чего типичные потери на сварном соединении составляют всего 0,02 дБ. Такой уровень точности необходим для всех приложений с одномодовым волокном, а также повышает производительность многомодового волокна. В устройствах для сращивания лент обычно используется выравнивание сердцевины.

Сварочные аппараты с выравниванием сердцевин уже давно являются предпочтительным методом для установки кабельного телевидения, магистральных сетей, применения специальных волокон и производства оптических компонентов, во многом из-за их высокой точности и надежности. На следующем рисунке показан сварочный аппарат SKYCOM T-3S MAX с выравниванием сердцевины.

ВЫРАВНИВАНИЕ ПЛАКИРОВАНИЯ

Более простые сварочные аппараты используют выравнивание оболочки для выравнивания волокон для сращивания. Волокна располагаются в держателе или V-образной канавке и выстраиваются «физически» в зависимости от внешнего диаметра оболочки волокна. Эти узлы для сращивания зависят от характеристик геометрии стекла и допусков (диаметр оболочки, некруглость оболочки и концентричность сердцевины к оболочке). Тот факт, что внешние диаметры совпадают, не означает, что сердечники будут идеально выровнены. Такие устройства обычно производят соединения с более высокими потерями и лишены функций и гибкости сварочных аппаратов более высокого класса.

Сварочные аппараты с выравниванием плакированного волокна также имеют несколько камер, но допускают перемещение волокна только по одной оси. Выравниванию способствует фиксированная V-образная канавка. Типичные потери для этого типа соединения составляют 0,05 дБ. Плакированные сварочные аппараты с выравниванием лучше всего подходят для многомодовых применений.

РУЧНОЙ

Революция в сварке произошла с появлением портативных сварочных аппаратов с батарейным питанием. Эти популярные устройства компактны и портативны, но по производительности не уступают настольным моделям. Изображенный здесь ручной сварочный аппарат SKYCOM T-308X имеет 8-секундную сварку (высокоскоростной режим), встроенную термоусадочную печь и другие полезные функции. Ручные сварочные аппараты отлично подходят для работы в ограниченном пространстве и на высоте. Они идеально подходят для FTTx, LAN, магистральной и дальней связи.

:: Доля рынка сварочных аппаратов для сварки оптоволокна по приложениям в 2010 г.

Некоторые аналитики волоконно-оптической отрасли в 2010 году опубликовали исследование, охватывающее мировой рынок аппаратов для сварки оптических волокон. На следующем рисунке показана доля рынка по приложениям в процентах. Телекоммуникационная индустрия использует все больше и больше надежных портативных сварочных аппаратов меньшего размера.

:: Крупнейшие причины потерь при сращивании

Параметрами волокна, которые больше всего влияют на потери на сварном соединении в одномодовых волокнах, являются диаметр модового поля (MFD) и концентричность сердцевины.

1) Несоответствие диаметра поля моды

Если сращиваются разные волокна с разным диаметром поля моды (MFD), потери на сращивании, вероятно, будут выше при сращивании одинаковых волокон. Предполагаемые потери из-за несоответствия диаметра поля моды (MFD) можно рассчитать по следующему уравнению:

На следующем рисунке показаны максимальные потери на сращивании волокна с определенным значением MFD с любым другим волокном с диапазоном MFD 8,8–9,6 мкм. Потери на сращивании волокна с MFD 9,3 мкм минимальны при сращивании с любым другим волокном с диапазоном 8,8–9,6 мкм.

2) Ошибка концентричности сердцевины

Ошибка концентричности оболочки оболочки, или степень отклонения сердцевины от центра оболочки, также может в значительной степени способствовать потерям на стыке в одномодовом волокне. На следующем графике показано, какие потери могут возникнуть при заданном смещении между сердцевинами сращенных волокон. Типичная спецификация концентричности Core-Clad в современных одномодовых волокнах G.652 составляет <0,5 мкм. Если два волокна, каждое с таким большим смещением сердцевины, соединить так, что смещение будет в противоположных направлениях (всего смещение 1 мкм), вносимые потери составят 0,056 дБ.

:: Заключение

Несмотря на достижения в области технологий сращивания волокон и сварки, все еще существует множество аспектов сращивания, о которых практикующие специалисты должны помнить. Различия в волокнах, оборудовании, окружающей среде и методах могут привести к разным результатам потерь в сварном соединении. Понимание возможностей процесса сварки и измерения потерь в сварном соединении поможет владельцам сетей, проектировщикам, подрядчикам и техническим специалистам иметь реалистичные ожидания относительно потерь в сварном соединении, особенно с новым поколением одномодовых волокон, нечувствительных к изгибу, которые становятся популярными.

Вот некоторые рекомендации для подрядчиков и технических специалистов по сращиванию.

• Следуйте соответствующим рекомендациям производителя оборудования по настройке и техническому обслуживанию всего сварочного оборудования. Все сварочные аппараты имеют требования к техническому обслуживанию, которые должны быть описаны в руководстве по эксплуатации. Помимо регулярной очистки, они требуют выравнивания электродов и периодической замены. Следуйте требованиям производителя по обслуживанию.

• Поддерживайте чистоту оборудования и места проведения сварки, особенно опасаясь ветреной и/или пыльной погоды.

• Используйте расчетные показания сварочного аппарата для оценки потерь в сварном соединении в качестве первоначальной оценки годности/негодности сварного соединения.

• Спецификации потерь на сращивании следует устанавливать с учетом общего бюджета мощности линии и основывать на средних потерях на сращивании.