Механическое сращивание или сварка оптоволокна сплавлением: что лучше
Волоконно-оптические кабели являются важнейшим компонентом современной телекоммуникационной инфраструктуры благодаря своей высокой пропускной способности, надежности, долговечности и экономической эффективности. Во время установки этой инфраструктуры возникает много ситуаций, требующих соединения одного оптического волокна с другим, используя процедуру сращивания.
Существует два основных метода сращивания: механическое и сплавлением. В этой статье будут рассмотрены нюансы каждого метода, сравнение их стоимости, производительности труда, производительности сети, чтобы помочь вам решить, какой метод сращивания лучше всего подходит для ваших нужд.
Зачем сращивать
Сращивание оптических волокон используется для соединения двух оптических кабелей вместе, чтобы световая энергия из одного оптического волокна могла передаваться другому оптическому волокну.
Сращивание — это постоянное соединение двух оптических волокон. После того, как два оптических волокна соединены таким способом, их нельзя разобрать и собрать обратно, как это можно сделать при соединении с помощью разъемов.
Сращивание волокон обычно используется по одной из четырех причин: для ремонта поврежденного кабеля, увеличения длины кабеля, соединения двух разных типов кабелей или присоединения пигтейла.
Что такое механическое сращивание
Многие производители предлагают механические устройства для сращивания. Механические сращивания являются постоянными; они выравнивают два сколотых оптических волокна и удерживают их на месте. Гель для согласования индексов внутри устройства уменьшает или устраняет любые френелевские отражения или потери в месте стыка волокон.
Механические сращивания могут использоваться как для одномодовых, так и для многомодовых волоконно-оптических кабелей. Механические сращивания хуже по качеству, чем те, что получаются методом сварки; однако они превосходят по всем параметрам сопряженные пары разъемов. Ключевым преимуществом механического сращивания перед сращиванием методом сварки является низкая стоимость оборудования, необходимого для выполнения механического сращивания.
Сборочный инструмент, который удерживает оптические волокна и механическое соединение, относительно недорог по сравнению со стоимостью сварочного аппарата. Однако само механическое соединение стоит значительно дороже, чем защитная гильза, необходимая для сварочного соединения.
Этапы выполнения механического сращивания
Подготовка волокна. Защитные покрытия, оболочки, трубки, силовые элементы и другие материалы должны быть удалены, оставляя видимым чистое волокно. Самым важным нюансом здесь является аккуратность.
Очистка волокна. Нужно очистить необработанное волокно после того, как его извлекли из оболочки. Стекловолокно можно чистить, протирая его очистителем для оптических волокон и безворсовыми салфетками.
Раскалывание волокна. Процесс сравним с аналогичным при сварке, однако точность раскалывания менее важна.
Механическое соединение волокон. Этот подход не использует тепло. Просто поместите концы волокон в механическое устройство для сращивания и соедините их вместе. Легкое соединение от одного конца волокна к другому будет обеспечено гелем для согласования индексов в механическом оборудовании для сращивания.
Защита волокна. Это механическое приспособление для соединения действует как само по себе средство защиты.
Преимущества механического соединения
Механические соединения не требуют электричества.
Помимо устройства для зачистки волокон и разветвителя волокон, многие конструкции механических соединений волокон не требуют дополнительного оборудования.
Механическое сращивание полезно в случаях, когда сваривание невозможно или нерентабильно; это идеальный способ для краткосрочных соединений.
Недостатки механического соединения
Механические соединения создают больше потерь сигнала, вносимые потери намного выше. Нормальные вносимые потери механического соединения составляют около 0,2 дБ, что намного больше, чем потери 0,02 дБ стандартного сварного соединения. Многомодовые волокна обычно сращиваются механически.
Механические соединения с трудом выдерживают допуски выравнивания одномодовых волокон.
Механические соединения используются только в относительно безопасных условиях, например, в офисных зданиях.
Что такое сварка методом сплавления
Сварка методом плавления использует высоковольтную электрическую дугу между двумя электродами для нагрева и расплавления концов волокон. При этом создается постоянное очень хрупкое соединение, оно должно быть защищено от воздействий внешней среды и деформации. Обычно это достигается с помощью термоусадочной трубки и небольшого металлического стержня, называемых защитной оболочкой.
Перед выполнением сращивания оптическое волокно пропускается через центр защитной оболочки, и она располагается так, чтобы не мешать процессу сварки. После успешного завершения процесса, оптическое волокно извлекается из сварочного аппарата, а защитная оболочка располагается непосредственно над областью соединения. Затем защитная оболочка помещается в электрическую печь, которая обычно встроена в сварочный аппарат. Печь нагревает трубку, усаживая ее вокруг сварного соединения.
Сварочные аппараты стоят дороже, чем сборочные инструменты, необходимые для механического сращивания. Однако они обеспечивают сращивание волокон с наименьшими потерями; кроме того, сварные аппараты не создают отражений Френеля. Сварка сплавлением является наиболее точным и долговечным методом соединения двух оптических волокон.
После того, как оптические волокна зачищены и расщеплены, они помещаются в сварочный аппарат, где два оптических волокна выравниваются между двумя электродами. В зависимости от используемого сварочного аппарата для выравнивания оптоволоконного кабеля используются несколько методов выравнивания.
Сварочные аппараты, представленные на рынке сегодня, обычно оснащены дисплеем, который позволяет вам видеть оптические волокна по двум разным осям. Камеры в сварочном аппарате увеличивают оптические волокна, чтобы торцевые поверхности можно было двигать. Большинство сварочных аппаратов, доступных сегодня, также обладают способностью приблизительно определять потери при сращивании после его завершения.
Шаги по выполнению сращивания
Зачистка волокна. Сначала необходимо удалить или отслоить защитное полимерное покрытие вокруг оптоволоконного кабеля, прежде чем приступать к его сварке. Для этой цели обычно используется механическое устройство для зачистки, похожее на плоскогубцы для зачистки. Не забудьте очистить оборудование для зачистки перед началом процесса сварки.
Раскалывание волокон. Чтобы сделать эффективное сварное соединение, вам нужен скалыватель. Вместо того, чтобы резать волокно, он сгибает его, чтобы сделать аккуратный надлом, при этом торец остается плоским и перпендикулярным оси волокна.
Сплавление волокон. После того, как волокна были зачищены и расщеплены, используйте сварочный аппарат, чтобы соединить их вместе. Концы волокна должны быть сначала выровнены внутри сварочного аппарата. Расплавьте волокна электрической дугой после того, как они будут правильно выровнены, окончательно сплавив концы вместе.
Защита волокна. Сращивание не сломается при типичном обращении, если волокно защищено от изгибающих и растягивающих нагрузок, оно защищено от погодных условий и поломки защитным покрытием, помещаемым для установки в электрическую печь, которая обычно встроена в сварочный аппарат. Печь нагревает трубку, усаживая ее вокруг сварочного соединения.