Работа с оптоволокном: не так страшно, как кажется.

Работа с оптоволокном: не так страшно, как кажется.

Работа с оптоволокном: не так страшно, как кажется

Все неоднократно слышали о сложностях в работе, о необходимости высокой квалификации специалистов. Многие считают, что сварка оптоволокна и монтаж оборудования с использованием оптоволоконного кабеля – рискованный процесс, требующий дорогих материалов и высокооплачиваемых сотрудников, что это не для них. Но рынок предлагает большое количество инструментов и оборудования для разделки и монтажа кабеля, которое значительно облегчает работу по монтажу волоконно-оптического кабеля. Этому вопросу и посвящена данная статья.

Мы регулярно проводим семинары, посвященных системам передачи информации по оптоволоконному кабелю. И общаясь со слушателями, часто сталкивались с ситуацией, когда люди готовы применять данные системы: у них есть проекты, преимущества решения превалируют над стоимостью – все, ставь и сдавай проект, получай деньги и уверенность, что у заказчика не будет претензий к качеству выполненных работ. Но тот факт, что у специалистов нет никакого опыта работы с подобным оборудованием их останавливал. Все неоднократно слышали о сложностях в работе, о необходимости высокой квалификации специалистов. Многие считают, что сварка оптоволокна и монтаж оборудования с использованием оптоволоконного кабеля – рискованный процесс, требующий дорогих материалов и высокооплачиваемых сотрудников, что это не для них.

На самом деле, работа с оптоволокном хоть и требует определенного опыта и навыков, но их наработать – не такая сложная задача. Тем более что сейчас рынок предлагает большое количество инструментов и оборудования для разделки и монтажа кабеля. Этому вопросу и посвящена данная статья.

Вводная информация
Одно из главных требований при работе с оптоволоконными кабелями – внимательное отношение ко всем этапам процесса монтажа кабельной системы: укладке, разделке, соединению и оконцовке. Ошибка дорогого стоит – это затраты на поиск места повреждения и замена участка кабеля. Замена поврежденного участка не только увеличивает трудозатраты, но и снижает качество всей системы: каждый соединительный элемент, каждая спайка вносит свои искажения в передаваемый сигнал, уменьшает расстояние передачи сигнала, требует увеличения оптического бюджета системы.

Для специалистов, которые только начинают свою работу по монтажу оптоволокна, рекомендуется приобрести готовый комплект основных инструментов и материалов, необходимых для проведения работ: тара, дозаторы, распределители, расходные материалы и защитные средства. Спустя некоторое время, когда вы получите начальные навыки в работе с оптоволоконным кабелем и сформируете предпочтения в разнообразии используемых инструментов и материалов, мы можете комбинировать набор «под себя».

Разделка волоконно-оптического кабеля
Волоконно-оптический кабель представляет собой несколько оптических волокон, которые вместе с армирующими нитями заключены в защитную полимерную оболочку. Для защиты от агрессивных внешних воздействий кабель помещают в броневую защиту из гофрированной алюминиевой или стальной защитной ленты либо из стальной проволоки. Из-за того, что оптическое волокно в достаточной степени чувствительно к осевым и радиальным деформациям, для его разреза непригодны недорогие кабелерезы, которые используются для работы с медными кабелями. Рекомендуется использовать инструмент, лезвия которого рассчитаны на резку стали.

Начальный этап разделки волоконно-оптических кабелей – удаление верхнего слоя защитных и броневых покровов, выполняется теми же инструментами, что и разделка обычных кабелей. Полимерная изоляция и фольга вскрываются резаками, а стальная проволока выкусывается бокорезами. Рекомендуется применять кабельные ножи: они позволяют снимать полимерное покрытия с кабеля диаметром от 4 до 35 мм, и при этом кабельный нож имеет специальную насадку, ограничивающую глубину разреза оболочки, что исключает повреждение оптоволоконных жил.

Но в дальнейшей работе без специальных инструментов все равно не обойтись:
* ножницы или кусачки с керамическими лезвиями используются для удаления армирующих нитей из кевлара. Обычные ножницы эти тонкие, гибкие и прочные волокна не режут, а выдавливают или гнут;
* стрипперы предназначены для снятия буферного слоя. Их применение снижает риск повреждения оптического волокна: в первую очередь, из-за того, что его рабочие поверхности имеют фиксированную настройку;
* скалыватель оптических волокон применяется для отсекания лишнего отрезка волокна под углом 90 град. Скалыватели бывают ручные и автоматические. При подготовке оптоволокна для последующей сварки или соединения волокон при помощи сплайса рекомендуется использовать автоматические скалыватели, которые позволяют получить чистый и ровный скол без дефектов под углом 90±0,5 град. Например, скол с углом более 2 град. может привести к увеличению потерь в соединении до 1 дБ, что при оптическом общем бюджете системы в 15–25 дБ – зачастую непозволительная роскошь;
* микроскопы позволяют диагностировать разъемы оптических волокон на качество полировки жилы, наличие трещин, царапин;
* кримперы предназначены для обжимки наконечников, разъемов и контактов.

Соединение волоконно-оптического кабеля
Широко применяется три способа монтажа оптоволокна:
* сварка оптических волокон;
* соединение при помощи механических разъемов;
* соединение при помощи сплайса.

Сварка оптических волокон
Сварка оптоволокна осуществляется с помощью специальных сварочных аппаратов и обычно выполняется в три этапа:
* подготовка и зачистка кабеля, получение качественного торца;
* сваривание сварочным аппаратом;
* тестирование и оценка качества соединения.

Сварочный аппарат осуществляет соединение оптоволокна с хорошими параметрами места соединения просто и быстро. Современные сварочные аппараты позволяют снизить потери в месте соединения до 0,04 дБ и менее. Аппарат автоматически выполняет все необходимые операции: юстирует оптоволокна, расплавляет концы оптоволокон, сваривает их. Наиболее функциональные (но и, к сожалению, более дорогие) модели так же проверяют качество соединения. После чего место сварки защищают, обычно при помощи термоусаживающей трубки.

Соединение при помощи механических разъемов
Сварка оптического волокна также используется при оконцовке волокна коннекторами. Для этих целей используются готовые волоконно-оптические перемычки – пигтейлы (англ. Pigtail – гибкий проводник). Пигтейл обычно изготавливается в заводских условиях, он представляет собой отрезок оптоволоконного кабеля, которое имеет с одной стороны оптический коннектор. Волокно оптического кабеля сваривается с волокном пигтейла, а уже при помощи коннектора его подключают к оборудованию.

Соединение при помощи сплайса
Сплайс – устройство для сращивания волоконно-оптического кабеля без применения сварки. В сплайс через специальные направляющие навстречу друг другу вводятся подготовленные концы оптических волокон и фиксируются в нем. Для уменьшения вносимых потерь стык между волокнами помещают в специальный (иммерсионный) гель, который зачастую находится внутри сплайса.

Технология соединения при помощи сплайса включает в себя несколько этапов:
* разделка волоконно-оптического кабеля;
* обработка торцов;
* выполнение соединения;
* тестирование и оценка качества соединения;
* нанесение защитных покрытий, восстановление защитной оболочки и брони.

Применение сплайсов облегчает процесс сращивания оптоволокна, но работа с ними требует практических навыков. Вносимые потери при этом методе соединения волокон меньше, чем при использовании пары волоконно-оптических вилок и адаптера, но все же могут составлять 0,1 дБ и выше. Согласно требованиям стандартов на СКС IS0 11801, TIA EIA 568B вносимые потери в сплайсе не должны превышать 0,3 дБ. Для этого в ходе монтажа проводится корректировка положения волокон относительно друг друга, в процессе работ также необходимо проводить постоянный замер потерь на месте соединения.

Кроме того, следует принимать во внимание тот факт, что со временем потери в месте соединения при помощи сплайса могут увеличиться из-за смещения волокон в пространстве или высыхания иммерсионного геля.

Автор статьи — Карачунский С.А.,
Директор по маркетингу компании «В1 электроникс».
Компания представляет продукцию SF&T — оборудование по передаче различных видов сигналов по оптоволоконному кабелю.