Пузырь при сварке оптоволокна

Обновлено: 11.05.2024

Сварка оптики – это достаточно сложный и высокотехнологичный процесс, в ходе которого между собой свариваются оптические волокна с помощью высокой температуры. Сваривание оптических волокон осуществляется с помощью специальных устройств – сварочных аппаратов для сварки оптоволокна.

Сварочный аппарат для оптических волокон – один из самых сложных и дорогих инструментов монтажника ВОЛС. Данный прибор, позволяет в автоматическом режиме обеспечить процесс сведения (юстировки) и сварки волокон с последующей фиксацией сваренного волокна в гильзе КЗДС для предотвращения его поломки. От того, насколько качественно и быстро работает сварочный аппарат, какие дополнительные функции и опции имеет – напрямую зависит скорость сдачи ВОЛС в эксплуатацию.

Одним из самых эффективных и наиболее простых способов добиться высокого качества сварки и долгой жизни сварочного аппарата – это правильная эксплуатация, поддержание аппарата в чистоте, и главное, своевременное техническое обслуживание сварочного аппарата.
Для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу, сварочный аппарат необходимо регулярно проверять и проводить регламентное техническое обслуживание не реже раза в полгода или каждые 1500 сварок.

В целом техническое обслуживание сварочного аппарата включает в себя несколько этапов:

Комплексную диагностику технического состояния;
Чистку аппарата и его компонентов снаружи и внутри;
Настройку ключевых блоков и узлов сварочного аппарата;
Регулировку большого количества параметров, обеспечивающих качественную и правильную работу сварочного аппарата;
Настройку оптической системы;
Замену электродов (при необходимости);
Итоговую проверку на соответствие аппарата заявленным техническим характеристикам и соответствие качества сварки паспортным требованиям с помощью рефлектометра;

Рассмотрим каждый из этапов проведения технического обслуживания более подробно на примере одного из реальных случаев.

После того, как сварочный аппарат попадает на стол к инженеру, проводится детальный и подробный осмотр аппарата с целью определения текущего технического состояния оборудования. Так же осматриваются основные блоки устройства на предмет загрязнения.

Сразу же в ходе внешнего осмотра мы увидели, что оборудование имеет сильные внешние загрязнения, так же отсутствуют крышки кронштейна дисплея. Их отсутствие может вызвать случайное повреждение дисплейного шлейфа.

Закончив внешний осмотр переходим к осмотру внутренних узлов и компонентов устройства: обнаруживаем загрязнение механизма юстировки, V-образных канавок, оптической системы и зеркал.

После оценки внешнего и внутреннего состояния аппарата необходимо провести программную диагностику оптической системы на наличие пыли. Сварочный аппарат может диагностировать и анализировать текущее состояние оптической системы выделяя все посторонние объекты.

В нашем случае мы увидели, что на матрице Y-проекции имеется пыль. Это существенно сказывается на качестве сварки и достоверности оценки потерь на сварном шве. Если не проводить своевременную чистку и техническое обслуживание сварочного аппарата – линзы оптической системы могут прийти в полную негодность для нормальной эксплуатации и может потребоваться их замена. На фото пример загрязненной линзы.

Чтобы подобраться ко всем ключевым узлам сварочного аппарата и провести комплексную чистку, настройку необходимо разобрать аппарат: снимаем аккумуляторную батарею, кожух сварочного аппарата.

Для чистки оптической системы необходимо так же снять прижимные фиксаторы для оптоволокна и платформу для электродов.

Сняв данные компоненты, мы получаем полный доступ к оптической системе для чистки и приведения всех блоков к пригодному для эксплуатации состоянию.

Для начала мы удаляем всю пыль и грязь с помощью мощной направленной струи воздуха. После используя специализированные средства удаляем всю грязь из основной рабочей области. Наш аппарат приобретает совершенно иной вид.

Проводим диагностику состояния оптической системы с помощью микроскопа. Осматриваем линзы микроскопа на наличие повреждений и грязи. Проводим тонкую очистку поверхности оптических линз, зеркал и поверхности матриц X и Y проекций.

Как вы видите на фото – механизм юстировки и V-канавки имеют сильные загрязнения. В текущих условиях ни о каком качественном сведении волокна не может быть и речи. Переходим к чистке механических компонентов сварочного аппарата.

Чистим V-образные канавки.

После того как основные блоки сварочного аппарата вычищены – можно переходить к фокусировке оптической системы. Для этого необходимо обратно собрать сварочный аппарат и подготовить его к тонкой настройке.

Практически в каждый сварочный аппарат встроен анализатор, с помощью которого можно провести тонкую фокусировку используя диагностическую диаграмму. В данном случае, оптическая система на правой проекции расфокусирована и диаграмма имеет не правильную форму. Если фокусировка аппарата не соответствует требованиям - аппарат не сможет правильно свести волокна.

После фокусировки диагностическая диаграмма приобретает вид максимально приближенный к эталонной. На этом процесс фокусировки заканчивается. Переходим к процессу программной настройки. Для этого выбираем режим сварки Auto SM, т.к. для настройки используется волокно стандарта G652D.

Переходим к процессу калибровки дуги, в ходе которого настраиваются параметры: положение и ток.

После настройки параметров дуги проводится комплексная проверка сварочного аппарата и диагностика качества сварки. Далее при помощи рефлектометра проводятся измерения уровня затухания на сварном шве с использованием стенда.

После подробного анализа результатов ТО, аппарат проходит стадию тестирования, в ходе которой подтверждается исправность оборудования и его пригодность к работе в реальных условиях.

О принципах работы аппаратов для сварки волокон (часть I)

Думаю, что большинство связистов хоть раз в жизни пробовали сварить между собой два оптических волокна (ОВ) или, по крайней мере, видели, как это делается. Монтажники связи сталкиваются с задачей сварки ОВ практически каждый день, однако это еще не означает, что каждый делает это правильно (здесь имеется в виду не только соблюдение технологий, но и оптимальная последовательность всех выполняемых действий, сводящая к минимуму число совершаемых "телодвижений" и соответственно обеспечивающая высокую скорость работы с надлежащим качеством).

Действительно настоящих профессионалов по сварке ОВ не так уж много – еще меньше тех, кто знает, как работает сварочный аппарат: по каким алгоритмам действует, как распознает составляющие оптического волокна, как выравнивает ОВ и т.д. От того, какие технологии используются в конкретной модели сварочного аппарата, зависит очень многое. Например, качество сварного соединения во многом определяется используемой технологией юстировки ОВ. Поняв принцип работы сварочного аппарата, можно быстро разобраться, например, из-за чего аппарат выдает ошибку или вовсе не работает и быстро это устранить.

Пару слов о новой модели Fujikura

Сегодня на слуху уже более десятка фирм производителей сварочных аппаратов (разнообразие этого списка с недавнего времени стали активно пополнять китайцы и корейцы), однако по сей день вектор развития или, так сказать, моду на устройства задает тройка японских собратьев – Fujikura, Sumitomo и Furukawa (аппараты под маркой Fitel).

Среди данной тройки наибольшие заслуги имеет фирма Fujikura, образованная еще в 1885 году братьями Зенпачи и Томекичи Фуджикура. Они заработали свой первый капитал на производстве украшений для волос – шнурах и резинках, и затем переключились на производство изоляции электрических проводов, поскольку процесс изготовления был схож.

Последняя модель аппарата Фуджикуры FSM-80S очередной раз продемонстрировала нам новые тенденции развития сварочных аппаратов. Примечательно, что эта модель в России и Китае идет под названием FSM-80S, а в странах Европы – FSM-70S. Модель одна и та же, отличаются аппараты только цветом корпуса. Можно провести следующий любопытный эксперимент: зайти на официальный сайт Fujikura, в англоязычной форме сайта перейти в раздел сварочного оборудования. Вы увидите, что среди моделей аппаратов последней будет FSM-70S. Если переключиться на русскоязычную форму сайта – последней моделью будет FSM-80S. С чем это связано, трудно сказать, возможно, какой-то маркетинговый ход или защита от контрафактных поставок. Если сравнивать характеристики FSM-70S и FSM-80S, то они идентичны. Единственное, что в мануале 80-ки указывается возможность создания искусственного аттенюатора с затуханием до 15 дБ, а в мануале 70-ки этого пункта нет.

На рис. 1.1 изображены FSM-70S и FSM-80S, можно поиграть в игру "найдите 10 отличий". Как видно, для Европы модель идет в голубом корпусе.

а) аппарат для Европы

б) аппарат для России и Китая

Рис. 1.1 – Внешний вид аппаратов Fujikura FSM-70S и FSM-80S

О технологиях юстировки оптических волокон

В принципе, сплавить разрядом вольтовой дуги два оптических волокна большого труда не составляет. Температура электрической дуги в сварочном аппарате достигает 4800°С – температура размягчения кварцевого стекла 1400 °C, а температура плавления примерно 1665 °C. Сложность процесса сварки ОВ заключается именно в точном сведении ОВ во всех трех плоскостях (рис. 1.2а). Необходимо добиться того, чтобы они не просто совпали по оболочке, а чтобы совпали их сердцевины ("совпали их сердца") – "светонесущие жилы" (рис. 1.2а). Поскольку именно по сердцевине передается информационный сигнал и именно из-за расхождения сердцевин в месте соединения ОВ часть оптического излучения попадает в оболочку и далее либо затухает, либо уходит в окружающее пространство. В связи с этим в месте стыка ОВ образуются потери мощности информационного сигнала.

Рис. 1.2 – К пояснению задачи юстировки ОВ: а) фотография под микроскопом волокон подлежащих юстировке; б) схематичное изображение этого процесса.

Никогда не задумывались, почему одна модель сварочного аппарата одной и той же фирмы стоит значительно дороже другой модели? Например, у фирмы Fujikura FSM-60S стоит значительно дороже, чем FSM-18S. Нет, это не из-за того, что FSM-18 более старая модель, а 60-ка – более новая. Все дело в том, что в этих сварочных аппаратах используется разная технология юстировки ОВ. Именно сложность используемой в аппарате технологии выравнивания ОВ напрямую влияет на его стоимость.

На сегодняшний день разработаны 4 основных принципа выравнивания ОВ, также существуют различные их модификации. В разных источниках некоторые методы называются по-разному, но их принцип действия один и тот же. Стоит отметить, что на российском рынке встречаются аппараты, работающие только по двум технологиям: по методу выравнивания по V-образной канавке и по методу выравнивания по профилю показателя преломления (метод PAS).

Помимо этих двух методов существует также метод LID, основанный на вводе излучения в одно ОВ и его последующего детектирования во втором ОВ и метод юстировки по тепловизионным изображениям (RTC метод). Метод LID был разработан компанией Siemens в 1984 г. и после выкуплен фирмой Corning. Поэтому данный метод используется в американских сварочных аппаратах фирмы Corning, например, в Corning OSLID-0SM-T-H, в Corning OS1-0SM-T-H-BK (рис. 1.3). Существует также упрощенный вариант метода PAS, называемый L-PAS (Lens Profile Alignment System), применяемый в тех же аппаратах Corning для грубой юстировки ОВ.

Рис. 1.3 Американские сварочные аппараты

Метод юстировки по тепловизионным изображениям используется в малоизвестных аппаратах шведской компании Ericsson. На рис. 1.4 представлен аппарат данной фирмы Ericsson FSU 15. Также по данному методу работают несколько моделей компании Corning.

Рис. 1.4 – Сварочный аппарат Ericson FSU 15 FI

Также, следует вспомнить о методе DACAS (Digital Analysis Core Alignment System) – системе выравнивания ОВ по сердцевине с применением методов цифровой обработки. Этот метод упоминается в характеристиках аппаратов INNO. Однако описание данного метода нигде не встречается, даже нет краткого пояснения его принципа. Скорее всего, это тот же метод PAS только с применение каких-либо дополнительных программных алгоритмов обработки изображения.

Далее мы акцентируем наше внимание на двух методах выравнивания: по V-образной канавке и по профилю показателя преломления (PAS), поскольку модели сварочных аппаратов, представленные на российском рынке, работают именно по ним.

Метод выравнивания по оболочке в V-образной канавке

По легкости исполнения данный метод на голову выше всех остальных. Он был разработан еще в 1977 г. в компании Fujikura. Метод не требует множества шаговых двигателей, способных смещать ОВ вправо/влево, вверх/вниз, не требует сложной системы управления этими двигателями. Поэтому его часто называют пассивным методом выравнивания. Сварочные аппараты, использующие данный метод юстировки, давно уже заняли определенную нишу и отлично подходят для тех ситуаций, когда к сварному стыку не предъявляют высоких требований по вносимым потерям.

Суть метода следующая. Два волокна укладываются в точно выровненные друг относительно друга V-образные канавки и фиксируются специальными зажимами (рис. 1.5).

Рис. 1.5 К пояснению метода выравнивания по V-образной канавке

Поскольку канавки по высоте находятся на одном уровне, два волокна оказываются также на одном уровне. Остается только их сдвинуть поближе друг к другу и можно начинать процесс сплавления. Ничего проще, кажется, придумать нельзя. Однако по известному закону жизни за простоту нам приходится платить качеством. Во-первых, волокна не будут лежать ровно, если в V-образную канавку попадет, так скажем, пылинка или частичка чего-либо (остатки защитного покрытия волокна, гидрофоб, ворсинка и т.д.). Во-вторых, канавки выравнивают волокна, однако совпадение волокон по оболочке не гарантирует точного совпадения их сердцевин. Дело в том, что при производстве оптического волокна, как и любом другом производстве, существуют допуски на нормативные значения (таблица 1). Кроме того, несовпадение сердцевин происходит вследствие эксцентриситета и некруглости оболочки.

Таблица 1. Параметры одномодового волокна согласно рекомендации G.652.D

В связи с перечисленными факторами, потери на сварном соединении для стандартных одномодовых волокон при таком методе выравнивания в среднем составляют 0.05 дБ. Сварочные аппараты такого класса находят свое применение в тех случаях, когда к сварному стыку не предъявляют высоких требований по вносимым потерям, и покупка дорогого сварочного аппарата нецелесообразна. К таким случаям относятся сети операторов связи небольшой протяженности: сети доступа, локальные компьютерные сети, структурированные кабельные системы офисов и т.д. Аппараты данной серии: Fujikura FSM-11S, Fujikura FSM-18S, ILSINTECH Swift-F1 (F2,F3), Sumitomo Type 25 и др.

В следующей части мы рассмотрим метод PAS, позволяющий произвести выравнивания ОВ по сердцевине. В заключение приведены несколько интересных фотографий.

Монтаж ВОЛС — сварка оптоволокна

Сварка оптоволокна чем-то напоминает работу ювелира. Если даже подготовка волокон требует большой аккуратности и четкости движений, то что говорить непосредственно о процессе сварки. Только чистые руки, никакой пыли и ни в коем случае не трогаем очищенное волокно пальцами.

Убираем все лишнее и оставляем на рабочем столе:

Скалыватель.
Сварочный аппарат.
Емкость со спиртом, для протирки волокна.Салфетки безворсовые.
Стриппер (для зачистки волокна, если понадобится).
Муфту или кросс (уже подготовленные).
Пинцет.
Изолента (для сбора осколков волокон и крепления переходов в кроссе).

Скалыватель —это механическое высокоточное устройство. Основное назначение — создать как можно более плоскую и перпендикулярную оптоволокну поверхность скола.

Скалыватель — довольно дорогое устройство. Но его применение полностью оправдано. Вручную разломать оптоволокно пинцетом, или старым советским набором — лезвием и резиновым ластиком — и получить хотя бы сколько-нибудь ровный скол — невозможно. А ведь именно от качества скола зависит качество сварки.

Если вы попытаетесь сварить два не слишком ровно сколотых волокна, то получится примерно такое:

На снимке видно, что поверхности сколов попросту не соприкасаются, образовался «пузырь».

Каков принцип действия большинства скалывателей?

Оптоволокно (очищенное от лака) закладывается в аппарат и фиксируется.
Ножом (в разных моделях скалывателей он может быть из твердой стали или алмазным) делается микроскопический надрез на волокне.
К волокну прилагается усилие, и, благодаря ему, волокно раскалывается в месте надреза (в идеале).

На практике один из самых неприятных моментов работы с устройством — это когда волокно ломается вовсе не в месте надреза, т.е. портится. Особенно часто такие фокусы скалыватель начинает выкидывать в холодной и влажной среде.

Вот пример хорошего скалывателя, который идет в комплекте со сварочным аппаратом для оптоволокна Signal Fire AI-7.

Как оценивается качество скалывателя?

При выборе устройства учитывается:

насколько приближен к перпендикуляру угол скола;
насколько ровную поверхность скола дает скалыватель;
каков процент сломанных волокон;
каков ресурс работы устройства;
насколько продумана эргономика устройства.

Конечно же, скалыватели бывают разные — дешевые и дорогие, китайские и японские, специализированные и давно устаревшие. Общий совет при выборе:

Не экономьте на скалывателе, если есть возможность.

Потому что хороший скол — это 50% работы и успеха пайщика, и чем меньше будет брака, чем удобнее продуманы операции на скалывателе — тем быстрее будет идти работа.

Порядок действий при скалывании оптоволокна

Зачищаем волокно от лака.
Тщательно протираем салфеткой, смоченной спиртом — проворачивая вокруг оптоволокна, чтобы снять всю грязь.
Аккуратно закладываем в канавку скалывателя по линейке. Важно его при этом не выпачкать. Граница, где заканчивается лаковое покрытие и начинается оголенное оптоволокно, должна приходиться на определенную цифру на линейке. Какую именно цифру — зависит от модели вашего сварочного аппарата, какая длина очищенного оптоволокна для него оптимальна. Если вы ее превысите — волокно нормально сварится, однако гильза КДЗС не будет полностью покрывать оголенную часть. Если же оно окажется слишком коротким, аппарат не спаяет концы.
Скалываем волокно (в зависимости от модели аппарата — нажимаем на крышку или производим другое действие).
Осторожно достаем волокно (если оно не сломалось в процессе скалывания) и ни в коем случае ничего не касаясь сколом, не цепляясь за бортики канавки ни в скалывателе, ни в сварочном аппарате, укладываем в сварочник.

Главное правило работы с волокном — чистота и еще раз чистота.

Если вы все-таки чего-то коснулись, можно попытаться очистить волокно — заново протереть салфеткой, а поверхностью скола «потыкать» в спиртовую салфетку (осторожно, чтобы не сломать волокно), после этого — в сухую. Но это не дает гарантии полного очищения.

А вот как выглядит на экране сварочного аппарата волокно с пылинкой на сколе и загрязненной поверхностью:

Правила безопасности

Сломавшиеся и сколотые кусочки оптоволокна — вовсе не безобидный мусор. Мелкие стеклянные «иголочки», попав в еду, могут повредить желудок или пищевод. Попав под кожу — очень сложно удаляются, так как крошатся при попытке их вытащить. Если же они попадут в кровоток — теоретически могут вызвать опасные последствия, добравшись до сердца. Поэтому всегда собирайте отходы из скалывателя либо в специальный контейнер, либо в любую другую емкость и ни в коем случае не выбрасывайте их просто так. По этой же причине нельзя есть во время работы.

Сварочный аппарат и сварка

Сварочный аппарат для оптических волокон — это сложное высокоточное устройство, полностью выполняющее процесс юстировки и сварки волокон.

О видах сварочных аппаратов можно написать отдельную большую статью. Если вкратце, то основная часть моделей на рынке представлена японскими (Fujikura, Sumitomo) и китайскими (Jilong, к примеру) разработками. Японские лучше, но существенно дороже. В принципе, если перед вами не стоит задача варить особо важные магистрали — вполне можно обойтись и хорошим китайским сварочником.

Вариант подороже, японский Fujikura FSM-60S:

Вариант подешевле, китайский Signal Fire AI-7. Устройство с хорошими показателями быстрого нагрева, постороено на новой технологии центрирования ядра, имеет в своем арсенале шесть сервоприводов и автофокус. Данный сварочный аппарат отвечает всем стандартам сращивания оптоволоконного кабеля известным на данный момент:

Порядок сварки в сварочном аппарате:

Важно помнить:

И сварочный аппарат, и скалыватель — дорогие и сложные устройства. Да, пайщики оптоволокна работают в самых разных условиях — в канализации, на чердаках, в поле, в мороз и дождь. Но при этом нужно беречь технику от падения и ударов. Ведь не зря их чемоданчики для переноса выложены изнутри пенопластом или толстой мягкой тканью. Фирма-производитель легко определит, перестало ли устройство работать «само» или этому предшествовало падение или удар. В последнем случае гарантии не будет.

Поэтому при работе всегда проверяйте — надежно ли стоит устройство? Надежно ли стоит стол, на котором расположен сварочник или скалыватель? И т.д. Собственно, зная цену хорошего сварочного аппарата, это даже нельзя назвать фанатизмом.

Важно также регулярно проводить техническое обслуживание устройств (многие профилактические действия предусмотрены в самом аппарате и выполняются по инструкции), а не использовать до последнего.

Разделка оптического кабеля

Работы по разделке оптического кабеля являются важным и значимым процессом в монтаже оптических муфт, оптических кроссов и других устройств. При несоответствующем обращении с оптическим кабелем, есть вероятность повреждения оптических волокон и оптических модулей. Важное замечание: при повреждении хотя бы одного ОВ в оптическом кабеле — ОК в этом месте отрезается полностью и процесс разделки начинается заново с этого места.

Памятка по работе с ОВ (подготовка к сварке)

Нужно помнить про технику безопасности — работа с ОВ без акрилового покрытия довольно опасна и требует от работника полной внимательности.

С помощью стриппера с оптического волокна удаляется защитное акриловое покрытие. Длина зачищенного участка должна быть примерно 3–4 см при использовании скалывателей с контейнером для сбора осколков. В случае, если контейнера нет, длина должна быть 5–10 см.

Инструмент для разделки оптоволоконного кабеля

На всех этапах работ с оптическим кабелем: входной контроль ВОК, монтаж оптических муфт, кроссов и так далее, для разделки ВОК необходим соответствующий инструмент. Комплект всех необходимых инструментов и материалов для разделки кабеля — НИМ-25 (набор инструмента монтажного) (рис. 1). Универсальный набор позволяет монтировать оптические кабели с броней из стальной проволоки, со стальной гофрированной ленты, стеклопрутки, в том числе с арамидными нитями и стеклонитями, а также легкий универсальный внутриобъектовый кабель. Для разделки оптического кабеля встроенного в грозотрос (ОКГТ) рекомендуется доукомплектовать комплект приспособлением для резки металлического модуля с ОВ РМ ССД.

Рис. 1. НИМ-25 Комплект инструментов для разделки кабеля

Рис. 2. Нож для металлического модуля

Состав комплекта НИМ-25

Первая группа инструментов довольна стандартна (рис. 3) слева на право, сверху вниз: кусачки (тросокусы) для резки стальной проволоки в том числе различных тросов и проволок, бокорезы, распылитель (пульверизатор), пассатижи.

Рис. 3. Инструмент в составе НИМ-25

Следующая группа инструментов (рис. 4) слева на право, сверху вниз: стриппер для удаления буфера, стриппер T-типа для снятия оболочек 0.4-1.3 мм (26-16 AWG), ножницы для резки упрочняющих нитей кабеля, нож монтажный.

Рис. 4. Инструмент в составе НИМ-25

Третья группа (рис. 5), слева на право, сверху вниз: металлический пинцет, стриппер-прищепка удаления внешних модулей, рулетка, лупа.

Рис. 5. Инструмент в составе НИМ-25

Очень важный и нужный инструмент при разделке различных конструкций оптических кабелей — стриппер удаления внешней оболочки кабеля (рис. 6). Глубина положения его режущего ножа регулируется плоской отверткой в зависимой от толщины оболочки, которую хотим надрезать, — сначала делается поперечный, а затем продольный надрез и дальнейшее снятия оболочки. Важно помнить, что в процессе надреза оболочки стриппером, модуль с оптическим волокном внутри — должен оставаться без повреждений (без надрезов, заломов и т. д.).

Рис. 6. Инструмент в составе НИМ-25 (стриппер для оптоволокна)

Вспомогательный инструмент и материал: налобный фонарь, клейкая лента, безворсовые салфетки, изолента, дозатор для спирта 250 мл с помпой, жидкость D-Gel для удаления гидрофобного заполнителя (рис. 7), набор отверток, ножовка по металлу, контейнер для полезной мелочи (рис. 8).

Для очистки оптического кабеля от гидрофобного заполнителя, используется специальная жидкость D-Gel (рис. 7, справа). Для удобства работ ветошь смачивается D-Gel и затем влажной частью протирается монтируемый кабель. После влажной протирки необходима протирка сухой ветошью. В итоге мы получаем чистый ОК.

Для протирки оптических волокон применяются безворсовые салфетки, к тому же они снимают с ОВ статическое электричество.

Рис. 7. Материал в составе НИМ-25

Рис. 8. Инструмент в составе НИМ-25

В работе с каждым типом ОК есть свои особенности и нюансы, которые необходимо учитывать. Ниже представлены видеоинструкции по разделке различных конструкций ВОК.

Разделка кабеля ДПТ

Стандартный подвесной самонесущий оптический кабель (рис. 9). Конструкция с модульной скруткой, усиленная арамидными нитями и промежуточной оболочкой.

Рис. 9. Оптический кабель ДПТ

Процесс разделки ОК

С помощью рулетки отмеряется необходимая длина разделки волоконно-оптического кабеля, ставится соответствующая метка. Внешняя оболочка из полимерного материала надрезается (сначала поперёк по метке, затем вдоль ОК) лезвием стриппера Kabifix FK28 (рис. 6) либо другим похожим инструментом и далее снимается. Важное замечание: отрегулированный стриппер под толщину оболочки необходимо сначала проверить на конце ОК (10–15 см), то есть убедиться, что нож не повреждает другие элементы конструкции оптического кабеля.

Упрочняющий элемент в виде арамидной нити, отрезается с помощью ножниц для резки упрочняющих нитей (рис. 4, снизу слева). Промежуточная оболочка аналогично надрезается и снимается стриппером Kabifix FK28 (рис. 6). Перед началом работ стриппер необходимо настроить под новую толщину оболочки. После снятия промежуточной оболочки, со скрутки оптических модулей снимается несколько повивов обмоточных нитей (их нужно поддеть и обрезать).

Далее пучок оптических модулей раскручивается, центральный силовой элемент (ЦСЭ) и кордели (если они есть) откусываются на необходимую длину, вся оставшаяся конструкция протирается ветошью, смоченной жидкостью D-Gel (рис. 7, справа).

В процессе работ с оптическим кабелем, удаляя каждый слой (внешний, внутренний, промежуточный, упрочняющие и силовые элементы и т. д.), — центральный силовой элемент (ЦСЭ) не должен заламываться.

Оптический модуль снимается с пучка оптических волокон стриппером-прищепкой (рис. 5, сверху справа). Стриппером необходимо сделать поперечный надрез модуля в нужном месте, затем аккуратно его надломить и вытянуть за его кончик. После снятия модуля, пучок оптических волокон протирается сухой безворсовой салфеткой для удаления излишков гидрофоба, затем салфетка смачивается изопропиловым спиртом (рис. 7, слева) и пучок ОВ протирается еще раз, но уже со спиртом.

Видеоинструкция по разделке оптического кабеля ДПТ:

Разделка кабеля ДПС

Стандартный оптический кабель для прокладки в грунт (рис. 10). Конструкция с модульной скруткой, броней из стальных проволок и промежуточной оболочкой.

Рис. 10. Оптический кабель ДПС

С помощью рулетки отмеряется необходимая длина разделки ОК, ставится соответствующая метка. Внешняя оболочка из полимерного материала надрезается (сначала поперёк по метке, затем вдоль ОК) лезвием стриппера Kabifix FK28 (рис. 6) либо другим похожим инструментом и далее снимается. Важное замечание: отрегулированный стриппер под толщину оболочки, необходимо сначала проверить на конце ОК (10–15 см), то есть убедиться, что нож не повреждает другие элементы конструкции оптического кабеля.

С пучка проволочной брони снимается обмоточная нить. С помощью тросокусов (рис. 4, сверху справа) обрезается проволочная броня на нужное расстояние. Внутренняя оболочка протирается ветошью, смоченной жидкость D-Gel. Промежуточная оболочка аналогично надрезается и снимается стриппером Kabifix FK28 (рис. 6). Перед началом работ стриппер необходимо настроить под новую толщину оболочки. После снятия промежуточной оболочки, со скрутки оптических модулей снимается несколько повивов обмоточных нитей (их нужно поддеть и обрезать).

Далее пучок оптических модулей раскручивается, центральный силовой элемент (ЦСЭ) и кордели (если они есть) откусываются на необходимую длину, вся оставшиеся конструкция ОК протирается ветошью, смоченной жидкостью D-Gel (рис. 7, справа).

Видеоинструкция по разделке оптического кабеля ДПС:

Разделка кабеля ДОЛ

Стандартный оптический кабель для прокладки в кабельную канализацию (рис. 11). Конструкция с модульной скруткой и стальной лентой.

Рис. 11. Оптический кабель ДОЛ

С помощью рулетки отмеряется необходимая длина разделки ОК, ставится соответствующая метка. Внешняя оболочка из полимерного материала надрезается поперёк по метке лезвием стриппера Kabifix FK28 (рис. 6) либо другим похожим инструментом. Важное замечание: отрегулированный стриппер под толщину оболочки, необходимо сначала проверить на конце ОК (10–15 см), то есть убедиться, что нож не повреждает другие элементы конструкции оптического кабеля.

Затем стриппером Kabifix FK28 либо монтажным ножом делаются поперечные надрезы (с конца кабеля) и оболочка оптического кабеля вместе со стальной лентой стягивается в сторону конца ОК. Для облегчения процесса стягивания оболочки с броней рекомендуется делать поперечные надрезы через каждые 20–30 см. После снятия оболочки с лентой, со скрутки оптических модулей снимается несколько повивов обмоточных нитей (их нужно поддеть и обрезать) и водоблокирующая лента.

Далее пучок оптических модулей раскручивается, центральный силовой элемент (ЦСЭ) и кордели (если они есть) откусываются на нужную длину, вся оставшаяся конструкция ОК протирается ветошью, смоченной жидкостью D-Gel (рис. 7, справа). Если в конструкции имеются кордели, то они откусываются.

Видеоинструкция по разделке оптического кабеля ДОЛ:

Заключение

Весь процесс работы с оптическим кабелем требует от исполнителя в первую очередь теоретических знаний и практических навыков, а также внимательности и полной ответственности за полученный результат. Просто приобрести самый качественный и дорогой инструмент — недостаточно. Инструмент не сделает всю работу, тут необходимы соответствующие знания и практика.

Учебный центр «ВОЛС.Эксперт» проводит обучение по монтажу различных конструкций оптических кабелей, оптических муфт, распределительного и оконечного оборудования. Записывайтесь на обучение и будьте с нами!

Особенности и пошаговый алгоритм сварки оптоволокна

Сегодня в РФ для передачи сигнала одновременно с металлическим кабелем применяется оптическое волокно (ОВ). Материал обладает многими преимуществами, однако работать с ним сложнее. Для монтажа оптоволоконной сети применяется метод высокоточной сварки, для проведения которой требуется специальное оборудование. Сварка оптоволокна проводится людьми с большим опытом, а новички могут выполнять ее только под присмотром более опытных работников. Какое оборудование для сварки оптоволокна необходимо для проведения работ? Какие технологические особенности нужно учитывать? И какие ошибки может допустить новичок? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

Что такое оптоволокно — краткие сведения

Сварка оптоволоконного кабеля — сложный процесс, для проведения которого нужно знать базовые сведения о конструкции оптоволокна. Поэтому мы сперва кратко рассмотрим вопрос того, что представляет собой этот материал и какими особенностями он обладает. Итак, оптическое волокно (ОВ) — это направляющий канал очень малого диаметра (обычно 125 микрометров), обладающий круглым сечением. Внутри канал является полым, а по нему может проходить электромагнитное излучение с минимальными потерями. Материал активно применяется для передачи сигнала в оптоволоконных линиях связи.

Для генерации сигнала обычно передается свет видимого или инфракрасного диапазона. Свет проходит по каналу под углом, однако за счет полного отражения он не искажается и не затухает. Для создания ОВ-сети применяется оптоволоконный кабель, который состоит из нескольких пучков-жил, в состав которых входит множество направляющих каналов (обычно несколько десятков). Также в состав ОВ-кабеля входят вспомогательные элементы, выполняющие дополнительные функции (защитные, экранирующие, придающие материалу механическую жесткость).

Конструкция оптического волокна

Несущий трос. Трос делают стекла или упругого металлического сплава, который сверху покрывается тонким слоем лака. Трос выполняет вспомогательные функции — он собирает оптоволоконные и вспомогательные жилы вместе, а также обеспечивает их механическую упругость (чтобы они не сломались и не повредились).
Двухслойное оптоволокно. Он обеспечивает передачу электромагнитного сигнала по трубкам на любые расстояния. Материал может собираться в пучки, которые часто покрываются цветным лаком. Цвет лака часто указывает на функцию той или иной жилы. Цвет не регулируется государственными правилами, поэтому о назначении той или иной жилы нужно читать в руководстве к материалу.
Пластиковые трубки. Применяются для сбора оптоволоконных нитей в толстую жилу. В состав одной трубки может входить десятки и даже сотни оптоволоконных полос (на практике их обычно 32-128 штук). Изнутри стенки трубок покрываются гидрофобным гелем. Он обеспечивает отражение лучей свет внутрь материала (скажем, при повреждении кабеля). Также он защищает материал от посторонних сигналов (отталкивает газы и жидкости, которые могут попадать в трубку).
Кевларовые, стальные защитные нити. Обладают прямоугольной формой и обеспечивают кабелю качественную защиту. Назначение этого слоя — защита материала от растяжения и деформации под действием внешних факторов. Скажем, на открытом воздухе часто есть сильный ветер, который может растягивать материал, что плохо повлияет на качество передачи сигнала. Благодаря металлическим и кевларовым нитям этого не происходит, а кабель сохраняет свою форму в течение длительного времени.

Сигнал при прохождении через оптоволокно может затухать. В идеальных условиях это происходит только из-за естественного затухания, которое возникает из-за поглощения материалом электромагнитного излучения. На степень затухания влияют и другие факторы — наличие повреждений, острые изломы, деформированные участки, нетипичный температурный режим. В случае сбора качественной ОВ-сети степень затухания составляет 2-3 децибел на 1 километр (в случае применения света с длиной волны 0,8 микрометров). В случае длинной протяженной сети допускается использование более длинных волн — это уменьшит степень затухания волны, однако повысит расходы электричества.

Особенности сварки оптоволокна

Для сварки ОВ применяется специальный сварочный аппарат, который способен соединить тонкие жилы в одну нить. Использование обычных сварочных аппаратов в данном случае категорические невозможно — ОВ-каналы обладают очень маленьким диаметром, поэтому применение обычного оборудования в данном случае невозможно. Аппарат для сварки оптоволокна имеет вид небольшой коробки, в которую с двух сторон вставляются края ОВ, а потом выполняется их соединение за счет точечного нагрева.

Сварочный аппарат работает в автоматическом режиме, а большинство операций он проводит без участия оператора. Для сварки понадобится дополнительное оборудование для сварки оптоволокна. Это стриппер, скалыватель (часто выходит в состав сварочной машины), емкость со спиртом (для протирки кабеля), салфетки без ворса, пакетик (для сбора поврежденных мусора или поврежденных оптических волокон), защитные гильзы КДЗС. При необходимости от этого оборудования можно отказаться, однако это снизит качество сварки.

Пошаговый алгоритм ОВ-сварки

Зачистите волокно от лака с помощью стриппера. Обмакните салфетку в спирт, зачистите поверхность материала (обратите внимание, что использовать салфетку повторно не рекомендуется).
Аккуратно положите край ОВ в аппарат-скалыватель. Класть провод нужно в специальную канавку (линейка на устройства подскажет оптимальную длину). Потом нажмите специальную кнопку, чтобы выполнить скол.
Достаньте обработанное волокно из скалывателя и поместите его на активную зону сварочного аппарата. Обратите внимание, что к обработанному краю нельзя прикасаться, его нельзя обрабатывать.
Сколотые фрагменты обязательно соберите в отдельный пакет для сбора мусора. Для удобства утилизации фрагментов можно использовать изоленту или скотч.
Обработайте второй ОВ-кабель аналогичным образом, положите его на сварочную зону. Наденьте на края защитную гильзу КДЗС, зафиксируйте конструкцию в сварочной зоне с помощью канавок-фиксаторов.
Выполните запуск аппарата. Устройство автоматически выполнит дополнительную фиксацию, а также очистит края ОВ от частичек пыли и мусора с поверхности с помощью слабого электрического тока.
Теперь сварочный аппарат сводит края друг с другом, а также проверяет качество сколов. Если все хорошо, то в активную зону посылается мощный электрический разряд, который сплавляет края, формирует прочное соединение.
Сварочный аппарат тестирует качество полученного соединения и отправляет сигнал оператору. Также выполняется ряд тестов — на затухание, на прочность и другие.
Оператор достает спайку из сварочного аппарата. Соединение почти готово — чтобы оно получилось прочным, нужно задвинуть КДЗС, поместить конструкцию в печку для сушки (там гильза расплавляется и зафиксирует края).

Нужно ли покупать тестер для ОВ-сварки?

Для пайки купите тест-оборудование, которое покажет, насколько эффективной была сварка. Примеры оборудования — рефлектометры, тестеры, мультиметры и другие. Новичкам следует покупать рефлектометры, поскольку это оборудование дешевое, эргономичное. Еще одно крупное преимущество, которым обладает прибор хорошая чувствительность к затуханию. По ГОСТ нормальным затуханием после сварки признается значение 0,05 децибел. Чувствительность рефлектометров составляет не более 0,01 дБ, поэтому это устройство без проблем определит некачественную сварку.

Оценивает общее качество сварки, проверяет сеть на наличие мелких дефектов и повреждений.
Оценивает качество связи при сборке системе, отслеживает все технические параметры сети с высокой точностью, достоверностью.
Определяет степень затухания сигнала на линии. При обнаружении аномального отклонения (более 0,05 дБ) устройство найдет точку, где происходит наиболее интенсивное затухание.