Сварка оптического волокна реферат

Обновлено: 19.05.2024

Волоконно-оптические линии связи имеют высокую пропускную способность информационного сигнала. Их работа во многом зависит от качества соединения провода: чем лучше соединены волоски, тем меньше степень затухания сигнала в месте контакта. Многослойный провод имеет сложную структуру, для сварки стыков используется специальное оборудование. Работать на нем довольно просто.

Сварка оптоволокна не требует специальных навыков, обучения. Достаточно следовать инструкции. Перед этим будет полезно узнать некоторые нюансы работы. При монтаже линий связи много времени уделяется подготовке кабеля к процессу сварки, для этого существует специальное оборудование.

Строение кабеля

Сигнал передается по тонкой стеклянной нити из диоксида кремния, размер проводника исчисляется в микронах. В кабеле может находиться до 38 жил, все они изолированы. Кремниевое стекло очень хрупкий материал, боится влажности, поэтому его покрывают многослойной изоляцией. Сначала покрывают защитным лаком, затем помещают в модульные трубки, заполненные водоотталкивающим гелем, он предохраняет стеклянный проводник от набухания. Трубки дополнительно покрываются гибкой изоляцией, затем слоем полиэтилена.

Изоляция зависит от условий эксплуатации кабеля. Он подразделяется по видам:

наружный кабель бывает подвесным и подземным;
внутренний для прокладки используется редко, его можно встретить в деловых центрах.

Из подвесного делают воздушные линии связи, иногда кабель дополнительно оборудуют тросиком и клипсовыми держателями. Подземный для прокладки в грунте некоторые производители выпускают в гофроброне.

Устройство и принцип работы сварочного оборудования

блок питания;
преобразователь переменного тока в постоянный;
материнская плата – мини-процессор, регулирующий процесс спайки;
механический узел, осуществляющий центровку – сервомоторы двигают проводник во всех направлениях, соединение волокна происходит с большой точностью;
нагреватель, он обеспечивает расплав изоляционной муфты из термоусадочного материала, надеваемой на место шва;
дисплей, на нем задаются параметры сварки, видно рабочую зону контакта.

Сварочный аппарат оптоволокна выпускается нескольких модификаций. Основные различия моделей:

по способу выравнивания концов кабеля (юстировка): по осевой линии или по V-образным направляющим;
разновидности контроля точности процесса спайки;
количеству свариваемых оптоволоконных жил.

Выбор сварочного аппарата

От способа соединения кабеля зависит степень затухания сигнала, качество линии связи. Надежный шов возможен при точном совмещении концов провода, поэтому предпочтение отдается приборам, выравнивающим волокно по центру. Аппарат для сварки оптоволокна выбирают по следующим параметрам:

модификации свариваемого волокна, предпочтительнее универсальные модели;
скорость спайки учитывает количество соединений за определенный временной интервал;
способу выравнивания кабеля;
комплектации.

Многофункциональные сложные аппараты не всегда себя оправдывают. Китайские модели стоят намного дешевле японских, а по качеству сварки провода они сопоставимы.

Технология сварки ВОЛС

Длина оптоволокна мерная, он выпускается в бухтах. Многокилометровые магистральные волоконно-оптические линии передачи создаются двумя типами соединений:

Разъемные требуют дополнительных затрат, коннекторы и адаптеры существенно снижают светопередачу сигнала. Чаще делаются неразъемные соединения сваркой волокна специальными приборами.

Необходимый инструмент

Качественный монтаж ВОЛС невозможен без двух приборов:

скалыватель, аппарат для оптоволокна позволяет отрезать очищенный кабель строго под прямым углом;
рефлектометр или тестер, им определяется точность соединения.

Нужны инструменты для зачистки изолирующей оболочки. Для этой работы подойдет стандартный набор для пайки. Там есть все: кусачки, плоскогубцы, растворитель или спирт, специальные плотные салфетки для снятия водозащитного слоя. От качества очистки поверхности зависит надежность соединения.

Подготовительные работы

Процесс подготовки кабеля перед заправкой занимает много времени. Сначала оптику осматривают. Вода разрушает светопроводящий слой. Если конец провода влажный, обрезают от него не менее метра троссокусом. Чтобы снять оболочку, кабель зачищают до гидрофобного геля. Разделка ножом-стриппером не занимает много времени: кабель после кругового разреза на расстоянии не менее 3 см от конца достаточно стянуть. Водозащитный слой убирают растворителем и салфетками, не оставляющими ворсинок. Необходимо снять изоляцию полностью, это отражается на качестве скола.

Процесс соединения

Скалыватель образует перпендикулярный срез высокой точности. После этого приступают к процессу сварки. Основные этапы работы:

концы провода закладываются в прибор друг к другу, фиксируются;
аппарат проводит юстировку проводника, сводит концы между собой;
затем пропускается электроразряд, в зоне дуги уничтожаются частички пыли;
спайка волокон между собой происходит под действием дуги, кремний расплавляется, образуется диффузное соединение;
после сварки проводится тестирование соединения: прибор разводит спаянные концы в стороны с определенным усилием;
на соединение надевается термоусадочная трубка, в печи она образует на проводе защитную оболочку;
когда вторую часть работы прибор завершит, таймер подает звуковой или световой сигнал.

Нюансы сварки оптоволокна

Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.

При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс. Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.

Сварка оптического волокна

Соединения оптических волокон с помощью сварки, схема этапов и цикл сварки. Аппараты для сварки оптических волокон: FSM 30S и FSM.05SVHII производства Fujikura. Соединение оптических волокон методом склеивания. Механические соединители оптических волокон.

Подобные документы

Сведения о волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). Преимущества особенностей распространения сигнала в оптическом волокне и недостатки ВОЛС. Типы оптических волокон. Технологии волоконно-оптических сетей. Электронные компоненты систем оптической связи.

учебное пособие, добавлен 24.04.2016

Технологии локальных сетей, ориентированных на передачу данных. Описание волоконно-оптических систем передачи и распределение оптических волокон. Сравнительные характеристики синхронных мультиплексоров ввода/вывода. Выбор оптического кабеля связи.

курсовая работа, добавлен 17.12.2014

Материалы, используемые для стеклянных оптических волокон. Классификация и конструкция оптоволокна. Его применение в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях, в качестве датчика для измерения различных параметров.

реферат, добавлен 27.11.2014

Краткая история создания датчиков на основе оптических волокон. Становление оптоэлектроники, типовая структура электронного измерителя. Цифризация и волоконно-оптические датчики. Классификация волоконно-оптических датчиков и их возможное применение.

реферат, добавлен 24.04.2017

Построение трассы между оптическим линейным терминалом и оптическими сетевыми окончаниями. Выбор оптических компонентов сети PON. Расчет количества оборудования OLT, количества оптических портов и количества волокон. Разработка схемы организации связи.

курсовая работа, добавлен 11.01.2014

Анализ конструкции и видов оптических волокон. Расчет передаточных характеристик оптического волокна. Расчет регенерационного участка, конструкции и дополнительных механических усилий при прокладке оптического кабеля, а также обзор процесса его монтажа.

дипломная работа, добавлен 15.05.2016

Особенности строительства волоконно-оптических линий связи. Виды оптических волокон, измерение их электрических параметров. Определение минимального радиуса изгиба и максимального натяжения кабеля. Разработка проекта и схемы прокладки кабельной трассы.

реферат, добавлен 20.12.2015

Способ детектирования работы обнаружителей оптических систем. Принципы обнаружения оптического объекта. Характеристика Shortpass фильтра для отсекания инфракрасного излучения. Спектральная чувствительность глаза человека, применение оптических приборов.

статья, добавлен 10.03.2018

Достоинства и недостатки одномодовых оптических волокон (ОВ). Структура хроматической дисперсии, определение термина "нормированная частота". Окна прозрачности кварцевых ОВ, определение величины затухания. Основные типы конструкции оптических кабелей.

шпаргалка, добавлен 16.12.2015

Исследование приборов для проведения измерений на волоконно-оптических линиях связи. Описания особенностей оптических рефлектометров. Обзор принципов определения потерь рефлектометром. Автоматический выбор диапазона по дальности и зондирующего импульса.

Соединение оптических волокон как наиболее ответственная операция при монтаже кабеля. Внутренние и внешние потери при соединении волокон. Порядок подготовки торцов волокон для соединения. Гель, смазка или клей - выравнивающие вещества при монтаже кабеля.

реферат, добавлен 11.06.2011

Обзор основных видов производства оптических волокон. Описание оптических волокон, их характеристика, области применений, а также материалы и технологии их изготовления. Подвесной, бронированный, оптический кабель: преимущества и недостатки использования.

статья, добавлен 15.02.2019

Параметры одномодовых, многомодовых оптических кабелей связи. Особенности методики расчета основных параметров оптических волокон. Соотношение коэффициентов преломления. Числовая апертура, нормированная частота. Число мод, распространяющихся по световоду.

контрольная работа, добавлен 19.04.2013

Исследование разновидностей оптических волокон. Рассмотрение различий между многомодовыми или мультимодовыми и одномодовыми волоконными кабелями. Величина задержки для наиболее распространенных кабелей. Анализ области применения оптических волокон.

статья, добавлен 12.06.2018

Техническая характеристика конструкции и используемых материалов различных типов оптических волокон: кварцевых, кварц – полимерных и полимерных. Изучение принципа передачи световых волн по волокну, как основы построения волоконных оптических линий связи.

контрольная работа, добавлен 06.09.2010

Анализ параметров оптических волокон: геометрических (диаметры и некруглости оболочки, сердцевины, защитного покрытия), механических (прочность, нагрузка, стойкость к изгибам) и передачи (коэффициент затухания, дисперсия, ширина полосы пропускания).

реферат, добавлен 27.11.2009

Причины практического использования волоконно-оптических линий связи, особенности этапов развития. Рассмотрение основных возможностей волоконно-оптических линий связи, пути построения. Анализ первых оптических волокон. Перспективы применения NZDS волокна.

курсовая работа, добавлен 28.07.2012

Классификация и параметры оптического волокна. Геометрические параметры одномодовых и многомодовых волокон. Физические основы возникновения потерь в изогнутых оптических волокнах. Методика расчета потерь в изогнутых стандартных оптических волокнах.

учебное пособие, добавлен 01.10.2017

Разъемный метод соединения коннектор-коннектор. Сварка оптоволокна при помощи газовой горелки и лазера. Соединение оптических волокон методом склеивания. Светоизлучающие диоды: конструкции, принцип действия, электрические и оптические характеристики.

доклад, добавлен 28.05.2012

Волоконно-оптическая линия связи. Преимущества волоконной оптики как коммуникационной среды. Конструкция и типы оптических волокон. Классификация и характеристика волокон. Технология изготовления волоконных световодов. Источники оптического излучения.

Сварка оптических волокон

Сварка оптических волокон не требует специального обучения. Но, поскольку имеются некоторые нюансы, то перед началом процесса следует внимательно ознакомиться с инструкцией. Оптические волокна соединяются между собой термической обработкой высокой температуры. Для этого используются особые сварочные аппараты.

Оптоволоконный кабель

Сварка оптоволокна требует понятия о том, как устроен кабель, внутри которого находятся оптические волокна.

Центральный силовой элемент. Придает всему кабелю жесткость.
Оптические волокна. Тончайшие нити, которые, собственно, и необходимо сварить.
Трубки-модули из пластика. В каждом из модулей находится несколько оптических волокон. Расцветка трубочек зависит от предпочтения изготовителя, но информация об этом должна иметься в паспорте на изделие.
Пленка. Играет защитную роль.
Полиэтиленовая оболочка. Является дополнительной защитой в области гидроизоляции.
Броня. Может выполняться из прутьев прямоугольной формы или из проволочек, имеющих круглое сечение. Их наличие позволяет выдерживать кабелю значительные усилия на разрыв.
Внешняя оболочка. Выполняется из полиэтилена.

У разных производителей могут иметься незначительные отличия.

Сварочное оборудование

Сварка оптики требует предназначенного для этого оборудования. Сварочные аппараты позволяют осуществлять весь сварочный процесс, который является полностью автоматизированным. Управление им происходит с помощью действий оператора.

Основные элементы аппарата:

блок питания;
электронный блок;
механическая часть;
монитор.

Существует несколько модификаций сварочных аппаратов. Каждая модель имеет уникальное программное обеспечение. При выборе аппарата для сварки волокна следует отдавать предпочтение тем моделям, в которых обеспечено выравнивание волокон по центру, что гарантирует точное совмещение их концов. Также следует обращать внимание на такой параметр, как скорость, с которой может проводиться сваривание.

Подготовка к процессу

Работа волоконно-оптических линий во многом зависит от качества соединения волокон. ВОЛС сварка требует проведения подготовительных работ, к которым, в частности, относится разделка кабеля. Сам процесс сварки оптического кабеля требует соблюдения чистоты, поэтому перед началом необходимо обеспечить отсутствие грязи и пыли. Освобождение от модулей производится с помощью стриппера.

С его помощью нетрудно освободиться от изоляции проводов, чтобы можно было производить сварку оптических волокон. На рабочем столе помимо сварочного аппарата необходимо оставить скалыватель. Это устройство предназначено для обеспечения торцам оптических волокон плоскостности и перпендикулярности.

Устройство обеспечивает ровный скол, который будет гарантировать качество сварки волоконно-оптического кабеля.

Порядок использования скалывателя состоит в следующем:

произвести зачистку волокна от покрывающего его лака;
снять грязь с помощью смоченной в спирте салфетки;
заложить волокно в канавку устройства, ориентируясь на линейку;
привести скалыватель в действие;
достать волокно из устройства, не касаясь его торца.

Помимо скалывателя необходимо подготовить рефлектометр, с помощью которого можно будет проверить качество полученного соединения.

Технология сварки

Сварка оптоволоконного кабеля состоит из нескольких этапов:

Контроль сварки

После окончания процесса необходимо произвести его контроль. Проверка производится также с помощью сварочного аппарата. Качество соединения оценивается по увеличенному изображению места стыковки, которое можно увидеть на мониторе прибора.

Для проверки соединения на прочность у сварочного аппарата имеется особая функция. Он разводит с некоторым усилием соединенные концы в стороны.

Окончание процесса

Если стадии проверки пройдены успешно, то оператор достает волокна из сварочного аппарата, одевает на них термоусадочную трубку, которая будет закрывать место пайки, и укладывает для усадки в печь. После извлечения из печи гильзу необходимо остудить, для чего ее выкладывают на специальную полку.

Интересное видео

Доклад на тему "Особенности применения технологии сварки оптического волокна"

Что представляет процесс сварки оптоволокон ? Волокна зачищаются, скалываются и укладываются в направляющие канавки сварочного аппарата. Затем монтажник выбирает программу сварки, указывает тип свариваемого оптоволокна, нажимает на кнопку и далее сварочный аппарат автоматически выполняет все необходимые операции: юстирует оптоволокна, расплавляет концы оптоволокон, соединяет их, а некоторые модели сварочных аппаратов еще и тестируют качество соединения. После соединения оптоволокон монтажник защищает место сварки при помощи комплекта для защиты сростка (КДЗС). Комплект состоит из термоусаживающей трубке, которая при нагреве сжимается и защищает место соединения двух оптоволокон. Технология сварки волокон используется для оконцовки оптических кабелей вилками. Для этих целей используются готовые волоконно-оптические перемычки (англ. pigtal, пигтейлы) заводского изготовления, которые имеют с одной стороны качественно отполированные оптические вилки, а с другой стороны оптоволокно. Оптоволокно оптического кабеля сваривается с оптоволокном перемычки, оптическая вилка подключается к волоконно-оптическому адаптеру оптического кросса или оптической распределительной коробки. Использование технологии оконцовки оптического кабеля при помощи волоконно-оптических перемычек и автоматического сварочного аппарата позволяет достигать высокого качества оконцовки оптического кабеля на объекте и увеличивает скорость монтажа в десятки раз.
К техническим характеристикам кабельных линий в магистрали СКС при подключении к ним сетевого оборудования на скорости 1Гигабит (1GbE) и выше, например, 10Гигабит (10GbE), предъявляются жесткие технические требования на вносимые потери и обратные отражения, которые можно достичь только при использовании технологии сварки оптических волокон.

Волоконно-оптическая связь [

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута частота модуляции 111 ГГц [5] [6] , в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду. Так, к 2008 году была достигнута скорость 10,72 Тбит/с [7] , а к 2012 — 20 Тбит/с [8] . Последний рекорд скорости - 255 Тбит/с [9] .

Волоконно-оптический датчик ]

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии дают волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микрофон, основными элементами которого являются лазерный излучатель, отражающая мембрана и оптическое волокно [10] .

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

С использованием полимерных оптических волокон создаются новые химические датчики (сенсоры), которые нашли широкое применение в экологии, например, для детектирования аммония в водных средах [11] .

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе , используемом в Boeing 767 [источник не указан 873 дня] и в некоторых моделях машин (для навигации). Волоконно-оптические гироскопы применяются в космических кораблях «Союз» [12] . Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.

Другие применения оптического волокна

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки .Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе , который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.Оптическое волокно используется при конструировании волоконного лазера . Волокна оптического кабеля необходимо соединять при строительстве волоконно-оптических линей связи (ВОЛС), при монтаже разветвительных и распределительных муфт, оптических кроссов и коробок, при проведении ремонтно-восстановительных работ ВОЛС, а также оконцовке оптического кабеля с использованием готовых волоконно-оптических перемычек.

Существует несколько способов соединения оптических волокон: сварка оптоволокон, использование механических сплайсов, оконцовка волокон оптическими вилками (коннекторами) и соединение их при помощи волоконно-оптического адаптера.

Оконцовка оптоволокон при помощи оптических вилок

Оконцовка волокон оптическими вилками требует от монтажника практических навыков, аккуратности, времени и хорошего инструмента. Оконцовку оптическими вилками одномодовых оптоволокон таким способом в полевых условиях на объекте осуществить практически не возможно, так как очень сложно без специального дорогостоящего оборудования (полировочной машины) отполировать торец одномодового волокона. Вносимые потери (затухание) при таком способе соединения волокон будут составлять от 0.5 дБ. Поэтому эта технология редко используется для соединения оптоволокон и используется в основном только для оконцовки оптического кабеля с многомодовыми волокнами или изготовления шнуров.

Использование механических сплайсов

Механические сплайсы облегчают процесс соединения оптоволокон , но и эта технология потребует от монтажники практических навыков. Вносимые потери при этом методе соединения волокон меньше, чем при использовании пары волоконно-оптических вилок и адаптера, но даже у опытного монтажника они могут составлять 0.1 дБ и выше. Со временем вносимые потери в месте соединения волокон при помощи механического сплайса могут увеличиться из-за смещения волокон в пространстве или высыхания иммерсионного геля, который находится в механическом сплайсе и используется для улучшения технических характеристик места соединения. Поэтому механические сплайсы рекомендуется использовать в основном для временного восстановления ВОЛС. Согласно требованиям стандартов на СКС IS0 11801, TIA EIA 568B необходимо добиться вносимых потерь в сплайсе менее 0.3 дБ. Монтажникам СКС в ходе инсталляции требуется провести юстировку волокон (обычно при помощи физической «подкрутки» сплайса). Поэтому при юстировке желательно проводить непрерывное измерение вносимых потерь, чтобы получить допустимые результаты вносимых потерь.

Сварка оптических волокон

Использование технологии сварки оптических волокон при помощи автоматического сварочного аппарата осуществляется соединение оптоволокон просто и быстро, с хорошими стабильными техническими параметрами места соединения, с небольшими вносимыми потерями (не более 0.04 дБ ). Монтажники легко осваивают данную технологию, монтажная фирма не становится «заложником» одного двух специалистов монтажников.

Читайте также: