Информация Монтаж волоконно-оптических линий связи Умный дом Генераторы Телекоммуникации
Написать намНа главную

Монтаж волоконно-оптических линий связи


   Монтаж оптических кабелей - наиболее ответственная операция, предопределяющая качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

   Монтаж подразделяется на постоянный (стационарный) и временный (разъемный). Постоянный монтаж выполняется на стационарных кабельных линиях, прокладываемых на длительное время, а временный - на мобильных линиях, где приходится неоднократно соединять и разъединять строительные длины кабелей. Соединители оптических волокон, как правило, представляют собой арматуру, предназначенную для юстировки и фиксации соединяемых волокон, а также для механической защиты сростка. Основными требованиями к ним являются: простота конструкции, малые переходные потери, устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям, надежность. Дополнительно к разъемным соединителям предъявляется требование неизменности параметров при повторной стыковке.

   Потери в соединительных устройствах в основном возникают из-за несовмещенности и несоосности торцов волокон. Поэтому допуски на внешние диаметры волокон должны быть жесткими. Необходимо также, чтобы технология процесса сращивания была по возможности простой, не требующей сложных инструментов и оборудования. Торцы соединяемых волокон должны быть оптически плоскими.

   Важным требованием является обеспечение высокой стабильности оптического контакта, т. е. Сохранение его параметров во времени независимо от температуры, влажности и многократности соединения и разъединения сростка. Необходима надежная гидроизоляция оптических волокон от влаги и агрессивных компонентов окружающей среды (земли, воды, атмосферы).

   Оптические соединения в общем случае включают в себя:

   Основу - участки соединяемых волокон, специально подготовленных к соединению;
   Арматуру, предназначенную для юстировки, фиксации, требуемого взаимного положения соединяемых частей и механической защиты оптического контакта.

   Оптические соединители классифицируются по выбранному принципу оптического контакта.

   Кроме того, они делятся также по назначению, а именно, для соединения одиночных волокон и групп волокон. Дополнительные потери, вносимые соединением оптических волокон в тракт передачи кабеля, определяются двумя группами параметров: внешними и внутренними. Внешними (по отношению к волокну) называются параметры, связанные с особенностями метода соединения, в том числе и с подготовкой концов волокон, и включающие в себя поперечное сечение сердцевины, разнесение торцов, наклон осей, угол наклона торца волокна, френелевские отражения. Внутренние ( по отношению к волокну) параметры, связанные со свойствами самого волокна и обусловлены например, вариациями диаметра сердцевины, числовой апертуры, профиля показателя преломления и др.

   При монтаже оптических кабелей (ОК) в целом необходимо обеспечить высокую влагостойкость сростка, надежные механические характеристики на разрыв и смятие, пригодность сростка для длительного нахождения в земле. В настоящее время получили развитие различные варианты монтажа ОК. Наиболее характерными являются следующие:

   Каркасный метод. Для монтажа оптического кабеля 1 (рис. 1 используется металлический каркас 4 с числом продольных стержней, равным числу сращиваемых волокон.

Рис. 1. Каркасный метод монтажа а - каркас на шесть волокон;
б - крепление сростка на пластинке; в - общий вид муфты.



   Оптические волокна 2 сращиваются одним из вышеуказанных способов. Сростки волокон размещаются на эбонитовых пластинках и крепятся так, чтобы сросток 3 не испытывал продольного воздействия на разрыв. Поверх каркаса накладывают несколько слоев полиэтиленовой ленты, а затем надевают термоусаживаемую муфту 5 с подклеивающим слоем. Достоинством муфты является плотное обжатие конусов сростка при воздействии положительной температуры.

   Монтаж ОК с силовыми элементами. При наличии в кабеле 3 силовых армирующих элементов 7 их соединение 5 производится напрямую, а оптические волокна 1, 6 укладываются в муфте 8 в виде петли (рис. 2). В результате армирующие элементы 7 принимают на себя растягивающую нагрузку, возникающую в процессе прокладки и эксплуатации кабеля. Защита сростков от влаги осуществляется с помощью гидроизоляции 4, накладываемой в конусах и на середине соединительной муфты. Металлическое кольцо 2 защищает сросток от радиального давления.


Рис. 2. Монтаж ОК с силовыми элементами (СЭ).



   Клеевой метод. При сращивании клейкой подготовленные концы оптических волокон помещаются, как правило, в V-образные канавки специальных пластин, изготовленных с высокой точностью из кремния, пластмассы или металла. Такой метод особенно удобен при групповом соединении, например в ОК с ленточным сердечником. Многоразрядный блок из пластин обеспечивает правильное расположение волокон с точностью до долей микрона. На рис. 3 показан фрагмент сечения такого соединения.


Рис. 3. Групповой соединитель с применением клея
1 - волокно; 2 - V-образные канавки; 3 - пластины из кремния.



   В качестве клея используется эпоксидная смола либо быстродействующие пасты. Средние потери в таком соединении не превышают 0,1-0,2 дБ.

   Монтаж плоских оптических кабелей. Монтаж ОК, выполненных в виде плоских многоволоконных лент с общим пластмассовым покрытием, осуществляется следующим образом. Волокна на конце ленты оголяют на расстоянии 1 см, и ленту помещают в матрицу, как показано на рис. 4,а. Концы волокон лежат на участке, имеющем прецизионные канавки. Затем в матрицу заливают пластический материал, который обволакивает волокна и препятствует их дальнейшему перемещению (рис. 4,б). Волокна, залитые пластмассой, выдерживают в матрице до его застывания. В узком зазоре, где расположен прецизионный участок, волокна пластмассой не заливают. Затем волокна разрывают путем их изгиба и растяжения.


Рис. 2.4.4. Монтаж плоских ленточных кабелей
а - элементы монтажа; б - общий вид сростка.



   Застывшая пластмасса фиксирует волокна в торце ленты. После этой операции лента готова к сращиванию. Далее концы двух лент закладывают в шаблон, а зазор между торцами для скрепления лент друг с другом заливают эпоксидным компаунд с соответствующим коэффициентом преломления.

   Пресс-форма разъемная и выполнена из латуни; прецизионные зазоры сделаны из стали и вставляются в латунную пресс-форму. Зачистка концов волокон в полимерном покрытии производится посредством растворения материала покрытия и удаления его с волокон. Толщина полимерного покрытия составляет 5 мкм. Заливка волокон осуществляется полиэфирной смолой. По результатам испытаний потери в таких соединителях составляют не более 0,2 дБ.

   Для монтажа кабеля, состоящего из 12 лент по 12 волокон в каждой ленте, требуется приблизительно 1 ч 45 мин. При существующей технике соединений основное время (около 1 ч) затрачивается на подготовку и укладку концов волокон. Резка концов лент требует около 15 мин. После обрезки концов последние укладываются на центрирующие гребенки, имеющие пазы. Концы лент расположены на плате с прецизионными канавками. Механическим встряхиванием производится укладка волокон в канавки. После этого эпоксидным компаундом фиксируется конец ленты. Место соединения закрывается крышкой, которая приклеивается к основанию быстродействующим эпоксидным клеем. Через щели в крышке иммерсионный компаунд подается в место соединения. Концы каждой ленты обрабатываются отдельно.

   Данный метод требует шлифовки и полировки соединяемых концов ОК. Средние потери в месте соединения составляют 0,20 дБ, стандартное отклонение 0,32 дБ. Оказалось, что 5% соединителей имели потери меньше чем 0,1 дБ, а 95% меньше 0,5 дБ.

   Фигурный соединитель. Соединитель, предназначенный для многоволоконных кабелей и не требующий операции шлифования, полирования и склеивания волокон. Каждое стекловолокно надежно удерживается тремя цилиндрическими поверхностями, изготовленные из сжимаемой пластмассы. Каждая тройка выравнивающих элементов создает направленное к центру давление на волокно, подобно трехкулачковому патрону дрели, которое держит сверло. Волокна меньшего диаметра будут едва касаться поверхности выравнивающих элементов, в то время как толстые волокна будут деформировать их. Сборка соединителя состоит во введении волокон с обоих концов в каналы, образованными смежными цилиндрическими поверхностями выравнивающего элемента. После того как две половины соединителя установлены, они скрепляются вместе и каждое волокно занимает надлежащее положение между тремя цилиндрическими поверхностями. Потери в соединителе не превышают 0,3 дБ, переходное затухание превышает 70 дБ.

   Снаружи сросток изолируется термоусаживающейся муфтой с предварительной обмоткой пластмассовыми лентами.

   Сварка и монтаж оптических волокон

   Сварка всех типов одномодовых и многомодовых оптических волокон, включая волокна c тонкой сердцевиной, волокна со смещенной дисперсией, волокна, легированные эрбием, осуществляется автоматическими сварочными аппаратами Fujikura и Ericsson. Эти аппараты позволяют производить просто сварку и сварку с внесением заданного значения потерь и работают как от 220 вольт, так и от аккумулятора 12 вольт, что удобно при монтаже ВОЛС вне досягаемости электрической сети.

   Процесс сварки оптического волокна содержит следующие основные этапы:

    1. Снятие защитного покрытия с концов сращиваемых оптических волокон. Выполняется с помощью стриппера для зачистки оптоволокна, который позволяет быстро и просто удалять защитное покрытие с оптического волокна любого типа с внешним диаметром оболочки от 0,25 до 0,9 мм, а затем зачищенный конец обезжиривается салфеткой, смоченной специальной жидкостью или спиртом. Для осуществления успешной сварки необходимо как можно реже допускать контакты с волокном.

    2. Подготовка торцов оптического волокна (скалывание). Скалывание оптического волокна осуществляется прецизионным скалывателем Fujikura СТ-07, который скалывает волокно на необходимую длину, таким образом, чтобы угол по перпендикулярности торцов соединяемых волокон составлял не более 0.3 градуса. Fujikura СТ-07 применяется для работы с одномодовым и многомодовым волокном, особенно в случаях когда предъявляются повышенные требования к сварным соединениям.

    3. Установка оптического волокна в сварочный аппарат и их юстировка. Юстировка оптических волокон осуществляется в автоматическом режиме, хотя метод управления процессом в режиме реального времени позволяет оператору вмешаться в режим сварки с целью получения наилучшего результата.

    4. Сварка оптического волокна электрической дугой между двумя электродами. Режим сварки с выравниванием нагретых сердечников для одномодовых волокон с коррекцией эксцентриситета, обеспечивает стабильную центровку волокон и их последующую сварку.

    5. Контроль качества сварки оптического волокна. Информация о состоянии волокон обрабатывается цифровыми методами и отображается на дисплее, что дает оператору возможность следить за процессом сварки. По тепловым изображениям, которые получаются в процессе сварки, вычисляется профиль показателя преломления сердцевины, градиент деформации сердцевины и диаметр модового пятна. Все значения даются по двум осям и используются для оптимизации результата сварки. Уникальный метод оценки потерь на сварном шве позволяет оценить затухание на месте сварки с высокой точностью.

    6. Защита и укладка сварного соединения оптического волокна. Для механической защиты волокна в месте сварки используют термоусаживаемые гильзы — втулки из термоусаживаемого материала с упрочняющим элементом (металлический стержень или кварцевая оправка) для предотвращения изгиба волокон. Гильза надевается на одно из волокон до сварки, а затем сдвигается на нужное место и нагревается (до 90-150 градусов в течение одной минуты) во встроенной в сварочный аппарат печке для усадки гильз. Затем остывшую гильзу помещают в специальный паз сплайс – пластины оптического кросса или муфты для дополнительной защиты, а волокна укладываются вокруг гильзы.

   В настоящее время существует несколько способов сращивания оптических волокон.

   1. Механическое сращивание волокон.
   2. Сращивание электрической дугой (сварка).

   Многие выбирают первый способ для быстрого и относительно дешевого метода сращивания волокон. В принципе это верно, но при уровне цены и времени выполнения сращивания на одно волокно, предлагаемой нашей компанией этот метод будет невыгоден.

   Теперь не нужно искать, где купить механический соединитель волокна, а после этого изучать и тратить время на его установку. Плюс к этому - для более менее хорошего результата необходим специальный скалыватель волокна. И при всем этом мы получаем соединение волокна с потерями, значительно уступающим сварке, что не всегда подходит для передачи видео и речевых потоков. Также невысока и надежность соединения механическими соединителями.

   Качество и оперативность выполнения работ достигается нами при помощи высококвалифицированных специалистов в области монтажа волоконно-оптических компонентов.

   Для выполнения работ мы применяем высококачественное сварочное оборудование с применением последних достижений в области автоматизированной сварки волокна.

   При необходимости мы можем дополнительно измерить параметры волоконно-оптической линии при помощи рефлектометра EXFO FTB100, что даст вам дополнительное подтверждение качества проделанных работ. Также этот прибор с легкостью и точно обнаружит место повреждения, возникшее на вашей линии - будь то микроизгиб или обрыв волокна.

   В стоимость сварки входит:

   1. Расходные материалы (КДЗС, салфетки, чистящие жидкости)
   2. Зачистка оптического кабеля (с разделкой всех модулей)
   3. Сварка оптического волокна
   4. Укладка волокон и сборка сплайс-пластины.
   5. Сборка бокса.

 

Copyright c 2000-2004 Телеком-Южный Регион. All rights reserved