Робота з оптичним волокном: вступ для початківців

Зміст:

1. Основи роботи з оптоволокном
2. Резерв оптоволоконного кабелю та вільні волокна
3. Розподільні бокси, розетки та патч-панелі
4. Зачищення волоконно-оптичного кабелю
5. Підготовка оптоволокна до зварювання
6. Як правильно сколювати волокна
7. Зварювання волокон
8. Вимірювання згасання в оптоволокні
9. На закінчення

Перехід від мідної до волоконно-оптичної технології означає необхідність нових інструментів і навичок. Окрім отримання деяких теоретичних знань, установники повинні покращити свої навички ручної праці, оскільки робота з оптоволокном потребує іншого, більш уважного підходу.

Основи роботи з оптоволокном

Як і у випадку з іншими типами кабельних систем, процес установки волоконно-оптичної системи можна поділити на три основні етапи:

• прокладання кабелів
• встановлення роз'ємів та пасивних компонентів
• встановлення та налаштування активних пристроїв

Спосіб прокладання кабелів важливий для загасання оптичних сигналів, що передаються. Кожен кабель містить одне чи кілька волокон. Тип волокна визначає мінімальний радіус вигину, проте установник не повинен плутати мінімальний радіус вигину окремого волокна та самого кабелю. Мінімальний радіус згинання кабелю зазвичай дорівнює 20х його діаметр. Мінімальний радіус вигину одиночного волокна залежить від його стандарту, наприклад:

• 30 мм для волокон G.652D
• 10 мм для волокон G.657A1
• 7,5 мм для волокон G.657A2

У разі систем FTTH (Fiber To The Home) стандартом, що рекомендується, є G.657A2 з найменшим мінімальним радіусом вигину. Це значно полегшує роботу установника і зводить до мінімуму проблеми, пов'язані зі збільшенням загасання сигналу через різкі вигини (прямі кути тощо). д.).

Під час прокладання кабелів не допускається перевищення максимального тягового зусилля. На відміну від коаксіальних кабелів або кабелів кручений пари, локалізувати несправності в оптоволокні непросто, якщо у установника немає дорогого пристрою - рефлектометра .

Підключення та налаштування активних оптичних пристроїв нескладні, в цілому процедури аналогічні тим, що застосовуються в мережах LAN на основі кабелів UTP. Однак установник повинен пам'ятати про два важливі моменти:

1. ІЧ-лазерне світло невидиме для людського ока, але може бути дуже шкідливим - всі підключення повинні виконуватися до включення будь-яких пристроїв.
2. Оптичні пристрої та роз'єми вимагають високих стандартів чистоти – будь-який бруд збільшує згасання в оптичному каналі.

Більшість проблем, з якими стикаються установники-початківці, виникають при підключенні оптоволокна. Ось кілька практичних порад, які є загальними для всіх технік зварювання (зварювання плавленням, механічне зварювання, склеювання та полірування). Ми сподіваємося, що вони допоможуть деяким людям розпочати свою роботу з оптоволоконними технологіями.

Резерв оптоволоконного кабелю та вільні волокна

Установник може заздалегідь подумати та поінформувати інвестора/замовника про те, що деякі запасні відрізки кабелю та кілька додаткових волокон у кожному кабелі можуть вирішити багато проблем у майбутньому.

Для одного каналу крапка-точка потрібно два волокна, а при використанні технології WDM - одне волокно. Коли, наприклад, потрібно чотири волокна, розумніше використовувати 8-волоконний кабель, ніж "мінімальний" чотириволоконний (популярні оптичні кабелі зазвичай мають 2, 4, 8, 16, 24). волокна). Волоконно-оптичні кабелі дешеві, але вартість повторної установки може бути високою, і її слід уникати, тому краще мати запасні волокна для майбутніх потреб або просто в якості резервного на випадок виходу з ладу одного волокна.

Рис1. Залишений запас кабелю. Додаткова довжина кабелю зберігається у запасній стійці (або боксі) для зберігання кабелю, закріпленої на стіні.

Настійно рекомендується залишити додаткову довжину оптоволоконного кабелю на запасній стійці - зазвичай близько 10 метрів або близько того. Додаткове згасання незначне порівняно із загасанням, що викликається зрощуваннями та сполуками. У майбутньому резерв кабелю може вирішити проблеми, викликані несподіваними ситуаціями (нове розташування сервера, необхідність змінити шлях кабелю тощо. д.). Маючи запас кабелю, установник може вносити зміни без додаткових витрат, які будуть потрібні у разі прокладання нового кабелю.

Розподільні бокси, розетки та патч-панелі

Як згадувалося раніше, кабелі та волокна мають відповідні мінімальні радіуси вигину. Найпростішим і найшвидшим рішенням для захисту з'єднань та кінцевих пристроїв кабелю / оптоволокна є використання відповідних розподільчих боксів з касетами для кабелів та волокон. Вони забезпечують правильне розташування кабелів і волокон і запобігають випадковому пошкодженню волокон у місцях з'єднання та закладення.

• Оптична розетка - це невелика пластикова коробка, яка встановлюється в приміщенні абонента і призначена для введення в приміщення оптичного волокна (ВВ), зберігання деякого запасу і виведення сигналу на обладнання клієнта.

• Оптична патч-панель зазвичай використовується в 19-дюймових стійкових системах для організації кросового поля. Усередині патч-панелі є сплайс-касета для розведення та збереження волокон. На лицьовій панелі є в основному від 8 до 48 посадочних місць для адаптерів типу SC/LC.

• Оптичні бокси - на відміну від патч-панелей призначені для зовнішньої установки, захищають ВОК від кліматичних та механічних впливів та виконують роль сховища зварних з'єднань та певного його запасу. Для забезпечення останньої функції оптичні PON-бокси оснащуються сплайс-касетами та крос-адаптерами.

Зачищення волоконно-оптичного кабелю

Захисні шари оптичних кабелів можуть бути зняті за допомогою звичайних інструментів, таких як ножі, кусачки, пристрої для зняття ізоляції. Звичайно, установник повинен уважно стежити за оголеними волокнами. Весь кабель із оболонкою та захисними покриттями необхідно вставити в патч-панель або бокс і прикріпити до неї – використовувати для цього витягнуті волокна не можна.

1. Внутрішній кабель – оболонка LSZH, волокна в буферах 0,9 мм.
2. Універсальний кабель - центральна гелева трубка, оболонка LSZH, волокна 0,25 мм.
3. Зовнішній кабель – центральна труба, заповнена тугелем, оболонка з ЛПЕНП, волокна 0,25 мм.

Якщо це зовнішній кабель із гелем усередині, необхідно очистити волокна ізопропіловим спиртом від захисного гелю перед тим, як вставити кінець кабелю в коробку. У разі кабелів, армованих арамідною ниткою, її потрібно видалити. Для цієї операції потрібні спеціальні ножиці для різання кевлару . Ці спеціально сконструйовані інструменти із лезами із загартованого матеріалу забезпечують хороші результати та довговічні. Використання звичайних ножів або ножиць у більшості випадків не дасть бажаного ефекту і може бути небезпечним для оптичних волокон (в основному через додаткову силу, необхідну для відділення пряжі).

Конструкція лез ножиць для кевлару – спеціальні зубчики дозволяють розрізати тверді та міцні арамідні волокна.

Підготовка до зварювання

Цей етап роботи найскладніший. Робоче місце повинно бути в чистоті, а установник, оснащений необхідними інструментами, повинен використовувати їх точно та ефективно.

Перший крок – підготовка кінця волокна

Видобуті волокна зазвичай мають діаметр 0,9 мм (900 мкм) або 0,25 мм (250 мкм). Вони складаються з декількох шарів, які (від центру): серцевина, оболонка, буфер, захисне покриття.

Залежно від типу волокна діаметр серцевини становить 62,5/50 мкм (багатомодовий) або 9 мкм (одномодовий). Оболонка має діаметр 125 мкм та буфер 250 мкм. Це найновіше покриття для гелевих кабелів, пофарбоване відповідно до стандарту GB13993.3-2001. У разі інших кабелів захисне покриття має товщину 0,9 мм і має відповідний колір. Волокна цього використовуються у розподільчих кабелях. Інструмент для зняття захисних шарів називається стрипер .

Стриппер використовується для зняття буферного та захисного шарів перед сколюванням.

Незалежно від методу зварювання/з'єднання кінцева товщина волокна повинна становити 125 мікрометрів як у разі одномодових, так і у разі багатомодових волокон. Отже, найкращий вибір – універсальний інструмент, здатний знімати зайві шари з волокон різного діаметру.

Стріпер має три отвори. Перший знімає буферне покриття 250 мкм із оптичного волокна 125 мкм. Другий отвір знімає буферне покриття завтовшки 900 мкм до покриття завтовшки 250 мкм. Третій отвір використовується для зняття оболонки завтовшки 2-3 мм до буферного покриття 900 мкм. Довжину відрізаного 125 мкм волокна слід вибирати в залежності від методу зварювання та типу сколювача.

Другий етап – очищення волокна

Після підготовки кінця волокна необхідно очистити його від бруду та пилу, що залишилися після знятих покриттів. Для цього рекомендується використовувати ізопропіловий спирт (IPA). Етиловий спирт залишить відкладення. Те саме стосується і серветок – вони мають бути безворсові.

Очищувач на основі розчинника IPA та безворсові серветки також використовуються для очищення лицьової поверхні наконечника після полірування.

Третій етап – сколювання волокон

Правильно підготовлене та очищене волокно можна розколоти. Для цього були розроблені спеціальні точні сколювачі. Розкол - найважливіший крок для забезпечення якісного зварювання та низького згасання з'єднання. Є безліч різних моделей, включаючи як звичайні ручні сколювачі, так і високоточні сколювачі волокон. Зараз найбільш популярними є все ж таки 2 варіант.

Приклад роботи сколювача:

Робота з високоточними сколювальниками:

Зварювання волокон

Правильно підготовлені кінці волокон можна зрощувати різними способами, наприклад, зрощення оплавленням, механічне зрощення, склеювання та полірування.

Зрощування дуговим зварюванням проводиться на спеціальних зварювальних апаратах , які сплавляють кінці волокон разом із допомогою електричної дуги. Цей метод забезпечує найкращі результати, але обладнання може бути дуже дорогим для невеликих монтажних компаній та індивідуальних установників.

Механічна зварювання виконується із застосуванням спеціальних пластикових футлярів для позиціонування кінців волокон. Оптичний гель, який також використовується у пристроях, знижує ефект неточних розрізів та можливий зазор між торцями волокон. Такий метод не може похвалитися такими ж результатами, як оптоволоконний зварювальний апарат і в наш час використовується досить рідко.

У кожному методі довжина оголеного волокна повинна відповідати технічним характеристикам зварювального або механічного зварювального апарату. В іншому випадку з'єднання може викликати значне згасання, яке зменшить дальність зв'язку або навіть унеможливить передачу даних.

Зрощування волокон є крихкими, тому їх необхідно належним чином захищати. Після закінчення зварювання місце стику слід захистити термоусаджувальною гільзою . Найкраще помістити волокна у спеціальні бокси. У більшості поширених монтажних боксах немає спеціальних відсіків для стиків, але в них легко встановити додаткові касети, призначені для цього.

Використовуючи механічні з'єднання, установник може перевірити якість з'єднань на підставі витоків світла. Наприклад джерело випромінювання MT3111m   призначений для тестування одномодових та багатомодових оптоволоконних кабелів та з'єднань з наконечниками 2,5 мм. Він випромінює видиме світло (650 нм), а його вихідна потужність є достатньою для перевірки навіть 5-кілометрових ліній зв'язку.

Використовуючи візуальний локатор несправностей, інсталятор може виявити типові проблеми, які зазвичай не видно. p align="justify"> Механічні дефекти часто виявляються на кінцях волокон і є результатом неправильного поводження з кабелем під час установки.

Вимірювання згасання в оптоволокні

Після завершення оптичної системи установник повинен виміряти згасання оптичних з'єднань. Вимірювання втрат оптичної потужності в оптоволоконних мережах, що виконуються за допомогою вимірювачів оптичної потужності , можливі тільки в тому випадку, якщо джерело світла відкалібровано і стабільне. Неможливо вимірювати загасання на оптичному шляху з використанням активних пристроїв, таких як модулі SFP, медіаконвертери тощо. буд. Недостатня точність та стабільність джерел світла, вбудованих у ці пристрої, не дозволяє проводити надійні вимірювання, а похибка може досягати 1 дБ або близько того.

Вимір оптичного шляху: кабель довжиною x км, два зрощування і два пігтейли з роз'ємами - загальне згасання 0,4 дБ

На наведеній вище діаграмі показано типову конфігурацію вимірювання з оптичним лазерним джерелом GRANDWAY та вимірювачем оптичної потужності. Будь-які вимірювання слід проводити у тому ж вікні передачі, яке використовуватиметься в оптичній системі.

Вимірювання згасання на оптичних шляхах насамперед дозволяють перевірити якість монтажних робіт. Але це не єдина причина для зняття мірок. З практичної точки зору знання згасання на оптичних шляхах може бути необхідним для визначення необхідності використання оптичних атенюаторів.

Активні волоконно-оптичні пристрої характеризуються двома основними параметрами: вихідною потужністю передавача та чутливістю приймача (у разі приймачів WDM один пристрій одночасно є передавачем та приймачем).

У разі коротких ліній зв'язку (наприклад, у будинках) пристрої з високою вихідною потужністю можуть перевантажити або навіть зруйнувати приймальне обладнання. Точне вимірювання згасання в оптичному тракті дозволяє установнику передбачити, чи слід і який тип атенюатора використовувати у цьому випадку. Атенюатор зменшує амплітуду або потужність сигналу без суттєвого спотворення його форми.

На закінчення

У цій статті ми описали основи, які має знати кожен, хто має намір працювати з оптоволокном. Крім того, розглянули основне обладнання, що може знадобитися. Зрощування оптоволокна - неминуче заняття в будь-якій оптоволоконній установці. Вибір правильного методу зварювання не тільки заощадить вам гроші, а й підвищить ефективність вашого бізнесу. І не забудьте перевірити волокно на згасання після завершення зварювання.

Волоконно-оптичні кабелі – справа тендітна. Одне погане зрощування – все, що потрібно, щоб звести до мінімуму продуктивність вашого оптоволоконного кабелю, тому будьте обережні з цим процесом та дотримуйтесь основних правил.