Важные нюансы и тонкости выполнения сварки оптоволокна

Классификация оптического кабеля

Оптические кабели можно классифицировать:

По структуре:

  • стандартные кабели, имеющие оболочку с модульными трубочками;
  • современные многослойные кабели, которые наделены двухуровневой защитой и прочими достоинствами.

По области применения:

  • для наружного использования;
  • для внутренней прокладки (этот вариант используется нечасто исключительно в дата-центрах).

По условиям эксплуатации:

  • подвесные;
  • грунтовые;
  • для кабельных канализационных систем;
  • подводные;
  • для ЛЭП.

Наиболее востребованными являются подвесные, грунтовые кабели, тонкие, спаренные патч-корды. Немного реже используются кабели с гофрированной броней и тросиками. Остальные виды оптоволоконных кабелей встречаются редко.

Выбор аппарата

Выбирая аппарат для сварки оптических волокон, внимательно ознакомьтесь с его характеристиками, особенностями и дополнительным функционалом.  Сейчас на рынке представлено много моделей, которые похожи друг на друга внешне, но техническая «начинка» и стоимость существенно отличаются.

Мы рекомендуем обратить внимание на следующие критерии:

Метод юстировки

В данном случае, юстировка — это выравнивание оптоволокна для формирования соединения. Существует около 5 способов юстировки, применяемых в современных аппаратах. Нельзя однозначно сказать, какой из них самый лучший. Но практика показала, что метод юстировки по оболочке волокна самый недорогой и при этом вполне допустимый даже при работе с городскими сетями. Такой аппарат для сварки оптоволокна стоит немного дешевле остальных, но пусть вас это не смущает. Они вполне функциональны.

Ручная или автоматическая юстировка

Автоматический сварочный аппарат для сварки оптики — это стандарт. Такие аппараты стоят дороже и способны без участия мастера выравнивать оптоволокно. Ручные аппараты так же встречаются, но уже намного реже. Их единственное достоинство — более низкая цена.  Мы рекомендуем не экономить на этом и брать автоматический аппарат.

Тип оптоволокна и количество свариваемых волокон

Существует множество типов оптоволоконных кабелей, предназначенных для определенной сферы применения. Вы должны знать, какую работу будете выполнять. Поскольку сварочный аппарат оптоволокна для сварки внутренних ВОЛС может быть не предназначен для сварки внешних ВОЛС

 Также обращайте внимание на то, какое количество волокон может сварить аппарат за одну сессию. Чем больше, тем шире ваши возможности

Время работы, габариты и прочее

Это так же не менее важные характеристики, на которые нужно обратить внимание. К примеру, ультра компактные модели подойдут для частых выездных работ, когда приходится постоянно транспортировать аппарат

Также, чем больше комплектация у аппарата, тем лучше. Словом, все зависит от конкретной модели.

На что еще обратить внимание?

Оборудование для сварки оптоволокна может стоит либо дорого, либо очень дорого. Это узкоспециализированное оборудование, поэтому производители практически не используют маркетинговые схемы обмана покупателей. В большинстве случаев дорогой аппарат для сварки оптического волокна будет представлять собой отлично собранный технологичный прибор, который стоит своих денег. Поэтому не пытайте сэкономить и купить подделку. Ведь от функционала аппарата во многом зависит качество получаемых соединений.

Сварочный аппарат оптических волокон должен быть хорошо собран. Не должно быть посторонних скрипов и непонятных звуков из корпуса устройства. Вы приобретаете профессиональный инструмент и просто не имеете права на ошибку. Поэтому внимательно осматривайте корпус и не забудьте включить аппарат перед покупкой, чтобы убедиться в его работоспособности.

Что касается производителей, что на данный момент наилучший  сварочный аппарат для оптоволокна — это японский аппарат. Они самые дорогие из всех, зато крайне надежны, технологичны и позволяют выполнять сварку высшего класса.

Скалыватель и рефлектометр

Скалыватель – это механическое высокоточное устройство, обеспечивающее перпендикулярный срез оптоволокна. От качества скола зависит качество сварки.

При плохом сколе интеллектуальные сварочные аппараты просто не варя оптоволокнот. Среди скалывателей японские тоже лучшие.

Некоторые специалисты придают ему настолько большое значение, что при дефиците средств, предпочитают приобрести высококлассный японский скалыватель, а в придачу к нему покупают относительно дешевый китайский сварочный аппарат.

Сразу после скалывания оптоволокна необходимо его вставить в сварочный аппарат и начинать сварку, никаких промежуточных действий быть не должно, иначе это приводит к загрязнению и низкому качеству сварки.

Третий прибор, без которого нельзя обойтись это рефлектометр, он измеряет качество линии, от его показаний зависит, нужна переделка сварки оптоволокна или нет.

Совокупность точных приборов для сварки в сочетании с опытностью оператора будет давать надежное соединение с оптимальными характеристиками для передачи сигнала.

Оптические кабели —одни из самых передовых видов кабелей, используемых в современной передаче данных. С помощью оптоволокна возможна передача высокоскоростного интернета и осуществление любого другого вида связи. Поэтому в последнее десятилетие возросла потребностью в профессиональных мастерах, которым под силу ВОЛС сварка (волоконно-оптических линий связи).

Что такое оптоволокно? Каков метод пайки оптического волокна? Мы постараемся ответить на все эти вопросы. В этом материале мы кратко расскажем, что такое оптоволокно и какова технология его сварки.Это краткий экскурс, который поможет вам понять основы.

Основная информация

Прежде чем, мы рассмотрим с Вами технологический процесс сарки (пайки) оптического волокна, для начала познакомьтесь с ним.

Оптоволоконный кабель, оптоволокно, оптико-волоконный, разновидность, которая складывается из ряда волокон. Они прозрачны и наделены светопропускающим свойством.

С их помощью он может транспортировать оптосигналы. Они являются потоком фотонов, которые передвигаются с высокой скоростью. Она различается в зависимости от техники, к которой подсоединены.

Есть разные оптоволоконные кабели. Простые складываются из волокна, термоусадочной трубки и изоляции. У новейших около четырех слоев. Эти кабели применяют для работ на океаническом дне.

Кабели возможно разделить по способу их установки. Он наружный или внутренний. Первый применяется чаще, потому что он менее растратный и возможно спокойно сделать ремонт.

Второй способ свойственен для дата-центров. Эти кабели можно прокладывать под землей и водой. Часто появляется потребность прокладывания подземных оптоволоконных кабелей.

Кабели для применения под водой должны состоять из большого количества особенных слоев. Они не пропускают влагу. Это защитные слои. Сварка оптоволоконного кабеля и его установка — это нелегкая задача, которую выполняют специалистам.

Технология сварки оптическо-волоконных линий связи

Рассмотрим более подробно действия, проводимые для соединения оптического волокна.

В первую очередь, осуществляется разделка кабеля, в ходе которой необходимо придерживаться рекомендаций, указанных в инструкции к муфте. В некоторых случаях требуется сохранить силовые элементы, которые позже фиксируются к муфте, в других случаях это действие не предусмотрено. При подготовке некоторых видов кабеля необходимо заплетать из кевлара косичку, зажав ее винтом, а иногда ее можно просто отрезать. Те или иные требования по длине кабельных элементов зависят от марки кабеля и вида муфты.

Далее освобожденные от изолирующего слоя волокна тщательно очищаются от гидрофобного защитного слоя с использованием специальных салфеток. Сначала основная часть защитного слоя удаляется сухими салфетками, после чего волокна протираются спиртом, растворяющим остатки гидрофобных веществ. Очистка является крайне ответственным этапом, так как от этого во многом зависит качество соединения –даже малейшее загрязнение здесь недопустимо.

Следующий шаг – осмотр волокон  на предмет отсутствия сколов лакового покрытия и прочих повреждений. При наличии даже самых незначительных повреждений кабель необходимо переделать во избежание возникновения проблем после сварки.

На подготовленный к сварке кабель насаживается специальная термоусадка, поставляющаяся с муфтой. В случаях, если инструкция к муфте предусматривает зажатие кабеля герметиком в резине, необходимости в термоусадке нет.

Для обеспечения герметичного входа кабеля в муфту, насадка этого элемента проводится с использованием миниатюрной газовой горелки, промышленного фена или паяльника.

Далее кабель устанавливается в аппарат для сварки оптических волокон, где в полностью автоматизированном режиме проходит процесс соединения, который, в свою очередь, проводится в несколько этапов:

  • Сжигание остатков загрязнений, не удаленных при очистке. Сжигание производится путем пуска нескольких электроразрядов, уничтожающих даже микроскопические частицы.
  • Разогрев волокон для размягчения свариваемых кончиков. При этом волокно приобретает эластичность, позволяющую ему вытягиваться к точке контакта. Важным условием при этом является оптимальная температура сварки. Сбой на этом этапе может привести к деформации кончиков волокон при их контакте, препятствующей сращиванию.
  • Непосредственное сваривание волокон, при котором происходит их полный контакт и взаимопроникновение.
  • Оценка приблизительных потерь путем теста на растяжение. Точную оценку оптических потерь в месте соединения следует проводить, используя лабораторное оборудования для сварки оптических волокон.

Разделка оптоволоконного кабеля

Основная задача при выполнении разделки оптоволоконного кабеля — сохранить длину его компонентов, обозначенную в инструкции муфты. Поэтому в некоторых случаях необходимо оставлять длинные силовые компоненты, предназначенные для закрепления в муфте, а иногда в этом нет необходимости. В некоторых случаях из кевлара нужно сделать «косичку», зажать ее винтом, кевлар лучше не резать. Эти нюансы зависят от конструктивных особенностей муфты каждого кабеля. Итак, этапы выполнения работы:

Предварительно с волокон удаляется гидрофобный защитный слой. Для этого они протираются специальными салфетками: сначала сухими, затем обработанными спиртом

Довольно важно соблюдать это правило, так как на первых салфетках будет оставаться большое количество гидрофобного материала. А вот когда незначительные остатки защитного слоя сухой салфеткой убрать уже будет невозможно, то поможет спирт. Он легко растворит гидрофобные частички и мгновенно испарится с поверхности волокна.

Он легко растворит гидрофобные частички и мгновенно испарится с поверхности волокна.

Следует обратить внимание, что чистота волокон, особенно их окончаний — это залог качественной сварки оптического волокна. При работе с микронами даже малейшие загрязнения недопустимы!

Обязательно необходимо проверять волокна на целостность покрытия из лака, отсутствие сломанных участков

Если есть повреждения лакового покрытия, то такой кабель рекомендуется переделать (но он не должен быть сломан)

Обязательно необходимо проверять волокна на целостность покрытия из лака, отсутствие сломанных участков. Если есть повреждения лакового покрытия, то такой кабель рекомендуется переделать (но он не должен быть сломан).

  1. В комплект муфты входит специальная термоусадка, которую надевают на уже разделанный кабель (о чем часто забывают новички). Если кабель будет зажиматься резиной с герметиком, тогда термоусадка не нужна. Чтобы обеспечить герметичность соединения кабеля с муфтой, для выполнения его усадки рекомендуется использовать строительный фен, паяльник, горелку. Но наиболее практичной считается горелка небольших размеров, надеваемая на газовый баллончик.

Перед тем как начать сварку оптического кабеля, рекомендуется дополнительно приобрести крупнозернистую наждачную бумагу. Это поможет обеспечить лучшую адгезию с клеевым составом.

Процесс сварки оптического волокна

Далее представлена краткая инструкция, в которой сварка оптоволокна рассмотрена при помощи сварочного аппарата. Для этого процесса потребуются следующие материалы:

  • скалыватель;
  • сварочный аппарат;
  • пузырек со спиртом;
  • безворсовые салфетки;
  • муфта или кросс;
  • пинцет;
  • изолента;
  • схема разварки.

Стеклянная часть подготовленных волокон аккуратно протирается проспиртованной салфеткой.

Протирка волокна спиртовой салфеткой

Очищенный кончик помещается в скалыватель. Данный аппарат делает качественный скол оптики, без него сварка оптического волокна просто невозможна.

Установка волокна в скалыватель

Подготовленное волокно не должно загрязниться, поэтому его сразу отправляют в сварочный аппарат.

Оптоволокно готово для сварки на аппарате

На аппарате нажимается кнопка начала спайки. На этом сварка ВОЛС окончена. Остальную работу сварочник выполняет самостоятельно, стыковка отображается на дисплее.

Процесс сварки отображается на дисплее

Процесс сварки волокна занимает немного времени, в зависимости от выбранной модели аппарата. По окончанию работы соединенные волокна достают из сварочного аппарата, надевается гильза КЗДС.

Установка гильзы на месте сварки

Далее гильза запекается с двух сторон в печке сварочного аппарата.

Гильза запекается в сварочном аппарате

После защищенное волокно прячут в кассету кросса.

Уложенное волокно в кассете кросса

Сварка оптики завершена.

Строение кабеля

Суть технологии сварки заключается в соединении торцов оптического волокна и последующего их нагревании до тех пор, пока они не оплавятся и не соединятся в единое целое.

Для тех, кто работал со стеклом, это покажется элементарным, но нужно иметь в виду, что волокно, по которому передаются данные, имеет диаметр 9 мкм (в 10 раз тоньше человеческого волоса) и требуется, чтобы затухание сигнала не превышало сотых долей децибел.

Чтобы понять суть процесса сварки, надо разобраться в строении оптического кабеля. Он представляет собой сложную конструкцию, в центре которой находится стеклянная нить диаметром 125 мкм. Это всего лишь оболочка 9 микронной нити из сверхчистого стекла, которая и является носителем информации.

Внешнее стекло имеет иной показатель преломления, чем внутреннее. Благодаря этому свет распространяется только по внутренней нити, отражаясь от стенок.

Для защиты оптоволокна от внешних воздействий его покрывают лаком и помещают в трубки-модули с гидрофобным гелем. Дополнительно к этому модули оплетают защитной пленкой.

В качестве дополнительной защиты от влаги все покрывается полиэтиленовой пленкой. Дальше идет броня из кевларовых нитей или стальной проволоки, которая покрывается толстым слоем полиэтилена.

Ремонт оптической линии

Ремонт ВОЛС состоит из следующих действий:

  • поиск места обрыва оптической линии;
  • организация доступа ремонтника к поврежденным оптическим волокнам;
  • ремонт оптического кабеля;
  • повторная проверка кабельной трассы.

Как было указано ранее, место обрыва ищут с помощью рефлектометра. Потеря сигнала может произойти как в одном из кроссов или муфт, так и в середине целого участка кабеля (к примеру, проведение подземных работ в месте прокладки кабеля).

соединительная муфта для ВОЛС

В первом случае ломается место некачественного шва и делается новая сварка оптики. Во втором случае все куда сложнее, ремонт оптоволокна невозможен. Если технический запас и особенность расположения кабеля позволяет, то в месте разрыва устанавливается дополнительная муфта. В противном случае весь участок кабеля меняется, сварные работы проводятся на обоих концах нового кабеля. Ремонт ВОЛС – процесс весьма затратный, поэтому лучше заранее качественно провести монтажные работы.

Разделка и очистка кабеля

Для снятия внешней оболочки применяется нож-стриппер. У него вращающиеся лезвия, с помощью которых можно срезать наружный слой. Если кабель самонесущий, то трос удаляется тросокусами.

Внутреннюю оболочку следует снимать специально на нее настроенным ножом-стриппером.

С модулей удаляются нитки, плёнка, гидрофоб и другие элементы. Для удаления гидрофоба применяется растворитель D-Gel. Работать нужно в перчатках, гель плохо удаляется с рук. Затем модули протираются одноразовыми безворсовыми салфетками с растворителем, потом спиртом.

На нужном расстоянии модули надрезают стриппером и снимают, оставляя волокна голыми. На этом этапе часто происходит поломка оптоволокна

Сварщику нужно работать предельно осторожно

Длина оптоволокна без оболочек обычно составляет 1,5-2 м, этого требуют инструкции по монтажу муфт, при сварке и укладке работы облегчаются.

Обращение с волокнами должно быть бережным. Любое повреждение на любом этапе работ приводит к тому, что все приходится делать сначала. Перед сваркой оптоволокна протирают 3-4 сухими салфетками, затем новую салфетку смачивают в спирте и протирают начисто.

На кабель для последующей герметизации ввода в муфту надевают термоусадочную трубку. Когда кабель будет заварен и уложен в муфту, при помощи горелки трубка усаживается.

Кабель завели в муфту, закрепили, можно приступать к замеру необходимой длины оптоволокна и его зачистке. Затем на него надевают термоусадочную трубку КДЗС, которая в дальнейшем будет защищать место сварки.

Голый очищенный конец оптоволокна вставляют в скалыватель. Устройство отрезает волокно так, что торец должен находиться под углом 90 ° к центральной оси. Допустимая погрешность не более 1,5 °.

Технология сварки ВОЛС

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

  • разъемные;
  • неразъемные.

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.

Инструмент для работы с оптоволоконным кабелем

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:

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

Разделка и очистка кабеля

Для снятия внешней оболочки применяется нож-стриппер. У него вращающиеся лезвия, с помощью которых можно срезать наружный слой. Если кабель самонесущий, то трос удаляется тросокусами.

Внутреннюю оболочку следует снимать специально на нее настроенным ножом-стриппером.

С модулей удаляются нитки, плёнка, гидрофоб и другие элементы. Для удаления гидрофоба применяется растворитель D-Gel. Работать нужно в перчатках, гель плохо удаляется с рук. Затем модули протираются одноразовыми безворсовыми салфетками с растворителем, потом спиртом.

На нужном расстоянии модули надрезают стриппером и снимают, оставляя волокна голыми. На этом этапе часто происходит поломка оптоволокна

Сварщику нужно работать предельно осторожно

Длина оптоволокна без оболочек обычно составляет 1,5-2 м, этого требуют инструкции по монтажу муфт, при сварке и укладке работы облегчаются.

Обращение с волокнами должно быть бережным. Любое повреждение на любом этапе работ приводит к тому, что все приходится делать сначала. Перед сваркой оптоволокна протирают 3-4 сухими салфетками, затем новую салфетку смачивают в спирте и протирают начисто.

На кабель для последующей герметизации ввода в муфту надевают термоусадочную трубку. Когда кабель будет заварен и уложен в муфту, при помощи горелки трубка усаживается.

Кабель завели в муфту, закрепили, можно приступать к замеру необходимой длины оптоволокна и его зачистке. Затем на него надевают термоусадочную трубку КДЗС, которая в дальнейшем будет защищать место сварки.

Голый очищенный конец оптоволокна вставляют в скалыватель. Устройство отрезает волокно так, что торец должен находиться под углом 90 ° к центральной оси. Допустимая погрешность не более 1,5 °.

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.

Строение оптоволоконного кабеля

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.

Применяемые инструменты

Как и для пайки оптоволокна, чтобы разделать кабель, необходимо иметь специальный комплект инструментов.

Стандартный набор инструментов монтажника-спайщика включает в себя:

  • комплект стрипперов;
  • комплект отверток;
  • плоскогубцы;
  • тросокусы;
  • набор ножей;
  • прочие дополнительные инструменты для различных рабочих ситуаций.

Сегодня существует множество наборов инструментов от разных производителей, с разной комплектацией. Они могут быть полностью укомплектованы необходимым инструментом или содержать только основные. Многие производители не уделяют особого внимания прочности кейсов для хранения инструмента, а только его внешнему виду. Их изготавливают из ДВП, покрывают текстурированной фольгой. Соответственно, такие кейсы в тяжелых условиях эксплуатации долго не выдерживают, требуют периодического ремонта.

И также плохого качества могут быть и некоторые инструменты из набора, а некоторые, вообще, могут не понадобиться в работе. Дорогостоящие фирменные расходники высокого качества могут быть заменены на более дешевые изделия.

Волоконно-оптический кабель является самым производительным средством передачи данных. Но в стекле, какая бы оптическая прозрачность у него не была, происходит затухание сигнала.

Кабели имеют конечную длину, их требуется соединять. Места соединений вносят дополнительное затухание сигнала. От их качества зависит производительность линии связи. Поэтому сварка оптоволокна является наиболее ответственным моментом в строительстве магистральных линий связи.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий