Jak Prawidłowo Połączyć Kable Światłowodowe?

Co to jest spawanie światłowodów

Łączenie światłowodów to proces kiedy łączymy ze sobą dwa Kable światłowodowe. Terminacja lub konektoryzacja to inny, bardziej rozpowszechniony sposób łączenia włókien. Kiedy ciągi kablowe są zbyt długie dla pojedynczej długości włókna lub gdy łączysz dwa różne typy kabli, takie jak kabel 48-włóknowy na cztery kable 12-włóknowe, preferowaną opcją jest łączenie włókien. Kiedy zakopany kabel światłowodowy zostanie przypadkowo uszkodzony, wykonuje się splatanie w celu jego naprawy.

Spawanie światłowodów może odbywać się na dwa sposoby: spawanie fuzji oraz spawanie mechaniczne. Jeśli dopiero zaczynasz łączyć włókna, zastanów się nad swoimi długoterminowymi celami, aby wybrać podejście, które najlepiej pasuje do Twojego budżetu i wymagań dotyczących wydajności.

Spawanie Mechaniczne

Ta technika łączenia światłowodów polega na precyzyjnym ustawieniu dwóch kabli światłowodowych, utrzymywanych na miejscu przez samodzielny zespół, a nie przez trwałe połączenie. Mechaniczny splot łączy ze sobą dwa kable światłowodowe w sposób, który umożliwia przepływ światła bez przerw, z typową stratą około 0,3 dB lub 10%.

Podczas tej procedury technik będzie musiał użyć urządzenia do wyrównywania, a także żelu dopasowującego indeks. Aby poprawić transmisję światła przez staw przy minimalnym odbiciu wstecznym, żel musi mieć ten sam współczynnik załamania.

Spawanie mechaniczne jest zwykle stosowane, gdy spawy muszą być wykonane szybko i łatwo, na przykład w celu tymczasowego podłączenia kabli podczas instalacji. Dzieje się tak, ponieważ spawanie mechaniczne można po prostu odłączyć w razie potrzeby i nie wymaga to użycia drogiego sprzętu.

Spawanie Fuzyjne

Inną metodą połączenia dwóch kabli światłowodowych – tym razem mówimy o połączeniu stałym – jest łączenie fuzji.

W tej metodzie ciepło jest generowane przez maszynę lub łuk elektryczny, który jest następnie wykorzystywany do stapiania/spawania końców szkła, które są odpowiednio wyrównane w celu zapewnienia ciągłej transmisji światła. Odpowiada to redukcji tłumienia o 0,1 dB.

Prawidłowo wykonane łączenie zgrzewane tworzy niezawodne połączenie z minimalną stratą wtrąceniową i prawie zerowym odbiciem wstecznym, a zatem jest powszechniej wykorzystywane niż łączenie mechaniczne. Jest używany na przykład w długich, szybkich połączeniach, które po ustanowieniu prawdopodobnie nie zostaną zmienione.

Kable Światłowodowe – Która metoda jest lepsza do spawania?

Kable światłowodowe Mogą być spawane w obu stylach. Jednak najczęstszym powodem wyboru jednego podejścia zamiast drugiego jest koszt. Łączenie mechaniczne wiąże się z niską inwestycją początkową, ale kosztuje więcej za łączenie. Spajanie zgrzewane ma niższy koszt za złącze, ale wiąże się ze znacznie większą inwestycją początkową. Im dokładniejsze jest wymagane wyrównanie (lepsze wyrównanie skutkuje mniejszymi stratami), tym wyższe są koszty sprzętu.

Wydajność dowolnej metody łączenia często zależy od branży, w której działasz. Łączenie przez fuzję daje mniejsze straty i mniejsze odbicia wsteczne niż łączenie mechaniczne, ponieważ powstałe punkty łączenia są prawie bezszwowe. Spawy mechaniczne działają zarówno ze światłowodem jednomodowym, jak i wielomodowym, podczas gdy spawy Fusion są wykorzystywane wyłącznie ze światłowodem jednomodowym.

Wiele firm telekomunikacyjnych i CATV inwestuje w łączenie fuzyjne w swoich jednomodowych sieciach dalekiego zasięgu, ale nadal będzie stosować łączenie mechaniczne w przypadku krótszych, lokalnych ciągów kablowych. W tym zastosowaniu preferowane jest również spajanie, ponieważ analogowe sygnały wideo wymagają niskiego współczynnika odbicia, aby uzyskać najlepszą wydajność. Utrata i odbicie sygnału to pomijalne problemy w większości zastosowań sieci LAN, dlatego branża sieci LAN może stosować obie metody.

Kable światłowodowe – Jak wykonać łączenie mechaniczne?

Przyjrzyjmy się podstawowym procesom związanym z łączeniem mechanicznym teraz, gdy już wiesz, co to jest.

Krok #1 –  Przygotowanie włókien.

Pierwszym krokiem jest ostrożne usunięcie wszystkich powłok ochronnych, płaszczy, rurek, elementów wzmacniających i innych elementów z włókien, pozostawiając tylko nagie rdzenie włókien.

Gdy zobaczysz odsłonięte światłowód w części, w której kabel został usunięty, będziesz wiedział, że zostało to zrobione poprawnie. Upewnij się, że przewody są również czyste.

Krok #2 – Rozetnij włókna

Po usunięciu kabli światłowodowych musisz je zerwać za pomocą obcinaka do światłowodów. Wykonać drobne, czyste cięcie na kablach za pomocą obcinaka, tak aby końce były prostopadłe do osi włókna.

Krok #3 – Połącz włókna mechanicznie

W przeciwieństwie do łączenia przez fuzję, nie trzeba podgrzewać, aby połączyć pasma.

W zespole do spawania mechanicznego wystarczy tylko odpowiednio ustawić końce światłowodów. Żel dopasowujący indeks w sprzęcie wykona za Ciebie ciężką pracę, łącząc światło na końcach przewodów. Jeśli używasz starszego urządzenia, może być konieczne użycie żywicy epoksydowej zamiast żelu dopasowującego indeks, aby prawidłowo wyrównać włókna.

Krok #4 – Zabezpiecz zjednoczone włókno

Umieść włókna w tacce na sploty, a następnie w zamknięciu po zakończeniu tych trzech procesów.

Dzięki temu gotowy spaw mechaniczny zapewnia własną ochronę. Należy jednak upewnić się, że przewody są odpowiednio uszczelnione, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym wilgocią.

Kable światłowodowe – Jak wykonać łączenie w fuzji

Pod pewnymi względami łączenie przez fuzję jest podobne do łączenia mechanicznego, ale jest jedna kluczowa różnica: musisz użyć zaawansowanego technologicznie narzędzia. Dzięki stopieniu i łączeniu końców włókien ze sobą, sprzęt ten zapewnia ich dokładne wyrównanie.

Etapy związane ze splicingiem są wymienione poniżej.

Krok #1 – Zdejmij włókna

Dodaj rękaw ochronny do włókna przed jego zdjęciem.

Następnie, podobnie jak przy spawaniu mechanicznym, użyj mechanicznego narzędzia do usuwania włókien, aby usunąć ochronną powłokę polimerową otaczającą światłowód, aż dotrzesz do nagich rdzeni włókien. Przed rozpoczęciem procedury upewnij się, że narzędzia do zdejmowania izolacji są czyste.

Krok #2 – Oczyść i odetnij włókna

Wytrzyj odsłonięte włókno do czysta 99,9% alkoholem izopropylowym (IPA). Powtórz ten proces jeszcze dwa razy, za każdym razem używając innej porcji chusteczki.

Unikaj manipulowania lub kontaktowania włókna z wszelkimi potencjalnie skażonymi powierzchniami lub przedmiotami po jego oczyszczeniu.

Następnie za pomocą obcinaka do włókien wykonaj czystą, lustrzaną przerwę na kablach, tak aby końce były prostopadłe do osi włókna. Umiejętny przycinacz włókien jest niezbędny do udanego łączenia spawów.

Krok #3 – Połącz włókna razem

Możesz teraz użyć spawarki do łączenia włókien. Ta faza wymaga wyrównania włókien, a następnie podgrzania ich w celu stopienia i stopienia końców włókien.

W zależności od rodzaju używanej spawarki, wyrównanie może być ręczne lub automatyczne. Jednostka spawarki wykorzystuje łuk elektryczny do stopienia dwóch końców włókien i ich trwałego połączenia po dokładnym wyrównaniu i wyśrodkowaniu końców włókien na elektrodach.

Jeśli spawarka zatrzyma proces, może to być spowodowane jednym z następujących problemów:

  • Druty na ich prowadnicach nie są prawidłowo wyrównane.
  • Włókna nie są idealnie cięte pod kątem 90 stopni.
  • Na końcu światłowodu pozostała plastikowa osłona lub zanieczyszczenia.

Spawarka oszacuje i zgłosi tłumienie w dB, jeśli połączenie się powiedzie.

Krok #4 – Chroń włókno

Typowy spaw ma wytrzymałość na rozciąganie i nie pęka podczas normalnej obsługi. Mimo to dobrze jest zabezpieczyć włókno przed zginaniem i naciskiem na rozciąganie oraz upewnić się, że nie pęka podczas normalnego użytkowania.

Po pomyślnym połączeniu włókien ważne jest, aby zabezpieczyć połączone włókno poprzez ponowne nałożenie powłoki lub użycie osłony spawów.

Aby zabezpieczyć spaw przed uszkodzeniami zewnętrznymi i zerwaniem, należy użyć tworzywa termokurczliwego, żelu silikonowego lub mechanicznych ochraniaczy do zaciskania.

Kable światłowodowe – Wskazówki dotyczące lepszych połączeń:

Czyść dokładnie i często narzędzia. Podczas pracy ze światłowodami należy pamiętać, że cząsteczki niewidoczne gołym okiem mogą powodować poważne problemy. „Zbyt dokładne” czyszczenie włókien i narzędzi pozwoli Ci zaoszczędzić czas i pieniądze na dłuższą metę.

Prawidłowo konserwuj i obsługuj swój tasak. W spawaniu włókien tasak jest Twoim najważniejszym narzędziem. Łączenie mechaniczne wymaga odpowiedniego kąta, aby zapewnić dobre powierzchnie końcowe; w przeciwnym razie zbyt dużo światła uciekłoby w przestrzenie powietrzne między dwiema nitkami. Żel dopasowujący indeks zapobiegnie ucieczce większości światła, ale nie będzie w stanie pokonać niskiej jakości rozcięcia. Za tasak o przyzwoitej jakości, odpowiedni do łączenia mechanicznego, należy zapłacić od 200 do 1000 PLN.

Do spawów Fusion potrzebny jest jeszcze bardziej precyzyjny tasak, aby osiągnąć wyjątkowo niskie straty (0,05 dB i mniej). Końce włókien mogą nie stopić się skutecznie, jeśli rozcięcie jest niewystarczające, co powoduje utratę światła i problemy z nadmiernym odbiciem. Aby zarządzać dokładnością niezbędną do splicingu, należy zainwestować od 1000 do 4000 złotych na przyzwoity tasak. Konserwacja tasaka zgodnie z zaleceniami producenta dotyczącymi czyszczenia i właściwe korzystanie z narzędzia zapewni, że będzie on trwał długo i że praca zostanie wykonana poprawnie za pierwszym razem.

Ustawienia zgrzewania należy regulować w sposób systematyczny i minimalny (tylko łączenie zgrzewane). Ryzykujesz utratę preferowanej konfiguracji, jeśli zaczniesz dostosowywać ustawienia zgrzewania na spawarce, gdy tylko pojawi się sugestia o problemie. Twoja wstępna kontrola powinna dotyczyć brudnego sprzętu, a następnie możesz przejść do ustawień. Dwa najważniejsze parametry w spawaniu to czas zgrzewania i prąd zgrzewania. Te same wyniki splicingu można uzyskać, zmieniając zmienne tych dwóch elementów. Wysoki prąd i niski czas mają takie same konsekwencje, jak wysoki prąd i niski czas. Zmieniaj jedną zmienną na raz i testuj, aż znajdziesz optymalne ustawienia zgrzewania dla twojego typu włókna.

Dobre sploty kontra złe sploty

Zweryfikuj wizualnie utworzone spawy, aby zagwarantować jakość spawów. Prawie na pewno zauważysz pewne wady spawów, ale dopóki nie zakłócają one transmisji optycznej twoich kabli, wszystko powinno być w porządku.

Oto przykład doskonałego połączenia:

Zdjęcie: cepro.com

Biorąc to pod uwagę, nie wszystkie wady splicingu są dopuszczalne. W przypadku ciemnych plam, linii, bąbelków, wybrzuszeń lub cieni może być konieczna przeróbka. Nigdy nie powtarzaj spawu więcej niż dwa  razy, aby zachować maksymalną jakość transmisji.

Oto przykład złego splotu:

Zdjęcie: cepro.com

Wniosek

Spawanie światłowodów jest kluczowym elementem procesu instalacji sieci światłowodowej. Musimy wybrać spaw zgrzewany lub spaw mechaniczny w zależności od aplikacji. W celu uzyskania bezbłędnych spawów należy dokładnie przestrzegać dokładnych wytycznych podczas zaplatania włókien. Bardzo ważne jest również utrzymywanie wszystkich urządzeń do spawania w czystości. Pamiętaj aby zawsze w spawaniu korzystać z odzieży ochronnej.

O autorach

Author Image

Artur Kowalski

Jestem certyfikowanym ekspertem ds. spawania i twórcą DobrySpawacz.com, bloga, na którym dzielę się ponad 30-letnim doświadczeniem w branży spawalniczej. Skontaktuj się ze mną pod adresem [email protected] w razie potrzeby pomocy.