Соединение оптоволоконного кабеля своими руками

Как соединить оптоволоконный кабель своими руками: так можно?

Привет, всем! Сегодня ко мне на почту пришло очень интересное письмо. В нем был только один вопрос: «Как соединить оптоволоконный кабель в домашних условиях своими руками?». Я немного даже опешил от такого вопроса. Дело в том, что подобные вопросы приходят достаточно часто, поэтому я решил написать короткий разбор этого вопроса. Но сначала нужно немного углубиться в теорию передачи данных по оптическому кабелю.

Как передается информация

Оптоволокно состоит из центральной жилы и двух оболочек, но нас интересует именно первая оболочка. Первую обычно делают из стекла. Передача данных происходит путем световых пучков. Но встает проблема того, что свет, как и любая другая волна начнет затухать.

Соединение оптических волокон: просто о сложном

Подписка на рассылку

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) все увереннее входят нашу жизнь. Оптическое волокно на сегодняшний день — самая перспективная среда передачи информации, а значит, все чаще возникает необходимость в развертывании сетей на волоконно-оптическом кабеле. И самой тонкой и трудоемкой задачей в организации такой сети является соединение и обжим волоконно-оптического кабеля.

Наиболее надежным соединением является сварка, но сварка оптического волокна своими силами требует наличия высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования и высокой квалификации специалиста, осуществляющего работу.

Однако если вам не нужны услуги по соединению волокон в промышленных масштабах, можно попробовать справиться своими силами, применяя технологию соединения с помощью сплайсов — специальных соединителей оптических волокон.

Соединение волоконно-оптического кабеля предполагает выполнение следующих этапов работы:

1. Подготовка оптического волокна (разделка кабеля, очистка волокна, снятие буферных покрытий в многоволоконных кабелях). После подготовки вы должны получить участок оголенного оптического волокна такой длины, которая рекомендована производителем соединителя, который вы будете использовать.
2. Скалывание оптического волокна. Этот этап требует максимальной точности, качество скола — гарантия надежного соединения с минимальным затуханием и потерями информации на стыке.
3. Введение волокна в пазы с направляющими соединителя, их точное позиционирование и фиксация.
4. Укладка соединенных волокон в муфту или кассету кабельной организации.

Для осуществления всех этих этапов вам понадобится:

1. Собственно соединители: сплайсы (для каждого волокна — свой сплайс).
2. Кабель-организатор (сплайс-кассета или муфта) для упаковки соединенных волокон в единый пучок.
3. Инструменты для зачистки (стриппер, монтажные ножницы) и скалывания (ручной или автоматический скалыватель) оптических волокон.

Выбирая сплайсы и инструментарий, ориентируйтесь на тот вид кабеля, который вы планируете соединять. В небольших локальных сетях чаще всего приходится иметь дело с простым дуплексным двухволоконным кабелем, содержащим многомодовое оптическое волокно диаметром 125 микрон, но могут быть задействованы кабели для вертикальной прокладки, прокладки вне помещения, содержащие четыре и более волокон. Оболочка таких кабелей, как правило, содержит кевларовые нити, для разрезки которых понадобятся монтажные ножницы.

После снятия оболочки кабеля зачищенное оптическое волокно необходимо очистить — протереть смоченной в спирте не оставляющей ворса тканью. Протирать волокно в один проход, для каждого волокна использовать незагрязненный участок ткани.

Самым тонким этапом в соединении оптоволокна является скалывание. Делать это необходимо специальным инструментом. Ручные (наиболее простые и недорогие) скалыватели требуют определенного навыка. Если вам нет нужды часто сращивать оптику, ручного скалывателя достаточно, но перед тем как браться за рабочее волокно — потренируйтесь, постарайтесь добиваться максимально ровного и гладкого скола под углом 90 градусов. Для контроля скола пригодится микроскоп или сильная лупа.

Последний этап — закрепление волокон в соединителе — напрямую зависит от типа и качества соединителя. Постарайтесь выбрать сплайсы с максимально удобным механизмом подгонки концов волокна. Укладка слайсов в пазы кассеты обычно не вызывает затруднений.

Безусловно, соединение оптических волокон (как и большинство работ по организации кабельных систем) не самая элементарная задача, но при должном терпении и усидчивости с ней вполне можно справиться самостоятельно.

Способы соединения оптических волокон

Для объединения сетей, расположенных в разных зданиях, в единое информационное пространство, не обойтись без построения магистральных кабельных линий. В зависимости от требуемой скорости передачи данных или сигналов, расстояний между портами активного оборудования для магистрали могут применяться различные технологии и среды передачи данных: коаксиальные кабели, кабели витая пара, оптические кабели и беспроводные технологии.

С функциональной точки зрения, когда расстояния между сетями свыше 150 метров, и когда требуется передать данные свыше 10 мбит/сек, самым лучшим вариантом на сегодняшний день является применение оптических кабелей и построение волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Средой передачи данных в ВОЛС является оптическое волокно (оптоволокно).

Рис. 1 Структура оптоволокна

Конструкция оптического волокна изображена схематично на рисунке 1, а и б – сердцевина и оболочка оптоволокна; в, г и д – буферная, упрочняющая и защитная оболочки. При построении магистрали в СКС стандартами допускается использовать два типа оптических волокон: одномодовое и многомодовое оптоволокно.

Преимущества использования оптических кабелей очевидны, это и широкая полоса пропускания, на сегодняшний день ограниченная исключительно возможностями оконечного оборудования, низкий уровень затухания, позволяющий использовать линию связи на расстоянии нескольких десятков километров без усиления оптического сигнала, хорошую защищенность информации, которую нельзя считать из линии не нарушив ее целостность, и многое другое. Но у ВОЛС есть и недостатки, одним из которых являются некоторые сложности при соединении отдельных участков кабеля. И одна из самых ответственных работ после прокладки кабеля, требующая наличия на фирме высококвалифицированных специалистов, соединение оптических волокон.

На сегодняшний день существует множество технологий соединения оптических волокон. Я в данной статье рассмотрю две из них – это дуговая сварка, осуществляемая при помощи сварочного аппарата и механическое соединение внутри специальной муфты – сплайса (не путайте с кабельной муфтой, служащей для соединения, двух или нескольких оптических кабелей).

Сварка оптических волокон

Для сварки оптических волокон применяется специальный сварочный аппарат. Это комплексное устройство, содержащее в себе микроскоп, служащий для юстировки волокон, зажимы с v-образными желобками для надежной фиксации волокон и микроприводами, служащими для автоматизации процесса, дуговую сварку, термоусадочную камеру для прогрева защитных гильз, микропроцессор, служащий для управления аппаратом и систему контроля качества.

Технология процесса сварки оптических волокон состоит из следующих шагов:

• Снятие оболочек, изображенных на рис. 1 в-г с помощью стриппера буферного слоя – инструмента, предназначенного для работы с волокнами различных диаметров.
• Подготовка волокна к сварке. Сначала на один из концов одевается термоусадочная гильза, необходимая для защиты места сварки. Затем зачищенные концы оптоволокон обезжириваются с помощью безворсовой салфетки, смоченной в спирте. После обезжиривания торец волокна скалывается особым приспособлением – скалывателем. Угол скола должен составлять 90°±1.5°, в противном случае на месте сварки образуется неоднородность, приводящая к большому затуханию и обратным отражениям. После скола оптические волокна укладываются в сварочный аппарат.
• Сварка. Сначала волокна в аппарате выравниваются. Если аппарат автоматический, то он сам оценивает угол скола, юстирует волокна друг относительно друга и, после подтверждения со стороны оператора, проводит процесс сварки. Если аппарат неавтоматический, то все эти операции производятся специалистом вручную. В процессе сварки волокна нагреваются и плавятся электрической дугой, затем совмещаются, и место сварки дополнительно прогревается для устранения внутренних напряжений.
• Контроль качества сварки. Автоматический сварочный аппарат анализирует изображения, полученные от микроскопа и выдает приблизительную оценку уровня потерь. Более точно результат можно оценить с помощью оптического рефлектометра – прибора, позволяющего выявить неоднородности и степень затухания на протяжении всей линии.
• Защита места сварки. Защитная гильза, одетая на один из концов кабеля, сдвигается на место сварки и помещается в термоусадочную печь примерно на минуту. После остывания гильза помещается в защитную сплайс-пластину муфты или оптического кросса, где укладывается технологический запас волокна.

Механическое соединение оптических волокон – механический сплайс

Для механического соединения оптических волокон используется специальное устройство – сплайс (splice), схематичная конструкция которого изображена на рисунке 2.

Рис. 2 Конструкция сплайса для механического соединения оптических волокон

Сплайс состоит из корпуса (а), в который, через специальные каналы и направляющие в вводятся сколотые концы волокон (г). Направляющие служат для прецизионной стыковки торцов в камере, заполненной иммерсионным гелем (д), необходимым для сведения к минимуму переходного затухания и герметичности соединения. Показатель преломления геля близок к показателю сердцевины волокна, что позволяет свести к минимуму обратное отражение. Сверху корпус закрывается крышкой (б).

Технология процесса соединения оптоволокон при помощи механического сплайса состоит из следующих шагов:

1. и 2. Аналогично пунктам 1 и 2 при использовании сварки волокон. Концы волокон зачищаются, обезжириваются и у них скалываются торцы. Допуски по углам скола так же очень жесткие. Отличие механического сплайса от сварного сплайса – не требуется использование термоусадочной гильзы, так как механический сплайс выполняет функцию механической защиты оптических волокон.

3. Механическое соединение. Подготовленные концы волокон вводят с разных сторон через боковые каналы сплайса в камеру, заполненную иммерсионным гелем. Волокна вводятся до взаимного контакта. После введения крышка сплайса закрывается и надежно скрепляет место соединения.

4. Укладка. Собранный сплайс устанавливается на сплайс-пластину муфты или кросса, вместе с ним укладывается технологический запас волокна.

Качество механического соединения можно проверить с помощью оптического тестера или рефлектометра.

Сравнение использования сварки или механического соединения оптических волокон

Каждый из двух приведенных способов имеет свои достоинства и недостатки.

К достоинствам сварного соединения можно отнести низкое переходное затухание, высокую надежность и быстрая скорость соединения волокон. Недостатком является высокая стоимость оборудования (сварочного аппарата), наличие квалифицированного оператора, необходимость в большей площади для выполнения работ и электропитание (либо подзарядка) сварочного аппарата.

Достоинствами механического соединения являются простота и малые затраты времени на монтаж, меньшая длина технологического запаса волокна, недостатки – более высокий уровень переходного затухания.

Применение описанных в статье способов применения

Сварное соединение имеет смысл использовать при построении длинных участков магистралей. В случаях, требующих высокого качества линии, например, при построении высокоскоростных ВОЛС для ЦОД, где требуются низкие параметры затухания и обратных отражений.

Сращивание при помощи механического сплайса применимо чаще всего для временных соединений, например, при срочном устранении повреждений кабеля, для монтажа малобюджетных линий и при работе в труднодоступных местах.

Соединение оптических волокон: просто о сложном

Подписка на рассылку

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) все увереннее входят нашу жизнь. Оптическое волокно на сегодняшний день — самая перспективная среда передачи информации, а значит, все чаще возникает необходимость в развертывании сетей на волоконно-оптическом кабеле. И самой тонкой и трудоемкой задачей в организации такой сети является соединение и обжим волоконно-оптического кабеля.

Наиболее надежным соединением является сварка, но сварка оптического волокна своими силами требует наличия высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования и высокой квалификации специалиста, осуществляющего работу.

Однако если вам не нужны услуги по соединению волокон в промышленных масштабах, можно попробовать справиться своими силами, применяя технологию соединения с помощью сплайсов — специальных соединителей оптических волокон.

Соединение волоконно-оптического кабеля предполагает выполнение следующих этапов работы:

1. Подготовка оптического волокна (разделка кабеля, очистка волокна, снятие буферных покрытий в многоволоконных кабелях). После подготовки вы должны получить участок оголенного оптического волокна такой длины, которая рекомендована производителем соединителя, который вы будете использовать.
2. Скалывание оптического волокна. Этот этап требует максимальной точности, качество скола — гарантия надежного соединения с минимальным затуханием и потерями информации на стыке.
3. Введение волокна в пазы с направляющими соединителя, их точное позиционирование и фиксация.
4. Укладка соединенных волокон в муфту или кассету кабельной организации.

Для осуществления всех этих этапов вам понадобится:

1. Собственно соединители: сплайсы (для каждого волокна — свой сплайс).
2. Кабель-организатор (сплайс-кассета или муфта) для упаковки соединенных волокон в единый пучок.
3. Инструменты для зачистки (стриппер, монтажные ножницы) и скалывания (ручной или автоматический скалыватель) оптических волокон.

Выбирая сплайсы и инструментарий, ориентируйтесь на тот вид кабеля, который вы планируете соединять. В небольших локальных сетях чаще всего приходится иметь дело с простым дуплексным двухволоконным кабелем, содержащим многомодовое оптическое волокно диаметром 125 микрон, но могут быть задействованы кабели для вертикальной прокладки, прокладки вне помещения, содержащие четыре и более волокон. Оболочка таких кабелей, как правило, содержит кевларовые нити, для разрезки которых понадобятся монтажные ножницы.

После снятия оболочки кабеля зачищенное оптическое волокно необходимо очистить — протереть смоченной в спирте не оставляющей ворса тканью. Протирать волокно в один проход, для каждого волокна использовать незагрязненный участок ткани.

Самым тонким этапом в соединении оптоволокна является скалывание. Делать это необходимо специальным инструментом. Ручные (наиболее простые и недорогие) скалыватели требуют определенного навыка. Если вам нет нужды часто сращивать оптику, ручного скалывателя достаточно, но перед тем как браться за рабочее волокно — потренируйтесь, постарайтесь добиваться максимально ровного и гладкого скола под углом 90 градусов. Для контроля скола пригодится микроскоп или сильная лупа.

Последний этап — закрепление волокон в соединителе — напрямую зависит от типа и качества соединителя. Постарайтесь выбрать сплайсы с максимально удобным механизмом подгонки концов волокна. Укладка слайсов в пазы кассеты обычно не вызывает затруднений.

Безусловно, соединение оптических волокон (как и большинство работ по организации кабельных систем) не самая элементарная задача, но при должном терпении и усидчивости с ней вполне можно справиться самостоятельно.