В строительстве волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) наиболее ответственным направлением считается сварка оптоволокна. От ее качества зависит успешная работа системы в целом. Сердцем монтажа оптического кросса является также его сварка, поэтому ей отводится одна из ведущих ролей, а порядок выполнения этой операции не сложный.
Приветствую, дорогой читатель! Спасибо, что Вы проявили интерес к моему дневнику…
На рубеже столетий ВОЛС получили широкое распространение для передачи данных на большие расстояния. Они все чаще заменяют медные магистральные, коаксиальные кабели и «витые пары».
Преобразование электрического сигнала в оптический вид осуществляется специальными сетевыми устройствами (медиаконвертерами), наравне с которыми оптическим кроссам отводится ведущая роль.
Только они в состоянии обеспечить гибкое распределение сигналов световых волн, но сварка оптического кросс не простая процедура, как может показаться с первого взгляда.
Порядок монтажа оптического кросса существенно отличается от установки традиционного коммутационного оборудования, так как во главе угла присутствует сварка оптоволокна. Создание путей для инфракрасного излучения требует иного подхода, нежели для электрического сигнала.
ПРЕИМУЩЕСТВА ОПТОВОЛОКНА
Основой любой системы передачи информации материальной или нематериальной является среда распространения сигнала. Доступные и реально действующие системы передачи информации базируются на физической среде, которая непосредственно характеризует их пропускную способность.
Так, в техническом отношении для распространения радиоволн выбран эфир, для электрического сигнала – металлические проводники, а для световых волн создано оптическое волокно.
Из всех перечисленных физических сред оптоволокну присуща самая высокая пропускная способность. Строительным материалом оптического волокна является кварцевое стекло, по которому распространяются световые волны.
Кроме уникальных пропускных параметров, в оптическом волокне незначительные потери полезного сигнала и оно нечувствительно к электромагнитным излучениям, что нельзя сказать о металлических проводниках.
Оптоволокно и созданные на его основе ВОЛС обеспечивают наиболее высокую суммарную скорость передачи информации, которая достигает несколько десятков Тбит/c.
ВОЛС используются главным образом на магистральных направлениях, но реже во внутренней структурированной кабельной сети (СКС), хотя они обеспечивают высокоскоростной доступ к Интернет, отменное качество телефонной связи и телевизионного приема.
Необходимость в дополнительном оборудовании для преобразования электрических и оптических сигналов ограничивает применение ВОЛС в СКС, что, наравне с высокой стоимостью строительства, следует отнести к главному недостатку оптического волокна.
Однако этот недостаток скрадывается на фоне высокой пропускной способности, а также следующих существенных преимуществ оптоволокна:
- ВОЛС устойчивы к перехвату секретной информации и обеспечивают гарантированную защиту несанкционированного доступа по причине отсутствия электромагнитных излучений в диапазоне радиоволн.
Поэтому оптоволокно востребовано в системах телекоммуникаций научных центров, правоохранительных органов, банков и других структурах, где осуществляется обмен конфиденциальными данными. - Высокая чувствительность оптического волокна к колебаниям позволяет встроенной системе контроля блокировать канал возможного взлома и предупредить о попытках перехвата информации.
- Наличие в оптоволокне низкого уровня помех опять же сказывается на его высокой пропускной способности и позволяет для передачи сигналов использовать разнообразные способы модуляции.
- Незначительное ослабление световых волн позволяет объединять участки ВОЛС на больших расстояниях (до 100 км) без задействования вспомогательного оборудования в виде усилителей или ретрансляторов.
- ВОЛС, по сравнению с медными кабелями, легче в несколько раз и обладают меньшими размерами с учетом защитных оболочек при одинаковых возможностях по пропускной способности.
- Оптическому волокну не страшна влага и окисление, а также ему присуща высокая пожарная безопасность. ВОЛС, в отличие от медных проводов, могут использоваться без ограничений в условиях с чрезмерной влажностью и повышенной опасностью, например, в подземных сооружениях, в нефтехимическом и газовом производстве, где недопустимо искрообразование.
- Невзирая на дороговизну построения магистральных линий и СКС на основе оптоволокна, оно более экономично, по сравнению с традиционными материалами, так как стоимость ВОЛС в 2 раза дешевле медного кабеля, а объем усилительного оборудования и создание под него соответствующих пунктов обслуживания сокращается в несколько раз.
- Период эксплуатации ВОЛС длится более четверти века до возникновения в структуре кварцевого стекла необратимых изменений, увеличивающих потери полезного сигнала.
- Оповолокну присущи неплохие перспективы развития, связанные с легким наращиванием мощностей локальных вычислительных сетей, когда устанавливается быстродействующее активное оборудование без замены телекоммуникаций.
ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ОПТОВОЛОКНА
В процессе сварки оптического волокна используется расплавление концов световодов под действием электрической дуги с последующим их соединением. Такая технологическая операция выполняется с помощью специального сварочного аппарата, например, Fujikura FSM-60S.
В современных сварочных аппаратах расположение волокон, температура плавления и длительность дуги регулируется автоматически без участия человека.
Контроль точности совмещения соединяемых торцов световодов производится встроенными электронными средствами путем прогона соответствующих тестов или посредством оптической телеметрии оптоволокон. В более простых сварочных аппаратах эта операция выполняется с помощью оптических микроскопов.
К поверхностям сечений соединяемых световодов предъявляются повышенные требования, чтобы снизить величину затухания оптического сигнала. Их перпендикулярность оси оптоволокна достигается использованием специальных инструментов, главным из которых является прецезионный скалыватель, например, Fujikura CT-30A.
Завершается процедура сварки оптического волокна защитой соединения специальными термоусадочными гильзами, которые заранее надеваются на один из световодов.
После соприкосновения с высокой температурой гильза плотно облегает место стыка с приданием ему дополнительной механической прочности. Затухания сигнала, вносимые в оптоволоконную линию, не должны превышать 0,1 дБ.
СВАРКА ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
Строительство волоконно-оптических линий связи и ремонт не обходится без их наращивания посредством соединений, которые также необходимы при монтаже кроссов, распределительных коробок, окончаний оптических кабелей и других работах.
С этой целью используются различные технологии стыковки оптоволокон, но наиболее приемлемой является их сварка с помощью специального оборудования.
Сварка оптоволокна самая сложная и трудоемкая операция при монтаже ВОЛС, от качества которой зависит длительность безукоризненной эксплуатации оптических линий связи. Эта технология при наличии специального оборудования не является «заложником» одного-двух человек и легко осваивается персоналом.
Порядок процесса сварки оптоволокна следующий:
- Разделка оптоволоконных кабелей включает снятие защитной оболочки, по окружности которой осуществляется надрез стриппером, и очистку оптических волокон от гидрофобной изоляции.
- На оптоволоконной жилы световодов одного из кабелей надеваются специальные гильзы, называемые КДЗС (комплект для защиты стыка), включающий две термоусадочные трубки и усиливающий стержень.
- С обнаженных концов оптоволокон кабелей снимается цветной лак, защитное покрытие и они обрабатываются специальной салфеткой без ворса, смоченной в спирте.
- Зачищенный световод скалывается специальным прецезионным устройством, при допустимом отклонении плоскости сечения от оптической линии волокна по вертикали не более 1,5 градусов.
- Подлежащие сварке оптоволокна укладываются в V-образные углубления (зажимы) сварочного аппарата.
- В современных аппаратах совмещение оптических волокон производится автоматически или, в противном случае, юстировка осуществляется вручную с помощью манипуляторов под микроскопом.
- После запуска аппарата концы световодов разогреваются электрической дугой до требуемой температуры и их торцы совмещаются с микроскопическим промежутком посредством микродоводки одного из держателей волокон.
- Тут же аппаратом автоматически производится проверка механической прочности стыка, контролируется его тепловое отображение и вносимое им затухание. Если какой-либо из параметров отклоняется от нормы, то операция повторяется и стык корректируется.
- Гильза КДЗС смещается в зону сваренного стыка и нагревается до 90-150 градусов в течение одной минуты в термокамере, встроенной в аппарат.
- После охлаждения для дополнительной защиты гильзы со сваренными световодами размещаются в сплайс-пластинах оптической муфты или кросса.
ПОРЯДОК МОНТАЖА ОПТИЧЕСКОГО КРОССА
Устройства коммутации относятся к пассивному оборудованию, и оптический кросс не является исключением. Он предназначен для соединения многожильных оптических кабелей со специальными соединителями (коннекторами), оборудованными одним оптоволокном, которые называются пигтейлами.
Ассортимент оптических кроссов достаточно велик, но к основным типам относятся обычные настенные кроссы (КОН), которые в комплекте имеют пластины и сплайс-кассеты, адаптеры, пигтейлы, гильзы КДЗС и другие соединительные компоненты.
Оптический кросс представляет простую конструкцию, поэтому с первого взгляда его монтаж может показаться несложным занятием. Однако неаккуратная его сварка и монтаж вызывают далеко идущие последствия. Несмотря на то, что оптический кросс пассивный элемент, он наиболее важная составная часть распределительной сети.
Причин, приводящих к затуханию сигнала выше нормы или полного его отсутствия, много, и их обнаружение занимает продолжительное время. Отсюда очевидно, что при сварке и монтаже оптического кросса потребуется неукоснительное соблюдение предъявляемых требований, прикладывания немало усилий и проявление особого внимания, чтобы исключить возможные ошибки.
Монтаж оптического кросса определяется как общими операциями, так и присущими ему некоторыми особенностями, которые приводятся в поставляемой с ним документации. Применительно к оптическому кроссу стоечного варианта (КОС 19”) порядок его сварки и монтажа заключается в следующем:
- Освобождение от упаковки. При ее снятии важно не повредить оборудование используемыми принадлежностями и инструментом. В соответствии с упаковочной ведомостью убедиться в наличии всех составных частей.
- Для разделки и ввода кабеля оптический кросс размещается на столе, проверяется надежное и жесткое крепление кронштейнов по его боковым сторонам.
- Непосредственно разделка кабеля включает:
- надрезание защитного покрытия кабеля на участке длиной 1000-1200 мм и его снятие;
- обрезание силового элемента на 50-60 мм и удаление с него изоляции на отрезке около 30-40 мм;
- ввод в кросс через монтажные отверстия оптического кабеля;
- закрепление внутри кросса посредством скобы и винтов центрального силового элемента;
- удаление с силового элемента излишков изоляции;
- размещение на пигтейлах термоусадочных гильз.
Операции с оптическими волокнами следующие:
- cтриппером надрезается изоляция кабельных модулей на отрезке 800-1000 мм, что соответствует примерно двум виткам оптоволокон по периметру сплайс-кассеты;
- c кабельных модулей снимается изоляция и с помощью салфетки удаляется гидрофобный материал со световодов, которые затем обезжириваются спиртом;
- модули кабеля маркируются, начиная обычно с модуля красного цвета, за которым по часовой стрелке следует желтый модуль и далее – бесцветные;
- пронумерованные пигтейлы свариваются с соответствующими жилами оптического кабеля и запекаются КДЗС;
- запасы оптоволокон с термоусадочными гильзами размещаются в сплайс-кассете, но без наличия восьмерок и закрываются крышкой;
- при укладке следить, чтобы радиус изгиба световодов и пигтейлов не превышал 30 мм;
- в соответствии с маркировкой пигтейлы закрепляются в адаптерах, заглушенных с другой стороны во избежание проникновения пыли и мусора;
- для окончательного контроля оптические волокна согласно схемы просвечиваются.
На заключительном этапе смонтированный оптический кросс устанавливается в 19-дюймовую стойку. Его панель закрепляется 4 винтами М6, но они не входят в комплект поставки. Оставшийся запас оптоволоконного кабеля аккуратно укладывается в стойке на свободное место и тоже закрепляется.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, порядок сварки и монтажа оптического кросса не является процедурой для избранных, но требует опыта и внимательного подхода к соблюдению предъявляемых требований. Незначительные ошибки и отклонения вызывают существенные затухания или отсутствие светового сигнала вообще, а поиск неисправностей занимает немало времени.
Несмотря на то, что оптический кросс пассивный элемент распределительной сети, он является одной из важных составных частей, так как он содержит сварные соединения оптических волокон.
Наиболее ответственный момент строительства ВОЛС и монтажа оптического кросса заключается в правильной сварке оптоволокна, от качества которой зависит успешное функционирование распределительной сети.
P.S. Каждому подвластен свой индивидуальный ход мыслей, поэтому при возникновении каких-либо вопросов, дополнений, уточнений и пожеланий обязательно оставляйте их в комментариях. Я постараюсь ответить и совместно расставить все точки над «и».
Cм. также