Сварка оптоволокна - 15 глупых ошибок. как правильно паять оптоволоконный кабель

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.

Выбор сварочного аппарата

От способа соединения кабеля зависит степень затухания сигнала, качество линии связи. Надежный шов возможен при точном совмещении концов провода, поэтому предпочтение отдается приборам, выравнивающим волокно по центру. Аппарат для сварки оптоволокна выбирают по следующим параметрам:

модификации свариваемого волокна, предпочтительнее универсальные модели;
скорость спайки учитывает количество соединений за определенный временной интервал;
способу выравнивания кабеля;
комплектации.

Многофункциональные сложные аппараты не всегда себя оправдывают. Китайские модели стоят намного дешевле японских, а по качеству сварки провода они сопоставимы.

Сварочный аппарат для оптоволоконного кабеля

Сварочный аппарат и сварка

О видах сварочных аппаратов можно написать отдельную большую статью. Если вкратце, то основная часть моделей на рынке представлена японскими (Fujikura, Sumitomo) и китайскими (Jilong, к примеру) разработками. Японские лучше, но существенно дороже. В принципе, если перед вами не стоит задача варить особо важные магистрали — вполне можно обойтись и хорошим китайским сварочником.

Вариант подороже, японский Fujikura FSM-60S:

Вариант подешевле, китайский Signal Fire AI-7. Устройство с хорошими показателями быстрого нагрева, постороено на новой технологии центрирования ядра, имеет в своем арсенале шесть сервоприводов и автофокус. Данный сварочный аппарат отвечает всем стандартам сращивания оптоволоконного кабеля известным на данный момент:

Порядок сварки в сварочном аппарате:

Сколотые очищенные волокна укладываются в специальные канавки и фиксируются зажимами. Гильза КДЗС надевается на волокна заранее.
Аппарат начинает передвигать волокна по направлению друг к другу до тех пор, пока не зафиксирует их в своей оптической системе.
Устройство подает на концы волокон короткий разряд, очищая от случайно попавшей пыли. Но если на концах сколов — жирные отпечатки пальцев или грязь, которую так просто не сдуешь, она только запекается и окончательно портит скол.
Далее сварочный аппарат сводит волокна для окончательной сварки — по трем координатам, с нарастающей точностью. Если на этом этапе умное устройство обнаружит неровность сколов или еще что-то, что помешает их качественно сварить — процесс сварки остановится, на экране сварочного аппарата появится соответствующее сообщение.
Если же все нормально, подается окончательный разряд, сколы оплавляются, и аппарат во время этого придвигает их уже вплотную друг к другу. Все, волокна спаяны.
Далее сварочный аппарат оценивает качество сварки по изображению места стыка под микроскопами оптической системы, и на просвет определяет затухание. Следующая стадия проверки — на прочность, устройство при этом пытается развести только что сваренные волокна в стороны. Однако многие эту функцию отключают, боясь что не остывшая до конца сварка может испортиться.
Пайщик достает спаянные волокна, надвигает гильзу КДЗС, закрывая место сварки и прилегающее оголенное оптоволокно, и кладет гильзу в печку для усаживания.
После извлечения из печки гильза выкладывается на специальную полочку, чтобы остыть. В горячем виде ее нельзя располагать в кассете — есть риск сломать оптоволокно, т.к. защищающая его гильза еще мягкая. Кроме того, класть ее куда-то кроме специально предназначенной полочки тоже нельзя — горячий пластик может прилипнуть. Именно поэтому и забывать ее в печке тоже нельзя — прилипнет. Вынимать гильзу из печки нужно сразу после сигнала таймера.

Наглядный процесс сварки вы сможете увидеть в данном видеообзоре:

https://youtube.com/watch?v=zbrZ-yFtOe4

На фото — сваренное волокно. Хорошо видна точка, в которой преломляется свет — место сварки.

Важно помнить:

И сварочный аппарат, и скалыватель — дорогие и сложные устройства. Да, пайщики оптоволокна работают в самых разных условиях — в канализации, на чердаках, в поле, в мороз и дождь. Но при этом нужно беречь технику от падения и ударов. Ведь не зря их чемоданчики для переноса выложены изнутри пенопластом или толстой мягкой тканью. Фирма-производитель легко определит, перестало ли устройство работать «само» или этому предшествовало падение или удар. В последнем случае гарантии не будет.

Поэтому при работе всегда проверяйте — надежно ли стоит устройство? Надежно ли стоит стол, на котором расположен сварочник или скалыватель? И т.д. Собственно, зная цену хорошего сварочного аппарата, это даже нельзя назвать фанатизмом.

Важно также регулярно проводить техническое обслуживание устройств (многие профилактические действия предусмотрены в самом аппарате и выполняются по инструкции), а не использовать до последнего

Оптоволоконный кабель: виды и состав

Прежде чем разбирать инструкцию по сварке кабеля, рассмотрим, что такое оптический кабель. ВОЛС – это волоконно-оптические линии связи, которые разделяют по категориям.

Конструкционные особенности: могут состоять из оболочки с трубными модулями или многослойного соединения и двухуровневой защиты.
Место применения: наружное или внутреннее. Учитывая высокую стоимость оптического кабеля, внутренняя прокладка оптоволоконной линии связи применяется крайне редко, только в случаях необходимости высокоскоростной, целостной и точной передачи данных.
Условия прокладки кабеля: подвесные, грунтовые, канализационные, под водой, подвешиваемые на столбы электропередачи. Наиболее часто в обиходе встречаются подвесные, грунтовые и канализационные кабели. Реже применяют патч-корды, с тросиками и гофроброней.

Механический способ соединения

Этот способ не получил широкого применения, так как со временем гель, содержащийся в механических соединителях высыхает и параметры стыка оптических волокон значительно ухудшаются. Механические соединители (или как их еще называют механические сплайсы) обеспечивают значительно худшие характеристики, чем сварка, но монтаж их намного проще и для него требуется достаточно простые приспособление для фиксации оптоволокна и сплайса во время монтажа (монтажный столик).

Комментарий эксперта

Лагутин Виталий Сергеевич

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Задать вопрос

В связи с тем, что механические сплайсы могут иметь самую различную конструкцию (в зависимости от производителя), монтажный столик нужно приобретать у их производителя со всем необходимым инструментом.

Нужно отметить, что некоторые производители не считают необходимым применение каких-либо приспособлений при монтаже их сплайсов, так как фиксация волокна в механическом соединителе происходит без использования какого-либо специализированного инструмента. После сращивания волокон, для их дополнительной защиты и фиксации механические соединители помещаются в специальные лотки, муфты или коробки, в которых предусмотрено посадочное место для установки механических соединителей или термоусадочных трубок.

Где используется оптокабель.

Справедливости ради стоит заметить, что данный тип соединения оптических волокон широко используется как временное соединение, на пример при выполнении ремонтно-восстановительных работ на ВОЛС.

Поскольку некоторые механические соединители (в зависимости от производителя) могут применяться многократно, то с их помощью выполняется подключение ремонтных кабельных вставок для быстрой организации обходов поврежденных участков.

Способы соединения оптического волокна

Оптоволоконная индустрия не стоит на месте: сварка оптического волокна постоянно совершенствуется, меняются методы ее реализации и применяемые расходные материалы.

Выбор оптимальной технологии соединения оптоволокна для каждого конкретного случая важен с точки зрения снижения финансовых расходов и роста показателей производительности.

Малоопытные сварщики не всегда точно знают, что нужно взять во внимание при работе с данным материалом

В процессе выбора технологии сварки волокна важно учитывать следующие аспекты:

оптимальная скорость проведения операций;
временной период, необходимый на подготовку оптоволокна к свариванию;
количество времени для сварки кабелей;
стоимость работ;
опыт специалистов.

При прокладке оптоволоконного полотна постоянно возникает необходимость сварки оптического кабеля в единую линию.

Муфта для соединения оптоволокна.

Сегодня наиболее распространены следующие способы выполнения этой операции:

с помощью механических соединителей;
непосредственно на оптическом кроссе;
сваривание оптических волокон при помощи специального оборудования.

Первый способ используется крайне редко, потому что гель в механических соединителях со временем высыхает, что ухудшает параметры стыков кабелей. Второй отличается быстротой и простотой выполнения, но самые лучшие соединения оптоволоконных кабелей создаются путем сварки.

Такая технология характеризуется наилучшими показателями по качеству, долговечности, надежности созданных соединений.

Для начала потребуется выполнить разделку оптического кабеля из 6-8 волокон, соединенных в модуле и покрытых изоляционным материалом. Изоляцию удаляют, а волокна очищают с помощью специальных средств на основе спирта.

После этого волокна укладывают в сварочный аппарат для последующего сваривания в автоматическом режиме

Важно при этом контролировать прочность швов, образующихся на местах соединения оптических волокон. Сваренные элементы потребуется поместить в кассету оптической муфты или кросса

На заметку! Простота данной технологии позволяет выполнить ее даже малоопытному сварщику, который своими глазами наблюдал за выполнением этого процесса руками специалиста. Но главное иметь специальный сварной аппарат: обычные модели не справятся с данной задачей.

Можно ли и как соединить оптоволоконный (оптический) кабель?

Соединение оптического кабеля осуществляется с помощью специального оборудования для сварки оптического волокна.

Сварочный аппарат. Показан процесс соединения оптических волокон

Процесс сварки оптоволокна

Ниже показана последовательность как соединяется оптоволоконный кабель между собой

соединение оптических волокон (оптоволоконного кабеля)

Последовательность сварки оптического волокна

Оптоволоконный кабель подключается с помощью коннекторов к SFP модулям.

Чаще всего используются следующие типы разъемов:

SC, APC, одномодовый, 1.5 м;
SC, UPC, одномодовый, 1.5 м;
LC, UPC, одномодовый, 1.5 м.

Оптические пигтейлы

SFP-модуль (трансивер) DMC-G01LC

SFP модули

Схема соединения оптоволоконного кабеля и витой пары

Схема подключение оптоволоконного кабеля к витой паре

Как удлинить, нарастить, укоротить оптический (оптоволоконный) кабель?

Ниже будет показан пример, как удлинить оптоволоконный (оптический) кабель в квартире

Место установки розетки
Планируемое место установки встроенного слаботочного щита, куда будет подводиться оптоволокно
Процесс сварки (наращивания) оптического волокна
Запас кабеля уложенный в гофру, для последующего крепления в штрабе и на потолке.

Перенос оптической розетки в квартире

Вывод кабеля из распределительного щитка на площадке за потолком (армстронг)
Прокладка кабеля за потолком в трубе ПВХ
Ввод оптического кабеля в квартиру
Прокладка оптического кабеля в квартире по потолку в гладкой трубе ПВХ
Установка оптической розетки

Перетяжка оптического кабеля в квартире

Удлинитель оптического (оптоволоконного кабеля).

Кроме сварки оптического кабеля, для удлинения можно использовать оптический адаптер и подключить к нему патч-корд требуемой длины. При таком способе соединения, относительно сварки оптоволокна, будет очень большое затухание сигнала в месте соединения.

Оптический адаптер
Оптический патч-корд

Материалы для удлинения оптического кабеля

Как соединить оптоволоконный кабель своими руками в домашних условиях?

соединение оптоволоконного кабеля своими руками
материалы для соединения оптоволокна своими руками

Соединение оптоволоконного кабеля своими руками в домашних условиях

Если у Вас есть какие-либо вопросы или необходим выезд на объект для расчета, Вы можете позвонить мне по телефонам.

Приборы для соединения

Сварка признана самым надежным видом соединений оптоволоконного кабеля, потому что обеспечивает минимальные вносимые потери и показатели отражения от сварного шва. Но самое главное даже не это.

Современный сварочный аппарат для оптоволокна представляет собой уникальный промышленный агрегат с собственной системой управления. Такое оборудование отличается компактными размерами и сравнительно небольшим весом, что делает его использование комфортным.

Прибор для сварки оптоволоконного кабеля.

Прибор для сварки оптоволокна состоит из следующих частей:

электронный блок с преобразователями напряжения, управляющей платой, а также иными электронными составляющими деталями;
микроскоп или камера с дисплеем для контроля над точным взаимным позиционированием оптических волокон и выбора рабочего режима;
механический блок и сварочная камера с манипуляторами, зажимами, частями аппарата, создающими сварочную дугу;
тепловая камера с защитной муфтой, зафиксированной на сварном шве с помощью термоусадки.

Сварочный инструмент для оптоволокна делится на разные типы, исходя из уровня автоматизации процесса сварки:

С ручным управлением. Такой аппарат требует от сварщика определенных навыков в работе, потому что стыковать волокна потребуется вручную. При этом качество созданного стыка контролируют с помощью микроскопа.
Полуавтомат. Оборудования такого типа отлично ручных аналогов тем, что стыковка кабеля производится автоматически, но контроль над качеством стыка остается за сварщиком.
Автоматический агрегат. Юстировка, стыковка и сварка осуществляются в автоматическом режиме, а оператор только контролирует процессы на дисплее, куда поступает сигнал камеры.

Отметим! При желании автоматический аппарат для сварки можно доукомплектовывать скалывателями, зачищающими волокна устройствами, комплексным оборудованием подготовки кабеля и контроля над конечным результатом.

Это интересно: Сварочные технологии — виды и способы сварки

Выбор оборудования

Современные сварочные аппараты для «оптики» представляют собой приборы с автономной системой управления. В перечень ключевых характеристик таких комплектов оборудования входят компактность, минимальный вес и максимальная простота эксплуатации. С учетом степени автоматизации процесса сварки все доступные на сегодня аппараты можно разделить на следующие типы.

С ручной системой управления – сварочные аппараты, использование которых требует от сварщика определенных навыков. Качество швов, создаваемых таким оборудованием, проверяется с использованием микроскопов.

При необходимости и наличии финансовых возможностей автоматы комплектуются целым арсеналом дополнительных опций.

Также речь идет о целых комплексах оборудования, предназначенного для подготовки стыкуемых кабелей, а также контроля результатов сварки. Анализ актуального рынка рассматриваемого сварочного оборудования позволяет сделать следующие выводы.

Потенциальным покупателям доступен более чем широкий ассортимент моделей разных ценовых категорий.
Производители предлагают аппараты с разнообразным функционалом.
При выборе конкретного агрегата необходимо прежде всего учитывать, как именно будет использоваться техника.

Самый важный момент – это создание швов с максимальными эксплуатационными показателями

Исходя из этого, при выборе конкретной модели необходимо принимать во внимание следующие параметры:

тип оптических волокон, на работу с которыми ориентирован аппарат;
показатели производительности;
способ центровки;
комплектация устройства.

Помимо всего перечисленного, важную роль играет финансовая сторона вопроса. Стоит учитывать, что стоимость такого сварочного оборудования колеблется в достаточно широком диапазоне. Так, компактный прибор с минимальным набором опций будет стоить около 4 тысяч рублей, а многофункциональная модель может обойтись в 20 тысяч.

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 °.

Немного теории

Начнем с азов, чтобы понять, с чем нам придется встретиться, ведь технология оптической связи отличается от обычных и привычных для нас проводов, как по принципу действия, так и по способам монтажа. Конечно, этот раздел можно опустить и приступить сразу к решению практических задач но, все же зная теорию легче решить многие проблемы, возникающие на практике. Постараемся не утруждать вас сложными терминами, а объяснить все просто и популярно.

Как действует передача данных через оптоволокно

Передача сигнала через обычные провода с помощью электрического тока упирается в два препятствия, которые ограничивают предел скорости.

С этими негативными факторами борются, применяя промежуточные усилители, экраны, свивая провода. Но всему есть предел. На сегодня повышение скорости передачи информации, в основном, решается с помощью разделения ее на параллельные потоки. Например, USB 3.0 отличается от более раннего USB 2.0 тем, что для передачи данных используются не одна, а несколько пар проводов.

Кардинально решить вопрос смогли только с помощью оптоволоконных кабелей. В них сигнал передается с помощью света, точнее лазерного излучения, которое слабо затухает на больших расстояниях. Для связи используются стеклянные волокна, в которых благодаря специально подобранным свойствам сердечника и внешнего слоя проявляется эффект полного отражения светового пучка.

Также благодаря небольшому диаметру они гибкие (с тонкими гибкими стеклянными волокнами мы встречаемся и в таких привычных материалах как стекловата и стеклоткань).

Работает система чрезвычайно просто — с одной стороны кабеля модулируют излучение лазера, кодируя в нем информацию, которую расшифровывает фотоприемник на другом конце. По одному оптоволокну можно передавать множество потоков, параллельно используя лазеры с разным спектром.

Скорость передачи по оптоволокну на порядки превышает возможности металлических проводников и достигает нескольких терра бит в секунду.

Имеет оптоволокно и другие преимущества:

Еще одно достоинство оптоволокна — оно не представляет интереса для злоумышленников, так как не содержит цветных металлов.

Но есть и некоторые минусы:

Как работает технология PON

На первый взгляд для построения абонентской сети можно сделать двумя способами:

Технология PON работает по несколько иному принципу:

Такой подход стал возможен благодаря тому, что используются специальные устройства — сплитеры. Они разделяют поток одного волокна на несколько волокон. Потери излучения, конечно, при этом велики, но их компенсируют использованием мощных лазеров, на сегодня цена на них не столь уж и большая.

Достоинства сплитеров в том, что они сравнительно несложны, не требуют подключения к электросетям (это пассивный элемент отсюда и название технологии) и обслуживания.

Эти особенности технологии PON позволяют развивать сети в любых условиях. Если для более старых методов раздачи интернета в отличие от города, где разместить обычные свитчи и сервера можно без проблем на любом чердаке или подвале и нет проблем с подключением электропитания, в сельской местности возникали большие затруднения, для PON таких проблем нет.

Сеть PON

Чтобы было более понятно, как работает технология PON, приведем схему, как организована такая сеть.

Немного поясним схему:

Благодаря высокой мощности лазеров протяженность кабелей может достигать до 60 километров, хотя обычно производители гарантируют качественный сигнал на расстоянии до 20 км, но и этого вполне достаточно для среднего города.

Как видно из схемы, сеть легко можно развивать без больших затрат. Например, в верхней части вместо первого по счету ONU установить еще один сплитер, к которому можно подключить уже два абонента. Еще можно заменить двухканальные разветвители на четырехканальные, такие как в нижней части схемы.

Как спаять в домашних условиях

В связи с почти 90% охватом многоэтажек высокоскоростным широкополосным доступом в глобальную паутину, очень часто возникает необходимость удлинить Интернет кабель по дому. Например, чтобы перенести роутер из одной комнаты в другую или протянуть сетку с этажа на этаж.

Другая, похожая по смыслу ситуация, когда нужно соединить порванный кабель, после того, как его погрыз кот или порезали вандалы в подъезде. Можно, конечно, вызвать монтёра провайдера, либо стороннего специалиста по объявлению и он всё сделает. Но во-первых, это время, потраченное на ожидание специалиста. Во-вторых — это деньги, которые Вы заплатите ему за работу.

Зачем, если всё можно сделать своими руками в домашних условиях?! В этой статье я хочу подробнее остановиться на этом вопросе и рассказать про самые надёжные способы соединить витую пару между собой. Выглядит совсем не эстетично, так ещё и на практике оказывается, что такое соединение ненадёжно.

К тому же, каждая подобная скрутка ведёт к снижение качества связи и повышению сопротивления. Для длинных линий (более 100 метров) каждая подобная скрутка критична. Мы будем использовать правильные способы выполнить соединение LAN-кабеля.

Оборудование для сварки кабеля.

Джойнер — бочонок-соединитель RJ45

Это самый распространённый на сегодня способ починить или удлинить витую пару. Его чаще всего используют монтёры и инсталляторы Интернет-провайдеров. Этот LAN-соединитель выглядит в виде маленькой прямоугольной коробочки с разъёмами RJ45 с друх сторон. Грубо говоря, тип «мама-мама». Витая пара обжимается в коннектор с двух сторон и вставляется в джойнер:

Его достаточно часто называют сплиттер, но это не совсем правильно. У сплиттера один вход и два выхода. Он используется для того, чтобы по одному 8-жильному кабелю подключить 2 компьютера, используя по 4 жилы для каждого.

Соединитель.

Какие проблемы могут возникнуть у обычного пользователя PON

Наша статья как мы уже говорили выше, не рассчитана на специалистов, они и так прекрасно знают, как подключить оптоволоконный кабель и настроить оборудование. При первичном подключении к PON провайдеры так же обычно оказывают помощь (правда чаще за отдельную плату, так что, сделав все самостоятельно можно сэкономить) с настройкой оборудования и сетей.

Как обычно происходит подключение

Примерно также происходит процесс и в частном доме, правда распределительные щитки будут либо находиться на опорах линий электропередач (электросвязи), в колодцах, либо вообще отсутствовать, а абонентский кабель будет подключен от отдельного сплитера.

Эти три этапа выполнить самостоятельно нельзя, только если наняться на подряд у провайдера. К тому же по договорам сети до границ домовладения или даже до розетки обслуживаются поставщиком интернет бесплатно (если не повреждены умышленно), после границ разделения линии считаются собственностью клиента и все расходы по их эксплуатации перелагаются на него.

Нюансы сварки оптоволокна

Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.

При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс. Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно

Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала

Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.

Правильная сварка оптики