Сращивание волоконно-оптического кабеля

Предыдущая статья была посвящена разделке волоконно-оптического кабеля и монтажу разъемных соединителей.

Сращивание кабеля не менее сложная операция, чем его оконцовка. К тому же выполнять ее приходится гораздо чаще. Во-первых, она необходима при большой протяженности линии или на сложной трассе, когда кабель состоит из нескольких отрезков. Во-вторых, вместо монтажа соединителя кабель проще срастить с заранее изготовленным отрезком мини-кабеля, на котором соединитель смонтирован с одной из сторон в заводских условиях. Два таких отрезка можно, например, изготовить, разрезав пополам коммутационный шнур подходящей длины.

Подобная технология оконцовки используется и в случае изготовления в заводских условиях предварительно терминированных кабельных сборок - волоконно-оптических кабелей нужной длины со смонтированными на одном или обоих концах малогабаритными муфтами для перехода на несколько мини-кабелей с установленными соединителями. Укладка таких сборок - непростая работа: необходимо заботиться о соединителях, муфтах и мини-кабелях. Поэтому у сборок одна сторона закрыта защитным рукавом и имеет петлю для крепления троса. Для этих же целей подойдет тканевый рукав и кабельный чулок подходящего размера. Проектирование трассы, где предполагается уложить готовую сборку, возлагает гораздо большую ответственность на проектировщика. Длину линии важно определить с высокой точностью; на линии трассы не должны встречаться труднопроходимые места. Да и протяженность участков, на которых может быть уложена сборка, невелика (1-2 км). Зато после укладки кабеля останется лишь установить соединители в гнездах распределительной панели и протестировать линию.

Так или иначе, но без сращивания кабеля обойтись очень трудно. Выполняется эта операция для кабелей различного типа (одномодовых или многомодовых) двумя способами - сваркой или монтажом неразъемных соединителей (механических сплайсов). В обоих случаях нужен определенный набор инструментов, приспособлений и расходных материалов. Первый достаточно универсален с точки зрения области применения (от подземных кабелей открытой укладки до мини-кабелей), дает минимальные потери в сростке, но стоимость оборудования очень высока, как и требования к его оператору. Второй способ - дешевая альтернатива первому, но годится далеко не всегда. Его лучше использовать, например, для временного сращивания кабелей при авариях или сращивания коротких кабелей в помещениях, где затухание не так важно, а климатические условия не столь суровы.

В случае сварки или монтажа сплайсов разделка кабеля выполняется аналогично, с небольшим отличием на последнем этапе. Поскольку к качеству торцевой поверхности волокна предъявляются более высокие требования, для выполнения операции скалывания применяются другие инструменты. Речь идет о прецизионных скалывателях. Они сложнее и дороже, но обеспечивают перпендикулярность скола к оси волокна с высокой степенью точности (отклонение составляет менее 10). И чем больше точность и воспроизводимость операций скалывателя, тем он сложнее и дороже.

Некоторые кабели с большим числом волокон выполнены на основе ленточных сборок, где несколько (от 2 до 12) волокон уложены параллельно и помещены в общее защитное покрытие. Данная конструкция кабеля позволяет осуществлять групповую сварку волокон с помощью обеспечивающих такой режим сварочных аппаратов. Понятно, что для достижения высокой точности и качества удаление изоляции с ленточных кабелей может выполняться только на специальном оборудовании. Используемые для этих целей устройства обеспечивают снятие покрытия под действием высокой температуры. Стоит отметить, что таким образом можно обрабатывать одновременно несколько волокон обычных кабелей, если их предварительно зафиксировать в прилагаемой оправке.

Скалывание волокон ленточных кабелей также производится групповым способом посредством предназначенных для этого моделей скалывателей. В противном случае невозможно обеспечить точность, достаточную для последующей групповой сварки.

Сварка волокон выполняется путем разогрева концов волокон в электрической дуге и их соединения. Учитывая необходимость высокой точности юстировки волокон относительно друг друга и их подачи при соединении, это весьма непростая задача. Ручной способ практически не используется из-за невозможности сращивания одномодового волокна и плохой воспроизводимости результата - без автоматики не обойтись. Поэтому сварочные аппараты для оптоволокна - одни из самых дорогих инструментов, и цена их такова, что приобретение имеет смысл лишь в том случае, когда сварка производится достаточно часто.

Возможности и характеристики сварочных аппаратов весьма разнообразны. Основное их отличие заключается в типах обрабатываемого оптического волокна, массогабаритных показателях (настольный или компактный) и характеристиках питания (сеть, аккумуляторы и продолжительность работы от них), возможных местах использования (укрытие или открытое пространство) и применяемых для этого приспособлениях (ветровые экраны, датчики давления и температуры окружающей среды), степени автоматизации процесса сварки (автоматический или полуавтоматический, количество сварочных программ), способе юстировки, средствах визуального контроля, наборе встроенных функций и др.

Наиболее принципиальный момент - способ и качество юстировки. Выравнивание волокон может выполняться по оболочке с их центрированием в V-образном пазу, а также по сердцевине: по профилю преломления волокна (Profile Alignment System, PAS) или максимизацией передаваемого через выравниваемые волокна сигнала (Local Injection and Detection, LID). Ряд производителей сварочных автоматов разработали свои собственные методы.

Визуальный контроль осуществляется с помощью микроскопа или дисплея (монохромного или цветного ЖКИ, встроенного или внешнего видеомонитора). На дисплей можно вывести и различные параметры сварочных режимов, поэтому микроскоп используется чаще всего в простых сварочных аппаратах.

К числу наиболее популярных дополнительных функций относятся: контроль качества сколов, расчет ожидаемой величины потерь, хранение самостоятельно созданных программ сварки и протокольной информации по выполненным сваркам (характеристики сварочных режимов, параметры сколов и юстировки, оценки потерь), возможность занесения этой информации в компьютер, встроенная печь для термоусаживаемых гильз и т. п.

Для механической защиты волокна в месте сварки используют термоусаживаемые гильзы - втулки из термоусаживаемого материала с клей-расплавом и упрочняющим элементом (металлический стержень или кварцевая оправка) для предотвращения изгиба волокон. Защита ленточных сборок выполняется аналогичным способом, но специальными гильзами. Гильза надевается на одно из волокон до сварки, а затем сдвигается на нужное место и нагревается (до 90-1500 в течение двух минут). Выполнить эту операцию можно с помощью промышленного фена. Однако гарантированное качество герметизации лучше всего обеспечит специальный нагреватель. Он монтируется в сварочный аппарат или поставляется отдельно.

Неразъемные соединители (механические сплайсы) не столь эффективны, но монтаж их намного проще, для него требуется только приспособление для фиксации оптического волокна и сплайса (монтажный столик). Поскольку механические сплайсы могут иметь самую различную конструкцию, монтажный столик нужно приобретать у их производителя вместе со всем инструментарием. Отметим, что некоторые производители не считают необходимым применение каких-либо приспособлений при монтаже их сплайсов.

После сращивания гильзы и сплайсы помещаются в лотки, муфты или коробки для дополнительной защиты. Для этого достаточно пинцета и лопатки. Последняя применяется и для разделения волокон при разделке кабеля.

Поскольку некоторые механические сплайсы могут использоваться многократно, с их помощью выполняется подключение ремонтных кабельных вставок для быстрой организации обходов поврежденных участков линии. Вставка представляет собой кабель на транспортной катушке с двумя герметичными муфтами на сплайсах.

См. также:

• Разделка волоконно-оптического кабеля и монтаж разъемных соединителей
• Инструменты и приборы для монтажа и диагностики волоконно-оптического кабеля