Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МОЙ_ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ_КРУГЛИК+.docx
Скачиваний:
626
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
4.14 Mб
Скачать

2.3.3 Технологии соединения волс

Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров, тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Волокна оптического кабеля необходимо соединять при строительстве волоконно-оптических линей связи, при монтаже разветвительных и распределительных муфт, оптических кроссов и коробок, при проведении ремонтно-восстановительных работ ВОЛС, а также оконцовке оптического кабеля с использованием готовых волоконно-оптических перемычек.

Соединения оптических волокон бывают разъемные и неразъемные.

Реализация разъемных соединений происходит при помощи коннекторов. Самым распространенным и широко используемым способом соединения являются соединения типа «коннектор-коннектор». Такие соединения используются повсеместно из-за простоты и удобства использования. Удобство обусловлено тем, что такое соединение многоразовое, а также позволяет быстро перекоммутировать потоки без использования дополнительного оборудования. Для того, чтобы такое соединения было качественным и обеспечивало минимальные потери, нужно свести два волокна вплотную. Сведение должно быть выполнено с очень высокой точностью и с минимальными отклонениями, которые не должны превышать микрона.

Номенклатура стандартных соединителей достаточно велика. Наиболее широкое распространение получили соединители FC, ST и SC, которые различаются по уровню затухания света в них, конструкции и материалам изготовления.

Неразъемные соединения осуществляются клеевой технологией либо сваркой оптоволокна. Соединение оптических волокон с помощью сварки является сегодня наиболее распространенным методом получения неразъемных соединений. Благодаря в достаточной мере совершенной технологии этот метод позволяет получать качественные соединения с низкими показателями вносимых потерь (порядка 0,1-0,15 дБ), что обуславливает его применение на линиях связи.

Сваривание оптических волокон предусматривает оплавление концов волоконных световодов путем помещения их в поле мощного источника тепловой энергии, как, например, поле электрического разряда, пламя газовой горелки, зона мощного лазерного излучения. Каждый из перечисленных методов имеет свои достоинства и недостатки. Достоинством метода сварки с помощью лазера можно считать возможность получения чистых соединений из-за отсутствия в них сторонних примесей, и, как следствие, достаточно малых вносимых потерь (0,1 дБ и менее). К достоинствам метода сварки с помощью газовой горелки следует также отнести возможность получения соединений оптических волокон, отличающихся высокой прочностью мест сростков. В качестве источника пламени используют смесь пропана с кислородом или соединение кислорода, хлора и водорода. Этот метод распространен по большей части для сварки многомодовых оптических волокон. Основным достоинством сварки в поле электрического разряда является быстрота и технологичность. Этот метод в настоящее время приобрел наибольшую популярность для сварки одномодовых световодов.

При сварке оптических волокон в поле электрического разряда можно выделить такие технологические этапы (рисунок 2.5):

  • подготовка торцевых поверхностей соединяемых оптических волокон;

  • надевание защитной термоусаживаемой гильзы на одно из соединяемых волокон;

  • установка подготовленных концов оптических волокон в направляющие системы сварочного аппарата;

  • юстировка свариваемых оптических волокон;

  • предварительное оплавление торцов оптических волокон с целью ликвидации микронеровностей, возникающих в процессе скалывания;

  • непосредственное сваривание оптических волокон;

  • предварительная оценка качества сварки;

  • защита места сварки с помощью термоусаживаемой гильзы;

  • окончательная оценка качества сварки с помощью рефлектометра.

Качество сварного соединения можно характеризовать двумя параметрами: затуханием в месте сварки; прочностью сварного соединения. Снижение коэффициента затухания оптического волокна обуславливает ужесточение требований к качеству соединений. Это объясняется тем, что число таких соединений, как правило, достаточно велико.

Рисунок 2.5 – Схема этапов сварки оптических волокон с минимизацией потерь и компенсацией смещения: а) исходная позиция; б) юстировка сердцевин; в) компенсация смещения; г) совмещение оптических волокон; д) результат сварки

Аппараты для сварки оптических волокон можно классифицировать следующим образом: по способу юстировки свариваемых концов оптических волокон (в зависимости от геометрических размеров сердцевин или от потерь мощности светового сигнала, распространяющегося через место сварки); по способу проведения операций (ручные или автоматические); по типу устройства контроля (микроскоп, монитор на жидких кристаллах); по количеству оптических волокон, которые могут быть сварены одновременно (одно- и многоволоконные).

Современные сварочные аппараты для сварки оптических волокон автоматически осуществляют оптимальную взаимную юстировку волокон, выбирают оптимальный режим сварки и осуществляют контроль потерь в месте сварки. Процесс сварки можно контролировать визуально в двух координатах на жидкокристаллическом дисплее.

Практически одновременно с методом сварки был разработан метод склеивания оптических волокон. Клей, используемый для оптических волокон, должен иметь коэффициент преломления, близкий к коэффициенту преломления волокон. Он должен обеспечивать фиксированное положение соединенных оптических волокон, защищать место сращивания от воздействий окружающей среды, гарантировать прочность сростка при воздействии нагрузок в осевом направлении. К достоинствам этого метода следует отнести оперативность и отсутствие деформации сердцевин соединяемых оптических волокон. Это способствует тому, что в области стыка - малые потери, обеспечиваются хорошие механические свойства и т.п. Однако ограниченный срок службы и нестабильность во времени, а также весьма высокая чувствительность к повышению температуры и воздействию влажности являются факторами, сдерживающими распространение этого метода получения неразъемных соединений. В настоящее время он уступил свои позиции методу соединения оптических волокон с помощью механических соединителей.

Механические соединители оптических волокон разрабатывались как более дешевый и быстрый способ сращивания оптических волокон. Применение аппарата для сварки оптических волокон сопряжено с необходимостью соблюдения ряда условий: для работы используется помещение, параметры которого (температурный диапазон, влажность, давление, вибрации и проч.) соответствуют требованиям производителей сварочного оборудования; также необходима организация питания от сети переменного тока с достаточно жестко регламентированными параметрами. Всех этих сложностей можно избежать, применяя механические соединители оптических волокон. Конструкция оптических соединителей относительно проста. Основными узлами являются направляющие для двух оптических волокон и устройство фиксации волокон. Внутреннее пространство заполняется гелем для защиты открытых участков оптических волокон от воздействия влаги. Одновременно гель обладает иммерсионными свойствами - его показатель преломления близок к показателю преломления сердцевины волокна.

Процедура монтажа оптических соединителей является частью процедуры монтажа промежуточного или оконечного устройства - кабельной муфты, бокса или стойки. Размеры и форма оптических соединителей позволяют устанавливать их в кассету муфты или бокса аналогично сросткам оптических волокон, полученных путем сварки.