Сварка оптических волокон. Часть 1: кабели и их разделка, оптический инструмент, муфты и кроссы, коннекторы и адаптеры / Хабр

Оборудование для сварки оптических волокон

Что же представляет из себя процесс сварки ОВ? Спайка оптического волокна — процесс соединения двух волокон при помощи высокотемпературного воздействия. Такое воздействие производится в сварочных аппаратах при использовании дугового разряда (вольтовой дуги).

Принцип формирования этой дуги идентичен во всех сварочных аппаратах и в целом не является технически сложной задачей. Температура дуги может достигать 4800°С, тогда как температура плавления кварцевого стекла 1665°С, что позволяет без труда расплавить и соединить два волокна.

Основную сложность в получении высококачественных соединений ОВ представляет собой задача выравнивания сращиваемых волокон. Выравнивание необходимо осуществить таким образом, чтобы совпали именно сердцевины ОВ, так как только в этом случае не будет помех для прохождения сигнала.

В настоящее время актуальными являются четыре типа систем юстировки:

• юстировка по активной V-образной канавке (Active V-groove);
• юстировка по ППП (PAS, Profile Alignment System);
• юстировка по тепловой люминесценции (CDS, Core Detection System);
• юстировка по анализу проходящего света (LID, Light Injection and Detection).

Юстировка по активной канавке заключается в анализе сварочным аппаратом изображения сращиваемых волокон. Волокна после укладки в зажимах сдвигаются в область будущего стыка, где их положение регистрируется встроенной видеокамерой. Изображение и положение зажимов анализируется микропроцессором, который таким образом пытается «рассмотреть» сердцевины волокон.

Развитием этого метода стало появление PAS — системы юстировки, получившей более сложную конструкцию механизма сведения, видеокамеру с управляемым переменным фокусным расстоянием и очень сложные алгоритмы анализа получаемых изображений. Все эти усовершенствования несколько улучшают точность юстировки волокон и существенно удорожают сварочный аппарат в целом.

Аппараты, работающие с юстировкой по тепловой люминесценции (CDS) отличаются тем, что анализируют изображение, получаемое не проходящим светом, а излучением самого волокна, которое разогревается отдельной, предварительной дугой. Этот метод позволяет получить ещё чуть более точную информацию о координатах сердцевины. Но, в свою очередь, дополнительный нагрев даёт некоторое уменьшение прочностных характеристик ОВ.

Последний метод, LID, является самым точным и самым сложным. В его основе используется принцип введения и регистрации излучения на изогнутом волокне. ОВ закрепляются в специальных прижимах, формирующих их изгиб. В непосредственной близости от первого прижима в волокно вводится тестовое излучение, которое проходит по волокну и переходит во второе волокно, на изгибе которого, рядом с прижимом установлен фотодетектор, улавливающий это излучение.

Надо сказать, что на российском рынке представлены только аппараты первых двух типов. Аппараты с CDS и LID дороги, сложны и не имеют сервисной поддержки у нас в стране.

Помимо этой системы, безусловно, различные модели сварочных аппаратов имеют множество других отличий и характеристик. Некоторые могут иметь сенсорный экран, другие могут похвастаться компактным исполнением, третьи — ударопрочным корпусом. Выбор модели аппарата для приобретения можно делать, разумеется, ориентируясь на цену, но при этом надо помнить, что за разницей в цене может стоять существенное отличие в комплектации или, например, условия послегарантийного обслуживания.

Практика показывает, что в настоящее время качество результатов по сварке у всех аппаратов приблизительно выравнивается.

Для облегчения выбора в пользу той или иной марки и модели можем привести сравнительную таблицу (Табл.1), где перечислены некоторые популярные (и не очень) модели и их основные характеристики.

Табл.1. Сравнение паспортных характеристик различных моделей аппаратов для сварки ОВ.

Сравнивая двух ведущих японских производителей, фирм-конкурентов, Sumitomo и Fujikura, можно увидеть, что их новейшие модели имеют приблизительно одинаковые характеристики. Более того, имея опыт работы и с тем, и с другим оборудованием, можем с уверенностью утверждать, что возможности этих моделей одинаковы. Смело рекомендуем их для сварочных работ в самых ответственных случаях.

Выбор в данном случае обычно диктуется личными пристрастиями и привычкой работать с аппаратами определенной фирмы. Кому-то может понравится, что в Sumitomo Type-82 есть два независимых нагревателя для термоусадочных гильз. А некоторых больше привлекает подход к конструкции скалывателя Fujikura CT-50, имеющего электроприводы, позволяющие управлять положением рабочего лезвия и встроенный модуль Bluetooth, с помощью которого скалыватель может работать совместно с аппаратом.

Эти отличия носят субъективный характер и влияют только на удобство работы, да и то в отдельных случаях.

Рис. 5. Сварочный аппарат Sumitomo Type-82C со скалывателем FC-6RS-C.

Рис. 6. Сварочный аппарат Fujikura FSM-86S со скалывателем CT-50.

Для тех, кто хочет узнать более подробно о работе Fujikura FSM-86S и его отличиях от предыдущих моделей, рекомендуем ознакомиться с нашим видеообзором:

Также этой модели была посвящена обзорная статья с подробным описанием всех улучшений и нововведений.

Помимо сварочного аппарата и скалывателя для успешной пайки ОВ необходимо иметь следующие инструменты и расходные материалы:

• стриппер для снятия защитного акрилового покрытия с ОВ (рис. 7);
• безворсовые салфетки для удаления пыли и остатков покрытия ОВ (рис. 8);
• изопропиловый спирт для протирки ОВ (рис. 9);
• КДЗС (комплект деталей защиты соединения), термоусадочные гильзы для защиты сростков (рис.10).

Рис. 7. Стриппер для зачистки ОВ фирмы Miller.

Рис. 8. Безворсовые салфетки Kimwipes.

Рис. 9. Изопропиловый спирт.

Рис. 10. Термоусадочные гильзы или КДЗС.

Оптический кабель, его виды и внутренности

Итак, что представляет собой оптический кабель? Кабели бывают разные.

По конструкции — от самых простых (оболочка, под ней пластиковые трубочки-модули, в них сами волокна) до супернавороченных (множество слоёв, двухуровневая броня — например, у подводных трансокеанских кабелей).

По месту использования — для наружной и внутренней прокладки (последние встречаются редко и обычно в дата-центрах высокого класса, где всё должно быть идеально правильно и красиво). По условиям прокладки — для подвеса (с кевларом или тросиком), для грунта (с бронёй из железных проволочек), для прокладки в кабельной канализации (с бронёй из гофрированного металла), подводные (сложная, сверхзащищающая многослойная конструкция), для подвеса на опорах ЛЭП (кроме передачи информации, выпоняют роль молниезащитного троса).

В моей практике чаще всего встречаются кабели для подвеса на столбы (с кевларом) и для прокладки в грунт (с бронёй). Пореже попадаются с тросиком и с гофробронёй. Ещё часто встречается кабель, который по существу есть тонкий спаренный оптический патч-корд (жёлтая оболочка у одномода и оранжевая — у многомода, чуток кевлара и одно волокно; две оболочки спарены).

1 — центральный силовой элемент (проще говоря — пруток из стеклопластика, хотя может быть и тросик в полиэтиленовой оболочке). Служит для центрирования трубок-модулей, придания жёсткости всему кабелю. За него также часто закрепляют кабель в муфте/кроссе, зажимая под винт.

При сильном изгибе кабеля имеет подлое свойство ломаться, ломая попутно и модули с частью волокон. Более продвинутые конструкции кабеля содержат этот пруток, одетый в полиэтиленовую оболочку: тогда его труднее сломать и разрушений в кабеле он при переломе причинит меньше.

Пруток бывает и такой, как на рисунке, и совсем тонкий. Кончик такого прутка — отличный абразивный инструмент для тонких работ: например, почистить контакты реле или участок медной детали под пайку. Если его сжечь на пару сантиметров, получится хорошая мягкая кисточка. 🙂

2 – сами оптические волокна (на рисунке — в лаковой изоляции). Те самые тончайшие нити-световоды, ради которых всё затевается. В статье речь пойдёт только про стеклянные волокна, хотя где-то в природе существуют и пластиковые, но они — большая экзотика, не варятся аппаратами для сварки оптики (только механическое соединение) и пригодны только на очень малых расстояниях и я лично с ними не сталкивался.

Оптические волокна бывают одномодовые и многомодовые, я встречался только с одномодом, так как многомод — менее распространённая технология, может использоваться только на короткие расстояния и во многих случаях прекрасно заменяется одномодом. Волокно состоит из стеклянной «оболочки» из стекла с определёнными примесями (на химии и кристаллографии останавливаться не стану, так как не владею темой).

Без лака волокно имеет толщину 125 мкм (чуть толще волоса), а в центре его идёт сердечник диаметром 9 мкм из сверхчистого стекла с другим составом и с немного отличным от оболочки показателем преломления. Именно в сердечнике распространяется излучение (за счёт эффекта полного отражения на границе «сердечник — оболочка»).

Наконец, сверху 125-микрометровый цилиндр «оболочки» покрыт другой оболочкой — из особого лака (прозрачного или цветного — для цветовой маркировки волокон), который ЕМНИП тоже двухслойный. Он предохраняет волокно от умеренных повреждений (без лака волокно хоть и гнётся, но плохо и легко сломать, волокно элементарно раскрошится от случайно положенного на него мобильника; а в лаке его можно смело обмотать вокруг карандаша и довольно сильно дёрнуть — оно выдержит).

Случается, что пролёт кабеля провисает на одних волокнах: порвало (пережгло, порезало) все оболочки, кевлар, лопнул центральный пруток, а какие-то 16 или 32 125-микрометровых стеклянных волокна могут неделями держать вес пролёта кабеля и ветровые нагрузки!

Тем не менее, даже в лаке волокна можно легко повредить, поэтому в работе спайщика самое главное — дотошность и аккуратность. Одним неловким движением можно испортить результаты целого дня работы или, если особо не повезёт и нет резервирования, надолго уронить магистральную связь (если, копаясь в «боевой» магистральной муфте, сломать волокно с DWDM-ом под корешок на выходе из кабеля).

Волокон бывает много сортов: обычное (SMF или просто SM), со смещённой дисперсией (DSF или просто DS), с ненулевой смещённой дисперсией (NZDSF, NZDS или NZ). Внешне различить их нельзя, разница — в химическом/кристаллическом составе и, возможно, в геометрии центрального сердечника и в плавности границы между ним и оболочкой (к сожалению, так для себя и не прояснил этот вопрос до конца).

Дисперсия в оптических волокнах — суровая и сложная для понимания штука, достойная отдельной статьи, поэтому объясню проще — по волокнам со смещённой дисперсией можно передавать сигнал без искажений дальше, чем по простым. На практике спайщики знают два типа: простое и «со смещёнкой».

В кабеле часто выделяют первый модуль под «смещёнку», а остальные — под простые волокна. Стыковать «смещёнку» и простое волокно можно, но нежелательно, это вызывает один интересный эффект, о котором я расскажу в другой части, про измерения.3 — пластиковые трубочки-модули, в которых плавают в гидрофобе волокна.

Легко ломаются (точнее, внезапно перегибаются) при изгибе наподобие телескопических антенн у бытовых приёмников, ломая внутри себя волокна. Иногда модуль бывает всего один (в виде толстой трубки), а в нём пучок волокон, но в этом случае нужно слишком много разных цветов для маркировки волокон, поэтому обычно делают несколько модулей, в каждом из которых от 4 до 12 волокон.

Однако есть надежда, что, скажем, кабель «ДПС» у производителей «Трансвок» и «Белтелекабель» окажется всё-таки одинаковым по конфигурации. Но всё равно нужно смотреть паспорт на кабель, где всегда указана подробная расцветка и то, какого типа волокна в каких модулях лежат. Минимальная ёмкость «взрослого» кабеля, что я встречал — 8 волокон, максимальная — 96. Обычно 32, 48, 64. Бывает, что из всего кабеля занято 1 или 2 модуля, тогда вместо остальных модулей вкладывают чёрные заглушки-пустышки (чтобы габаритные параметры кабеля не изменились).
4 — плёнка, оплетающая модули. Играет второстепенные роли — демпфирующую, снижающую трение внутри кабеля, доп.защита от влаги, удерживающую гидрофоб в пространстве между модулей и, возможно, что-то ещё. Часто бывает дополнительно стянута нитками крест-накрест и с обеих сторон смочена гидрофобным гелем.
5 — тонкая внутренняя оболочка из полиэтилена. Доп.защита от влаги, защитная прослойка между кевларом/бронёй и модулями. Может отсутствовать.
6 — кевларовые нити или броня. На рисунке броня из прямоугольных прутков, но куда чаще встречается из круглых проволочек (в импортных кабелях — проволочки сталистые и трудноперекусываемые даже тросокусами, в отечественных — обычно из гвоздевого железа). Броня может быть и в виде стеклопластиковых прутков, таких же, как центральный элемент, но на практике не встречался с таким. Кевлар нужен, чтобы кабель выдерживал большое усилие на разрыв и при этом не был тяжёлым. Также часто используется вместо тросика там, где в кабеле не должно быть металла во избежание наводок (например, если кабель висит вдоль железной дороги, где рядом контактный провод с 27,5 кВ). Типичные значения допустимого растягивающего усилия для кабеля с кевларом — 6…9 килоньютонов, это позволяет выдержать большой пролёт при ветровой нагрузке. При разделке кевлар страшно тупит режущий инструмент. 🙂 Поэтому его лучше резать или специальными ножницами с керамическими лезвиями, или откусывать тросокусами, что я и делаю.
Что касается брони — она призвана защитить подземный кабель, лежащий прямо в грунте, без защиты в виде пластиковой трубы, кабельной канализации и пр. Впрочем, защитить броня может только от лопаты, экскаватор всё равно рвёт любые кабели влёт. Поэтому подземный кабель закладывается в грунт на 1м 20 см, а над ним на глубине 60 см кладётся жёлтая или оранжевая сигнальная лента с принтом «Осторожно! Не копать! Ниже кабель», а также вдоль трассы ставятся столбики, предупреждающие таблички и аншлаги. Но всё равно копают и рвут.
7 — внешняя толстая оболочка из полиэтилена. Принимает на себя первой все тяготы при прокладке и эксплуатации кабеля. Полиэтилен мягкий, так что её несложно порезать при неаккуратной затяжке кабеля. Случается, что при прокладке подземного кабеля подрядчик порвёт до брони эту оболочку на несколько метров и не заметит, в грунте в кабель попадает влага несмотря на гидрофоб, а потом на сдаче, при испытаниях внешней оболочки мегаомметром, мегаомметр показывает низкое сопротивление (большой ток утечки).

Если висящий кабель касается бетонного столба или древа, полиэтилен также может быстро протереться до волокон.Между внешней оболочкой и бронёй может присутствовать полиэтиленовая плёнка и некоторое количество гидрофобного геля.

В России, к сожалению, оптические волокна уже не производят (тут, увы, была бы уместна шутка про полимеры). Существует российская лаборатиря, изготавливающая опытные волокна для специальных целей, как подсказал esvaf.Их покупают у таких фирм, как Corning, OFS, Sumitomo, Fujikura и др.

Но вот кабели в России и Белоруссии делают! Более того, в моей практике 95% кабелей, с которыми я работал — это кабели из России или Белоруссии. При этом в кабель закладывается импортное волокно. Навскидку из своего опыта припоминаю такие фирмы-производители кабелей, как Белтелекабель, МосКабель Фуджикура (МКФ)

, Еврокабель, Трансвок, Интегра-кабель, ОФС Связьстрой-1, Саранск-кабель, Инкаб. Есть и другие. Из импортных кабелей в памяти остался только Siemens. Субъективно все кабели похожи по конструкции и материалам и качеством особо не различаются.Вот, собственно, я рассказал про устройство оптических кабелей. Идём дальше.

Процесс пайки оптоволокна

1. Разделка оптического кабеля. Обычно включает в себя снятие внешней оболочки кабеля, удаление промежуточных оболочек, бронепокровов, упрочняющих нитей, гидрофобного геля и т. д. Подробно все аспекты этого этапа описаны в соответствующей статье. 
2. Закрепление кабеля в оптическом кроссе или муфте.
3. Снятие оболочек оптических модулей. Закрепление модулей на вводе сплайс-кассеты.
4. Смывка гидрофобного геля с волокон. Для этих целей используется так называемый d-gel, специальная жидкость, эффективный растворитель. Необходимо смочить в ней ветошь и протирать волокна до полного удаления гидрофобного геля. Эту жидкость в обиходе называют «апельсинкой» за характерный цитрусовый запах.
5. На волокна одного из соединяемых кабелей надевают КДЗС. КДЗС (или гильзы) состоят из двух прозрачных трубочек, внешней из термоусаживаемого полимера, внутренней из термоплавкого клея и армирующего металлического стержня между ними.
6. С помощью стриппера с оптического волокна удаляется защитное акриловое покрытие. Длина зачищенного участка должна быть примерно 3–4 см при использовании скалывателя с контейнером для сбора осколков (CT-50). В случае, если контейнера нет, длина должна быть 5–10 см. Зачищенный участок ОВ протирается безворсовой салфеткой, смоченной в изопропиловом спирте. Это делается для удаления остатков лака и возможных следов пыли.
7. Зачищенное ОВ помещается в прецизионный скалыватель для получения скола. Основная задача скалывателя — получение ровной, максимально плоской поверхности торца ОВ, перпендикулярной к оси ОВ. При отклонении поверхности торца от перпендикуляра качество сварки может ухудшаться, поэтому сварочный аппарат контролирует величину углового отклонения и предупреждает, если превышена максимально допустимая величина (1,5°). На рис.11 показан порядок работы со скалывателем CT-50:

   

   а)

   

   б)

   

   в)

   Рис. 11. а) укладка подготовленного ОВ в канавку, край защитного покрытия должен стоять на отметке, соответствующей длине очищенного конца ОВ, которую хотим получить (достаточно 12–15 мм); б) закрытие крышки, в этот момент производится скол; в) после открытия крышки можем извлечь сколотое ОВ.

8. Укладка сколотых ОВ в V-образные канавки и фиксация их прижимами. Важно! После того, как ОВ извлекается из скалывателя, концом ОВ нельзя прикасаться ни к каким поверхностям — это неизбежно приведет к налипанию микроскопических частиц пыли на конце ОВ, а это, в свою очередь, приведет к дефектам сварного шва! Торцы свариваемых ОВ должны оказаться примерно на расстоянии 1 мм от линии электродов, как это показано на рис.12:

   

   Рис. 12. Волокна уложены в канавки, зафиксированы магнитными прижимами и готовы к сварке.

9. После закрытия ветрозащитной крышки аппарата запускается цикл сварки. Производится юстировка ОВ. Аппарат автоматически определяет тип ОВ, подбирая оптимальный режим дуги. (Если аппарат не справился с задачей распознавания, работая в режиме AUTO, можно выставить в настройках режима тип волокна принудительно — SM, DSF, NZDSF и т. д., но это почти неактуально для современных сварочников, которые практически всегда правильно идентифицируют ОВ.) Аппарат производит несколько предварительных дуговых разрядов, цель которых сжигание частиц пыли и предварительный разогрев торцов. После чего генерируется основная, рабочая дуга и одновременное сближение ОВ. Процесс происходит очень быстро, буквально через секунду уже видим на экране результат — изображение сваренных ОВ. Также на экране можно увидеть оценочное значение потерь на получившемся соединении, которое подсчитывается аппаратом на основании анализа этого изображения. Важно помнить, что эта оценка делается приблизительно и не является результатом измерения! Её цель — дать повод монтажнику усомниться в качестве сварки или наоборот, подтвердить, что всё прошло хорошо. Обычно, хорошими считаются случаи, когда оцененные потери составляют 0,00-0,02 дБ. Если вы увидели значение потерь 0,03 — рекомендуется переварить.
10. Аппарат проводит проверку механической прочности сварного соединения, растягивая сваренные ОВ с определенным усилием. Если стык не разрушается, аппарат признает сварку успешной и издает звуковой сигнал. Можно открыть ветрозащитную крышку (рис.13):

    

    Рис.13. Открытая крышка сварочного аппарата после завершения сварки и успешного теста на разрыв.

11. Сваренное ОВ извлекается из зажимов, на место стыка надвигается КДЗС. Важно! Гильза КДЗС должна располагаться так, чтобы место сварки оказалось ровно посередине. В таком положении ОВ с надвинутой гильзой переносятся оператором в нагревательную камеру. При закрытии крышки этой камеры автоматически начинается нагрев. При нагревании клеевая трубочка расплавляется, а внешняя сжимается и вынуждает клеевой расплав равномерно заполнять всё пространство вокруг места сварки.
12. После охлаждения усаженной гильзы место стыка оказывается надёжно защищено застывшим клеем гильзы, усиленным армирующим стержнем. Важно! Необходимо дать остыть и полностью затвердеть клеевому расплаву, только после этого гильзу можно укладывать в сплайс-кассету. Если попытаться зафиксировать в ложементе сплайс-кассеты ещё горячую, неостывшую гильзу, она деформируется и передавит сварной стык, когда застынет. Это неизбежно приведет к потерям.

В качестве наглядного примера сварочных работ можно посмотреть видеоролик, в котором наши эксперты проводят сварку 216 волокон:

Разделка кабеля: необходимый инструмент и методика

Для разделки кабеля, как и для сварки, требуется ряд специфических инструментов. Типичный набор монтажника-спайщика – чемодан с инструментами «НИМ-25», в нём содержатся все нужные стрипперы, тросокусы, отвёртки, бокорезы, плоскогубцы, макетный нож и прочий инструмент, а также помпа или пузырёк для спирта, запас растворителя гидрофоба «D-Gel», нетканные безворсовые салфетки, изолента, самоклеящиеся цифры-маркеры для кабелей и модулей и прочие расходные материалы.

После доукомплектования расходными материалами (стяжки, червячные хомуты и пр) и некоторыми вспомогательными инструментами его вполне достаточно для работы с оптикой. Также существуют и другие наборы, богаче и беднее по комплектации («НИМ-Э» и «НИМ-К»).

Слабое место большинства наборов – низкое качество «типа алюминиевого» кейса, который лишь выглядит красиво, но на самом деле состоит из тонкой ДВП, обклееной текстурированной/гофрированной фольгой, и алюминиевых тонких уголков на заклёпках. Он не выдерживает долго в полевых и городских условиях, и его приходится ремонтировать и усиливать.

В моём случае кейс выдержал 3 года и, будучи весь подран, стянут уголками и болтами, с «колхозным» органайзером вместо родного, был сменён на обычный пластиковый ящик для инструментов. Некоторые инструменты и материалы из стандартного набора могут оказаться низкого качества.

Некоторые инструменты лично мне оказались не нужны. Некоторые за 3 года работы уже были заменены. По мере расходования «фирменных» расходников некоторые заменяются «подручными» без ущерба для качества работы. Так, заводские нетканные безворсовые салфетки для протирки волокон легко заменяются туалетной бумагой типа «зевы плюс». 🙂

При разделке кабелей важно выдержать длины элементов кабеля в соответствии с требованием инструкции к муфте: так, в одном случае может понадобиться оставить длинный силовой элемент, чтобы закрепить его в муфте/кроссе, в другом случае он не требуется; в одном случае из кевлара кабеля плетётся косичка и зажимается под винт, в другом случае кевлар отрезается. Всё зависит от конкретной муфты и конкретного кабеля.

Рассмотрим разделку наиболее типичного кабеля:

а) Перед разделкой кабеля, долго находившегося в сырости или без гидроизолированного торца, следует отрезать ножовкой примерно метр кабеля (если позволяет запас), так как длительное воздействие влаги негативно влияет на оптическое волокно (может помутнеть) и на прочие элементы кабеля.

Кевларовые нити в кабеле — это отличный капилляр, который может «насосать» в себя воду на десятки метров, что чревато последствиями, если, например, параллельно с кабелем идут провода высокого напряжения: по мокрому кевлару могут начать гулять токи, вода испаряется, раздавливает изнутри внешнюю оболочку, кабель идёт пузырями и через пузыри от дождей попадает новая влага.

б) При наличии в конструкции кабеля отдельного троса для подвески (когда кабель в поперечном сечении имеет форму цифры «8», где в нижней части кабель, в верхней тросик) он выкусывается тросокусами и срезается ножом. При срезании троса важно не повредить кабель.

в) Для снятия внешней оболочки кабеля используется соответствующий нож-стриппер. НИМ-25 обычно комплектуется ножом «Kabifix» как на фото ниже, однако можно использовать и нож-стриппер для электрических кабелей, который с длинной ручкой.

Ножом-стриппером для снятия внешней оболочки кабеля делается круговой разрез на кабеле, а затем от него – два параллельных разреза с противоположных сторон кабеля в сторону конца кабеля, чтобы внешняя оболочка распалась на две половинки.

Важно правильно выставить длину лезвия ножа-стриппера, так как при слишком коротком лезвии внешняя оболочка не разделится легко на две половинки и её придётся долго сдирать плоскогубцами, а в случае длинного лезвия можно повредить модули в глубине кабеля или затупить вращающееся лезвие о броню.

г) Если кабель самонесущий с кевларом, то кевлар срезается тросокусами либо ножницами со специальными керамическими лезвиями.

Тросокусы

Кевлар не следует срезать ножом или простыми ножницами без керамических накладок на лезвиях, так как кевлар быстро тупит металлический режущий инструмент. В зависимости от конструкции муфты может потребоваться оставить часть кевлара определённой длины для фиксации, про это будет сказано в инструкции по монтажу муфты.

Если кабель предназначен для прокладки в телефонной канализации и из брони содержит лишь металлическую гофру (чтоб крысы не прогрызли), её можно разрезать продольно специальным инструментом (усиленным плужковым ножом).Либо осторожно сделать маленьким труборезом или даже обычным ножом на гофре круговую риску и, пошатывая, добиться роста усталости металла в месте риски и появления трещины, после чего можно снять часть гофры, надкусить модули и стянуть гофру.

Такую разделку нужно осуществлять особенно осторожно, так как легко повредить модули и волокна: гофра не слишком прочная, может промяться в том месте, где её ковыряют инструментами, и при стягивании с волокон острые края в месте надлома могут пропороть модули и повредить волокна.

Кабель с гофрой не самый удобный для разделки.Если кабель бронирован круглыми проволоками, их следует откусить тросокусами небольшими партиями, по 2-4 проволоки. Бокорезами получается дольше и тяжелее, особенно если проволока сталистая. Для некоторых муфт требуется определённая длина брони для фиксации, также броню (в том числе гофрированную) часто требуется заземлять.

д) Для внутренней, более тонкой оболочки, присутствующей в некоторых кабелях (например, в самонесущих с кевларом), следует использовать отдельный, заранее настроенный нож-стриппер (можно такой же, как для снятия внешней оболочки кабеля), чтобы не сбивать настройки длины ножа каждый раз при разделке кабеля.

В данном случае особенно важно правильно выставить длину лезвия в ноже-стриппере, она будет меньше, чем в стриппере для снятия внешней оболочки кабеля, так как внутренняя оболочка существенно тоньше, а сразу под ней — модули с волокнами. При определённом навыке для удаления внутренней оболочки можно использовать обычный макетный нож, производя им продольный разрез, но есть существенный риск повредить модули. Можно также использовать стриппер-прищепку для разделки коаксиала.

е) С модулей при помощи салфеток и D-Gel/бензина удаляются нитки, пластиковая плёнка и прочие вспомогательные элементы. Нитки можно скручивать по одной, можно сдирать специальным острым «плужковым» крючком (может входить в конструкцию некоторых ножей-стрипперов для удаления оболочки).

Для удаления гидрофоба используется растворитель D-Gel (бесцветная маслянистая жидкость, имеет запах апельсина, токсичен) или бензин. Однако с бензином аккуратно: сотрудники офиса, у которых под боком льётся бензин, не будут рады аромату. Да и пожароопасно.

Работать следует в одноразовых перчатках (хирургических, полиэтиленовых или строительных), так как гидрофоб — очень неприятная гадость (самое неприятное в работе спайщика!), тяжело отмывается, после бензина или гидрофоба руки остаются некоторое время жирными, а после разделки кабеля предстоит сварка волокон, требующая чистоты рук и рабочего места.

Зимой руки, выпачканные в гидрофоб, сильно мёрзнут. Впрочем, наловчившись, можно разделывать кабели почти не пачкая руки.После удаления ниток и разделения жгута модулей на отдельные модули каждый модуль протирается салфетками или ветошью с растворителем D-Gel/бензином, а затем спиртом до чистого состояния.

Хотя, в целях экономии времени и чтоб меньше пачкаться, можно поступить следующим способом – изначально разделать кабель до модулей не до конца, а в месте откуда начинается разделка, сантиметров на 30, ничего не протирая надкусить модули (см. пункт «ё») и стянуть с волокон весь жгут модулей с намоткой и нитками, держась рукой за чистый конец кабеля как за ручку.

Руки остаются почти чистыми, время экономится. Однако при таком способе разделки есть риск порвать часть волокон или приложить к волокнам чрезмерное растягивающее усилие, что отрицательно скажется на затухании волокон в будущем, а также больше вероятность повредить модули, поэтому такой способ не рекомендуется, особенно в зимнее время, когда гидрофобный заполнитель густеет. Сначала надо научиться делать правильно, а потом уже пробовать разные оптимизации.

ё) На необходимой длине каждый модуль (кроме модулей-пустышек, они выкусываются под корень, но сначала следует убедиться, что в них действительно нет волокон) надкусывается стриппером для модулей (подойдёт и для медного коаксиала), после чего модуль можно без особых усилий стянуть с волокон.

Надкусывание стриппером модулей — это очень ответственный момент. Нужно выбрать выемку точного диаметра, так как если выемка будет больше, чем нужно – модуль не надкусится достаточно, чтоб легко сняться, если меньше – есть риск перекусить волокна в модуле. Кроме того, следует внимательно следить за собачкой-фиксатором стриппера: если в момент надкусывания модуля она заблокирует обратный ход стриппера, зафиксировав его в «сомкнутом» состоянии, то чтоб разнять стриппер и откинуть фиксатор, придётся снова сомкнуть инструмент на уже надкусанном модуле, при этом есть большая вероятность перекусить модуль, что приведёт к необходимости заново разделывать кабель. Помним, что при надкусывании одного из модулей нам активно мешают прочие модули, которые надо придерживать другой рукой, и сам кабель на весу тоже как-то нужно держать. Поэтому поначалу будет очень неудобно и разделывать кабель следует вдвоём.
Существуют конструкции кабеля, где модуль единственный и имеет вид жёсткой пластиковой трубки в центре кабеля. Для качественного снятия такого модуля его следует надрезать по кругу маленьким труборезом (в НИМ-25 не входит), а затем осторожно надломить в месте круговой риски.
При стягивании модулей следует убедиться, что все волокна целы и ни одно волокно не осталось торчать из стянутого модуля.
Если температура низкая, модули тонкие, по конструкции кабеля в модулях мало гидрофоба (=смазки) или длина снимаемых модулей значительна – модуль может не стянуться с волокон без усилий. В этом случае нельзя сильно тянуть, так как растяжение может сказаться на затухании волокон в этом месте, даже если волокна не порвутся. Следует надкусывать и снимать модуль в 2-3 приёма, по частям и медленно.
При разделке кабеля следует обратить внимание на длину волокон. Она должна быть не менее указанной в инструкции, обычно это 1,5-2 метра. В принципе можно разделать и на 15 см и потом даже как-то сварить, но потом при укладке волокон в кассету возникнут большие проблемы: большой запас волокон нужен как раз для того, чтобы был простор для «манёвров» при укладке, чтобы можно было «сыграть» по длине и красиво уложить все волокна в кассету.

Иногда возникает необходимость ввариться в транзитный кабель, не разрезая его. В этом случае он так же, как обычный, разделывается до модулей, но требования к осторожности разделки жёстче: ведь по кабелю уже может идти связь. Он разделывается до модулей и модули аккуратно вводятся в «овальный» ввод муфты (в обычный круглый не войдут — сломаются), для этого ввода используется специальный комплект из термоусадки и металлический клипсы с блоком термоклея.

Этот клей при усадке от высокой температуры расплавляется и заливает пространство между двух кабелей, обеспечивая герметичность. Далее тот модуль, в который надо ввариться, разрезается, те волокна из него, которые отпаивать не надо, свариваются обратно транзитом, а те, что нам нужны — привариваются к «отпайному» (ответвляющемуся) кабелю.

Очень редко может возникнуть ситуация, когда нам нужно взять из модуля волокно, но резать модуль нельзя (по нему идёт важная связь). Тогда применяется комплект для продольной разделки модулей: с модуля продольно снимается «фаска», волокна из него извлекаются, протираются от гидрофоба и сортируются.

Волокна должны быть чистыми (тщательно протёртыми от гидрофоба), следует особо следить, чтобы все волокна были целыми. Волокна требуют бережного обращения, ведь в случае, когда кабели разделаны и заведены, сварка почти окончена и ломается какое-то волокно у выхода из кабеля, придётся заново провести разделку кабеля и сварку, что отнимет много времени и крайне нежелательно и убыточно при оперативном восстановлении связи на действующей магистрали.

Оптические волокна, повреждённые в результате небрежной разделки кабеля (была неверно выставлена длина лезвия стриппера для снятия внутренней оболочки кабеля, в результате чего прорезались модули и повредилась часть волокон)

ж) Волокна следует хорошо протереть безворсовыми салфетками со спиртом, чтобы полностью удалить гидрофобный заполнитель. Сначала волокна протираются сухой салфеткой, затем – салфетками, смоченными в изопропиловом либо этиловом спирте. Именной такой порядок потому, что на первой салфетке остаётся огромная капля гидрофоба (спирт тут не нужен)

Использованные салфетки (а также ошмётки оболочки кабеля, сколотые волокна и прочий мусор) надо обязательно за собой убирать — пожалейте природу! Чистота волокон, особенно ближе к концам, имеет большое значение для качественной сварки.

Там, где идёт работа с микронами, грязь и пыль недопустима. Волокна следует осмотреть на предмет целостности лакового покрытия, отсутствия грязи, сломанных частей волокон. Если лак на каком-то волокне повредился, но ещё не сломался — лучше не рисковать и переразделать кабель. Потратите 10-15 минут, а иначе рискуете потратить целый день.

з) На разделанные кабели одеваются специальные клеевые термоусадки, которые часто входят в комплект муфты (если муфта с патрубком для ввода кабеля). Если муфта предусматривает зажимание кабеля в сырой резине с герметиком, то термоусадка не нужна. Весьма распространённая и весьма неприятная ошибка новичка — забыть одеть термоусадку! Когда муфта сварена, термоусадка надвигается на патрубок муфты и усаживается газовой горелкой, паяльной лампой или промышленным феном, обеспечивая герметичный ввод кабеля в муфту и дополнительную фиксацию кабеля. Усаживать практичнее всего маленькой горелкой, надетой на баллончик туристического газа с ценговым зажимом: одного баллончика хватает на десятки сваренных муфт, просто зажигается в отличие от паяльной лампы, мало весит, нет зависимости от электричества в отличие от промышленного фена.
Перед усадкой патрубок муфты и сам кабель нужно зашкурить грубой наждачкой для лучшей адгезии клея. Если этим пренебречь — может получиться вот такое недоразумение:

Если термоусадку одеть всё же забыли — поможет термоусаживаемая манжета с замком (известная как XAGA). Колхозить герметизацию изолентой нельзя!Некоторые термоусадки (например, фирмы Raychem) покрыты точками зелёной краски, которая при нагреве чернеет, указывая, что вот это место греть больше не нужно, а вот тут следует прогреть ещё.

Сделано это потому, что термоусадка может лопнуть, если её перегреть в каком-то месте.Усаживать лучше после того, как муфта сварена. Если при сварке случится неприятность (например, сломалось волокно и придётся переразделывать кабель), то не придётся ковырять ножом застывшую толстую клеевую термоусадку, и сама термоусадка не потратится зря.

и) Разделанные кабели вводятся в муфту или кросс, фиксируются, а сама муфта или кросс фиксируется на рабочем столе. При фиксации кабеля в муфте или в кроссе следует руководствоваться инструкцией по монтажу — для разных муфт там всё по-разному.В некоторых случаях (бронированный кабель и, например, муфта МТОК А1 с соответствующим комплектом для ввода) фиксация кабеля в муфте — отдельная непростая операция с подрезанием брони, намоткой герметика и пр.

Вот мы и завели разделанный кабель в муфту/кросс, теперь нужно отмерять и зачищать волокна, одевать КДЗС и варить по схеме. Об этом расскажу в следующей части, так как получается многовато для одной статьи.

Сварка оптики или "нужно обратиться к настоящим специалистам – к нам"

Частые ошибки при сварке ов

Изучив инструкцию к сварочному аппарату, прочитав эту статью, можно смело приступать к сварочным работам. Получится ли? Если есть голова на плечах, руки растут из правильного места и инструкции соблюдаются… Почему же нет, конечно, получится! Но это утверждение справедливо на столько, на сколько будет справедливо и обратное — без ошибок не обойдётся.

Всё дело в том, что предвидеть и предотвратить все возможные нежелательные ситуации при работе с оптическим волокном, пожалуй, невозможно — ибо каждый монтажник может ошибаться по-новому, как до него никто ранее не делал.

Рассмотрим несколько вариантов распространённых ошибок и прокомментируем их.

• Некоторые монтажники упорно не желают держать правильно стриппер во время снятия акрилового покрытия. Смотрим на рис.14, рис.15 и рис.16:

  

  Рис.14. Не следует держать стриппер под сильным наклоном к направлению зачистки — волокно испытывает локальные изгибы и может получить микроповреждения.

  

  Рис.15. Так ещё хуже!

  

  Рис.16. А вот так — правильно.

• Если небрежно обращаться со сколотым волокном и поступить так, как показано на рис.17, то при укладке в аппарат увидим такую картинку как на рис.18. А результат сварки будет как на рис.19:

  

  Рис.17. Случайно ткнули сколотым волокном в одежду… Или не случайно?

  

  Рис.18. Случайно или нет, уже не важно. Важно, что на таком волокне налипнет грязь.

  

  Рис.19. Если сварку всё-таки сделать, результат будет гарантированно удручающим. И пусть вас не обнадёживает «оценка» в 0,01 дБ. Это брак!

• Иногда на экране можно увидеть такую картинку, как на рис.20. Угол скола 3,7°! Аппарат возмущенно сигнализирует, выделяя это обстоятельство красным цветом. Собственно, ошибки здесь нет, такая ситуация рано или поздно может случиться — как правило, это означает, что затупилось лезвие скалывателя. Ошибкой же будет решение проигнорировать предупреждение о плохом сколе и всё-таки произвести сварку. Мы не стали.

  

  Рис.20. Угол скола никуда не годится. Если сделать сварку с таким сколом — жди потерь.

• Грубая ошибка — усаженная гильза не закрывает край буферного покрытия (то же самое справедливо и для акрилового покрытия). Прочность волокна вблизи стыка снижается. См. рис.21:

  

  Рис.21. Гильза съехала в сторону во время укладки в нагреватель. Так нельзя!

• И совсем уж дилетантский вариант — не успевшую остыть гильзу установили в сплайс-кассету. См. рис.22. Раздавить горячую термоусадку ничего не стоит. А вместе с ней и волокно внутри!

  

  Рис.22. Сплющили.

Как избежать такого и всякого другого безобразия в своей дальнейшей работе? Ответ прост — только опыт практической работы даст вам уверенность и приучит к аккуратности.

А первые шаги в этом направлении вполне успешно вы можете сделать на занятиях по монтажу в Учебном Центре «ВОЛС.Эксперт». В присутствии преподавателей вы сможете сразу же замечать свои ошибки, а самое главное — научиться их не совершать!