Монтаж оптических каналов связи.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Монтаж оптических каналов связи.

При монтаже оптических каналов связи сталкиваются с проблемой непосредственного соединения световодов, поскольку технологическая длина оптического волокна обычно не превышает нескольких километров. Реальная трасса линий имеет длину в десятки, иногда сотни раз, большую.
В оптическом кабеле могут возникать повреждения волокна под воздействием грызунов или окружающей среды. В этом случае замена всего технологического отрезка кабеля нецелесообразна и необходимо восстановить поврежденный световод в локальной точке.
Использовать оптические коннекторы для соединения кабельных сегментов, а также поврежденных волокн невыгодно по многим причинам. Во-первых, это неэффективно экономически. Во-вторых, величина оптических потерь в подобном линке неприемлема при учете количества промежуточных соединений. В-третьих, массогабаритные показатели не позволяют соединять оптическими коннекторами многоволоконные кабели. Исключение составляет технология MT, применяющаяся при подключении локальных линков к магистральному кабелю. Но это тема отдельного разговора.
В зависимости от требований к качеству, надежности, мобильности соединения отдельных световодов различают два основных метода - сварки и механического сведения волокн.

Клеевая технология.

Оконцевание оптического волокна по клеевой технологии является одним из самых распространенных методов решения задачи по подключению оконечного оборудования к ВОЛС. Однако, даже для такой технологии требуется дорогостоящий комплект инструментов и квалифицированный персонал. Типовые результаты по вносимому затуханию при работе по клеевой технологии немного хуже, чем при сварке оптоволокна, но вполне приемлемы для использования в локальных сетях.

Процедура установки коннектора по клеевой технологии содержит порядка двух десятков технологических операций и в общих чертах состоит из подготовки оптического волокна, фиксации световода внутри коннектора клеевым составом, удалении излишков волокна, шлифовки и полировки. Подготовка оптического волокна сводится к удалению защитных оболочек, начиная с внешней оболочки кабеля и заканчивая первичным буферным покрытием 250 мкм. Удаление защитных покрытий осуществляется с помощью специальных инструментов (стрипперов), причем для каждого покрытия используется отдельный инструмент. В процедуру подготовки оптического волокна кабеля типа «свободный буфер» входит очистка волокон от гидрофобного состава и установка фуркационной трубки или Breakout Kit’а.

Фиксация световода в коннекторе по данной технологии чаще всего осуществляется заполнением полостей внутри коннектора эпоксидным клеем, затем подготовленное волокно вводится в коннектор. При этом используется специальный клей на основе эпоксидных смол, который отверждается при температуре 100 градусов по Цельсию в течение 5-и минут. Для сушки клея необходима специальная печка, которая выдерживает заданную температуру и имеет специальные гнезда под коннекторы самых распространенных типов – ST, SC, FC.

После отверждения клея излишек волокна удаляют скалывателем и приступают к шлифовке торца коннектора. Для этого необходимо использовать шлифовальную оправку, которая имеет форму диска диаметром примерно 3 см с отверстием для наконечника, нижняя плоскость диска обработана по высокому классу и обеспечивает строго перпендикулярную ориентацию коннектора относительно шлифовальной бумаги.

В процессе шлифовки с торца наконечника снимают лишнее стекло вместе с клеем на мелкозернистой наждачной бумаге движениями в форме «восьмерки». Затем торец полируют на бумаге с меньшей зернистостью абразива. Ход выполнения этих операций контролируется микроскопом с увеличением от 100 до 200 раз.

Гибридный кабель

Это особый тип кабелей, которые сконструированы как для общего применения, так и специальных, которые поставляются по специальным заказам. Применяются же они в случаях, когда необходимо использование обеих технологий и волоконно-оптической и витой пары, особенно, в случае когда производится или намечается переход на оптоволокно. Применение кабеля этого типа не влечет за собой в ходе такого перехода нарушение существующей сети.

Задачи тестирования ОВ.

В этом разделе описываются наиболее часто выполняемые виды тестирования оптического волокна. На практике могут понадобиться лишь некоторые из них.

3.3.1 Проверка целостности волокна.
Волокно должно быть в состоянии пропускать свет - от передатчика до приемника. При этом тестировании определяется может ли свет пройти от одного конца волокна до другого. Это самый основной и самый простой вид тестирования. Проверять наличие света на приемном конце можно с помощью простого оптического ваттметра (конечно если свет вошел в другой конец волокна). С помощью рефлектометра можно также измерить общую длину волокна. Лазер работающий в видимой части спектра обеспечит Вам возможность визуальной проверки целостности волокна.

3.3.2 Определение места обрыва в волоконно-оптическом кабеле.
Прежде чем устранить в сети неполадки и вернуть ее в строй надо определить место обрыва волокна. Поскольку обычно волоконно-оптический кабель недоступен для визуальной проверки место обрыва обычно устанавливают с помощью оборудования для тестирования. Лазерный источник работающий в видимой части спектра вполне пригоден для обнаружения обрывов в тех частях волокна которые примыкают к обоим концам линии. Для обнаружения обрывов находящихся за пределами этих участков используется оптический рефлектометр/детектор обрывов.

3.3.3 Идентификация волокна для сращивания.
Часто бывает трудно определить какое именно волокно из многих имеющихся в кабеле нужно сращивать со следующим. Поскольку свет в сети для человеческого глаза невидим а условная расцветка волокон в месте сращивания может не соответствовать условной расцветке или цифровым обозначениям на стороне кабеля примыкающей к узлу то даже простое определение того какое именно волокно нужно сращивать становится трудновыполнимым без специального оборудования для тестирования. И тот кто занимается сращиванием и тот кто занимается тестированием должны работать с одним и тем же волокном чтобы сократить время выполнения и тестирования соединения. Человеческий глаз может видеть свет выходящий из конца волокна на расстоянии нескольких километров от источника света - лазера работающего в видимой части спектра. А можно в месте соединения подсоединить волокно к оптическому ваттметру (с помощью адаптера для неоконцованного волокна или идентификатора волокна механически прикрепленного к ваттметру) и проверить наличие света поданного в волокно на конце с оборудованием. Тот кто находится на конце с оборудованием может определить работает ли сотрудник находящийся у места стыка с каким-либо конкретным волокном или нет. Для этого нужно начать тестирование волокна рефлектометром наблюдая за рефлектограммой в реальном масштабе времени а именно выясняя будут ли иметь место какие-либо изменения в отражении от конца волокна при его зачистке скалывании и сращивании.

3.3.4 Определение целостности волокна в оптоволоконном соединении.
При создании или восстановлении волоконно-оптической сети нужно быть уверенным в том что только что сделанное соединение достаточно высококачественное чтобы пропускать свет из одного волокна в другое. Но недостаточно убедиться в том что свет поданный в волокно непосредственно перед местом соединения может пройти в какую-либо точку находящуюся сразу за соединением (как например в системах подачи и обнаружения световых сигналов). Нужно также быть уверенным в том что свет проходит весь путь до следующего соединения или до конца волоконно-оптического кабеля. Целостность волокна в месте соединения устанавливается проверкой прохождения света через соединение и его распространения до следующей открытой точки волокна. Эта операция осуществляется с помощью оптического рефлектометра или источника света и детектора. Проверить наличие света можно также механическим подключением идентификатора волокна (AM-450) и оптического ваттметра к какой-либо точке за соединением.

3.3.5 Измерение потерь на оптоволоконных соединениях.
Качество соединения измеряется в децибелах. Потери в соединениях нужно удерживать на низком уровне - для того чтобы достаточное количество света достигало детектора. Типичные постоянные потери на соединении - менее 05 дБ. Что касается временных соединений используемых при восстановительных работах то они должны обеспечивать лишь прохождение света до приемника. Чтобы действительно измерить потери на соединении нужно измерить количество световой энергии непосредственно перед ним и сразу же после него. Для достоверного измерения потерь на соединениях предназначены только оптические рефлектометры и приборы того же типа. Лазер работающий в видимой части спектра можно использовать для получения самого общего результата - "проходит/не проходит" (посредством наблюдения за тем сколько света выходит из волокна наружу у соединения).

3.3.6 Измерение потерь в волокне (полного затухания).
"Нижним пределом" для работы волоконно-оптической сети является наиболее низкий уровень сигнала который может восприниматься детектором. Волоконно-оптические сети рассчитываются на конкретный "диапазон потерь" который должен выдерживаться для обеспечения нормальной работы сети. При данном количестве света поданного в волокно передатчиком имеется максимальный уровень потерь световой энергии которые можно допустить не ослабляя сигнал настолько что детектор на приемной стороне не сможет его воспринять. Полные потери включают в себя обычные потери в волокне потери в каждом из соединений и все потери вызываемые дефектами или сильными изгибами волоконно-оптического кабеля. Наиболее точно полные потери измеряются с помощью стабилизированного источника излучения известной пользователю мощности и оптического ваттметра. Оптический рефлектометр также может измерять полные потери но с одним исключением: он не измеряет потери в разъемах.

3.3.7 Определение качества волокна (измерение погонных потерь).
Качество волокна выражается в значении потерь (в децибелах) на километр. Чем ниже это значение (дБ/км) тем длиннее будет сеть на оборудовании с определенным оптическим бюджетом. Волоконно-оптический кабель обычно заказывают изготовителю с определенным значением дБ/км и конкретной рабочей длиной волны. У одномодового волокна потери составляют примерно от 020 до 05 дБ/км а у многомодового волокна - от 1 до 6 дБ/км (эти значения зависят от длины световой волны диаметра волокна и других факторов). Эти погонные потери измеряют посредством тестирования с определением полных потерь а затем полученный результат делят на длину волокна в километрах. Легче и эффективнее всего это можно сделать с помощью оптического рефлектометра.

3.3.8 Измерение отражения от оптоволоконных соединений и разъемов.
Отражение характеризуется тем количеством света который отражается от конца волокна у механического соединения или разъема. Если назад в передатчик отражается определенное количество световой энергии то это может повлиять на работу сети - особенно для SDH (СЦИ, высокоскоростная цифровая сеть) и аналоговых видеосетей. Отражение измеряется в -дБ; для обеспечения бесперебойной работы оно должно составлять -40 дБ или ниже (-50 дБ ниже чем -40 дБ). Измерить отражение на соединениях и разъемах в середине пролета можно только с помощью оптического рефлектометра.

3.3.9 Оптические потери на отражение (ОПО).
Общие потери на отражение называемые также оптическими потерями на отражение (ОПО) - это общее количество света отраженного от волокна при данном количестве света излученного в волокно. Они включают в себя все отражения и обратное рассеяние в волокне. ОПО - это данные о том сколько света возвращается в передатчик (источник света). Слишком большие ОПО могут привести к появлению различных проблем в сетях кабельного телевидения и высокоскоростных цифровых сетях (таких как SDH). ОПО можно измерять двумя способами: 1. С помощью калиброванного источника света и ваттметра вместе с другими специальными компонентами - всех их можно объединить в измеритель ОПО. 2. С помощью оптического рефлектометра обладающего функцией измерения ОПО. Измеритель ОПО определяет уровень отраженного сигнала непосредственно в то время как рефлектометр рассчитывает ОПО по уровням отражения и обратного рассеяния которые он обычно измеряет в волокне.

3.3.10 Документирование результатов измерений (распечатка или запись на диск).
Чтобы должным образом поддерживать работу волоконно-оптической сети нужно знать какой она была в оптимальном состоянии - когда она была построена и введена в строй. Сравнивая результаты полученные в ходе регламентного обслуживания с первоначальными записями данных о полных потерях потерях на соединениях и т.п. можно определить не ухудшается ли состояние какой-либо части сети. Подготовка документации включает в себя различные процессы - от записи результатов на листке бумаги до получения распечатки от тестирующего оборудования до сохранения результатов тестирования на диске компьютера для последующего рассмотрения или анализа на компьютере. Наиболее эффективным и относительно недорогим средством архивации данных тестирования является оптический рефлектометр со встроенным дисководом для хранения данных. Он также делает возможным вызов первоначальных данных назад в прибор для их сравнения с результатами текущего тестирования.

Автономные программы эмулирующие рефлектометр на настольных и переносных компьютерах еще более повышают эффективность документации. Можно просто получить из рефлектометра (или какого-либо другого оборудования для тестирования) сохраненные результаты тестирования и работать с ними в офисе а оборудование в это время будет продолжать использоваться. При использовании такой программы можно наложить текущую рефлектограмму на первоначальную и проверить не произошло ли ухудшения. Программа может проанализировать Ваши результаты тестирования и сообщить Вам местонахождение соединений и потери на них. Кроме того в любое время на принтере компьютера можно распечатать подробные данные или обобщенные сводки и подготовить удобные аккуратные отчеты.

Привязка к местности - это еще одна важная задача которую можно выполнить с помощью результатов тестирования сохраненных на диске. С помощью программы анализа волокна определенные точки в кабеле (точки находящиеся на определенном оптическом расстоянии от рефлектометра) можно привязать к определенным точкам на местности. "Ориентиры" обычно приводятся в разделе комментариев к рефлектограмме волокна (с перечислением неоднородностей). Туда можно занести ближайшее пересечение с улицей номер инспекционного люка или географические координаты (для использования с системой GPS - глобальной спутниковой системой определения координат). Все это делает возможным определение того где на местности можно найти то место в волокне в котором возникла какая-либо проблема.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Монтаж оптических каналов связи.

При монтаже оптических каналов связи сталкиваются с проблемой непосредственного соединения световодов, поскольку технологическая длина оптического волокна обычно не превышает нескольких километров. Реальная трасса линий имеет длину в десятки, иногда сотни раз, большую.
В оптическом кабеле могут возникать повреждения волокна под воздействием грызунов или окружающей среды. В этом случае замена всего технологического отрезка кабеля нецелесообразна и необходимо восстановить поврежденный световод в локальной точке.
Использовать оптические коннекторы для соединения кабельных сегментов, а также поврежденных волокн невыгодно по многим причинам. Во-первых, это неэффективно экономически. Во-вторых, величина оптических потерь в подобном линке неприемлема при учете количества промежуточных соединений. В-третьих, массогабаритные показатели не позволяют соединять оптическими коннекторами многоволоконные кабели. Исключение составляет технология MT, применяющаяся при подключении локальных линков к магистральному кабелю. Но это тема отдельного разговора.
В зависимости от требований к качеству, надежности, мобильности соединения отдельных световодов различают два основных метода - сварки и механического сведения волокн.

Клеевая технология.

Оконцевание оптического волокна по клеевой технологии является одним из самых распространенных методов решения задачи по подключению оконечного оборудования к ВОЛС. Однако, даже для такой технологии требуется дорогостоящий комплект инструментов и квалифицированный персонал. Типовые результаты по вносимому затуханию при работе по клеевой технологии немного хуже, чем при сварке оптоволокна, но вполне приемлемы для использования в локальных сетях.

Процедура установки коннектора по клеевой технологии содержит порядка двух десятков технологических операций и в общих чертах состоит из подготовки оптического волокна, фиксации световода внутри коннектора клеевым составом, удалении излишков волокна, шлифовки и полировки. Подготовка оптического волокна сводится к удалению защитных оболочек, начиная с внешней оболочки кабеля и заканчивая первичным буферным покрытием 250 мкм. Удаление защитных покрытий осуществляется с помощью специальных инструментов (стрипперов), причем для каждого покрытия используется отдельный инструмент. В процедуру подготовки оптического волокна кабеля типа «свободный буфер» входит очистка волокон от гидрофобного состава и установка фуркационной трубки или Breakout Kit’а.

Фиксация световода в коннекторе по данной технологии чаще всего осуществляется заполнением полостей внутри коннектора эпоксидным клеем, затем подготовленное волокно вводится в коннектор. При этом используется специальный клей на основе эпоксидных смол, который отверждается при температуре 100 градусов по Цельсию в течение 5-и минут. Для сушки клея необходима специальная печка, которая выдерживает заданную температуру и имеет специальные гнезда под коннекторы самых распространенных типов – ST, SC, FC.

После отверждения клея излишек волокна удаляют скалывателем и приступают к шлифовке торца коннектора. Для этого необходимо использовать шлифовальную оправку, которая имеет форму диска диаметром примерно 3 см с отверстием для наконечника, нижняя плоскость диска обработана по высокому классу и обеспечивает строго перпендикулярную ориентацию коннектора относительно шлифовальной бумаги.

В процессе шлифовки с торца наконечника снимают лишнее стекло вместе с клеем на мелкозернистой наждачной бумаге движениями в форме «восьмерки». Затем торец полируют на бумаге с меньшей зернистостью абразива. Ход выполнения этих операций контролируется микроскопом с увеличением от 100 до 200 раз.