Пайка оптоволокна своими руками

Пайка оптоволокна своими рукамиСварка оптики — процесс сваривания при высокой температуре оптических волокон. Сварка оптоволокна сегодня осуществляется обычно без участия человека.

Для сваривания оптики используется специализированное сварочное оборудование, предоставляющее возможность полностью автоматизировать рабочий процесс.

  • сердечник 9 нм;
  • защитный лак с отражающей оболочкой 125 нм;
  • защитное покрытие, буфер 250 нм;
  • вторичный буфер.

Современное сварочное оборудование

Аппараты для сварки оптики современного типа представляют собой промышленных роботов небольших размеров, оснащенных системой управления. Самим роботом управляет оператор.

Устройство агрегата для сварки

Рассмотрим подробнее устройство сварочного агрегата:

  • БП;
  • ЭБ, включающий материнку, блоки, преобразователи;
  • механические элементы;
  • монитор для видеоконтроля.

Пайка оптоволокна своими рукамиТакое оборудование называют аппаратом автоматической сварки оптоволокна.

Каждая отдельная модель сварки оснащена уникальным программным обеспечением, интерфейсом пользователя: монитор, рабочее меню (сервисное, пользовательское), клавиатура.

Сервисное меню, как правило, секретное, открывается с помощью специального пароля или одновременным нажатием комбинации определенных клавиш. Его используют для максимальной настройки сварочных работ. Пользовательское меню — открытое.

Современные сварочные аппараты можно разделить на следующие категории:

  • для сваривания оптических волокон;
  • для сварки с выравниванием по сердцевине;
  • с фиксированными канавками V-образной формы.

Процедура сваривания ВОЛС

ВОЛС — волоконно-оптические линии связи. Их сваривание осуществляется поэтапно:

  1. Пайка оптоволокна своими рукамиОптоволоконный кабель разделяется: снимается изоляционное покрытие, отделяются отдельные модули, состоящие из определенного количества оптического волокна. Их сваривание производится отдельно.
  2. Волокна зачищаются (с них удаляется влагозащитное покрытие).
  3. На оптоволокно надевается КДЗС — специальная насадка из термоусадочных трубок и усилительных стержней.
  4. С волоконных окончаний убирается защитный слой (гель, лак), производится обработка спиртом.
  5. Затем волокна фиксируют прецизионными скалывателями (скол должен сформироваться перпендикулярно оси волокна).
  6. Свариваемые волокна помещаются в V-образные канавки (зажим).
  7. Их совмещают под микроскопом. В современных моделях эта процедура выполняется автоматически.
  8. Волокна разогреваются электрической сварочной дугой до необходимой температуры.
  9. Посредством механической деформации сварка оптоволоконного кабеля проверяется на прочность, оценивается процесс затухания, осуществляемый стыками.
  10. Оператор сварочного оборудования устанавливает защитный комплект на участок сваривания изделия, который далее помещается в специальную тепловую камеру для температурной усадки.

Классификация оптического кабеля

Оптические кабели можно классифицировать:

По структуре:

  • стандартные кабели, имеющие оболочку с модульными трубочками;
  • современные многослойные кабели, которые наделены двухуровневой защитой и прочими достоинствами.

По области применения:

  • для наружного использования;
  • для внутренней прокладки (этот вариант используется нечасто исключительно в дата-центрах).

По условиям эксплуатации:

  • подвесные;
  • грунтовые;
  • для кабельных канализационных систем;
  • подводные;
  • для ЛЭП.

Наиболее востребованными являются подвесные, грунтовые кабели, тонкие, спаренные патч-корды. Немного реже используются кабели с гофрированной броней и тросиками. Остальные виды оптоволоконных кабелей встречаются редко.

Разделка оптоволоконного кабеля

Основная задача при выполнении разделки оптоволоконного кабеля — сохранить длину его компонентов, обозначенную в инструкции муфты. Поэтому в некоторых случаях необходимо оставлять длинные силовые компоненты, предназначенные для закрепления в муфте, а иногда в этом нет необходимости. В некоторых случаях из кевлара нужно сделать «косичку», зажать ее винтом, кевлар лучше не резать. Эти нюансы зависят от конструктивных особенностей муфты каждого кабеля. Итак, этапы выполнения работы:

  1. Пайка оптоволокна своими рукамиПредварительно с волокон удаляется гидрофобный защитный слой. Для этого они протираются специальными салфетками: сначала сухими, затем обработанными спиртом. Довольно важно соблюдать это правило, так как на первых салфетках будет оставаться большое количество гидрофобного материала. А вот когда незначительные остатки защитного слоя сухой салфеткой убрать уже будет невозможно, то поможет спирт. Он легко растворит гидрофобные частички и мгновенно испарится с поверхности волокна.

Следует обратить внимание, что чистота волокон, особенно их окончаний — это залог качественной сварки оптического волокна. При работе с микронами даже малейшие загрязнения недопустимы!

Обязательно необходимо проверять волокна на целостность покрытия из лака, отсутствие сломанных участков. Если есть повреждения лакового покрытия, то такой кабель рекомендуется переделать (но он не должен быть сломан).

  1. Пайка оптоволокна своими рукамиВ комплект муфты входит специальная термоусадка, которую надевают на уже разделанный кабель (о чем часто забывают новички). Если кабель будет зажиматься резиной с герметиком, тогда термоусадка не нужна. Чтобы обеспечить герметичность соединения кабеля с муфтой, для выполнения его усадки рекомендуется использовать строительный фен, паяльник, горелку. Но наиболее практичной считается горелка небольших размеров, надеваемая на газовый баллончик.

Перед тем как начать сварку оптического кабеля, рекомендуется дополнительно приобрести крупнозернистую наждачную бумагу. Это поможет обеспечить лучшую адгезию с клеевым составом.

Читать также:  Лучшие перфораторы для работы отзывы рейтинг

Применяемые инструменты

Как и для пайки оптоволокна, чтобы разделать кабель, необходимо иметь специальный комплект инструментов.

Стандартный набор инструментов монтажника-спайщика включает в себя:

  • комплект стрипперов;
  • комплект отверток;
  • плоскогубцы;
  • тросокусы;
  • набор ножей;
  • прочие дополнительные инструменты для различных рабочих ситуаций.

Пайка оптоволокна своими рукамиСегодня существует множество наборов инструментов от разных производителей, с разной комплектацией. Они могут быть полностью укомплектованы необходимым инструментом или содержать только основные. Многие производители не уделяют особого внимания прочности кейсов для хранения инструмента, а только его внешнему виду. Их изготавливают из ДВП, покрывают текстурированной фольгой. Соответственно, такие кейсы в тяжелых условиях эксплуатации долго не выдерживают, требуют периодического ремонта.

И также плохого качества могут быть и некоторые инструменты из набора, а некоторые, вообще, могут не понадобиться в работе. Дорогостоящие фирменные расходники высокого качества могут быть заменены на более дешевые изделия.

Волоконно-оптический кабель является самым производительным средством передачи данных. Но в стекле, какая бы оптическая прозрачность у него не была, происходит затухание сигнала.

Кабели имеют конечную длину, их требуется соединять. Места соединений вносят дополнительное затухание сигнала. От их качества зависит производительность линии связи. Поэтому сварка оптоволокна является наиболее ответственным моментом в строительстве магистральных линий связи.

Пайка оптоволокна своими руками

Строение кабеля

Суть технологии сварки заключается в соединении торцов оптического волокна и последующего их нагревании до тех пор, пока они не оплавятся и не соединятся в единое целое.

Пайка оптоволокна своими рукамиДля тех, кто работал со стеклом, это покажется элементарным, но нужно иметь в виду, что волокно, по которому передаются данные, имеет диаметр 9 мкм (в 10 раз тоньше человеческого волоса) и требуется, чтобы затухание сигнала не превышало сотых долей децибел.

Чтобы понять суть процесса сварки, надо разобраться в строении оптического кабеля. Он представляет собой сложную конструкцию, в центре которой находится стеклянная нить диаметром 125 мкм. Это всего лишь оболочка 9 микронной нити из сверхчистого стекла, которая и является носителем информации.

Внешнее стекло имеет иной показатель преломления, чем внутреннее. Благодаря этому свет распространяется только по внутренней нити, отражаясь от стенок.

Для защиты оптоволокна от внешних воздействий его покрывают лаком и помещают в трубки-модули с гидрофобным гелем. Дополнительно к этому модули оплетают защитной пленкой.

В качестве дополнительной защиты от влаги все покрывается полиэтиленовой пленкой. Дальше идет броня из кевларовых нитей или стальной проволоки, которая покрывается толстым слоем полиэтилена.

Подготовка инструментов

Пайка оптоволокна своими рукамиОсновное время занимает подготовка оптоволокна к процессу сварки. От качества подготовки на 50% зависит качество сварки.

Для разделки оптоволоконных кабелей требуется специальный инструмент. Он продается в виде готового набора, куда входят стрипперы, тросокусы, макетный нож, растворитель гидрофоба «D-Gel», безворсовые салфетки и другой обычный инструмент.

При разделке кабелей все делается по инструкции к муфте, где будет находиться место соединения кабелей.

Если волоконно-оптический кабель находился в сырости, его конец длиной около 1 метра нужно отрезать, поскольку он, скорее всего, набрал влаги, которая отрицательно действует на оптоволокно.

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.

Пайка оптоволокна своими рукамиВнутреннюю 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.

Пайка оптоволокна своими рукамиОбращение 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 °.

Читать также:  Как подключить сварочный аппарат ресанта 220

Процесс соединения

После завершения подготовительных работ начинается сварка:

  1. спайщик укладывает подготовленное оптоволокно в аппарат для сварки и фиксирует в нем зажимами;
  2. устройство автоматически начинает сводить волокна до тех пор, пока они не покажутся в секторе обзора камер микроскопов;
  3. после этого через электроды пропускается кратковременная электрическая дуга, уничтожающая остатки пыли на оптоволокне;
  4. если состояние волокон нормальное, то прибор с помощью сервомоторов, имеющих возможность перемещать оптоволокно в трех плоскостях, начинает их совмещать;
  5. подведя торцы волокон почти вплотную, прибор на несколько секунд подает мощную электрическую дугу, которая размягчает стекло;
  6. аппарат еще ближе подводит разогретые оптоволокна друг к другу, спаивая их таким образом;
  7. для проверки прочности соединения прибор с заданным усилием пытается развести оптоволокна в разные стороны;
  8. если тест пройден, то спайщик надевает трубку КДЗС на место сварки и перекладывает ее в печку, где происходит термоусадка гильзы.

Когда таймер сообщает, что процесс закончился, оператор достает оптоволокно и укладывает гильзу КДЗС на охлаждающую полку. Процесс сварки закончился, начинается укладка оптоволокна в муфту.

Сварочные аппараты

Для сварки оптических волокон в России чаще всего используют приборы от японских фирм Fujikura, Sumitomo и китайской Jilong. Японские производители изначально прекрасно проявили себя в этой области, их аппараты лучшие, но китайцы наступают на пятки, выпускают достойные сварочные аппараты по низким ценам.

Пайка оптоволокна своими руками

Чтобы получить качественную сварку оптоволокна требуется сварочный аппарат, способный производить юстировку волокон не только по оболочке, но и по сердцевине.

Они имеет несколько сервомоторов, которые могут перемещать волокно во всех плоскостях. Это позволяет достигнуть наибольшей точности соединения оптоволокон. Большая часть изделий вышеназванных фирм могут произвести качественную юстировку.

Где требования не такие жесткие, как на магистральных линиях связи, можно применять сварочные аппараты с юстировкой по оболочке. Оптоволокно в этих аппаратах подается по V-образным канавкам.

При наличии эксцентриситета центральной жилы или царапины на канавке, качество сварки будет ниже, соответственно затухания будут больше. Японские аппараты универсальные, работают практически со всеми типами волокна.

Скалыватель и рефлектометр

Скалыватель – это механическое высокоточное устройство, обеспечивающее перпендикулярный срез оптоволокна. От качества скола зависит качество сварки.

Пайка оптоволокна своими руками

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.

Пайка оптоволокна своими рукамиСразу 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.

Оптические кабели —одни из самых передовых видов кабелей, используемых в современной передаче данных. С помощью оптоволокна возможна передача высокоскоростного интернета и осуществление любого другого вида связи. Поэтому в последнее десятилетие возросла потребностью в профессиональных мастерах, которым под силу ВОЛС сварка (волоконно-оптических линий связи).

Пайка оптоволокна своими руками

Что такое оптоволокно? Каков метод пайки оптического волокна? Мы постараемся ответить на все эти вопросы. В этом материале мы кратко расскажем, что такое оптоволокно и какова технология его сварки.Это краткий экскурс, который поможет вам понять основы.

Общая информация

Перед тем, как мы расскажем вам о технологии сварки-пайки оптоволокна, сначала подробнее узнайте, что это такое.

Итак, волоконно-оптический кабель (оно же «оптоволокно», «оптика», «оптико-волоконный кабель») — это кабель, состоящий из нескольких волокон. Волокна прозрачные и обладают светопроводящими свойствами. Благодаря волокнам такие кабели способны передавать оптические сигналы. Сами же сигналы представляют собой поток фотонов, движущихся с большой скоростью. Скорость может быть разная и во многом зависит от оборудования, к которому подключены кабели.

Пайка оптоволокна своими руками

К примеру, скорость интернета, передаваемого по оптоволокну, может достигать 240 Кбит/сек. Но как бы не удивляла эта цифра, специалисты утверждают, что технологию передачи данных с помощью оптоволокна нужно модернизировать. Поскольку она достигла своего «потолка».

Существуют самые разнообразные оптоволоконные кабели. Самые простейшие состоят из волокна, термоусадочной трубки и защитной изоляции. Самые передовые могут иметь более 4 слоев, в том числе защитных. В частности, такие кабели используются для эксплуатации на дне океанов.

Также кабели из оптики можно классифицировать по их монтажу, он может быть наружный или внутренний. Наружный используется чаще всего, поскольку он наименее затратный и можно беспрепятственно выполнить ремонт. Внутренний монтаж характерен для высококлассных дата-центров. Также такие кабели могут прокладываться под грунтом и под водой, подвешиваться с помощью тросов и на линии ЛЭП. Последние наиболее распространены. Также часто есть необходимость прокладки подземных кабелей из оптоволокна.

Читать также:  Подключение пускового и рабочего конденсатора к электродвигателю

При этом, для каждого типа характерны свои особенности. Например, кабели для монтажа под землей должны быть защищены в специальной металлической муфте. Кабели для эксплуатации под водой должны иметь множество защитных слоев, не пропускающих воду. И в целом, сварка оптического кабеля и его последующий монтаж — это непростая задача, которую поручают профессионалам.

Необходимые инструменты

Сварка оптических волокон невозможна без набора необходимых инструментов. Дело в том, что кабель с оптоволокном нельзя просто разрезать с помощью привычных кусачек. Вам понадобится целый арсенал инструментов, используемых именно для работы с оптоволокном.

Новичкам рекомендуем набор инструментов «НИМ-25». В удобном компактном чемодане вы найдете стрипперы, кусачки для тросов, торцевые кусачки, а также отвертки, плоскогубцы, ножи и прочие инструменты, которые вам понадобятся в ходе работы. Также в подобных наборах может быть растворитель, салфетки без ворса, изолента и даже маркеры с цифрами для обозначения кабелей. Мы рекомендуем отдельно докупить хомуты и стяжки.

Пайка оптоволокна своими руками

Не беспокойтесь, что какие-то материалы из фирменного чемодана закончатся. Наш опыт показал, что в качестве салфеток можно использовать бумажные платочки без ароматизаторов, а в качестве растворителя можно использовать самый недорогой бензин. Конечно, его применение возможно только при работе на улице. Если планируется работа в помещении, то все же лучше купить фирменный растворитель.

У предложенного нами набора есть только один минус — некачественный кейс. С вижу он похож на алюминиевый, но это бутафория. Естественно, такое чемодан долго не продержится, так что либо сразу замените его на более прочный, либо пользуйтесь аккуратно. На онлайн-досках объявлений можно поискать б/у металлические кейсы от строительных инструментов, они идеально подойдут в качестве рабочего чемодана.

Вы также можете приобрести более «навороченные» наборы, где комплектующих будет больше. Но мы рекомендуем начать с недорогих наборов, в них уже есть базовый набор инструментов.

Технология сварки

Сварка оптического кабеля начинается с его извлечения. В нашем случае, мы будем извлекать его из пластиковой кассеты. На фото вы можете видеть цветные провода, это и есть оптическое волокно, просто в защитной оболочке. Само же волокно прозрачное, поэтому оболочка всегда имеет разные цвета для их распознавания.

Пайка оптоволокна своими руками

В одном кабеле может быть от 2 волокон до бесконечности. Стандартный кабель для передачи, например, интернета, состоит из пары волокон. Скорость передачи будет зависеть от того, какое оборудование стоит в конце волоконно-оптической трассы. Но что-то мы отвлеклись. Вернемся к сварке.

Необходимо снять изоляцию с кабеля с помощью инструментов. Обнажите волокно и убедитесь, что срез максимально ровный. Обычно волокно разрезают с помощью специального прибора. Отрезанные части необходимо сразу перенести в место сварки, ведь их можно легко потерять из-за прозрачного цвета. Сварка волокна предполагает упаковку волокон в специальную оптическую муфту. Это необходимо для того, чтобы избежать изломов волокна. Далее следует сама сварка.

Для сварки используется специальный сварочный аппарат. В его конструкции предусмотрены пазы для укладки двух волокон. После того, как волокна поместили в аппарат, их прижимают зажимами.

Пайка оптоволокна своими руками

Далее нажимаем кнопку «Настройки» (по английский «Settings» или просто «SET»), в этот момент сварочник должен сам расположить волокна напротив друг друга. Это выполняется в автоматическом режиме.

Пайка оптоволокна своими руками

Как только волокна примут нужную позицию, аппарат генерирует короткую электрическую дугу и мгновенно спаивает волокна между собой. Этот процесс занимает не более 10 секунд. Далее волокно извлекается и на него надевается термоусадочная трубка. Ее нагревают с помощью специального фена, чтобы она расплавилась и плотно скрепила между собой два оптоволокна. Также такая трубка защищает соединение от влаги и пыли.

Вместо заключения

Сварка оптоволоконного кабеля — сложный и кропотливый труд, который под силу только профессионалам своего дела. Чтобы заниматься подобной деятельностью мало быть просто внимательным и усидчивым человеком. Необходимо действительно любить свою профессию и интересоваться современными технологиями. А вы имели дело с оптическим волокном? Поделитесь в комментариях свои опытом. Желаем удачи в работе!

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *