15.10.2020
Как производится монтаж волоконно-оптического кабеля
Поскольку волоконно-оптический кабель стоит достаточно дорого (гораздо дороже медножильных кабелей), то ошибки при его укладке могут повлечь за собой ощутимые потери. То есть, при всем удобстве укладки нужно относиться к ней очень серьезно. И, конечно, нужно знать, как это делать, то есть, обладать и теоретическими знаниями, и практическим опытом.
При этом нередко случаются ситуации, когда приходится монтировать проводку самостоятельно, без опытных специалистов и какого-то опыта. Справиться с этой задачей поможет приведенная здесь статья.
Все действия по укладке, разделке кабелей с помощью специального инструмента и монтажу их разъемных соединителей здесь приводятся очень подробно. Не с меньшими подробностями описывается и процесс сращивания кабелей. Это довольно сложная операция, к которой без теоретической подготовки лучше не приступать. Но ее вы получите прочитав эту статью. И научитесь управляться с разными видами соединителей. Смотрите также видео о том, как производить сварку оптических волокон.
Волоконная оптика дороже кабелей с медными жилами, но с каждым годом спрос на нее растет. Отчасти это происходит из-за того, что технология монтажа стала намного проще, а стоимость необходимого инструментария постоянно снижается. Без преувеличения можно сказать, что оптическое волокно получило массовое распространение в телекоммуникациях.
Одно из серьезных ограничений в использовании волоконно-оптических кабелей - необходимость особого, аккуратного отношения к их укладке, разделке, соединению и оконцовке, т. е. абсолютно ко всем элементам технического процесса монтажа кабельной линии. Ошибки обходятся весьма дорого - от замены испорченного соединителя до установки соединительной муфты на месте поврежденного кабеля. Тем не менее оптическое волокно активно вытесняет медь не только на магистральных участках сетей связи общего пользования, где почти все новые линии строятся на основе волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), но даже и на магистральных (вертикальных) участках СКС.
Содержание
Укладка и резка волоконно-оптического кабеля В отличие от монтажа медных кабелей, при работе с волоконно-оптическими кабелями (ВОК) следует учитывать ряд особенностей.
Вопросы, касающиеся укладки волоконно-оптического кабеля, в основном сводятся к набору специальных приемов для захвата кабеля (кабельные чулки) при втягивании в канал, чтобы обеспечить равномерность приложенного тягового усилия, ограничить его максимально допустимым уровнем, а также строго выдержать норму минимального радиуса изгиба. Для успешного выполнения этих задач создан целый набор монтажных приспособлений: кабельные чулки и захваты, электрические и гидравлические тяговые лебедки с электронным управлением и ограничителем усилия, а также защитные устройства, смазка и т. п. "мелочи".
Основные трудности, которые приходится преодолевать при резке волоконно-оптических кабелей с помощью кабелереза, - броневой покров (стальная лента или стальная проволока) и внутренние силовые элементы (стальной трос). Поскольку оптическое волокно чувствительно к осевым и радиальным деформациям, то волоконно-оптические кабели имеют их в большем количестве, чем медножильные. Это касается не только кабелей для внешней прокладки, но и тех, что предназначены для укладки в зданиях. Правда, последние не всегда содержат силовой элемент из стали. Бронирование, если таковое имеется, осуществляется тонкой стальной или алюминиевой гофрированной фольгой. А так называемые мини-кабели, которые используются для изготовления коммутационных шнуров и выполнения горизонтальных участков СКС, представляют собой одиночное или двойное оптическое волокно в буферном покрытии с одним или двумя защитными слоями полимерной изоляции. Так или иначе, но для разделки волоконно-оптических кабелей недорогие кабелерезы для медных кабелей непригодны. Для них требуется более дорогой инструмент, лезвия которого рассчитаны на резку стали. Впрочем, такой же инструмент необходим и для резки бронированных медножильных.
Разделка волоконно-оптического кабеля
Первые этапы разделки волоконно-оптических кабелей(удаление верхнего слоя защитных и броневых покровов) выполняются теми же инструментами, что и разделка медножильных кабелей. Никаких особенностей здесь нет - полимерная изоляция и фольга вскрываются резаками, а стальная проволока выкусывается бокорезами. Однако без применения нескольких специальных инструментов не обойтись. Во-первых, это ножницы для резки кевлараили кабелерезыдля удаления нитей из кевлара, которые часто применяются для упрочнения кабеля. Обычные ножницы эти тонкие, гибкие ипрочные волокна не режут, а выдавливают или гнут. Во-вторых, стрипперы- это приспособление для снятия полимерной изоляции с мини-кабелей. При выполнении работы не универсальным, а специализированным инструментом риск повреждения оптического волокна существенно снижается, так как его рабочие поверхности имеют фиксированную настройку.
Стоит отметить, что важно хорошо знать конструкцию разделываемого кабеля, так как последний слой защитного покрытия кабеля или изоляцию модулей (групповых элементов, содержащих несколько волокон) нужно удалять с особеннойаккуратностью. После удаления всех защитных слоев открывается доступ к одиночным оптическим волокнам в буферном покрытии. На этом сходство заканчивается, и далее работать с волоконно-оптическими кабелями можно только специальным инструментом.
Разделка кабеля может выполняться для оконцовки (монтажа разъемных соединителей) или сращивания (сварки или монтажа неразъемных соединителей).
Монтаж разъемных соединителей ВОК
Разъемные соединители монтируются на мини-кабели или на оптическое волокно в буферном покрытии; для оптического волокна их существует великое множество (ST, SC, SMA, FC, LC, FJ, MT и др.). Некоторые из них выпускаются еще и в нескольких разновидностях, предназначенных для оконцовки различного оптического волокна (многомодового, одномодового, разного диаметра, с различной толщиной оболочки) и отличающихся некоторыми деталями конструкции и технологии монтажа.
Такое разнообразие не слишком осложняет работу монтажников. Грамотная техническая политика позволяет резко уменьшить число разновидностей кабелей и соединителей для волоконно-оптических линий связи. Иногда ограничения вытекают из особенностей применяемого оборудования, иногда - оформляются в виде внутреннего стандарта организации.
Подобныеограничения и правила просто необходимы, если помнить, что существенная часть достаточно дорогого инструмента и приспособлений предназначена только для оптического волокна или соединителей определенного вида. А в силу высочайших требований к точности обработки и монтажа использование непредусмотренного технологией инструментария почти всегда заканчивается браком в работе. В значительной степени результат зависит и от качества расходных материалов: клеев, растворителей, безворсовых салфеток, шлифовальной и полировальной бумаги.
Итак, после разделки кабеля по шаблону до оптического волокна в буферном покрытии наступает наиболее ответственный момент. С помощью особого инструмента, рассчитанного на оптическое волокно определенного размера, с него удаляют буферное покрытие. Основная проблема - не повредить при этом само волокно, так как при небольшом задире или сколе всю работу придется выполнять еще раз. Поскольку внешне инструменты для этой операции выглядят абсолютно одинаково, производители используют для их маркировки различные цвета.
Затем производится сборка соединителя. Оптическое волокно продевается сквозь отверстие наконечника соединителя и фиксируется с помощью различных видов клея: термоклея (становится пластичным при нагреве), эпоксидного компаунда (полимеризуется благодаря реакции между двумя смешанными компонентами), универсального клея (твердеет после испарения растворителя) или клея с отвердением под воздействием ультрафиолета. Отверстие заполняется клеем с помощью шприца (исключение составляет термоклей, который наносится в процессе производства разъемов). Однокомпонентный клей поставляется уже расфасованным в шприцы, а двухкомпонентный - в отдельной таре. Полученная сборка нагревается в камере для термофиксации разъемов (для ускорения процесса отвердения эпоксидного компаунда или разогрева термоклея) или облучается ультрафиолетом.
После склеивания излишки оптического волокна удаляются, а торец сердечника шлифуется и полируется. Для удаления излишков на поверхности волокна резаком (скрайбером) наносится царапина. Скалыватели оптических волокон могут иметь различный профиль: лезвие (металл, карбид или керамика) либо конус (алмаз или корунд). После нанесения риски волокно отламывается.
Дальнейшая обработка торца выполняется на мате или стекле на нескольких листах наждачной бумаги с убывающим размером абразивного элемента (шлифовальная, полировальная, доводочная). Для фиксации сердечника строго перпендикулярно к поверхности наждака применяется оправка, в которую устанавливается обрабатываемый соединитель. При больших объемах эта операция может быть автоматизирована за счет использования шлифовальной машины.
Качество обработки проверяется с помощью микроскопа или видеомикроскопа. Выпускаемые модели контрольных микроскопов отличаются степенью увеличения и конструкцией. Особенно удобен защитный фильтр для глаз - для блокирования излучения на случай, если оно окажется в подключенном волокне.
Все инструменты для работы с волоконно-оптическими кабелями можно приобрести по отдельности, но чаще всего они поставляются в специально составленных наборах инструментов для работы с оптоволокном, куда входит не только инструмент, но и вся необходимая для проведения работ тара, дозаторы, распределители, расходные материалы и защитные средства. Для удобства хранения все это упаковано в органайзер (сумку или чемодан). Восполнение расходных материалов также осуществляется подобранными комплектами.
В зависимости от поставленных задач предлагается как скромный набор минимально необходимых для обработки одного типа оптического волокна средств, так и полный набор для работы с любым оптическим волокном. А вот комплектов, универсальных с точки зрения обрабатываемых разъемных соединителей, очень мало. Объясняется это просто - часть инструмента для их монтажа поставляется только производителями самих соединителей.
Несколько слов тем, кому придется выполнять работы с волоконно-оптическими кабелями на улице. Для защиты от пыли и осадков, а также создания необходимого микроклимата используются теплоизолированные палатки для работы с оптоволоконным кабелем и боксы. Первые легко переносятся и собираются в любом месте; вторые устанавливаются на шасси автомобиля и прицепа.
Сращивание ВОК
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 для для оптоволокна. 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 - 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.
Создание сайтов на 1C-Bitrix