Главы из книги
Листвин A.B. Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон (скачать PDF)


Оглавление
и
предисловие
книги


Бриллюэновский рефлектометр (BOTDR)
Точность измерения натяжения волокна
Сварные соединения волокон
Оптические разъемы
→ Оперативное подключение волокон

Приложение А.4.

Оперативное подключение волокон

При контроле качества оптических кабелей приходится многократно подключать голые (нетерминированные) концы волокон к измерительной аппаратуре с помощью юстировочных столиков или различного рода адаптеров. При этом для того, чтобы не повредить разъем в аппаратуре, в качестве переходного устройства используется оптический шнур или пигтейл. Напомним, что оптический шнур снабжен двумя оптическими разъемами (обычно типа FC или SC), а пигтейл (половина оптического шнура) только одним разъемом.

Юстировочные столики позволяют наиболее просто и с минимальными потерями соединять волокна, даже если они обладают несовершенными или сильно различающимися геометрическими параметрами. Это наиболее старый способ соединения волокон, который обычно применяется в исследовательских работах. В свое время это был лучший способ соединения волокон, и он до сих пор используется на некоторых кабельных заводах. Юстировочный столик состоит из трехкоординатной подвижки, приспособлений для крепления волокон и простейшего микроскопа (рис. А. 19). На первом этапе юстировки используется визуальный контроль, а затем юстировка осуществляется по максимуму сигнала.

Схема подключения к OTDR концов волокон с помощью юстировочного столика и пигтейла
Рис. А.19. Схема подключения к OTDR голых (не терминированных) концов волокон с помощью юстировочного столика и пигтейла.

Основной недостаток этой технологии в том, что необходим квалифицированный оператор, а юстировочный столик имеет большие габариты, хрупкий и дорогой. Время юстировки в зависимости от квалификации оператора составляет 0,5-5мин. При работе на трассе котировочные столики в настоящее время не применяются, прежде всего, из-за того, что они быстро выходят из строя при попадании на них пыли и влаги.

Иногда для соединения волокон используются юстировочные столики сварочного аппарата. В этом случае юстировка волокон может быть выполнена в автоматическом режиме (примерно за 1 мин). В принципе если уж используется сварочный аппарат, то пигтейл можно приварить к тестируемому волокну. Однако стоимость одного сварного соединения достаточно высока. Например, после 1000 сварок обычно необходимо заменять электроды стоимостью ~200$.

При подключении волокон к рефлектометру с помощью юстировочного столика его вибрации могут привести к искажению рефлектограммы. Эти вибрации сказываются наиболее сильно, когда их частота близка к обратной величине времени прохождения импульсов света по волокну. Поэтому необходимо принять соответствующие меры к уменьшению вибраций юстировочного столика, например, установить его на прочное основание, выключить вентилятор в сварочном аппарате и т.д.

Адаптеры предназначены для соединения волокон обладающих совершенными геометрическими характеристиками, так как такие волокна могут позиционироваться с высокой точностью в прецизионных V-образных канавках или в капиллярах. Как видно из таблицы № 1.1, стандартные одномодовые (SM) волокна обладают высокой степенью аксиальной симметрии, а допуск на геометрические параметры кварцевой оболочки и сердцевины меньше 1 мкм.

Применение адаптеров существенно упрощает процедуру подключения нетерминированных концов волокон к измерительной аппаратуре и позволяет значительно уменьшить время, затрачиваемое на контроль качества оптических кабелей. Для этих целей было разработано несколько типов адаптеров, наиболее удобным, на наш взгляд, является адаптер УП-125.

В адаптере УП-125 имеется несколько удачных конструктивных решений, что делает его особенно удобным, когда необходимо обмерить большое количество волокон. В нем для соединения волокон используется открытая сверху V-образная канавка, которая заполняется иммерсирующим гелем с относительно небольшой вязкостью. С одной стороны через направляющий конус в канавку вставляется тестируемое волокно, а с другой стороны вклеен конец волокна от пигтейла (рис. А.20).

УП-125 - устройство для оперативного подключения волокон к измерительному оборудованию
Рис. А.20. УП-125 - устройство для оперативного подключения волокон к измерительному оборудованию

Открытую канавку значительно проще очистить от грязи и обломков волокон, а использование геля с небольшой вязкостью позволяет легко иммерсировать крупные дефекты на торце волокна. Такая конструкция адаптера обеспечивает малые потери в месте соединения волокон (0.2…0.5 дБ) при предельно низких требованиях к качеству скола волокна (достаточно сломать очищенное волокно руками). Ресурс УП-125 практически неограничен, а время, затрачиваемое на подключение волокна, мало (3-10сек).

Самыми миниатюрными и дешевыми устройствами для соединения волокон являются механические соединители. В них соединение волокон происходит в капилляре, заполненном вязким гелем. Капилляр находится в пластмассовом корпусе имеющим зажимы для крепления волокон. Предназначены механические соединители для ремонта линии передачи (вместо сварки волокон). Их можно использовать вместо юстировочного столика для соединения тестируемых волокон с пигтейлом. Однако число повторных соединений ограничено, в частности, из-за того, что заполнение капилляра относительно вязким гелем возможно только на технологическом оборудовании фирмы производителя.

Адаптеры для соединения с пигтейлом по конструкции близки к механическим соединителям. В них концы волокон вставляются в капилляры и юстируются с помощью эксцентриков, расположенных на концах адаптера (рис. А.21). Максимальное число соединений волокон, которое можно осуществить с помощью адаптера Corning Lab Splice - около 50. Для адаптеров ЗМ Fibrlock и AMP CoreLink максимальное число соединений равно 10 и, кроме того, к ним необходимы специальные ключи для зажима волокон.

Адаптеры для соединения, нетерминированного волокна с пигтейлом
Рис. A.21. Адаптеры для соединения, нетерминированного волокна с пигтейлом

Адаптеры для соединения с оптическим шнуром конструктивно выполнены так же, как и стандартный оптический разъем с тем отличием, что в капиллярное отверстие в керамическом наконечнике не вклеено волокно и для крепления волокна имеется пружинный зажим (рис. А.22). Волокно вставляется в капилляр и его конец просовывается через капилляр так, чтобы торец оказался примерно в одной плоскости с торцом керамического наконечника. После этого волокно будет фактически оконцовано разъемом с тем отличием, что торец волокна в этом разъеме не отшлифован, а сколот. Время, затрачиваемое на то, чтобы вставить волокно в адаптер равно примерно 1 мин. С помощью такого адаптера волокно можно подключать непосредственно к разъему в измерительной аппаратуре. Однако обычно для того, чтобы защитить разъем в аппаратуре от повреждения концом волокна в адаптере, адаптер подключают через оптический шнур, так как заменить оптический шнур значительно легче и дешевле, чем разъем в аппаратуре.

Адаптеры для соединения, нетерминированного волокна с оптическим шнуром
Рис. А.22. Адаптеры для соединения, нетерминированного волокна с оптическим шнуром

Средние потери вместе соединения адаптера с разъемом (~0.5 дБ) больше чем в месте соединения стандартных разъемов(~0.3 дБ). Избыточные потери возникают из-за того, что сколотое волокно может иметь крупные дефекты, такие, как зубцы или косой скол. Для уменьшения их влияния используют иммерсионную жидкость (гель). Однако для того, чтобы гель не вытекал из адаптера, он должен быть достаточно вязким, но в этом случае не всегда удается иммерсировать крупные дефекты на торце волокна. Другим, существенным недостатком такого адаптера является то, что длинное (~1 см) и узкое (0~127 мкм) отверстие капилляра в наконечнике, куда вставляется волокно, постепенно забивается пылью, гелем, остатками гидрофоба и обломками волокон. Прочистить такой капилляр с помощью специально калиброванных проволочек не всегда удается

Оглавление
и
предисловие
книги

Главы из книги
Листвин A.B. Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон (скачать PDF)

Из этой книги → Типы оптических волокон

К теме оперативного включения оптических волокон страница "Скалыватель оптоволокна. Гелевые соединители для ВОЛС