Тема качества сварных соединений одномодовых волокон, без всякого сомнения, была и будет оставаться актуальной долго, очень долго, если не сказать – всегда. Как для строителей и проектировщиков ВОЛС, так и для поставщиков оптического волокна и кабеля. С ней связано множество вопросов. В статье подробно рассмотрен только один – зато один из ключевых: насколько корректность проведения рефлектометрических измерений и интерпретации их результатов важны для того, чтобы сделать правильные выводы о качестве сварного соединения оптических волокон.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по связи
Другие серии книг:
Мир связи
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир материалов и технологий
Мир электроники
Мир программирования
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #4/2011
А.Микилев
Качество сварных соединений одномодовых оптических волокон: почему возникают "вопросы"?
Просмотры: 3850
Тема качества сварных соединений одномодовых волокон, без всякого сомнения, была и будет оставаться актуальной долго, очень долго, если не сказать – всегда. Как для строителей и проектировщиков ВОЛС, так и для поставщиков оптического волокна и кабеля. С ней связано множество вопросов. В статье подробно рассмотрен только один – зато один из ключевых: насколько корректность проведения рефлектометрических измерений и интерпретации их результатов важны для того, чтобы сделать правильные выводы о качестве сварного соединения оптических волокон.
Почему так часто у строителей возникают претензии к "свариваемости" оптических волокон (ОВ), несмотря на то, что все ОВ и оптические кабели (ОК) проходят многостадийный контроль качества по всем важнейшим параметрам, включая геометрию, затухание и пр.? Можно ли сваривать ОВ различных типов одного изготовителя? Что при этом следует ожидать? Можно ли сваривать ОВ одного типа (стандарта), но разных изготовителей? Будет ли работать – и как – приемопередающая аппаратура, если на смонтированном участке ВОЛС наблюдаются неоднородности (события) типа "спад" или "подъем", выявленные при рефлектометрических измерениях? Существуют ли обоснованные нормы и стандарты на параметры сварных соединений (СС) при приемке какого-либо смонтированного участка оптоволоконной линии? Если да, то насколько эти нормы признаны и понятны? В рамках данной статьи подробнее остановимся лишь на вопросе касательно возможных претензий к сварным соединениям ОВ одного типа и одного изготовителя.

Качество физического СС в самом общем смысле зависит от исходных свойств свариваемых ОВ [1] и качества подготовки скола и выполнения собственно сварки [2]. Это, в свою очередь, при "проблемах со свариваемостью ОВ" ставит много вопросов к типу сварочного аппарата, его состоянию, программам сварки, квалификации персонала, условиям, в которых выполняются работы и т.д. Разумеется, помимо размышлений о во многом еще загадочных свойствах кварцевого стекла  – основного материала, из которого изготовлено ОВ [1, 3].
В случае претензий к затуханию на сварках, как повелось на практике, обычно под подозрение подпадает ОВ, его геометрические параметры, диаметр модового поля и т.д. Хотя по опыту автора, в 99,9% случаев последующие "разборы полетов" показывали, что ОВ соответствует заявленным характеристикам. И это вполне понятно – иначе ОВ не прошло бы выходной контроль у изготовителя. Однако возникающие иногда у строителей претензии к качеству СС могут быть вызваны не только реально неудовлетворительным качеством сварки, но и многочисленными другими – истинными и мнимыми – причинами. В частности – некорректными измерениями (например, неправильной работой с рефлектометром) и/или неправильной интерпретацией результатов измерений [4].
Согласно принятым Минсвязи России нормам [5], вычисленное по результатам измерений с двух направлений затухание на СС не должно превышать 0,05 дБ для 50% стыков и не более 0,1 дБ – для 100% стыков. В отдельных случаях допускается затухание до 0,15 дБ (длина волны 1550 нм). Подчеркнем – с двух направлений. К сожалению, очень часто претензии к "повышенному затуханию" СС предъявляются на основании только рефлектограмм только с одного направления. Однако и в международных рекомендациях ITU-Т G.650 "Методы измерений параметров проложенных участков одномодового оптического кабеля" [6], и в ряде других подобных документов и рекомендаций четко указано, что по односторонним рефлектограммам невозможно сделать вывод об истинной величине затухания в СС.
Данное недоразумение в значительной степени усугубляется тем, что производители рефлектометров не дают разъяснений относительно того, какой физический смысл содержат введенные когда-то в доисторические времена термины типа looser или gainer ("спад" или "подъем"), отображаемые в качестве "событий" (events) при формировании отчета анализа трассы на основе полученных рефлектограмм. Поэтому "спад" интерпретируется как "затухание", что категорически неверно. Это глубоко укоренившаяся, принципиальная ошибка, которую продолжают массово тиражировать. Ошибка и в терминологии, и в понимании принципа работы оптического рефлектометра, и в интерпретации результатов (см. рисунок).
Поэтому при приемке строительно-монтажных работ и возникают разногласия относительно того, какие результаты рефлектометрических измерений – односторонние или двухсторонние – следует принимать за основу. Мы уже ответили на этот вопрос: только двухсторонние. Однако до сих пор некоторые заказчики вводят собственные нормы приемки СС типа "не более 0,15 дБ в одном направлении". По-видимому, рассчитывая, что подобные нормы будут способствовать улучшению качества сети.
Представляется, что надежная и качественная активная аппаратура должна "переваривать" на отдельном кабельном участке хотя бы 3 дБ реального дополнительного затухания, и что передаваемый в прямом направлении сигнал едва ли должен подвергаться какому-либо практически заметному преобразованию на участках ОВ, соответствующих призрачным "событиям" на рефлектограмме типа "спад"/"подъем".
Понятно, что рефлектограмму проще снять с одной стороны, чем с двух. И намного быстрее. Только один раз с длительностью импульса порядка 1 мкс. Поэтому многих очень привлекает возможность измерить затухание в месте сварки только по рефлектограмме с одной стороны – по разности показаний прибора при двух положениях курсора по обе стороны от СС. Однако эта привлекательная возможность реализуется только в случае абсолютно идеального ОВ, свойства которого прецизионно одинаковы по всей длине и, соответственно, коэффициент пропорциональности между прямым и обратно рассеянным сигналами один и тот же по всей длине ОВ. В реальном же ОВ доля отраженного сигнала так или иначе варьируется в некоторых пределах (вообще говоря – в мало известных и недостаточно изученных), определяемых естественным технологическим разбросом свойств ОВ по длине и от образца к образцу. При стыковке двух фрагментов ОВ различных партий, типов, изготовителей и т.д. различие в уровнях обратного рассеяния стыкуемых ОВ, в совокупности с различием в конструкции ОВ (профиль показателя преломления, диаметр модового поля и т.д.), приводит к тому, что показания рефлектометра в месте СС хорошо предсказуемы далеко не всегда. Хотя в первом приближении и с хорошей для практики точностью при известных значениях диаметра модового поля стыкуемой пары ОВ показания рефлектометра в месте сварки все же можно теоретически предвидеть [7, 8].
Кроме того, нередко наблюдаемое "повышенное затухание" в местах СС может быть вызвано ошибками монтажа муфты, кросса и т.п. (зажаты волокна или модули), при прокладке или подвеске кабеля (недопустимое осевое закручивание ОК, чрезмерные изгибы, сдавливающие воздействия – например, в зажимах при монтаже арматуры подвесного ОК и пр.). Поскольку при практических работах пространственная разрешающая способность рефлектометров обычно составляет в лучшем случае 10–100 м (с целью сокращения времени измерений на пролетах 10–100 км длительность импульса редко устанавливают менее 100 нс) , то прилежащие к СС участки ОВ с повышенным затуханием, вследствие неправильного монтажа ОК и/или муфт, могут также ошибочно восприниматься лишь как увеличенное затухание на СС. В этой связи полезно отметить и учесть важный технологический нюанс – в случае физического воздействия на ОВ/ОК, приведшего к реальному увеличению затухания в окрестности СС, ошибки монтажа кабеля (а не собственно "плохая сварка") значительно сильнее проявляются на длине волны 1550 нм и слабее – на 1310 нм. В случае истинных неоднородностей ОВ, в том числе при плохо выполненной сварке, "ступеньки" на рефлектограмме будут качественно одинаковыми на обеих длинах волн – 1310 и 1550 нм.
На практике все упомянутые факторы – и далеко не только они – образуют порой чрезвычайно сложную для анализа картину параметров трассы вблизи СС, с весьма схожими симптомами. И проще всего свести их первопричину к "увеличенному затуханию на сварном соединении". Но это верно далеко не всегда, и если потери в окрестности СС реально велики, то необходим тщательный поиск причины. Понятно, что такой анализ – что же вызвало "вопросы" при строительстве ВОЛС в том или ином конкретном случае – чаще всего невозможен с учетом сжатых сроков строительства. Однако другого пути нет. Только подробный "разбор полета" – т.е. последовательный и внимательный анализ, рассмотрение и последовательное исключение всех возможных факторов и причин, влияющих на качество СС и трассы в его окрестности, сможет обеспечить высокое качество монтажа ВОЛС. И повлечет если не полное отсутствие, то хотя бы значительное снижение "вопросов по сварке" в будущем.

Литература
Питерских С.Э. Влияние технологических процессов производства на свойства оптических волокон, определяющие оптические потери в сварных соединениях. – Электросвязь, 2003, №2, с.27.
Микилев А. Качественная сварка ОВ: уравнение со многими неизвестными или тернистый путь в светлое будущее. – LightWave Russian Edition, 2007, №3, c.16–22.
Леко В.К., Мазурин О.В. Свойства кварцевого стекла. – Л.: Наука, 1985.
Микилев А.И., Павлычев М.И. "Затухание А-Б", или к вопросу об оценке качества сварки ОВ рефлектометром. – Фотон-Экспресс, 2006, № 5(53), с.30–31.
Нормы приемо-сдаточных измерений элементарных кабельных участков магистральных и внутризоновых подземных волоконно-оптических линий передачи сети связи общего пользования. – Госкомсвязи России, 17.12.1997.
ITU-T G.650.3. Test methods for installed single-mode fibre cable sections. – ITU-T, 03/2008.
R.K.Boncek, J.Hartpence, Y.Qian and T.Liang. Ensuring Low Splice Loss With High Quality Fibers. – Fitel USA Corp., OFS, 2003, www.ofsoptics.com/resources/splice.pdf.
Yablon A.D. Optical Fiber Fusion Splicing. – Springer-Verlag, 2005.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art