Conoscenza

Giunzione della fibra otticaè un processo tecnico fondamentale nella moderna costruzione delle reti di comunicazione. Che si tratti di cablaggio di data center, aggiornamenti dell'infrastruttura di telecomunicazioni o espansione della rete aziendale, padroneggiare il correttometodi di giunzione della fibra otticaè essenziale. Una comprensione dettagliata di tutti gli aspetti digiunzione di cavi in ​​fibra otticaaiuta nella scelta del metodo di giunzione appropriato e nel garantire la qualità della costruzione.

Cos'è la giunzione della fibra ottica? Perché ne abbiamo bisogno?

Fibra otticagiunzioneè la connessione permanente di due fibre ottiche, inclusogiunzione per fusioneEgiunzione meccanica. Lo scopo è garantire che i segnali ottici possano essere trasmessi tra le fibre con una perdita minima. Nelle applicazioni pratiche,giunzione della fibra otticaviene utilizzato principalmente nei seguenti scenari:

L'estensione della rete è il requisito più comune. Quando una singola fibra non può soddisfare i requisiti di distanza di trasmissione, è necessario collegare più fibretecniche di giunzione. I prodotti in fibra ottica standard sono generalmente disponibili in bobine singole-di lunghezza pari a 2-4 chilometri, mentre l'implementazione effettiva della rete richiede la copertura di distanze maggiori.

Richiede anche la riparazione dei guastigiunzione di cavi in ​​fibra otticatecnologia. Durante l'uso,cavi in ​​fibra otticapotrebbe rompersi a causa di danni alla costruzione, disastri naturali o invecchiamento. Attraversotecnologia di giunzione, le comunicazioni possono essere ripristinate rapidamente. Rispetto alla ri-distribuzione di un intero cavo,giunzione delle fibre in-sitopuò ridurre significativamente i tempi e i costi di riparazione.

La ramificazione e la suddivisione della rete sono sempre più importanti nelle moderne architetture di rete. Attraverso dispositivi come gli splitter ottici, una fibra trunk può diramarsi in più sotto-percorsi, ottenendo una copertura di rete da punto-a-multipunto. Questa applicazione è particolarmente comune nei progetti FTTH (Fiber to the Home).

Anche il collegamento delle apparecchiature è un importante scenario applicativogiunzione della fibra ottica. Le apparecchiature in fibra ottica come switch, router e pannelli di connessione ODF si collegano ai cavi principali tramite pigtail o cavi di connessione.

Giunzione in fibra otticala qualità influisce direttamente sulle prestazioni della rete. Parametri come la perdita di inserzione e la perdita di ritorno nei punti di giunzione influiscono sull'attenuazione del segnale e sulla qualità della trasmissione. Poverogiunzionipuò addirittura portare a interruzioni della comunicazione.
 

Fusione vs giunzione meccanica: come scegliere?

Giunzione della fibra otticarientra principalmente in due categorie:giunzione per fusioneEgiunzione meccanica, che differiscono significativamente in termini di principio, prestazioni, costi e scenari applicativi.

Giunzione di fusionela tecnologia funziona principalmente riscaldando le facce terminali di due fibre alla loro temperatura di fusione (circa 2000 gradi) e fondendole insieme. Modernogiuntatrici a fusioneutilizzare la scarica ad arco elettrico per generare temperature elevate e garantire un preciso allineamento del nucleo attraverso sistemi di allineamento di precisione. Il punto di connessione dopo la giunzione a fusione è quasi integrale con la fibra originale, con una perdita di inserzione tipicamente inferiore a 0,05 dB e una perdita di ritorno che supera i -60 dB, rendendolo il punto con le migliori prestazionimetodo di giunzioneattualmente disponibile.

Giunzione meccanicautilizza mezzi meccanici per fissare due fibre, portando le loro estremità in un allineamento preciso. Il punto di giunzione fissa le fibre tramite speciali scanalature a V-o manicotti di precisione e utilizza gel di corrispondenza dell'indice-per ridurre il riflesso della luce sull'interfaccia. Questo metodo non richiede riscaldamento ed è relativamente semplice da utilizzare, ma le prestazioni sono leggermente inferiori alla giunzione a fusione, con una perdita di inserzione tipica compresa tra 0,1 e 0,3 dB.

Tabella di confronto delle prestazioni

Raccomandazioni per la selezione:

Per installazioni permanenti come reti dorsali, data center e scenari di trasmissione a lunga-distanza,giunzione per fusioneè la soluzione preferita. Sebbene l'investimento iniziale nelle apparecchiature sia elevato, i punti di giunzione a fusione sono stabili, presentano perdite ridotte, lunga durata e costi totali a lungo termine- inferiori. Soprattutto nelle applicazioni in fibra monomodale-, il vantaggio di basse-perdite della giunzione a fusione è più pronunciato.

Negli scenari di applicazione temporanea,giunzione meccanicaha dei vantaggi. Ad esempio, nei test sul campo, nella configurazione temporanea della rete e nelle situazioni di ripristino rapido dei guasti,giunzione meccanicaè veloce da utilizzare e adatto a lavori su-scala ridotta.

Per progetti di piccole dimensioni-con budget limitato, se il numero dipunti di giunzioneè piccolo,giunzione meccanicapuò essere adottato per evitare gli alti costi di acquisto agiuntatrice a fusione.

Nelle applicazioni in fibra multimodale, a causa del diametro del nucleo maggiore (50/62,5μm), i requisiti di precisione di allineamento sono relativamente inferiori egiunzione meccanicapuò anche ottenere buoni risultati, il che la rende una scelta-di ottimizzazione dei costi.

Elenco di controllo degli strumenti di giunzione per fibre ottiche

Attrezzatura principale per la giunzione a fusione:

Giuntatrice a fusione per fibra ottica: seleziona la giuntatrice single-core o a nastro in base alle esigenze del progetto, assicurandoti che la calibrazione dell'attrezzatura sia valida e che la batteria sia sufficiente

Mannaia per fibra ottica: le mannaie ad alta-precisione possono garantire la planarità delle-faccia entro 0,5 gradi, che è un prerequisito per una giunzione a bassa-perdita

Riscaldatore per guaine protettive termoretraibili: Utilizzato per la protezione meccanica dei punti di giunzione; alcune giuntatrici a fusione hanno-funzioni di riscaldamento integrate

Riflettometro ottico nel dominio del tempo (OTDR): Utilizzato per testare la qualità della giunzione e individuare i punti guasti; attrezzature essenziali per l'accettazione della qualità

Misuratore di potenza ottica e sorgente luminosa: Utilizzato per testare la perdita di inserzione per verificare le prestazioni del punto di giunzione

Strumenti specializzati per la giunzione meccanica:

Connettori di giunzione meccanica

Spelafili per fibra ottica: Utilizzato per rimuovere gli strati di rivestimento in fibra

Strumenti per la pulizia della fibra ottica: Inclusa carta-priva di pelucchi, alcool isopropilico e penne per la pulizia specializzate

Localizzatore visivo di guasti (penna a luce rossa): Utilizzato per il test di continuità della fibra e l'identificazione del nucleo

Strumenti e materiali ausiliari:

Spellafili e forbici: Utilizzato per spelare le guaine esterne dei cavi e i tubi sciolti

Pinza Miller o pinza diagonale: Elementi di resistenza del cavo di processo

Chiusure di giunzione in fibra o scatole di giunzione: Proteggere i punti di giunzione e fornire il fissaggio del cavo

Maniche termoretraibili: Varie misure per la protezione dei punti di giunzione

Prodotti per la pulizia delle fibre: carta-che non lascia pelucchi, alcol isopropilico, bombolette di aria compressa

Raccomandazioni per la configurazione del team:

I piccoli progetti (meno di 100 punti di giunzione) richiedono in genere 1 operatore esperto; i progetti medi (100-500 punti di giunzione) consigliano un team di 2-3 persone; i progetti di grandi dimensioni richiedono più gruppi di lavoro in base alla pianificazione e al carico di lavoro.
 

Procedura operativa standard per la giunzione di fibre ottiche

Una procedura operativa standardizzata è fondamentale per garantire una qualità di giunzione costante.

Passaggio 1: spelatura dei cavi e identificazione della fibra

Spelare la guaina esterna del cavo nel punto di giunzione predeterminato, richiedendo in genere 1,5-2 metri di gioco per il funzionamento. Quando si utilizzano strumenti spelafili specializzati, controllare attentamente la forza per evitare di danneggiare le fibre interne. Per i cavi armati, rimuovere prima il nastro o il filo d'acciaio, quindi lavorare la guaina interna.

Tagliare gli elementi di rinforzo del cavo e fissarli nelle opportune posizioni nella chiusura di giunzione. Pulisci il composto di riempimento o la polvere secca all'interno del cavo utilizzando carta priva di lanugine-con etere di petrolio o un detergente specializzato.

Quando si rimuove il fascio di fibre dal tubo allentato, procedere con delicatezza per evitare una flessione eccessiva. Confermare il numero di sequenza di ciascuna fibra in base allo spettro di colori della fibra o ai contrassegni, utilizzare carta per etichette per contrassegnare e garantire la corretta corrispondenza con le fibre dell'altra estremità del cavo. Nei progetti complessi, l'utilizzo di una penna a luce rossa o di un localizzatore visivo di guasti per l'identificazione dei nuclei può prevenire collegamenti errati.

Passaggio 2: preparazione della faccia dell'estremità della fibra-

Rimuovere circa 50-80 centimetri di fibra dal tubo sciolto e, a circa 5-6 centimetri dall'estremità, utilizzare degli estrattori per rimuovere delicatamente lo strato di rivestimento (il diametro dello strato di rivestimento è in genere 250μm; dopo la rimozione, il diametro della fibra nuda è 125μm). La lama spellafili deve essere perpendicolare all'asse della fibra, con forza uniforme, per evitare danni alla fibra di vetro.

Utilizza carta-priva di pelucchi imbevuta di alcol isopropilico per pulire la sezione in fibra nuda 2-3 volte in una direzione, rimuovendo oli superficiali e micropolvere. Non pulire avanti e indietro e non lasciare che la fibra nuda tocchi la superficie dell'oggetto. Dopo la pulizia, immediatamentetagliare la fibraper ridurre la contaminazione da polvere nell’aria.

Posiziona la fibra pulita nella scanalatura a V-della mannaia, assicurandoti che la sezione di fibra nuda si estenda nella lama per circa 10-16 mm. Completa velocemente ilscissioneazione. Una qualitàscissola faccia finale deve essere liscia e piatta, con un angolo-della faccia finale<0.5°, without cracks, chips, or burrs.

Passo 3: Operazione di giunzione a fusione di fibre

Accendi ilgiuntatrice a fusione, verificare che l'apparecchiatura abbia completato il preriscaldamento e che sia correttoprogramma di giunzioneè selezionato. Pre-infilare la protezione termoretraibilemanicasu una fibra, posizionando ilmanicaad almeno 10 centimetri dalla zona di giunzione.

Posiziona le due fibre nelle scanalature a V-destra e sinistra delgiuntatrice a fusionerispettivamente, con le facce terminali della fibra che si estendono nelle posizioni di bloccaggio appropriate, tipicamente 10-12 mm su entrambi i lati della linea centrale del morsetto. Chiudere la copertura antivento e avviare l'automaticogiunzione per fusioneprogramma. La giuntatrice eseguirà l'allineamento del nucleo, la pulizia dello scarico, l'ispezione pre-della giunzione, lo scarico della giunzione (fusione e fusione ad alta-temperatura delle facce terminali della fibra) e la valutazione della qualità della giunzione.

L'intero automaticoprocesso di fusionerichiede 10-30 secondi. Dopofusioneè completata, verificare il valore di perdita stimato visualizzato dalla giuntatrice; dovrebbe essere la fibra mono-modale<0.05dB, multimode fiber should be <0.1dB. Observe the splice point image; the giunzionel'area deve essere liscia e continua, senza bolle, disallineamento o striature.

Passaggio 4: protezione del punto di giunzione

Sequalità della giunzioneè accettabile, aprire la copertura antivento, rimuovere la fibra dalla giuntatrice, spostare la protezione termoretraibile pre-filettatamanicaalla posizione centrale delpunto di giunzione, con il punto di giunzione al centro delmanica.

Posiziona ilfibra con manichenel riscaldatore; la temperatura di riscaldamento è tipicamente di 100-120 gradi per circa 30-60 secondi. Durante il riscaldamento, ilguaina termoretraibilesi contrarrà e avvolgerà saldamente la fibra, mentre l'adesivo hot melt interno-si scioglierà e si solidificherà, fornendo resistenza meccanica e protezione impermeabile alpunto di giunzione.

Una volta completato il riscaldamento, rimuovere la fibra e attendere 10-20 secondi per il raffreddamento. Controlla se ilguaina termoretraibilesi è contratto in modo uniforme senza bolle o crepe. Un qualificatomanicotto di protezionedeve coprire completamente la sezione in fibra nuda, con entrambe le estremità ben aderenti allo strato di rivestimento.

Passaggio 5: avvolgimento e fissaggio della fibra

Avvolgi ilfibra giuntata onto the coiling tray in the splice closure. When coiling, follow minimum bend radius requirements: single-mode fiber bend radius should be >30mm, multimode fiber should be >50 mm. L'avvolgimento deve essere naturale e liscio, evitando incroci, torsioni o eccessive tensioni.

Utilizzare fascette per cavi o clip di fissaggio per fissare la fibra a spirale sul vassoio di avvolgimento, assicurandosi che la fibra non si allenti a causa di vibrazioni o movimento. Prestare particolare attenzione apunto di giunzionesezione, posizionandola nella scanalatura di fissaggio del vassoio di avvolgimento per evitare sollecitazioni.

Infine, fissare gli elementi di rinforzo del cavo nelle posizioni appropriate della chiusura di giunzione, fissare la chiusura e compilare il registro della giunzione. Apporre l'identificazione all'esterno della chiusura di giunzione, annotando la data di giunzione, il numero di fibre e altre informazioni.

Precauzioni di sicurezza per la giunzione della fibra ottica

Pericoli e smaltimento dei frammenti di fibra

Taglio fibra otticaproduce minuscoli frammenti di vetro con un diametro di soli 125 micron che possono perforare la pelle e sono difficili da rilevare e rimuovere. Eseguire sempre il taglio su una scatola di taglio specializzata o su un raccoglitore di fibre di scarto. Non toccare l'area di taglio con le mani e non strofinarsi gli occhi.

Pericoli dovuti alle radiazioni laser

Presente durante il collaudo e la manutenzione. Laser utilizzati incomunicazione in fibra ottica, in particolare i laser a infrarossi da 1550 nm, sono invisibili. Non guardare mai direttamente le estremità delle fibre né osservare le estremità delle fibre illuminate attraverso una lente di ingrandimento. Prima del test, verificare che la sorgente luminosa sia spenta. Utilizzare un misuratore di potenza ottica per confermare la "fibra scura" anziché giudicare la continuità del percorso luminoso a occhio nudo.

Pericoli chimici

Principalmente da detergenti e materiali di riempimento dei cavi. L'alcol isopropilico è infiammabile e volatile; utilizzare in ambienti ben-ventilati ed evitare il contatto con fiamme libere. I composti di riempimento dei cavi dovrebbero evitare il contatto con la pelle; lavarsi accuratamente le mani dopo il lavoro.

Sicurezza elettrica

Particolarmente importante durante l'utilizzogiuntatrici a fusione. Le giuntatrici utilizzano l'alta tensione per generare archi elettrici; non toccare le parti dell'elettrodo durante la giunzione. Controllare regolarmente le prestazioni di isolamento dell'apparecchiatura, assicurandosi che i cavi di alimentazione e i fili di terra siano intatti. Nota: non utilizzare le giuntatrici a fusione in caso di pioggia o ambienti umidi.
 

Singola-modalità o multimodale: come scegliere per la giunzione della fibra?

La selezione del tipo di fibra appropriato è la base digiunzione della fibra otticapianificazione del progetto. Singola-modalità e multimodalefibre ottichepresentano chiare differenze nella struttura fisica, nelle caratteristiche prestazionali e negli scenari applicativi.

Differenze strutturali:

La fibra mono-modale ha un diametro del nucleo di circa 8-10 micron, consentendo una sola modalità di trasmissione delle onde luminose, con un diametro del rivestimento di 125 micron. La fibra multimodale ha un diametro del nucleo di 50 o 62,5 micron e può trasmettere più modalità di onde luminose. Questa differenza strutturale determina le differenze prestazionali fondamentali tra i due.

Confronto delle prestazioni di trasmissione:

Poiché la fibra monomodale-trasmette solo in una sola modalità, non c'è dispersione modale, quindi la larghezza di banda di trasmissione è praticamente illimitata e può supportare trasmissioni a velocità 40G, 100G o anche superiori. La distanza di trasmissione può raggiungere decine o addirittura centinaia di chilometri senza ripetitori. La fibra mono-modale utilizza in genere laser con lunghezza d'onda di 1310 nm o 1550 nm.

La fibra multimodale presenta una dispersione modale, che limita la larghezza di banda e la distanza di trasmissione. La fibra multimodale di grado OM3-ha una distanza di trasmissione massima di circa 300 metri a velocità 10G; OM4 può raggiungere i 550 metri. La fibra multimodale utilizza in genere LED con lunghezza d'onda di 850 nm o 1300 nm o laser VCSEL, che costano meno dei laser utilizzati nei sistemi monomodali.

Costo:

Multimodalecavo in fibradi per sé ha un prezzo simile alla fibra mono-modale, ma i moduli ottici corrispondenti (ricetrasmettitori) sono significativamente più economici dei sistemi mono-modali, offrendo vantaggi in termini di costi nelle applicazioni a breve-distanza. Ad esempio, un modulo ottico SFP+ multimodale potrebbe costare $ 40-$ 70, mentre un modulo monomodale-analogabile potrebbe costare $ 110-$ 210. Tuttavia, nelle applicazioni a lunga distanza, i sistemi monomodali non richiedono apparecchiature ripetitrici, rendendo i costi complessivi effettivamente inferiori.

Domande frequenti

Quali sono le differenze tra le fibre multimodali OM3/OM4/OM5?

Con quale frequenza è necessaria la calibrazione di una giuntatrice a fusione?

Programma di manutenzione regolare:

Sostituzione degli elettrodi: 2000-3000 nuclei (o quando la perdita supera costantemente gli standard)

Pulizia della scanalatura a V-: prima di iniziare il lavoro ogni giorno

Calibrazione del motore: annualmente o quando richiesto

Calibrazione di fabbrica: ogni 3 anni o 50.000 core

Ispezione giornaliera: Perform test splices with standard fiber; if loss >0,1 dB, è necessaria la manutenzione.

Perché la fibra si illumina di rosso con una penna a luce rossa ma non ha segnale?

La luce rossa (650 nm) viene utilizzata solo per il test di continuità del nucleo e non rappresenta le normali lunghezze d'onda di comunicazione (1310/1550 nm). I possibili motivi includono la contaminazione delle estremità-della faccia, la perdita di micropiegature o la mancata corrispondenza del tipo di connettore.