Монтаж волоконно-оптических кабелей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

МОНТАЖ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

Цель работы: изучить конструкцию волоконно-оптических кабелей, аппаратуру и оборудование для монтажа волоконно-оптических кабелей, научиться сращивать волокна оптического кабеля.

Основные теоретические сведения

В волоконно-оптических системах передачи информационные сигналы распространяются по оптическим кабелям. Основным элементом оптического кабеля является оптический волновод – круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика, структура которого обеспечивает распространение вдоль него световых сигналов. Оптические волноводы из-за малых размеров поперечного сечения обычно бывают волоконными световодами (ВС) или оптическими волокнами (ОВ). Первый термин обычно применяется при исследовании вопросов передачи информации с помощью законов оптики, тогда как второму отдается предпочтение при рассмотрении конструктивных и технологических особенностей оптических кабелей.

Для связи по оптическому волокну (рис. 6.1) используются видимые лучи (0,4…0,75 мкм) и ближний диапазон инфракрасных лучей (0,85;1,3;1,55…6 мкм). При этом возможна передача большого числа различных типов волн – мод (m). Исходя из двойственной природы света (лучевой и волновой) различным типам волн (модам) соответствует различное число лучей. Одномодовой передаче соответствует один луч (рис. 6.2, а), а многомодовой – два и более (рис. 6.2, б)


Рис 6.1. Оптическое волокно

Рис 6.2. Одномодовая (а) и многомодовая (б) передачи

Одномодовый режим возможен при l » d, l < d.

Достоинства одномодовых систем:

· малая дисперсия (искажение сигналов);

· большая пропускная способность;

· большая дальность передачи;

· отсутствие модовых искажений.

Свойства оптического кабеля (ОК) определяются, главным образом, двумя характеристиками: затуханием и дисперсией. Затухание ограничивает длину регенерационных участков и дальность передачи по кабелю. Дисперсия приводит к искажению передаваемых сигналов и определяет частотную ширину тракта и пропускную способность кабеля.

Затухание ОК на волне 0,85 мкм – 3–5 дБ/км;

1,3 мкм – 1 дБ/км;

1,55 мкм – 0,5 дБ/км.

Полоса пропускания для многомодового ОК – 300 МГц км;

градиентного – 800 МГц км;

одномодового – 5000 МГц км.

Порядок выполнения работы

Сращивание в муфте строительных длин оптических кабелей связи выполняется в следующем порядке.

1. Установить в пролете между двумя консолями нижней половины металлический желобок и выложить на нем нахлест сращиваемых концов кабелей.

2. Обрезать концы сращиваемых кабелей по размерам.

3. Надвинуть на концы кабелей полиэтиленовые конусы, цилиндры, опорные стальные кольца, отрезки термоусаживаемых трубок. Произвести сварку полиэтиленовых конусов с оболочкой кабелей методом наплавления полиэтиленовой ленты под стеклолентой (рис. 6.9).

монтаж волоконно-оптических кабелей - student2.ru

Рис. 6.9. Надвигание на сращиваемые концы кабелей термоусаживаемых трубок: 1 – сращиваемые кабели; 2 – отрезки термоусаживаемых трубок ТУТ 80/40; 3 – полиэтиленовые цилиндры; 4 – полиэтиленовые конуса с опорными стальными кольцами; 5 – приварка конусов к оболочке методом наплавления полиэтиленовой ленты под стеклолентой; 6 – нижняя половина металлического желобка; 7 – кабельные консоли

4. Надвинуть на сращиваемые концы кабелей конусы, цилиндры, отрезки термоусаживаемых трубок, приварить конусы к оболочке.

5. Снять оболочки с концов кабелей ножом или с помощью специального приспособления, один из возможных вариантов которого приведен на рис. 6.10.

Рис. 6.10. Вариант конструкции инструмента для продольного и радиального прорезания оболочки кабеля: 1 – режущее лезвие; 2 – регулятор глубины реза; 3 – рычаг перевода лезвия с продольной на радиальную резку; 4 – ролик подачи кабеля; 5 – нажимная подпружиненная кнопка

6. Протереть сердечники кабелей ветошью, смоченной бензином Б-70, для удаления гидрофобного заполнения.

7. Надвинуть на центральный упрочняющий элемент одного из концов кабелей металлическую обжимную втулку и удалить поливинилхлоридную оболочку с обоих упрочняющих элементов от центра муфты до конца.

8. Обжать металлическую втулку на концах упрочняющих элементов с выводом оголенных прядей на поверхность втулки и связкой их двойным узлом (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Сращивание в металлической втулке центральных упрочняющих элементов: 1 – центральный упрочняющий элемент в поливинилхлоридной оболочке; 2 – оголенные пряди упрочняющего элемента; 3 – металлическая обжимная втулка; 4 – обжимаемые шейки втулки; 5 – концы, закрепляемые вязкой двойным узлом

9. Выложить оптические модули петлями запаса (рис. 6.12) и обрезать лишнюю длину.

Рис. 6.12. Выкладка оптических модулей петлями запаса (1) и обрезка излишней длины

10. Удалить оболочки оптических модулей (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Удаление оболочки оптических модулей с помощью специального приспособления: 1 – оптический кабель; 2 – полиэтиленовый конус; .3 – оптические модули в оболочке; 4 – приспособление для удаления оболочки; 5 – нижняя половина опорного металлического желобка; 6 – кабельная консоль

11. Надвинуть на оптические волокна кабеля с одной стороны термоусаживаемые гильзы с герметизирующим заполнителем.

12. Удалить с оптического волокна внешнее защитное покрытие (рис. 6.14).

Рис. 6.14. Удаление с оптических волокон внешнего защитного покрытия

13. Удалить с оптического волокна внутреннее защитное покрытие (рис. 6.15). Один из вариантов комбинированного приспособления для удаления с оптических волокон защитных покрытий приведен на рис. 6.16.

Рис. 6.15. Удаление с оптических волокон внутреннего защитного покрытия: 1 – приспособление для удаления покрытий; 2 – оптическое волокно с внутренним покрытием

Рис. 6.16. Приспособление для удаления с оптических волокон защитных покрытий: 1 – верхний нож; 2 – направляющая пластина; 3 – нижний нож; 4 – крышка выдвижной планки; 5 – выдвижная планка; 6 – две лески; 7 – рычаг натяжения лесок

14. Сколоть волокна на обоих сращиваемых концах модулей (рис. 6.17) с помощью приспособления, приведенного на рис. 6.18.


Рис. 6.17. Скол оптического волокна	Рис. 6.18. Приспособление для скола волокон: 1 – лезвие ножа; 2 – держатель; 3 – лапка держателя; 4 – верхний рычаг; 5 – пластина

15. Заложить сращиваемые пары оптических волокон в сварочный аппарат УСВ (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Общий вид панели устройства для сварки волокон оптических кабелей (УСВ): 1 – электрод; 2 – держатель; 3 – зажимы держателя; 4 – зажимы блоков узла крепления и перемещения волокон; 5 – кнопки с фиксаторами для отжатия зажимов блоков; 6 – ручка горизонтального перемещения волокон; 7 – ручка вертикального перемещения волокон; 8 – ручка перемещения одного волокна; 9 – ручка перемещения двух волокон; 10 – ручка крепления микроскопа; 11 – миллиамперметр; 12 – гнездо включения освещения места сварки

16. Подогнать в горизонтальной и вертикальной плоскостях (юстировка) торец стороны b к торцу стороны а под контролем микроскопа, вмонтированного в устройство УСВ.

17. Подать высокое напряжение на соответствующие электроды устройства УСВ и сварить торцы волокон в электрической дуге.

18. Надвинуть на сросток волокон термоусаживаемую гильзу с герметизирующим заполнителем.

19. Прогреть и усадить гильзы над нагревательной электроспиралью устройства УСВ.

20. Подготовить и сварить аналогичным способом все оптические волокна кабеля.

21. Выложить все срощенные оптические волокна в муфте петлями; скрепить общей вязкой все волокна в муфте (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Скрепление волокон в муфте общей вязкой: 1 – петли срощенных волокон; 2 – общая вязка; 3 – металлический желобок; 4 – полиэтиленовый корпус муфты; 5 – кабельная консоль

22. Наложить на муфту верхнюю половину металлического желобка.

23. Надвинуть на желобки и конусы два полиэтиленовых цилиндра.

24. Надвинуть на муфту три отрезка термоусаживаемых трубок с подклеивающим составом.

25. Прогреть и усадить три отрезка термоусаживаемых трубок на стыках муфты.

26. Выложить и закрепить муфты на консолях колодца. Общий вид готовой муфты показан на рис. 6.21.

монтаж волоконно-оптических кабелей - student2.ru

Рис. 6.21. Готовая муфта: 1 – оптический кабель; 2 – полиэтиленовые конусы; 3 – приварка конусов к оболочке кабелей методом наплавления полиэтиленовой ленты под стеклолентой; 4 – опорные стальные втулки; 5 – полиэтиленовые цилиндры; 6 – металлический желобок; 7 – пояски из отрезков термоусаживаемых трубок 80/40; 8 – кабельные консоли

В ходе монтажа осуществляются оперативные и контрольные измерения. Основными измерительными приборами служат оптические тестеры и рефлектометры, которыми контролируется затухание светового потока в сростке волокон.

Содержание отчета

Отчет должен содержать следующее:

· описание цели работы;

· алгоритм выполнения работ по соединению оптических волокон на сварочном аппарате;

· результаты измерений оптического кабеля;

· выводы.

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию оптических кабелей связи.

2. Почему длины волн излучением l =1,3 мкм, l = 1,55 мкм считается наиболее перспективными в ВОСП?

3. Какие материалы используются для изготовления оптических волокон?

4. Какой режим работы волоконного световода называется одномодовым и какой многомодовым?

5. Перечислите методы соединения оптических волокон между собой.