Сварка оптических волокон

Теория и методические аспекты

Нормативы

В соответствии с нормами приемосдаточных измерений элементарных кабельных участков – ЭКУ (Приказ Госкомсвязи России от 17.12.97 №97) установлены следующие нормативы для неразъемных соединений ЭКУ:

Длина волны, нм

Максимальное значение потерь неразъемного соединения (дБ) в % от общего числа неразъемных

соединений

100% 50%

1310 0,2 0,1

1550 0,1 0,05

Нормативы

Значение потерь для каждого неразъемного соединения определяется как среднее арифметическое результатов измерений оптическим рефлектометром с двух сторон ЭКУ

Формула расчета затухания на сварке:

Затухание = (OTDR AB + OTDR BA) / 2

Неоднородности при сварке

Длина волны 1550 нм наиболее восприимчива к наличию микроизгибов в непосредственной близости от места сварки.Поэтому если на длине волны 1310 нм параметры в норме, а на длине волны 1550 нм существенно выше нормы, высока вероятность неправильной укладки ОВ и наличия микроизгиба

Принцип работы рефлектометра

При измерении рассеянной назад мощности зондирующего импульса, фиксируется не только параметр затухания на сварке, но и величина систематической ошибки, связанной с разницей диаметров модовых полей различных отрезков волокна, в т.ч. разных производителей.

Принцип работы рефлектометра

Если измерять со стороны ОВ с меньшим коэффициентом релеевского рассеяния (больше модовое пятно) в сторону ОВ с большим коэффициентом релеевского рассеяния (меньше модовое пятно), то будет фиксироваться ступень вверх, т.к. мощность обратного рассеяния возрастает и наоборот.

«Ступеньки» на сварках

Разница диаметров модовых пятен правильно свариваемых волокон в пределах допусков, установленных стандартом ITU-T G.652, является основным источником ошибки.Однако «ступеньки» меняют свой знак в зависимости от направления измерения, поэтому эту ошибку можно исключить используя формулу при двунаправленном измерении.

Вид рефлектограмм

Здесь: α – истинное затухание на сваркеΔα – систематическая ошибка, связанная с разницей диаметров модовых пятен

Истинное затухание на сварке

Тогда истинное затухание на сварке можно измерить путем двунаправленного измерения:

Затухание = ((α+Δα)+(α-Δα))/2 = α

Разница в диаметре модовых пятен

Теоретически, разница в диаметре модовых пятен может возникать как при использовании ОВ разных производителей, так и при использовании ОВ одного производителя, но относящегося к разным партиям.Допуски по диаметру модового пятна для ОВ G.652.D на длине волны 1310 нм составляют

9,2±0,4мкм

Разница в диаметре модовых пятен

Максимальное значение систематической ошибки (Δα) при сварке волокна с MFD=8,8 мкм и волокна с MFD=9,6 мкм равно 0,38 дБ с вероятностью около 1/400.Среднее значение систематической ошибки составляет 0,19 дБ.

Причины истинного затухания на сварке

1) Неравенство диаметров модовых пятен2) Зависимость от качества сварки:- Смещение сердцевин волокон друг

относительно друга- Допуски внешнего диаметра- Радиус собственной кривизны волокна- Френелевское отражение

Разница модовых пятен

Истинное затухание (α), вызванное разницей модовых пятен вычисляется по формуле:Затухание α = -20log 2·(MFD+допуск)·(MFD-допуск)/((MFD+допуск)2+(MFD-допуск)2)

Максимальное значение < 0,033 дБСреднее значение < 0,009 дБ

Качество сварки

Потери, вызванные качеством сварки, могут быть практически полностью устранены при соблюдении чистоты, технологии сварки и использовании исправных современных сварочных аппаратов

Практические результаты

Результаты множества экспериментальных практических исследований доказали, что при измерении истинного затухания на сварке путем двунаправленного измерения всегда укладываются в установленные нормативы, при соблюдении технологии сварки и использовании исправного инструмента и оборудования

Выводы-При измерении затухания с помощью рефлектометра, в местах сварки на рефлектограмме может возникать видимая ступень кривой затухания, вызванная особенностями метода измерения. Для исключения систематической ошибки измерения рекомендуется проводить замеры в обоих направлениях с последующим расчетом по формуле среднего арифметического-Величина и знак систематической ошибки не имеет отношения к истинной величине затухания на сварке и зависит от расхождения диаметров модовых пятен волокон. Ошибка возникает из-за разницы коэффициентов обратного релеевского рассеяния соединяемых волокон- Практические результаты двунаправленных измерений согласуются с теорией и укладываются в нормативы