Empalmador de fusión de fibra óptica

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Melontel, uno de los principales fabricantes chinos de equipos de comunicación, está aquí hoy. Este artículo cubrirá definiciones, aplicaciones, especificaciones y beneficios, entre otras cosas. Continúe leyendo para aprender más.

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Hoja de datos del empalmador de fusión de fibra óptica

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Con el aumento de los tipos de fibra óptica y la innovación de la tecnología de fibra óptica, aparecen varios escenarios de red en la red óptica urbana. En la construcción de la red de anillo de cable óptico troncal urbano, se requieren cables ópticos multinúcleo y de gran capacidad, y los cables ópticos de cinta se utilizan a menudo en saltos de red local con requisitos de gran capacidad de núcleo. En tal proceso de desarrollo, los requisitos de calidad del empalme de fibra óptica son cada vez más altos. Ahora, la forma principal de realizar el empalme de fibra óptica es utilizar un empalmador de fusión de fibra óptica. El uso del empalmador de fusión de fibra óptica automático de alto rendimiento es la condición principal para mejorar la eficiencia de trabajo del empalme de fibra óptica y la calidad del empalme de fibra óptica.

¿Qué es el cable de fibra óptica?

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El cable óptico es la principal herramienta de transmisión de varias redes de información en la sociedad de la información actual.

Es un conjunto de cables de comunicación que utiliza una o más fibras ópticas colocadas en una cubierta como medio de transmisión y puede usarse individualmente o en grupos. Los cables ópticos se componen principalmente de fibras ópticas (filamentos de vidrio tan finos como un cabello), fundas protectoras de plástico y revestimientos exteriores de plástico. No hay metales como oro, plata, cobre, etc. en los cables ópticos y, por lo general, no tienen valor de reciclaje.

El cable óptico es un cierto número de fibras ópticas compuestas de núcleos de cable de cierta manera. Los cables ópticos se pueden dividir en cables ópticos en capas, cables ópticos tubulares en paquetes centrales y cables ópticos esqueléticos de acuerdo con las características de la estructura del núcleo. La estructura básica del cable óptico generalmente se compone de núcleo de cable, alambre de acero de refuerzo, relleno y funda, etc. Además, hay una capa impermeable, una capa de protección y otros componentes según sea necesario.

¿Qué son las herramientas de fusión de cables ópticos?

En América del Norte, los tableros de distribución generalmente se alojan en gabinetes de láminas de metal con disyuntores dispuestos en dos columnas que pueden operarse desde el frente. Algunos tableros incluyen una puerta que cubre las manijas del interruptor del disyuntor.

Aún así, todos tienen un frente muerto, lo que significa que el frente del gabinete evita que el operador del interruptor automático entre en contacto con las partes eléctricas activas del interior.

Cuando se quita la tapa y los cables son visibles durante el mantenimiento del tablero de distribución, varias partes activas en los tableros de distribución estadounidenses quedan expuestas con frecuencia. El interruptor principal o disyuntor se coloca en una caja de servicio en los tableros de entrada de servicio canadienses.

1. Empalmador de fusión de fibra óptica.

La empalmadora de fusión de fibra óptica utiliza un arco de alto voltaje para fundir dos fibras ópticas y, al mismo tiempo, utiliza el principio de colimación para hacer avanzar suavemente las dos fibras ópticas en una sola, a fin de realizar el acoplamiento de los campos de modo de fibra óptica. Los empalmadores de fusión de fibra óptica ordinarios generalmente se refieren a empalmadores de fusión de fibra óptica de un solo núcleo. Además, existen empalmadores por fusión de cinta de fibra óptica especialmente utilizados para empalmar por fusión fibras ópticas de cinta, empalmadores por fusión de alambre de cuero para empalmar cables y puentes de cuero, y garantías de empalme por fusión. Empalmador de fusión de fibra de protección de fibra óptica polarizada, etc.

2. Cortador.

Hay dos tipos de cortadoras, manuales y eléctricas. El primero es simple de operar y tiene un rendimiento confiable. Con la mejora del nivel del operador, la eficiencia y la calidad del corte se pueden mejorar en gran medida, y se requiere que la fibra desnuda sea más corta, pero el cortador tiene mayores requisitos en cuanto a la diferencia de temperatura ambiente. Este último tiene una alta calidad de corte y es adecuado para operar en condiciones frías en el campo, pero la operación es más complicada, la velocidad de trabajo es constante y se requiere que la fibra desnuda sea más larga.

3. Otras herramientas.

Dermatomas de cables ópticos, pinzas para pelar fibra óptica, cortaalambres, destornilladores, tubos termorretráctiles, alcohol, algodón absorbente, etc.

¿Cuál es el principio del empalme de fibra óptica?

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El principio de conexión de fibra óptica es azul, naranja, verde, marrón, rojo, negro, amarillo, morado, rosa, cian según el espectro de colores. El cable óptico multinúcleo consiste en poner fibras ópticas de diferentes colores en el mismo tubo de haz (por ejemplo, cable óptico trenzado), un cable óptico de este tipo tiene varios tubos de haz, que son opuestos a la sección del cable óptico, generalmente el rojo es la cuerda de llenado, en orden Carcasa verde, tubo blanco 1, tubo blanco 2, tubo blanco 3, tubo blanco n. Cuando la cantidad de núcleos conectados es igual, las fibras de color correspondientes en el mismo tubo de haz se unen, y cuando la cantidad de núcleos no es igual, conecte primero la mayor cantidad de núcleos y luego conecte la menor cantidad de núcleos.

¿Cómo empalmar cables de fibra óptica?

splicing fiber optic cables

Antes de soldar, prepare las herramientas y los materiales operativos necesarios, como pelacables, cortadores, empalmadores de fusión de fibra óptica, etc., verifique si la fuente de alimentación está bien conectada y verifique si la máquina está dañada. Si trabaja al aire libre, verifique si la energía de la batería es suficiente y preste atención a los alrededores Si el entorno (temperatura, presión, etc.) permite y apaga el trabajo de empalme de fusión de fibra, si las condiciones no lo permiten, detenga el trabajo , y espere hasta que las condiciones estén maduras antes de continuar, para evitar daños al equipo de empalme de fusión de fibra óptica y causar pérdidas innecesarias.

Antes de empalmar el cable óptico, primero se debe preparar el equipo necesario y se debe arreglar la superficie de trabajo para evitar romper o colgar accidentalmente la fibra óptica durante el empalme, especialmente en el campo.

pelar el cable

Utilice un dermatomo de cable óptico para despegar la cubierta exterior del cable óptico, cuya longitud es de 1,2 metros a 2 metros. Al mismo tiempo, fije el extremo del cable óptico y el alambre de acero de refuerzo. El alambre de acero de refuerzo y el extremo deben estar apretados y no sueltos.

Cuando se fijan cables ópticos de capa de tubo de múltiples haces, debido a la fibra en capas, los haces se colocan para distinguirlos. Tenga cuidado de no dañar los paquetes.

Despegue el tubo del paquete, limpie la grasa con papel higiénico y cubra la fibra que se fusionará con un tubo termorretráctil.

Preparation of Fiber Sections

Preparación de secciones de fibra

La fibra de comunicación consta de tres partes: núcleo, revestimiento y revestimiento. El diámetro del núcleo de la fibra de modo base es de solo 4~10 um, y el diámetro del revestimiento es de 125 um. Si la cara del extremo de la fibra no se trata, la cara del extremo de la fibra será áspera y desigual. El tratamiento de la cara del extremo se soldará directamente y la pérdida por empalme aumentará considerablemente. Por tanto, el tratamiento de la cara final antes de la soldadura de la fibra óptica es un paso indispensable, y el contenido específico incluye los tres eslabones de pelado, limpieza y corte.

(1) Pelado del revestimiento de fibra óptica. El revestimiento de fibra óptica generalmente se pela entre 30 mm y 50 mm. Diferentes redes de fibra, diferentes partes y diferentes funciones conducirán a diferentes procesos para preparar fibras desnudas. Las operaciones habituales son:

El primero es aflojar el revestimiento apretado y el tubo suelto, quitar el paquete de protección de fibra óptica y limpiar la pomada que llena la fibra óptica.

El segundo es «determinar el nodo de la fibra y la dirección de la fibra» para garantizar que la longitud de la fibra restante cumpla con los requisitos de diseño.

El tercero es limpiar repetidamente la fibra desnuda con alcohol anhidro y prestar atención a mantener la unidad de la dirección. Finalmente, use abrazaderas Miller para pelar el revestimiento de fibra; también puede utilizar un decapante térmico para extraer la fibra desnuda después de calentar el revestimiento de fibra.

Limpieza de fibras desnudas

Corte el algodón empapado en alcohol en pequeños pedazos en forma de abanico con una superficie plana, dóblelo en forma de «V», sujete la fibra a pelar y frote la fibra a lo largo del eje de la fibra. Para el reemplazo, se utilizan diferentes partes y capas de algodón cada vez, de modo que se puede mejorar la tasa de utilización del algodón y se puede evitar la doble contaminación de la detección de fibra.

Se debe usar alcohol absoluto al limpiar la fibra óptica, lo que puede evitar la absorción de 19pm, 1124pm y 1139pm en el par de fibras ópticas OH. Además, se pueden usar limpiadores ultrasónicos para limpiar las fibras ópticas en áreas donde las condiciones lo permitan. Esta velocidad de procesamiento es rápida y la calidad es buena. «No es fácil provocar accidentes.

Corte de fibras desnudas

El corte de la fibra desnuda es la parte más crítica en la preparación de la cara del extremo de la fibra. En este paso, un cortador preciso y excelente es la base, y las especificaciones de operación estrictas y científicas son la garantía.

El operador debe seleccionar la longitud de fibra desnuda adecuada (generalmente 15 mm) de acuerdo con la especificación de la operación de corte. El cortador debe colocarse suavemente y, al mismo tiempo, se debe evitar que la sección transversal se contamine. El tubo termorretráctil debe insertarse antes de pelar la fibra. penetrar.

La premisa del empalme de fibra es que la cara del extremo de la fibra no debe tener defectos ni rebabas, el ángulo debe ser lo más pequeño posible y la cara del extremo debe ser lo más plana posible. Si hay dislocación, inclinación o contaminación del puerto, conducirá directamente a un aumento en la pérdida de empalme de fibra.

En este momento, se requiere que la cara del extremo de la fibra después del corte sea plana, sin rebabas, sin defectos y que el ángulo de corte sea lo más pequeño posible. El desplazamiento del eje, la inclinación del eje y la suciedad en la cara del extremo conducirán a un aumento de la pérdida de soldadura.

Los principales métodos de corte de fibras ópticas son el corte mecánico y el corte eléctrico ultrasónico. La cuchilla de corte mecánica es un método de corte en el que la fibra óptica se fija en la ranura de posicionamiento empujando la cuchilla para cortar la fibra óptica. También existe un método de corte mecánico presionando hacia abajo la placa de corte. cortar la fibra;

La calidad de trabajo de la cuchilla eléctrica ultrasónica es mayor que la del tipo mecánico. El motor se usa para apretar el bloque de presión de fibra óptica para apretar la fibra óptica, y luego la onda ultrasónica toca suavemente la fibra óptica con la superficie del cuchillo para cortar la fibra óptica, que tiene las ventajas de precisión y puerto suave.

empalme de fibra

Fiber splicing

Encienda la alimentación del empalmador por fusión y seleccione el método de empalme por fusión apropiado. Coloque la fibra en la ranura en forma de V del empalmador de fusión, presione con cuidado la abrazadera de fibra y la abrazadera de fibra, establezca la posición de la fibra en la abrazadera de acuerdo con la longitud de corte de la fibra y colóquela correctamente en el protector contra corrientes de aire.

Durante el proceso de soldadura, la ranura en «V», los electrodos, la lente del objetivo, la cámara de soldadura, etc. del empalmador de fusión de fibra óptica también deben limpiarse a tiempo. La pérdida de soldadura proporcionada por el empalmador de fusión de fibra óptica generalmente está por debajo de 0.03DB. El operador debe observar si hay burbujas en la soldadura en cualquier momento. Si hay fenómenos negativos como demasiado delgado, demasiado grueso, fusión virtual, separación, etc., preste atención a los resultados de seguimiento y monitoreo del OTDR, analice las razones de los malos fenómenos antes mencionados a tiempo, y tomar las medidas de mejora correspondientes.

bobina de fibra

La fibra enrollada es una tecnología y un arte. El método científico de enrollar la fibra puede hacer que el diseño de la fibra sea razonable, la pérdida adicional es pequeña, puede resistir la prueba del tiempo y el entorno hostil, y puede evitar la rotura de la fibra causada por la extrusión.

Antes del empalme, la longitud de la fibra óptica se puede medir en la bandeja receptora de fibra óptica de la caja de empalme, de modo que la fibra óptica se pueda colocar de forma ordenada. De acuerdo con la longitud de la fibra restante y el tamaño del espacio reservado, enróllelo de forma natural según la situación y no tire de él con fuerza. Debe usar de manera flexible círculo, elipse, «CC», «~» varias formas de fibra en espiral (tenga en cuenta que R≥4cm), en la medida de lo posible. Haga uso del espacio reservado y reduzca efectivamente la pérdida adicional causada por la fibra en espiral.

protección de puntos de empalme

Splice point protection

La clave después del empalme de fibra es proteger el punto de empalme a tiempo, lo que ayuda a garantizar la calidad del empalme de fibra.

Hay dos métodos generales de protección para empalmes de fusión de fibra óptica: método de protección de tubo termorretráctil y método de protección de revestimiento. El método de protección del tubo termorretráctil es sacar la fibra óptica y mover la fibra óptica después de empalmar la fibra óptica para que el punto de fusión esté en el medio del tubo termorretráctil, y juntarlos en el calentador integrado en el empalmador de fusión para termorretráctil.

Debido a que el tubo termorretráctil tiene una varilla de acero que no se puede doblar, puede proteger el punto de soldadura.

El método de protección del revestimiento consiste en utilizar una máquina de revestimiento para recubrir las fibras desnudas cerca del punto de fusión con resina de silicona u otros materiales. Después del recubrimiento, el diámetro exterior de la fibra desnuda puede ser básicamente el mismo que el de la fibra original, la resistencia a la tracción es de hasta 20 N y el radio de curvatura básicamente no cambia.

Este método es complicado de operar y requiere equipo especializado solo para ocasiones especiales.

¿Cómo funciona la fusión mecánica?

Calentamiento de la cara final

El empalme de fibra generalmente usa descarga de gas para calentar la cara del extremo de la fibra por arco. Por lo tanto, antes de empalmar la fibra, asegúrese de que la cara del extremo de la fibra esté limpia. El método de descarga previa de la cara del extremo de la fibra se puede implementar para eliminar la suciedad y el polvo del puerto óptico. «Y garantizar la suavidad y el ángulo del puerto de fibra», y sobre la base de mantener uniforme la presión del puerto de fibra, «garantizar la calidad del empalme por fusión». .

mechanical fusion work

Alineación de fibra

La alineación de la fibra óptica determina la calidad de la fusión de la fibra óptica. La práctica estándar es sujetar la fibra con la cara final procesada en las placas de presión de fibra izquierda y derecha de la empalmadora por fusión y operar la empalmadora por fusión para alinear los núcleos de fibra.

La empalmadora de fusión alinea automáticamente el núcleo de la fibra y se basa en su sistema de control para controlar su sistema de motor denso para garantizar una alineación de fibra rápida y precisa.

Los sistemas de control utilizados por las empalmadoras de fusión actuales se basan en las tres tecnologías más importantes: el sistema de alineación de proyección de imagen lateral PAS, el sistema de detección de núcleo de fibra CDS y el sistema de detección e inyección de luz local LID, que deben orientarse de acuerdo con el tipo y los requisitos del fibra de fusión Elija el mejor sistema de control del mundo.

Para lograr un empalme por fusión firme y de baja pérdida de fibras ópticas en el proceso de empalme por fusión, el método de alineación antes del empalme por fusión de fibra óptica es la clave, y también es uno de los cuellos de botella técnicos para el empalme por fusión de baja pérdida de fibras ópticas. En la actualidad, los métodos de alineación de fibra óptica incluyen principalmente lo siguiente: (sistema de alineación de imagen de núcleo de fibra y sistema de alineación de perfil de imagen de lente mejorado en su tecnología; (sistema de alineación de imagen de alta definición; (control de fusión de imagen térmica; detección de (potencia óptica) sistema.

Workers are operating optical fiber fusion splicer

empalme de fibra

Antes de empalmar fibras ópticas, se debe seleccionar el procedimiento de empalme por fusión correspondiente según los diferentes tipos de fibras ópticas (como fibras ópticas monomodo, fibras ópticas multimodo y fibras ópticas de dispersión desplazada, etc.).

El empalme por fusión de la fibra óptica es el mismo que el método de calentamiento para limpiar la cara final. La descarga de gas genera un arco de alta temperatura para fundir las caras de los extremos de las dos fibras ópticas. Al mismo tiempo, el sistema motor empuja las dos fibras ópticas una hacia la otra para realizar la fusión.

Una vez que se completa la soldadura, si hay fenómenos anormales como burbujas, diámetros delgados y dislocación del núcleo en el punto de soldadura, debe soldarse nuevamente.

¿Cuáles son los principales factores que afectan la pérdida de empalme del cable óptico?

Los factores que influyen en la pérdida por empalme de fibra se pueden dividir en factores intrínsecos y factores extrínsecos.

empalme de fibra

Los factores intrínsecos se refieren a algunos factores de la propia fibra, como la inconsistencia de los diámetros del campo modal de las dos fibras, la falta de coincidencia de los diámetros del núcleo de la fibra, la sección del núcleo no circular y la poca concentricidad entre el núcleo y el revestimiento. . Los factores extrínsecos se refieren a la influencia de diversos factores humanos, instrumentos y otros factores en la pérdida por empalme.

El estándar G652 del Comité Consultivo Internacional de Telégrafos y Teléfonos (CCITT) estipula que el valor nominal del diámetro del campo de modo de la ventana de 1310nm está entre las 9 y las 10 p. m., y la desviación no debe exceder el 10 % del valor nominal. Dentro de este rango de tolerancia, después de empalmar una fibra óptica con un diámetro de campo modal de 11 μm y otra fibra óptica con un diámetro de campo modal de 9 μm en muy buenas condiciones de empalme, el valor de cálculo teórico de la pérdida por empalme en la unión puede llegar a 0.17dB. La continuación real es más alta.

1. El diámetro del campo del modo de fibra es inconsistente. El tamaño del diámetro del campo modal está relacionado con la longitud de onda utilizada. A medida que aumenta la longitud de onda, también aumenta el diámetro del campo modal.

2. Los diámetros del núcleo de las dos fibras ópticas no coinciden;

3. La concentricidad entre el núcleo y el revestimiento no es buena;

4. La sección central no es redonda.

Entre los factores intrínsecos, el factor que tiene el mayor impacto en la pérdida por empalme de la fibra es la inconsistencia del diámetro del campo modal de la fibra. De acuerdo con los estándares recomendados por CCITT, los estándares de tolerancia de la fibra monomodo son los siguientes: El diámetro del campo modal es (9~10um) ±10%, es decir, la tolerancia es de aproximadamente ±1um, y el diámetro del revestimiento es 125±3um;

Error de concentricidad del campo modal ≤6 %, falta de redondez del revestimiento ≤2 %.

factores extrínsecos

Los factores extrínsecos se refieren a la influencia de diversos factores humanos y equipos y otros factores en la pérdida por empalme, como la desalineación de las fibras ópticas durante la fusión y el valor teórico de la pérdida por fusión cuando los ejes de los dos núcleos de fibra óptica están radialmente compensado a las 2pm. Puede alcanzar 0.74dB;

El valor teórico de la pérdida por empalme puede llegar a 0,46 dB cuando las dos fibras ópticas se inclinan axialmente y el ángulo de inclinación alcanza 1 grado;

Cuando la suma del ángulo de inclinación del corte de la cara del extremo de la fibra alcanza 1 grado, el valor teórico de la fusión de la fibra es de 0,21 dB;

El nivel de operación del empalmador también afecta la pérdida de empalme. Según algunos datos, el mismo equipo es operado por diferentes personas, y la diferencia de pérdida total de 10 puntos de empalme puede alcanzar hasta 0,32 dB;

La pérdida por empalme de fusión causada por la tecnología de empalme de fibra óptica es el factor extrínseco de la pérdida por empalme de fibra óptica. Los principales factores extrínsecos son los siguientes:

1. El eje de la fibra óptica está inclinado: esta pérdida se produce durante el procesamiento de la cara final de la fibra. Si la cara del extremo de la fibra todavía está inclinada 1° después del procesamiento, producirá una pérdida de empalme de alrededor de 100. Si desea controlar el valor de pérdida de empalme dentro del rango de ≤ 0,1 dB En este caso, el ángulo de inclinación del único -El tratamiento de la cara del extremo de la fibra en modo debe controlarse dentro de 0,3 °. Se puede ver que el tratamiento de la cara del extremo de la fibra es un factor importante que afecta el error de empalme por fusión de la fibra óptica.

2. Dislocación del eje de la fibra: dado que el núcleo de la fibra monomodo es relativamente pequeño (generalmente 4 ~ 10 um), la dislocación del eje de la fibra a tope afecta directamente la pérdida de conexión.

Por ejemplo, cuando los ejes de las dos fibras ópticas unidas a tope están desalineados en 1,2 um, la pérdida por empalme puede llegar a 0,5 dB, por lo que se debe evitar la desalineación de los ejes tanto como sea posible.

3. Deformación física de la fibra óptica cerca del punto de empalme: la deformación por tracción del cable óptico durante el proceso de montaje, la presión de sujetar el cable óptico en la caja de empalme, etc., también afectará la pérdida de empalme, e incluso varios Los tiempos de soldadura no se pueden mejorar.

4. Separación de la cara final: cuando la conexión del conector móvil no es buena y el voltaje de descarga del empalmador de fusión de fibra óptica es bajo, es fácil que se produzca la separación de la cara final, lo que resulta en una gran pérdida de conexión.

5. Calidad de la cara del extremo: En la introducción anterior al proceso de preparación de la cara del extremo de la fibra, se mencionó que se debe mejorar la calidad de la cara del extremo. Se puede ver que las caras de los extremos defectuosas, como las fibras rotas, los biseles y las rebabas, aumentarán la pérdida de conexión de la fibra.

6. El nivel de operación de la empalmadora: hay información de que el mismo equipo es operado por diferentes personas, y la diferencia de pérdida total de 10 puntos de soldadura puede alcanzar hasta 0.32dB, por lo que es necesario capacitar al operador antes del empalme.

Además, el enrollado de fibras ópticas en el paquete de empalme, el enrollado de cables ópticos reservados, la configuración de parámetros de empalme del empalmador de fusión, la limpieza de los electrodos de descarga y la limpieza del entorno de trabajo de empalme tienen diferentes grados de influencia. en la pérdida de empalme de fibra óptica.

¿Cómo probar la pérdida de fusión de fibra óptica?

Los métodos de medición de la pérdida por fusión de los conectores de fibra óptica incluyen principalmente el método de monitoreo local de vista directa del mandril, el método de corte y el método de medición del reflectómetro óptico en el dominio del tiempo. Presentaremos brevemente el método de corte y el método de monitoreo local del mandril de visualización directa, y luego nos centraremos en el reflectómetro de dominio de tiempo óptico y realizaremos un análisis comparativo simple.

Full set of optical fiber fusion splicer

Mandril método de monitoreo local de vista directa

Algunos empalmadores de fusión de fibra óptica vienen con un sistema para medir la pérdida de empalme de fibra basado en el principio de vista directa del núcleo de fibra óptica. La imagen se procesa y analiza para determinar el desplazamiento del revestimiento, la distorsión del núcleo, el cambio del diámetro exterior de la fibra y otros parámetros clave. Finalmente, estos parámetros se sustituyen en el programa establecido para calcular el valor de pérdida del empalme por fusión.

Vale la pena señalar que este método calcula el valor de pérdida en función de la imagen de la soldadura. La ventaja de este método es que la medición es rápida y oportuna, pero es probable que su valor medido sea muy diferente del valor real de pérdida por empalme, por lo que esta medición no representa con precisión el valor real de la pérdida por soldadura y, por lo general, es utilizado solo como referencia.

método de corte

El método de corte es un método con la mejor precisión de medición. Su principio de medición es muy simple. Primero, conecte el medidor de potencia óptica en el extremo de salida para medir la potencia óptica de salida, luego corte la fibra en el extremo de entrada, conecte el medidor de potencia óptica y mida La potencia óptica de salida es, y finalmente la pérdida de fibra se calcula directamente como : . Sin embargo, una desventaja importante de este método es cortar la fibra óptica, lo que es destructivo para la fibra óptica, lo que no conduce a una aplicación práctica.

Selección de métodos de evaluación de pérdida de empalme de fibra

Signal fire AI-9 Fiber fusion splicer

La evaluación de la pérdida de empalme de fibra óptica generalmente tiene dos métodos: método de estimación de pérdida de empalme y medición de pérdida de empalme en línea.

El método de estimación de pérdida por empalme utiliza la imagen para analizar la desviación del núcleo de la fibra. Los parámetros específicos incluyen la desviación del núcleo, la deformación del núcleo y otros parámetros. La pérdida por empalme de fibra se calcula mediante una fórmula empírica.

Esta tecnología no puede cubrir todo el mecanismo de pérdida por empalme, solo utiliza algunos parámetros para estimar la pérdida por empalme, por lo que este método se denomina método de estimación de pérdida por empalme.

Este método generalmente conduce a una estimación sobreoptimizada de la pérdida por empalme cuando se usan parámetros incorrectos o la pérdida real es relativamente alta.

La tecnología de inyección y detección óptica local permite la medición de pérdida de empalme en línea bidireccional o unidireccional.

La luz de división de tiempo se inyecta en la fibra óptica desde el extremo frontal del conector y luego se detecta desde el extremo posterior del conector;

Se inyecta en la fibra desde el extremo posterior del empalme y luego se detecta desde el extremo frontal del empalme.

Por lo general, los acopladores de curvatura se utilizan para facilitar la inserción y extracción de la fibra, con un diseño especial para optimizar la tensión en la fibra y protegerla de daños.

La pérdida de empalme se puede definir por la potencia óptica externa detectada. El valor de pérdida medido en línea está más cerca del valor de pérdida medido por el OTDR. Es superior al método de estimación de pérdidas por empalme. Esto también garantiza la precisión de la medición de pérdida de empalme de fibra óptica.

Selección de métodos de alineación de núcleo de fibra

optical fiber fusion splicer1

El empalme por fusión tradicional consiste en utilizar el método de vista directa del núcleo de la fibra.

Ajusta la dislocación del eje X y el eje Y de la fibra óptica, y empalma cuando la dislocación del eje es la más pequeña. Durante todo el ajuste del eje y el proceso de empalme por fusión, la información del estado detectado del núcleo de fibra empalmado se envía a la empalmadora por fusión a través de la cámara. En el programa dedicado de , se puede calcular el valor de pérdida después de la conexión.

Solo puede indicar el grado de alineación del eje de la fibra y no incluye la pérdida afectada por las características inherentes de la propia fibra, y el método de alineación indirecta a través del cálculo indirecto, por lo que el error de estimación de la pérdida es grande y Es difícil saber el valor exacto de la pérdida conjunta en el sitio. de.

Este método de ajuste del eje requiere un sistema óptico complejo y preciso, por lo que el tiempo de soldadura es largo.

La alineación directa del sistema de inyección óptica local, para garantizar la alineación de fibra de núcleo a núcleo verdadera y precisa, la fibra óptica debe moverse y ajustar la posición en las direcciones del eje X y del eje Y, de modo que el La potencia óptica inyectada local detecta la potencia de transmisión máxima localmente. Este enfoque garantiza la alineación de fibra de núcleo a núcleo más precisa.

El método es simple y eficaz, y no requiere sistemas ópticos complejos y precisos ni ningún tipo de sensores ambientales, por lo que es más razonable utilizar un sistema de inyección óptica local para lograr directamente la alineación del núcleo de la fibra.

¿Cómo mejorar la eficiencia de trabajo del empalmador de fusión de fibra óptica?

optical fiber fusion splicer1

Identificación automática del tipo de fibra

Antes del empalme de fibra, se realiza una medición del diámetro del campo modal para determinar el tipo de fibra monomodo.

El diámetro del campo modal de las diferentes fibras monomodo, como la fibra con dispersión desplazada y la fibra monomodo estándar, puede detectarse mediante el método de migración lateral y, a continuación, el tipo de fibra puede determinarse comparándolo con los datos de la memoria.

Cuando la potencia de transmisión se mide mediante el sistema de detección de inyección local, un extremo de la fibra se desplaza lateralmente y el desplazamiento lateral de la fibra varía. Si la distancia entre las caras de los extremos de la fibra es lo suficientemente pequeña, la intensidad del campo es aproximadamente una distribución gaussiana.

Para medir se utiliza el método de exploración de campo cercano, y de acuerdo con la definición del diámetro del campo modal de la fibra monomodo, se lee el ancho correspondiente al valor máximo 1/e de la curva de distribución de intensidad de campo en el núcleo de la fibra. out, y su valor es el diámetro del campo modal 2ω0.

Este método se usa comúnmente para medir el tamaño del punto, para determinar el diámetro del campo modal y para detectar e identificar fibras de dispersión desplazada y tipos de fibra monomodo estándar.

Para fibras multimodo, si se utiliza el método mencionado anteriormente para medir el diámetro del campo modal, el resultado suele ser valores obtenidos erróneamente que van desde 16 μm hasta 30 μm.

Para fibras multimodo de diferentes tamaños, use el método de compensación lateral para aumentar la compensación lateral para identificar.

El diámetro del campo modal de la fibra dopada con erbio es aproximadamente la mitad del de la fibra monomodo convencional, por lo que también puede identificarse mediante el método de desplazamiento lateral.

Al identificar automáticamente el tipo de fibra y seleccionar el programa de empalme por fusión apropiado, puede minimizar la influencia del usuario en el error de selección y mejorar la compatibilidad del empalmador por fusión de fibra.

Sistema de alineación de proyección de perfil L-PASTM

El sistema de alineación de proyección de imagen lateral es para recopilar datos de imagen mediante dos conjuntos de cámaras colocadas en los ejes X e Y, dos caminos ópticos al mismo tiempo para evaluar la imagen de la cara del extremo de la fibra, use el contraste de contorno de la cara del extremo de la fibra para controlar la alineación de la fibra y proporcionar la imagen digitalmente. Análisis, obtenga información sobre la posición de la fibra, la condición de la cara final y la condición de contaminación, incluida la imagen del centro de la fibra, el posible daño, el desplazamiento de la fibra y la contaminación pequeña, y luego puede compensar automáticamente la superficie de corte deficiente de la fibra.

El ángulo de corte de fibra compatible actual es de hasta 2,5°.

Dado que se reducen los requisitos para la cara del extremo de la empalmadora por fusión de fibra óptica, la tasa de reelaboración de la preparación de la fibra óptica se reduce considerablemente, se mejora la eficiencia del trabajo y se prolonga la vida útil de la herramienta de producción de la cara del extremo.

Evaluación de pérdidas de empalmadores de fusión

Hay dos formas de evaluar la pérdida del empalmador de fusión: una es usar la imagen para analizar la desviación del núcleo de la fibra, definiendo así parámetros específicos (como el ángulo de la cara del extremo de la fibra, la desviación del núcleo, la deformación del núcleo, etc).

La pérdida de evaluación de empalme se calcula mediante la fórmula empírica utilizando los parámetros anteriores.

Otro sistema de control que utiliza la tecnología LID evalúa la pérdida de empalme más cerca del valor real, pero debido a que las propiedades ópticas de la señal óptica, como la reflexión, la absorción y la dispersión en la interfaz de la fibra que se fusionará en ambos extremos, son las mismas. el valor de la pérdida de evaluación y la pérdida real también son diferentes. Habrá desviaciones.

Adaptación de reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR)

Optical Time Domain Reflectometry (OTDR)

Cuando la diferencia entre la pérdida de evaluación de la línea principal y la pérdida de prueba OTDR es demasiado grande, se debe tener en cuenta que los principios de tecnología de prueba de los dos son diferentes.

Debe ser utilizado en la construcción y aceptación de cables ópticos. Solo TDR puede medir la pérdida de empalme de fibra.

El principio de funcionamiento de 0TDR es: mediante el envío de pulsos ópticos a la fibra, al mismo tiempo que recibe la luz reflejada de Fresnel y la luz retrodispersada de Rayleigh en el extremo de entrada, convirtiendo la señal óptica recibida en una señal eléctrica y procesando la señal para obtener la fibra. longitud. , pérdida y otros parámetros de la fibra. Use OTDR para probar la pérdida del punto de empalme y el nuevo empalme debe hacerse a tiempo una vez que exceda el estándar.

Selección de métodos de evaluación de pérdida de empalme de fibra

La evaluación de la pérdida de empalme de fibra óptica generalmente tiene dos métodos: método de estimación de pérdida de empalme y medición de pérdida de empalme en línea.

El método de estimación de pérdida por empalme utiliza la imagen para analizar la desviación del núcleo de la fibra. Los parámetros específicos incluyen la desviación del núcleo, la deformación del núcleo y otros parámetros. La pérdida por empalme de fibra se calcula mediante una fórmula empírica.

Esta tecnología no puede cubrir todo el mecanismo de pérdida por empalme, solo utiliza algunos parámetros para estimar la pérdida por empalme, por lo que este método se denomina método de estimación de pérdida por empalme.

Este método generalmente conduce a una estimación sobreoptimizada de la pérdida por empalme cuando se usan parámetros incorrectos o la pérdida real es relativamente alta.

La tecnología de inyección y detección óptica local permite la medición de pérdida de empalme en línea bidireccional o unidireccional.

La luz de división de tiempo se inyecta en la fibra óptica desde el extremo frontal del conector y luego se detecta desde el extremo posterior del conector;

Se inyecta en la fibra desde el extremo posterior del empalme y luego se detecta desde el extremo frontal del empalme.

Por lo general, los acopladores de curvatura se utilizan para facilitar la inserción y extracción de la fibra, con un diseño especial para optimizar la tensión en la fibra y protegerla de daños.

La pérdida de empalme se puede definir por la potencia óptica externa detectada. El valor de pérdida medido en línea está más cerca del valor de pérdida medido por el OTDR. Es superior al método de estimación de pérdidas por empalme. Esto también garantiza la precisión de la medición de pérdida de empalme de fibra óptica.

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Mejore la estabilidad del empalmador de fusión de fibra óptica mediante la adopción de un nuevo tipo de electrodo

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La estabilidad del empalmador de fusión de fibra óptica es que, en condiciones normales de trabajo, el empalmador de fusión de fibra óptica puede lograr una pérdida de empalme relativamente baja sin mantenerla durante mucho tiempo, y la pérdida promedio permanece relativamente estable.

La mayoría de los empalmadores por fusión de fibra óptica convencionales utilizan el arco generado por la descarga entre los electrodos para calentar la fibra óptica para el empalme por fusión.

La clave para lograr un rendimiento de empalme estable es el calentamiento estable de la fibra durante el proceso de empalme. Sin embargo, con el aumento del número de empalmes en uso, los contaminantes se depositarán en el extremo del electrodo. Estos contaminantes son causados ​​por la alta temperatura durante el proceso de empalme que evapora la sílice en la superficie de la fibra óptica, y una parte de la sílice evaporada se deposita en la parte superior del electrodo y sigue con A medida que aumenta el número de descargas, una se forma una capa de depósitos.

El dióxido de silicio depositado actúa como aislante para formar regiones distribuidas al azar de baja conductividad en la superficie del electrodo. El electrodo permanecerá en el área de alta conductividad para descargar, debido a que el área de alta conductividad está en un estado de intervalos aleatorios, un pequeño cambio en las condiciones de descarga del electrodo conducirá a una ubicación más adecuada para que se produzca el arco.

El resultado es una variación natural en la ubicación de descarga del electrodo.

Esto hará que el calentamiento de la fibra se vuelva inestable con el tiempo, con el resultado de que la calidad de los empalmes se deteriorará significativamente.

Para obtener un desgaste de empalme constantemente bajo, es necesario un mantenimiento regular de los electrodos. Pero el mantenimiento de los electrodos es una tarea que requiere mucho tiempo, lo que puede reducir significativamente la eficiencia del empalmador por fusión. Dado que el proceso de limpieza de los electrodos se realiza manualmente, la calidad de la limpieza depende en gran medida del operador.

Si bien existen diferentes tipos de herramientas de limpieza disponibles, aún significa que el operador de la empalmadora por fusión debe estar capacitado para retirar, instalar y limpiar los electrodos. Pero incluso el mejor entrenamiento no puede evitar los errores que pueden ocurrir durante la operación, como limpieza insuficiente, daño o contaminación de la punta del electrodo debido a un mal manejo o instalación incorrecta del electrodo después de la limpieza. Todo esto puede conducir a resultados de empalme incluso peores que antes de la limpieza.

Los nuevos electrodos con estabilizadores de arco mantienen el arco en su lugar por medio de algo mucho menos sensible a la contaminación en la superficie del electrodo.

Como se obliga a fijar la posición de descarga del arco, el calentamiento de la fibra se vuelve estable en consecuencia y, finalmente, se puede obtener una pequeña pérdida de empalme de forma continua.

A diferencia de los electrodos que requieren limpieza mecánica, los nuevos electrodos con estabilizador de arco no requieren mantenimiento. El empalmador por fusión garantiza pérdidas de empalme constantemente bajas en más de 5000 operaciones de empalme mediante la aplicación automática del arco limpio, con una reducción del 50 % en la pérdida promedio y la desviación estándar en comparación con los electrodos estándar. Este electrodo hace que la estabilidad del rendimiento de la empalmadora por fusión esté mejor garantizada.

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La historia del desarrollo de la tecnología de fusión de fibra óptica.

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La investigación sobre el método de fusión de fibra óptica se inició por primera vez en 1971 por Bis Bee del Bell Research Institute en los Estados Unidos.

Usó alambre de níquel-cromo como fuente de calor para derretir la fibra óptica multicomponente con un punto bajo (por debajo de 1000 grados Celsius, y la pérdida de conexión alcanzó 0.48dB. Sin embargo, para la fibra de sílice con mejores características de transmisión y confiabilidad, su punto de fusión más alto (alrededor de 1800 grados centígrados), no se puede soldar por este método.

Toyama y Shiya de empresas japonesas y Kohanazad eh de Corning Corporation de los Estados Unidos han adoptado sucesivamente el método de descarga de aire en el empalme por fusión de fibras ópticas de sílice, utilizando arcos para fundir dos fibras ópticas y conectarlas entre sí. La pérdida de conexión promedio de la fibra es .

Fujita et al. de Hitachi, Ltd. propuso un método utilizando un láser de dióxido de carbono. De esta manera, la pérdida de conexión de la fibra óptica abrupta está por debajo, pero este dispositivo requiere un gran volumen y un precio elevado, lo que no favorece la aplicación práctica.

R. Jocteur et al. propuso un método de conexión de calentamiento por llama, en el que hay dos fuentes de calor alternativas, a saber, una antorcha de micro-iones y una lámpara de micro-llama de oxígeno-oxígeno.

Utilizando la lámpara de microllamas de oxígeno-oxígeno para soldar la fibra mutante, la pérdida media es de 0,16 dB.

Usando una antorcha de micro-iones, la pérdida promedio de la fibra abrupta es de 0,10 dB para la fibra graduada.

Se pueden obtener juntas de alta resistencia para pabellones de calentamiento por llama, pero no se pueden usar en el sitio porque el equipo es muy complejo, se requiere que el ambiente esté limpio y el control es más problemático.

Hirai et al. de NTT Company en Japón propuso un nuevo método con baja pérdida y conexión estable, llamado «método de precalentamiento y limpieza», es decir, precalentar y dar forma a la cara del extremo de la fibra mediante calor de descarga, y luego, en caso de descarga, mover una fibra en la dirección axial y finalmente fundir las dos fibras polares juntas. Ahora, casi todas las máquinas empalmadoras de fibra óptica producidas en todo el mundo utilizan este método de empalme por fusión con precalentamiento.

Después de años de desarrollo, las características principales de la máquina de empalme por llama de fibra óptica son: la tecnología de empalme por fusión de fibra óptica multimodo es relativamente madura y la tecnología de empalme por fusión de fibra óptica monomodo ha sido práctica;

El volumen del dispositivo de soldadura se reduce gradualmente y el grado de automatización aumenta gradualmente; la máquina tiene una adaptabilidad más fuerte al medio ambiente, el tiempo de operación de la soldadura es cada vez más corto y el rendimiento del empalmador de fusión de fibra óptica es cada vez más estable.

¿Cómo reducir la pérdida de empalme de los conectores de fibra óptica?

Use el mismo lote de fibras desnudas de marca de alta calidad

Como se mencionó anteriormente, el diámetro del campo del modo de fibra en el factor intrínseco de la fibra tendrá una gran influencia en la pérdida por empalme de fusión. Para el mismo lote de fibras, el diámetro del campo modal es básicamente el mismo. Después de que la fibra se desconecta en un punto determinado, la diferencia entre los dos extremos Los diámetros del campo modal pueden considerarse consistentes.

Por lo tanto, el empalme por fusión en este punto de ruptura puede minimizar la influencia del diámetro del campo modal en la pérdida por empalme de la fibra, evitando así la gran pérdida por empalme por fusión de la unión de fibra óptica debido a diámetros de campo modal de fibra inconsistentes.

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Requisitos básicos para el montaje de cables de fibra óptica

Al tender el cable óptico, se debe adoptar el método de tracción mecánica de regulación de velocidad continua. El cable óptico debe soltarse desde la parte superior del sistema y mantenerse en un arco suelto sin torcerse. No doble ni retuerza en círculos pequeños para minimizar el daño a la fibra óptica en el cable óptico. probabilidad.

Seleccione personal de empalme de fibra óptica experimentado y bien capacitado para empalmar

Aunque la mayoría de los empalmes de fusión de fibra óptica son empalmes de fusión automáticos, el nivel de personal de empalme afectará directamente el tamaño de la pérdida de empalme.

Por lo tanto, se requiere que el personal de empalme realice el empalme estrictamente de acuerdo con el proceso de empalme por fusión de fibra óptica, y la pérdida de empalme del punto de empalme por fusión debe probarse en tiempo real durante el proceso de empalme por fusión. Recogida de llama repetida de 3 a 4 veces.

El empalme de los cables ópticos debe realizarse en un ambiente limpio.

El empalme de fibras ópticas debe realizarse en un ambiente limpio. Está estrictamente prohibido operar al aire libre en un ambiente polvoriento y húmedo. Esto no solo causará una gran pérdida de empalme por fusión, sino que también dañará el empalmador por fusión. Manténgalo limpio, el conector de fibra óptica no debe mojarse, y la fibra óptica también debe estar limpia, y no debe tener suciedad.

Uso correcto del empalmador de fusión de fibra óptica

Es necesario ajustar correcta y razonablemente los parámetros de soldadura, corriente de predescarga, tiempo, corriente de descarga principal, tiempo de descarga principal, etc. según el tipo de fibra óptica. El polvo en el empalmador de fusión de fibra óptica debe eliminarse a tiempo durante y después del uso, y el empalmador de fusión de fibra óptica debe colocarse en el empalmador de fusión de fibra óptica antes de cada uso. Si se coloca en el ambiente durante al menos 15 minutos, la vida útil del electrodo de la empalmadora por fusión de fibra óptica es generalmente de aproximadamente 2000 veces, por lo que se debe ejecutar el programa de limpieza para limpiar el electrodo cada 20 veces de soldadura por descarga.

Sistema óptico de empalmador de fusión de fibra óptica.

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Dado que el núcleo de la fibra y el revestimiento tienen diferentes índices de refracción, la distribución espacial de la luz paralela que ingresa a la fibra desde el costado después de pasar a través de la fibra cambiará (es decir, la distribución de energía cambiará), y esta distribución varía con la posición de la fibra. . cambia con el cambio.

Por lo tanto, podemos detectar la distribución de energía de la luz saliente para determinar la posición exacta del núcleo de la fibra. El método de detección efectivo actual es usar una lente de imagen precisa para obtener una imagen de la distribución de energía de la luz en el receptor CCD.

Cuando la fuente de luz X es brillante, la luz se irradia en la fibra óptica a través del espejo, y el sistema óptico amplifica la luz que pasa a través de la fibra óptica y la envía al sensor CCD, y luego la señal eléctrica de la luz es enviado al sistema de procesamiento de imágenes. son las posiciones X y Z de la fibra. De manera similar, cuando la fuente de luz Y es brillante, las posiciones de dirección X y Z de la fibra óptica se obtienen midiendo el CCD.

Vale la pena señalar que después de que las fuentes de luz X e Y se reflejan en el espejo, se irradian en la fibra óptica perpendiculares entre sí.

Por lo tanto, cuando la microcomputadora de un solo chip controla la fuente de luz X y la fuente de luz Y respectivamente, la señal tridimensional XYZ puede emitirse desde la cámara de exploración de área CCD. Una vez que la señal es procesada por la imagen, la desviación axial, el ángulo de inclinación axial y la posición de la cara final de la fibra óptica se envían a la máquina de película. , la microcomputadora de un solo chip luego controla el microdesplazador telescópico del motor para mover la ranura en forma de V para realizar un microajuste tridimensional preciso, lograr una alineación automática precisa y luego controlar la descarga del circuito de soldadura de alto voltaje, y al mismo tiempo empuje la fibra óptica en el eje de fibra óptica para conectar la fibra óptica.

Resumir

La fusión de cables de fibra óptica es un trabajo minucioso, especialmente en la preparación de extremos, fusión, bobinado de fibra y otros enlaces. En el trabajo diario de soldadura, es necesario ser bueno para resumir y desarrollar buenos hábitos de registro para el mantenimiento futuro. En resumen, este es un trabajo que requiere que el operador observe cuidadosamente y considere cuidadosamente.