Znanje

Gubitak spajanja vlakana je dio snage optičkog signala koji ne prođe kroz tačku gdje su dva vlakna spojena. Čak i mali gubitak na jednom spoju može se povećati u mreži sa desetinama ili stotinama tačaka spajanja, trošeći marginu veze i degradirajući ukupne performanse. Zato je gubitak spoja bitan svakome ko dizajnira, instalira ili održavaoptički kablinfrastrukture.

Ovaj vodič pokriva šta je gubitak spoja, zašto se dešava, kako ga ispravno izmjeriti, koje vrijednosti su prihvatljive u različitim scenarijima i kako riješiti probleme sa spojevima koji su izvan specifikacije.

Šta je gubitak vlakana?

Spoj vlakana je trajni ili polu{0}}trajni spoj gdje se dva kraja vlakna spajaju kako bi se stvorio kontinuirani optički put. Gubitak spajanja je smanjenje optičke snage na tom spoju, mjereno u decibelima (dB). Gubitak spajanja predstavlja optičku snagu koja se ne prenosi uspješno kroz tačku spajanja i umjesto toga zrači iz vlakna.

Pomaže u razlikovanju gubitka spoja od dva blisko povezana pojma. Gubitak umetanja je šire mjerenje koje bilježi ukupnu redukciju signala uzrokovanu dodavanjem bilo koje komponente - konektora, spojnice ili spojnice - u optičku stazu. Sveukupno slabljenje vlakana predstavlja svaki izvor gubitka u cijeloj vezi, uključujući sam kabel, konektore, spojeve, krivine i pasivne uređaje. Spoj bi mogao izgledati dobro sam po sebi, ali kada se njegov gubitak kombinira sa svakim drugim doprinositeljem duž veze, ukupan bi mogao premašitibudžet za gubitaki uzrokovati probleme u prijenosu.

Šta uzrokuje gubitak spojeva vlakana?

Gubitak spoja potiče od dvije kategorije faktora: unutarnjih i ekstrinzičnih.

Intrinzični uzroci

Unutrašnji faktori su ugrađeni u sama vlakna i ne mogu se menjati tokom procesa spajanja. Najznačajniji je neusklađenost prečnika polja moda (MFD) između dva vlakna koja se spajaju. Kada dva vlakna imaju različite MFD vrijednosti - čak i vlakna istog nominalnog tipa iz različitih proizvodnih serija - gubi se nešto svjetla na prijelazu. Drugi suštinski doprinosi uključuju razlike u prečniku jezgra, koncentričnosti jezgra, numeričkom otvoru i profilu indeksa prelamanja. Ove varijacije su obično male za vlakna iste specifikacije, ali postaju značajnije kada se spajaju različite vrste vlakana, kao što je spajanjejedno-modno vlaknousklađen sa G.652.D za savijanje-neosjetljivih G.657 vlakana.

Ekstrinzični uzroci

Ekstrinzični faktori proizlaze iz samog procesa spajanja i uglavnom su pod kontrolom instalatera. Najčešći vanjski uzroci su kontaminacija na krajnjoj strani vlakna, loš kvalitet cijepanja (ugao, usnica ili hackle), bočna ili kutna neusklađenost jezgri vlakana i deformacija jezgre uzrokovana netačnim parametrima fuzije. Uvjeti okoline - ekstremne temperature, vjetar, prašina i vibracije - također mogu pogoršati kvalitet spajanja prilikom rada na terenu.

U većini situacija u stvarnom-svijetu, veliki gubici u spajanju su posljedica grešaka u pripremi i rukovanju, a ne egzotičnoj fizici vlakana. Prljav kraj vlakna ili loš rascjep uništit će inače savršenu postavku spajanja. Zato iskusni tehničari ulažu većinu svog truda u pripremu vlakana, a ne u podešavanje naprednih postavki uređaja za spajanje.

Fusion spajanje naspram mehaničkog spajanja: upoređene performanse gubitka

Postoje dvije osnovne metode za spajanje optičkih vlakana i one proizvode vrlo različite karakteristike gubitka.

Fusion Splicing

Fusion spajanjetrajno spaja dva kraja vlakana topljenjem zajedno s precizno kontroliranim električnim lukom. Moderni fuzioni uređaji za spajanje koriste aktivno poravnanje jezgra i automatsku kalibraciju luka kako bi postigli dosljedno niske gubitke u spajanju. PremaUdruženje optičkih vlakana (FOA), tipična vrijednost planiranja za gubitak u jednom-modu fuzije je 0,15 dB po spoju, a vješti tehničari rutinski postižu rezultate znatno ispod 0,1 dB. Fusion spajanje također proizvodi minimalnu povratnu refleksiju, što je važno u sistemima osjetljivim na povratne gubitke, kao što je analogni video ili-brzi koherentni prijenos.

Mehaničko spajanje

Mehaničko spajanje poravnava dva kraja vlakana unutar preciznog kućišta i drži ih na mjestu pomoću stezaljke ili zasuna, koristeći gel za{0}}podudaranje indeksa kako bi se smanjila refleksija i gubitak u zračnom procjepu. Ne spaja trajno staklo. Standard EIA/TIA 568 dozvoljava maksimalni gubitak pri spajanju od 0,3 dB, a tipični mehanički gubitak u spajanju se kreće od 0,2 dB do 0,75 dB u zavisnosti od tipa spajanja i veštine instalatera. Mehaničko spajanje zahtijeva jeftiniju opremu i manje obuke, što ga čini praktičnim za hitnu restauraciju, privremene veze ili scenarije u kojimafuzioni splicernije dostupan.

Koji metod odabrati

Za trajne instalacije gdje su performanse i{0}}dugoročna pouzdanost prioriteti - posebnovan veze sa postrojenjimaili-međupovezivanje centara podataka velike brzine - fuzijsko spajanje je standardni izbor. Mehaničko spajanje ostaje korisno za brze popravke na terenu, privremene zakrpe i primjene u kojima se veći gubitak po-spajanju može apsorbirati u okviru budžeta veze. Mnogi telekom operateri koriste fuziono spajanje za kičmu i duge{5}} rute dok drže mehaničke komplete za spajanje dostupnim za hitnu obnovu.

Kako se mjeri gubitak spoja vlakana?

Dva glavna instrumenta se koriste za procjenu gubitka spoja i odgovaraju na različita pitanja.

OTDR testiranje za događaje spajanja

Optički reflektometar vremenske domene (OTDR) šalje kratke svjetlosne impulse u vlakno i analizirapovratno rasejanog signalada karakteriše događaje duž veze. Može identificirati pojedinačne lokacije spajanja, procijeniti gubitak spajanja pri svakom događaju i otkriti probleme kao što su pretjerano savijanje ili lomovi. Za mreže s mnogo spojeva na dugim rasponima, OTDR je neophodan za provjeru da li svaki spoj ispunjava specifikaciju.

Međutim, OTDR mjerenje u jednom-smjeru daje samo procjenu gubitka spajanja, a ne pravo mjerenje. Kada dva vlakna imaju različite koeficijente povratnog raspršenja - što se dešava kad god se spoje vlakna sa različitim MFD vrijednostima - jedno-očitavanje OTDR-a može značajno precijeniti ili potcijeniti stvarni gubitak. U nekim slučajevima, može čak pokazati i prividni "gainer", koji izgleda kao negativan gubitak na mjestu spajanja. AsCommScope objašnjava, ovaj efekat je optička iluzija uzrokovana promjenama nivoa povratnog raspršenja, a ne stvarnim pojačanjem signala.

Zašto je dvosmjerno usrednjavanje bitno

Industrijska standardna procedura za precizno mjerenje gubitaka na spoju zasnovano na OTDR-u je dvosmjerno testiranje. PremaVIAVI Solutions, mjerenje istog spoja sa oba kraja i usrednjavanje dva rezultata eliminiše grešku u vezi sa-povratnim rasipanjem. TIA-FOTP-61 standard zahtijeva ovaj dvosmjerni pristup za pouzdanu procjenu gubitaka u spoju. Bez toga, tehničari rizikuju ili da prihvate spojeve koji su lošiji nego što izgledaju ili da nepotrebno prerade spojeve koji su zapravo u redu.

Praktični primjer ilustruje zašto je ovo važno: spoj između G.652.D i G.657 vlakna može pokazati gubitak od 0,35 dB kada se testira iz jednog smjera, što izaziva zabrinutost. Testiran iz suprotnog smjera, isti spoj bi mogao pokazati dobitak od -0,10 dB. Dvosmjerni prosjek - približno 0,12 dB - predstavlja stvarni gubitak spoja i dobro je u prihvatljivim granicama. Bez testiranja oba smjera, tehničar je možda izgubio vrijeme na ponovno-spajanju savršeno dobrog spoja.

Testiranje gubitaka prilikom umetanja sa OLTS-om

Za testiranje prihvatljivosti na nivou linka, set za testiranje optičkih gubitaka (OLTS) - koji se sastoji od kalibriranog izvora svjetlosti i mjerača snage - mjeri ukupan gubitak umetanja u cijelom postrojenju kablova. Ovaj test bilježi svaki doprinos gubitku u jednom mjerenju-do-kraja: kombinovano slabljenje vlakana, gubitak konektora i gubitak spoja. Mnogiispitivanje optičkih kablovastandardi zahtijevaju test gubitka umetanja kao primarni kriterij prolaznosti/neuspjeha, sa OTDR testiranjem koji se koristi kao komplementarni alat za dijagnostiku{0}}nivoa događaja.

Šta je prihvatljiv gubitak spoja vlakana?

Ne postoji jedinstveni univerzalni prag. Prihvatljivi gubitak spajanja zavisi od tipa vlakna, metode spajanja, primene i ukupnog budžeta za gubitak veze.

Planiranje vrijednosti prema vrsti vlakana i spoja

FOA pruža široko referencirane planske vrijednosti za proračune budžeta za gubitke. Za jedno-način spajanja, preporučena vrijednost planiranja je0,15 dB po spoju. Za višemodne mehaničke spojeve, vrijednost je 0,3 dB po spoju. TIA-568 standard postavlja maksimalni dozvoljeni gubitak spajanja od 0,3 dB. Ove brojke su konzervativne procjene namijenjene proračunima u fazi projektovanja, a ne apsolutne granice prolaznosti/neuspjeha za pojedinačne spojeve na terenu.

U praksi, moderni fuzioni uređaji za spajanje na dobro-pripremljenijedno-modno vlaknoredovno proizvode gubitke ispod 0,05 dB. Onvišemodno vlakno, rezultati imaju tendenciju da budu nešto viši, ali i dalje obično padaju ispod 0,15 dB sa opremom za fuziju.

Prihvatljivi gubitak u kontekstu: pristup budžetu za gubitke

Spoj koji mjeri 0,20 dB mogao bi biti savršeno prihvatljiv na kratkoj vezi kampusa sa dosta margine, ali ista vrijednost bi mogla biti neprihvatljiva na dugim-putama izvan postrojenja gdje desetine spojeva ostavljaju vrlo malo prostora u budžetu za gubitke. Ispravan pristup je izračunavanje ukupnog budžeta za gubitak veze - koji se obračunavaslabljenje vlakana, gubitke konektora, gubitke pri spajanju i sve pasivne komponente -, a zatim provjerite da li izmjereni kraj-do- gubici spadaju u taj budžet sa adekvatnom marginom za starenje i buduće popravke.

Općenito se preporučuje margina veze od najmanje 3 dB da se uzme u obzir starenje komponenti, degradacija konektora zbog ponovljenih sparivanja i moguća buduća spajanja potrebna za popravke kabela.

Kada treba resplice

Spoj bi trebao biti istražen i potencijalno prerađen kada se primjenjuje bilo koji od sljedećih uslova: njegov izmjereni gubitak je znatno veći od ostalih spojeva na istoj vezi; uzrokuje da se ukupni gubitak veze približi ili premaši budžet; izgleda anomalno na ponovljenom testiranju; ili je sam uređaj za spajanje procijenio neuobičajeno visok gubitak tokom procesa fuzije. Ako jedno ponovno{1}}cijepanje i ponovno-spajanje ne smanji gubitak, problem je vjerovatno u kompatibilnosti vlakana, kontaminaciji ili kalibraciji opreme, a ne u lošoj sreći.

Kako smanjiti gubitak spojeva sa visokim sadržajem vlakana: korak-po-tok rješavanja problema

Kada spajanje proizvede veći gubitak od očekivanog, slijedite ovu sekvencu umjesto da skačete ravno na napredne postavke ili promjene opreme.

Korak 1: Očistite i pregledajte krajeve vlakana

Kontaminacija je jedini najčešći uzrok povećanog gubitka spoja. Čestice prašine, ulja od rukovanja, ostaci pufer gela i ostaci u zraku mogu spriječiti pravilno poravnanje vlakana i dovesti do raspršivanja na mjestu spajanja.Očistite skinuta vlaknatemeljito s maramicama bez dlačica-i izopropil alkoholom visoke -čistoće prije svakog cijepanja. Ako je dostupan mikroskop ili inspekcija, koristite ga - kontaminacija nevidljiva golim okom je često dovoljna da izazove loš spoj.

Korak 2: Ponovo-Iscjepite prije okrivljavanja uređaja za spajanje

Loš rascjep - sa prevelikim uglom, usnom ili tragom hackle - će proizvesti veliki-spajanje bez obzira na to koliko dobro radi spajalica. Ako je gubitak neočekivano velik, najbrže rješenje je obično da skinete još nekoliko centimetara, ponovo-odcijepite i pokušate ponovo. Uvjerite se da je sječivo sječivo u dobrom stanju i pravilno postavljeno. Istrošene ili oštećene oštrice sječiva su česti uzrok ponavljajućih-spajanja velikih gubitaka. Idealan je ugao cijepanja ispod 1 stepena; uglovi iznad 2 stepena će značajno povećati gubitak spoja.

Korak 3: Provjerite kompatibilnost vlakana

Provjerite da li su dva vlakna koja se spajaju kompatibilna. Spajanje vlakana sa značajno različitim MFD vrijednostima -, na primjer, spajanje standardnog G.652.D vlakna na savijanje-neosjetljivog G.657 vlakna - će proizvesti veće unutrašnje gubitke bez obzira na kvalitet pripreme. Kada se različita vlakna moraju spojiti, koristite uređaj za spajanje s aktivnim poravnanjem jezgre i očekujte da će OTDR pokazati razlike u smjeru koje zahtijevajudvosmjerno usrednjavanjeda protumači ispravno.

Korak 4: Provjerite kalibraciju luka i stanje spojnika

Fusioni za spajanje zahtevaju periodičnu kalibraciju luka, posebno kada se uslovi okoline promene. Temperaturni pomaci, razlike u nadmorskoj visini i trošenje elektroda mogu utjecati na snagu i trajanje luka. Pokrenite rutinu za kalibraciju luka-ugrađenu u splicer. Ako su elektrode istrošene ili kontaminirane, zamijenite ih. Također provjerite da li su V-žljebovi čisti - ostaci u mehanizmu za poravnanje mogu uzrokovati sistematsko neusklađenost.

Korak 5: Ponovo{1}}ispravno testirajte

Nemojte prihvatiti ili odbiti spajanje na osnovu jednog jednosmjernog očitavanja OTDR-a. Ako očitavanje izgleda upitno, testirajte iz suprotnog smjera i usredsredite dva rezultata. Uporedite spajanje sa susjednim događajima na istom vlaknu - spajanje koje je primjetno lošije od svojih susjeda zaslužuje istragu, dok je ono koje je u skladu sa ostatkom veze vjerovatno prihvatljivo. Ako spoj i dalje ne uspije nakon ponovnog testiranja, preradite ga umjesto da nosite skriveni gubitak uzavršena mreža.

Gubitak spajanja naspram gubitka umetanja: Razumijevanje razlike

Ova dva pojma se ponekad brkaju, ali mjere različite stvari. Gubitak spajanja je gubitak optičke snage koja ne uspijeva proći kroz spoj između dva vlakna u slučaju spajanja -. Gubitak umetanja je ukupni gubitak koji unosi bilo koja komponenta postavljena u optičku stazu, što može uključivati ​​spojnicu, konektor, spojnicu ili atenuator.

Prilikom ocjenjivanja aoptički patch kablili terminirani kabelski sklop, relevantna specifikacija je gubitak pri umetanju, koji obuhvata gubitak konektora na oba kraja plus bilo kakvo spajanje ili gubitak vlakana unutar sklopa. Kada se procjenjuje kvalitet poljskog spajanja unutar postrojenja kablova, gubitak spoja je odgovarajuća metrika. Oba su važna za ukupni budžet veze, ali odgovaraju na različita pitanja.

Uobičajene greške koje dovode do velikog gubitka spoja

Nekoliko ponavljajućih grešaka čini većinu problema sa gubitkom spoja koji se mogu izbjeći na terenu.

Pouzdanje u jedan OTDR smjer.Tretiranje jednosmjernog OTDR očitanja kao konačnog odgovora - bez uzimanja u obzir efekata povratnog raspršenja ili izvođenja dvosmjernog prosječenja - dovodi do lažnih alarma i propuštenih defekata. AsBilješke kompanije Fluke Networks, dobitnici su lažni pozitivni rezultati koji mogu prikriti stvarne probleme ako se uzimaju kao nominalna vrijednost.

Zanemarivanje pripreme krajeva vlakana.Žurba kroz skidanje, čišćenje i cijepanje radi uštede nekoliko minuta po spoju rutinski košta više vremena za preradu. Kvalitet pripreme je najveći jedini kontrolisani faktor u gubitku spoja.

Miješanje vrsta vlakana bez provjere kompatibilnosti.Spajanje vlakana s različitim MFD specifikacijama bez svijesti o intrinzičnoj kazni gubitka i artefaktima OTDR mjerenja koje stvara dovodi do zabune i nepotrebnog prepravljanja.

Zanemarivanje ukupnog budžeta za gubitak.Fokusiranje samo na pojedinačne vrijednosti ekrana za spajanje uz ignoriranje kumulativnog efekta u cijelostiprojektovanje kablovskih postrojenjamože rezultirati vezom koja prosljeđuje događaj-po-događaj, ali ne uspijeva od-do-kraja.

Preskakanje održavanja uređaja za spajanje.Istrošene elektrode, prljavi V-žljebovi i zastarjela kalibracija luka postepeno smanjuju kvalitet spajanja, što ga čini lakim za zanemarivanje sve dok vrijednosti gubitaka ne postanu konstantno niske.