Для очистки торцевой поверхности наконечников необходим специальный инструмент, который зачастую отсутствует. Если данная операция не была произведена, то при подключении шнура к розетке резко возрастает риск повреждения световода.

Большинство проблем с функционированием оптических линий вызвано загрязнением торцевой поверхности световода. Даже небольшая пылинка на сердцевине волокна препятствует распространению световых лучей, приводит к появлению воздушного зазора или даже вызывает повреждение торцевой поверхности волокна (в зависимости от размеров частицы пыли).

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАТУХАНИЕ

Загрязнения торцевой поверхности волокна являются причиной не только повышенного затухания в тракте, но и повреждений световода при выполнении коммутации. Последнее случается, если при подключении шнура к розетке пылевая частица раскалывается под давлением на отдельные мелкие фрагменты, которые вдавливаются в стекло. В результате уже после нескольких циклов переключений затухание в соединителе увеличивается настолько, что потери в самой линии превосходят допустимый предел, и передача данных становится невозможной.

ОБРАТНЫЕ ОТРАЖЕНИЯ

По мере увеличения скоростей передачи и мощности оптического сигнала чистота торцевых поверхностей становится критическим условием для надежного функционирования системы. В этой связи ключевое значение принимает параметр обратных отражений, величина которого (в дБ) должна быть как можно больше, особенно для широкополосных систем связи. Величина обратных отражений зависит в первую очередь от качества самого волокна, а также от состояния и тщательности выполнения разъемных и неразъемных соединителей световодов.

Так, например, высоколинейные лазеры с распределенной обратной связью (лазеры РОС) очень чувствительны к обратным отражениям. Часть широкополосных систем работает с оптическими сигналами большой мощности. В качестве примера можно привести системы спектрального уплотнения CWDM и DWDM с эрбиевыми или рамановскими оптическими усилителями. В таких системах оптическая мощность возрастает с увеличением числа отдельных каналов (цветов).

Важность соблюдения норм по величине обратного рассеяния можно показать на примере проекта по организации связи между двумя центрами обработки данных по одномодовой линии Ethernet на скорости 10 Гбит/с. На обоих концах линии тракт имел несколько промежуточных соединителей. После завершения строительных работ и выполнения приемо-сдаточных измерений, которые показали полное соответствие нормам, обслуживающий персонал приступил к запуску линии, но добиться передачи данных на скорости 10 Гбит/с не удалось.

Проверка тракта оптическим рефлектометром не выявила никаких несоответствий нормам по затуханию, и только измерения величины затухания обратного рассеяния показали недопустимо низкую величину этого параметра. Причина состояла в том, что в процессе приемо-сдаточных измерений монтажники использовали загрязненный соединительный шнур, что привело к загрязнению разъемов линии. Приведение линий в работоспособное состояние представляло собой предельно простую операцию, которая, тем не менее, оказалась очень затратной, так как пришлось очищать несколько тысяч оптических разъемов.

ЭКСТРЕМАЛЬНО ВЫСОКИЕ ПЛОТНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ

Лазерный свет слабо поглощается стеклом, поэтому при передаче оптического сигнала световод практически не нагревается. Если же на пути распространения светового потока в месте контакта двух волокон оказывается поглощающая свет частица грязи, то она сильно разогревается. Риск физического повреждения волокна резко увеличивается из-за того, что по световодам передается излучение с очень высокой плотностью мощности. Если в одномодовый волоконный световод, диаметр сердцевины которого составляет 1 мкм, ввести оптическую мощность величиной 1 Вт, то поверхностная плотность мощности составит примерно 15,7 ГВт/м2.К примеру, для солнечного света на поверхности Земли величина этого параметра составляет всего в 62,5 МВт/м2, т.е. энергетическая плотность мощности в волокне выше в 250 раз.

Из приведенных цифр становится ясно, почему так важно поддерживать чистоту торцевых поверхностей наконечников оптических разъемов. Кроме того, должны неукоснительно соблюдаться все механические параметры, нормированные стандартами МЭК.

Одновременно перестает вызывать сомнение целесообразность обязательного контроля торцевой поверхности наконечника с помощью микроскопа и ее очистка при необходимости. При использовании специального инструмента задача решается весьма эффективно и занимает не слишком много времени.

КОНТРОЛЬНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Рисунок 1. Применение цифрового микроскопа предельно упрощает документирование результатов измерений, так как изображение торцевой поверхности наконечника сохраняется в компьютере.На современном рынке предлагается множество инспекционных микроскопов, мониторов и инструментов для очистки элементов оптических разъемов, применяемых в разных областях —
в научных исследованиях, на производстве и при проведении инсталляционных работ. Выбор широк: от простейших ручных и аналоговых видеомикроскопов с различными мониторами, цифровых микроскопов для ПК или ноутбука до функционально полных наборов инструментов для контроля и очистки. Микроскопы, как правило, имеют коэффициент увеличения от 200 до 400 раз и в большинстве случаев снабжаются опциональным набором насадок для подключения к разъемам различных типов.

Простейшие ручные микроскопы отличаются невысокой стоимостью и простотой обслуживания. Их главный недостаток состоит в том, что они не гарантируют полной защиты глаз оператора от воздействия опасного излучения. Поэтому перед их применением необходимо убедиться в отсутствии оптического излучения в контролируемом тракте передачи. Кроме того, приступая к проверке, вилки панельной части оптического разъема необходимо вынуть из розетки.

Рисунок 2. Пример профессионального набора инструментов для контроля и очистки.Видеомикроскопы абсолютно без-опасны для зрения и позволяют осуществлять контроль вилок, установленных в розетку. В таком случае разборать соединитель не потребуется. Применение этой разновидности контрольного оборудования отличает очень высокая эффективность проверки разъемов в ограниченном пространстве монтажных шкафов, на коммутационных панелях, а также в измерительных приборах.

Цифровые видеомикроскопы и аналоговые видеомикроскопы с адаптером USB могут подключаться непосредственно к ПК, ноутбуку или к современному оптическому рефлектометру. Наряду с проверкой состояния торцевой поверхности эти приборы предоставляют возможность сохранить изображение инспектируемого объекта в архиве (см. Рисунок 1).

На рынке представлены как простые инструменты для механической очистки торцевой поверхности наконечника вилки, так и устройства, которые обес-печивают выполнение данной операции без отключения вилки от розетки. Так, переносные приборы позволяют с помощью компрессора прокачивать через разъем чистящую жидкость, в результате очищается не только вилка, но и розетка. При необходимости пользователь может подключить к такому устройству видеомикроскоп с монитором и получить комбинированную систему для проверки и очистки, хранящуюся в чемодане (см. Рисунок 2). В общем случае подобный набор может быть составлен по модульному принципу и содержать приборы для контроля и очистки, выпускаемые несколькими производителями. Посредством такого комплекта удается решать самые разно-образные задачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Только тщательная проверка и очистка элементов оптического разъема служит надежной гарантией нормального функционирования линии оптической связи, что становится особенно важным при использовании высокоскоростных волоконно-оптических сетей.

Михаэль Оллерс — менеджер отдела оптической техники связи дистрибуторской компании Laser 2000.


Глоссарий

 

Вносимые потери(Insertion Loss, IL) — мера степени ослабления оптического сигнала в элементе тракта передачи. Действие данного термина распространяется на фильтр, разъемный соединитель и неразъемный сросток.

Коэффициент обратного отражения (Optical Return Loss, ORL) — отношение мощности отраженной составляющей к мощности оптического сигнала, порождающего эти отражения. Обратное отражение вызывается эффектами оптического рассеяния.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями