Svářečky optických vláken

Svářečky optických vláken

Optická vlákna se stále častěji používají při budování metropolitních (MAN) i lokálních sítí (LAN). V posledních letech došlo k velikému poklesu cen, hlavně z důvodu neustále narůstajících výrobních objemů. V devadesátých letech dochází k celosvětovému propojování kontinentů podmořskými optickými kabely a i v rámci státních/ krajských sítích dochází k masivnímu nasazování optických vláken.

• vlákna nabízí dnes oproti metalickým kabelážím mnoho výhod
• vlákna jsou zcela dielektrická což velmi usnadňuje instalaci i provoz takové sítě
• přenos dat ve vláknech lze na rozdíl od metalických kabelů „odposlouchávat“ jen s velkými obtížemi
• vlákna umožňují propojení lokalit na vysoké vzdálenosti bez nutnosti používat zesilovače
• vlákna lze jen obtížně zarušit elektromagnetickým vlněním, neřeší se zde např. odstup od silové kabeláže
• spolehlivost provozu – bez nutnosti aktivních prvků na trase (ty se mohou porouchat)
• maximální možná šířka pásma, z pohledu bežného smrtelníka téměř bez limitace - aktuální laboratorní rekord je 1,05PB/s na trase dlouhé přes 50km (nutno dodat že se jednalo o vlákno s dvanácti jádry)

Optické svářečky jsou pak zařízení, které nám umožňuji nerozebíratelně navzájem spojovat či konektorovat optická vlákna.

Svářečky pomocí elektord vytváří elektrický oblouk, při něm dochází k natavení konců vláken. Natavená vlákna svářečka přisune k sobě s jistým překryvem. Vzniká tak poměrně homogení spoj s minimálním útlumem.

Ačkoliv se nejedná o příliš starou technologii (cca 30let) svářečky prodělali velký vývoj od prvních ručních svářeček s okuláry a ručními mikromanipulátory až po dnešní moderní Core to Core (3D) automaty.

V posledních 10 letech pak dochází převážně jen k drobnějším evolučním změnám a nejpříjemnější změnou pro uživatele je rapidní pokles ceny. Ještě v roce 2005 byla běžná cena Core to Core (3D) svářečky přes půl milionu, dnes již nabízí mnoho schopných výrobců ekvivalentní přístroje i pod 100.000CZK.

Základní popis částí optické svářečky

2D nebo 3D? (čti jako Clad to Clad nebo Core to Core)

Nejprve k zažitému názvosloví – popravdě označení 2D a 3D není zcela správně a víceméně se používá především v Čechách a na Slovensku. Minimálně u 2D svářečky je toto označení značně zavádějící. Pro snazší orientaci budeme v textu dále používat i tyto nesprávná označení. Níže si vysvětlíme, jak tyto typy svářeček principiálně vlastně fungují.

Obecně svářečky s vždy dodávají jako set včetně baterie, nabíjecího zdroje a lámačky. Vzhledem k poměrně vysokým cenám těchto precizních opto-mechanických zařízení je nutno je chránit nejlépe HARD-CASE kufrem.

Jaké jsou tedy hlavní rozdíly v nabízených svářečkách?

Bez většího překvapení i zde je vše pouze otázkou ceny. Samozřejmě nejvyšší model svářečky uspokojí jakéhokoliv uživatele, ale je potřeba se zde zamyslet nad očekávaným rozsahem práce.

Jsou uživatelé, kteří dělají maximálně několik desítek svarů měsíčně, a pro takového zákazníka bude taková svářečka pravděpodobně zbytečným luxusem. Námi dodávané svářečky korejského prvovýrobce ILSINTECH jsou v některých případech mimo tepelného odholovače dnes již vybaveny i vizuálním lokátorem chyb (VFL) a powermeterem. Vyměnitelné vláknové/ kabelové držáky jsou pak dnes již samozřejmostí

Clad to Clad (2D)

Již z názvu technologie je možno si uvědomit základní princip těchto svářeček, vaří se plášť na plášť, tedy tyto svářečky vůbec nezkoumají typ vlákna/ nezaostřují jádro vlákna, ale pouze změří, jak dobře vychází proti sobě pozice plášťů dvou vláken, pokud je toto v toleranci, provede se svár.

Veškeré svářečky tak musí zobrazovat pozic vláken ve dvou osách, k tomu slouží svářečce dvě kamery - X a Y. (Každá s vlastním LED přísvitem). Ty mezi sebou svírají úhel 90stupnu a svářečka má tak možnost kontrolovat neustále pozici vláken v prostoru vůči sobě.

CLAD to CLAD svářečky disponují pouze dvěma servo motory, ty zajišťují posun vláken k sobě. Pozici vláken v dalších dvou osách zajišťují fixní V drážky. Tyto svářečky tak vlastně nemají levou a pravou V drážku, ale pevný blok, který má již pevně dané pozice obou V drážek a ty se proti sobě žádným způsobem nepohybují (3D svářečky mají oproti tomu pro každou V drážku další motor). Jelikož je pak ohnisková vzdálenost vlákna od kamer u 2D svářeček stále stejná, není zde třeba doostřovat kamery (3D svářečky opět další dva motory).

Díky fixním V drážkám jsou tyto svářečky mnohem více citlivé na nečistoty a vyžadují tak pečlivého technika. Rovněž se zcela nedoporučuje tyto přístroje používat v extrémně prašných prostředích. Jakákoliv zbytková nečistota na vlákně, či zrnko prachu zapadlé ve V drážce neumožní provést perfektní svár. Základní pomůckou při práci s 2D automatem je tak štětec a v podstatě po každém sváru drážky vymetáme. Precizní očištění vlákna je nezbytnou podmínkou.

Vlákna nejsou však zcela dokonalá a jádro není nikdy zcela ve středu optického vlákna. Tím pádem mají 2D svářečky bez možnosti dorovnání vláken vždy o trochu horší parametry sváru (útlum).

Core to Core (3D)

Core to Core přístroje jsou plnohodnotné svářečky, které již aktivně vystřeďují vlákno ve všech třech osách a oproti 2D svářečkám tyto vystřeďují již jádro na jádro. Stejně jako u 2D zde najdeme dva motory pro přísun pravého a levého vlákna, třetí motor pak pojíždí s levou drážkou doprava či doleva, čtvrtý motor pohybuje pravou drážkou nahoru a dolů – takto je možno skutečně vystředit jádro na jádro. Zde se však již díky pohybům mění ohnisková vzdálenost a svářečka navíc musí bezchybně zaostřit optické jádro – další dva motory tak slouží k zaostření jádra.

Protože svářečka je schopna tak bezpečně zaostřit a změřit jádra, má již většina moderních 3D setů automatickou detekci typu vlákna (2D technologie z principu toto neumožňuje).Svářečky 3D mají oproti 2D nepatrně lepší parametry vařeného spoje, běžný útlum takto vařeného spoje je 0,05 až 0,1dB.

ILSINTECH SWIFT K11 – Core to Core (3D) 

Další variantou, která se objevila v nabídce větších výrobců poměrně nedávno je Active Clad to Clad

Nový typ svářeček – Active Clad to Clad

Novým typem svářečky jsou pak přístroje s aktivním středěním plášť na plášť. Ty spojují výhody 2D svářeček (cena) a komfort práce (3D). Tyto svářečky mají 4 motory (pro zopakování 3D má 6, 2D pak 2motory) a středí aktivně na plášť pomocí pohyblivých V drážek (případná zbytková nečistota na vláknu či ve drážce tak není takový problém). Oproti 3D svářečkám tyto nemají ostřící motory pro kamery, není zde třeba zaostřovat jádro. Ani tyto svářečky neumožňují automatickou detekci vlákno, ale to není zrovna vlastnost která by tyto přístroje výrazněji diskvalifikovala.

Svářečky ribbonové – pro vaření vláknových pásků (ribbonů)

Speciální variantou 2D svářeček jsou svářečky ribbonové. Tyto svářečky mají fixní V drážky (1x blok), avšak nalezneme jich zde 12. Svářečka tak může vařit až 12 vláken v pásku najednou. V případě 24 vláknového pásku pomocí deribonizéru rozdělíme pásek na dva. Svářečka má vyměnitelné vláknové/ páskové držáky, lze tedy vařit i pásky 2,4, 6 či 8 vláken.

ILSINTECH SWIFT R5 – Ribbonová svářečka
 

Ochrany sváru

Samotné sváry jsou poměrně křehké, hlavně pak v lomu jsou velmi náchylné k poškození. Svářečky mají tak vestavěné pícky pro vypékání ochran sváru. Ochrana sváru je vlastně dvojitá teplem smrštitelná trubička vyztužená ocelovým drátkem (pevnost v lomu). Ochrana se přes vlastní hotový svár přetáhne a v pícce zataví, svár je tak zpevněn, a vlákno zbavené primární ochrany v oblasti sváru je tak i chráněné proti pronikání OH- iontů do vlákna (water-peaks). Ochrany pak můžeme instalovat do kazet a hřebenů, což zajistí další stupeň mechanické ochrany samotných vláken a svarů.

Příklad osazené kazety s hřebínky, vlákny a ochranami svarů

Teplem smrštitelné ochrany svarů

Lámačky

Pro perfektní svár je pak základním předpokladem kvalitní lámačka optických vláken. Pomocí lámačky připravíme/ zalomíme vlákno v požadovaném místě. Lámačky jsou velmi přesná mechanická zařízení – lom na vlákně musí být co nejbližší ideálu 90stupňů, svářečky defaultně vyhodnotí lom jako dobrý pokud je odchylka menší než +-2stupně.

Pokud nemůžeme takto kvalitních lomů dosáhnout (svářečka nám toto u každého vlákna měří a zobrazuje se jako hodnota na displeji), je zpravidla řešením pootočit řezné kolečko lámačky na další pozici – tedy za předpokladu že má lámačka nastavenou správnou výšku řezu. Veškeré lámačky toto nastavení umožňují, ale bez potřebného mikrometru s přípravkem je toto téměř nemožné nastavit – ideální hloubka řezu je s přesností na 0,01mm. Do vlákna nůž zajíždí cca do hloubky 0,10 až 0,13mm a vytváří tak na vlákně vlastně jen vlasový vryp – tlakem shora pak dochází k prasknutí vlákna v tomto místě, v ideálním případě přesně v úhlu 90stupňů.

!!Lámací břit/ kolečko se po otočení na poslední pozici mění za nové!!

Mýtus že po ztupení všech pozic stačí zvednout kolečko je mylný – k tomu nastavení výšky řezu neslouží

Pozice na již použitém kolečku jsou již ztupené a změna výšky řezu zde tak skutečně nic neřeší.