融着接続光ファイバケーブル: プロセス、損失基準、および接続器の選択

Fiber-to-the-Home の作業員は 2 km のシングルモード ケーブルを繰り出しており、すべての接続点は今後 20 年間、雨、振動、温度変動に耐えなければなりません。融着接続はそれを可能にするプロセスです。2 本の光ファイバーを電気アークで溶接して、永久的な連続したガラス パスを形成します。優れた融着接続では、追加される挿入損失はわずか 0.02 ～ 0.05 dB であり、メカニカル スプライスの損失の約 10 分の 1 です。ケーブル自体と同じくらい長持ちする接合部が必要な場合は、融着接続が解決策です。

融着接続とは何ですか?

融着接続では、2 本の光ファイバーの端を位置合わせし、電気アークで溶かすことによって 2 本の光ファイバーを永久的に接合し、空隙や反射界面のない単一の連続導波路を生成します。 2 本のファイバーは裸のガラスに剥がされ、正確な角度で劈開され、融着接続機に配置されます。融着接続機はコアを位置合わせし、アークを発生させ、ガラスが 1 つのピースになるまでファイバーの端を一緒に進めます。

この技術は、業界で最も広く使用されているスプライシング方法です。シングルモードファイバーでもマルチモードファイバーでも同様に動作します。シングルモード スプライスではより厳密なコアの位置合わせが必要で、通常は 0.02 ～ 0.05 dB の挿入損失が測定されますが、マルチモード スプライスでは、より大きな 50 または 62.5 ミクロンのコアのおかげで、多くの場合 0.03 dB 未満になります。どちらの場合も物理的性質は同じですが、コアの幅がわずか 9 ミクロンの場合、包丁の品質とファイバーの清浄度がはるかに重要になります。

融着接続は工場での事前終端処理の基礎でもあります。屋外 ODN ネットワークで使用される防水パッチ コードやミニ SC コネクタなどの事前にコネクタ化されたアセンブリは、同じアーク溶融プロセスに依存して、幅広い温度範囲にわたって安定した低損失の性能を実現します。建築技術者向け 光ファイバーケーブル 恒久的なプラントに導入する場合、融着接続を習得することは交渉の余地がありません。

融着接続と機械的接続

融着接続は損失、信頼性、耐用年数の点で優れていますが、初期費用が高くつき、電源と精密機械が必要です。恒久的な屋外、ダクト、空中、およびバックボーンのジョイントには融着接続を使用します。緊急修復、一時的なジャンパー、またはスプライサーを使用せずにコネクタを取り付ける必要がある場合には、機械的スプライスを維持してください。

また、屈折率整合ゲルが乾燥し、振動によってファイバの微細位置が変化するため、機械的接続のパフォーマンスも時間の経過とともに変動します。したがって、ほとんどの通信事業者は、すべての永久接続に融着接続を指定し、機械式接続を緊急修復に限定しています。

光ファイバーケーブルを融着接続する方法: ステップバイステップ

反復可能なプロセスにより、0.03 dB スプライスと 0.5 dB スプライスが分離されます。毎回次の 8 つの手順に従ってください。

1. ケーブルジャケット、強度部材、バッファチューブを剥がして光ファイバーを露出させ、精密ファイバーストリッパーで保護コーティングを30～40mm除去します。
2. 裸のファイバーを糸くずの出ないワイプと 99% イソプロピル アルコールで拭きます。ガラスに残ったゴミはアークで燃えて接続損失を上昇させます。
3. 高精度の包丁でファイバを切断します。不十分な切断はスプライスの失敗の最も一般的な原因であるため、切断角度は 0.5 度以上である必要があります。
4. 切断した 2 本のファイバを融着接続機にロードし、接続チャンバ内の電極間に端を配置します。
5. スプライサーでファイバーを位置合わせします。コア位置合わせマシンは画像解析を使用してアクティブにファイバ コアを位置合わせしますが、クラッド位置合わせマシンは外面のみを位置合わせします。
6. 融合サイクルを実行します。スプライサーは、融着前のアークを適用してファイバの端を丸くします。その後、ファイバを前進させながら、より強力なメイン アークが融解して端を接合します。
7. 機械のディスプレイでスプライスを検査します。推定損失を確認し、膨らみ、気泡、軸のオフセットを確認します。推定値が 0.1 dB を超える場合は、切断して再接続します。
8. 熱収縮スプライス スリーブをジョイント上にスライドさせ、スプライサー オーブンで加熱すると、スリーブが裸のガラスをシールし、曲げに対する保護が追加されます。

屋外プラントを接続する場合は、準備段階をケーブル構造に合わせて調整します。あ GYTA光ファイバーケーブル たとえば、緩いチューブに到達する前に、PE ジャケット、スチールテープ外装、および防水コンパウンドを取り除く必要がありますが、ドロップ ケーブルははるかに早く準備が完了しますが、依然として同じように慎重な剥離、洗浄、切断が必要です。

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挿入損失と反射損失: 良好な状態とは

開始する前に、明確な許容しきい値を設定します。シングルモード スプライスは、スプライサ損失推定値で 0.05 dB 以下に留まるべきであり、0.1 dB を超えるスプライスは切断してやり直す必要があります。これらの数値は古い現場基準よりも厳しいものですが、最新の芯合わせスプライサーはこれらの数値を日常的に達成しています。

リターンロスは融着接続に匹敵するものはありません。融着接続には物理的なインターフェイスがないため、基本的にフレネル反射は発生しません。これは、反射光がレーザー光源を不安定にする WDM や長距離システムでは重要です。対照的に、コネクタとメカニカル スプライスには、常に何らかの反射ペナルティが伴います。

適切な融着接続機の選択

スプライサーは、スプライス品質の上限を設定します。シングルモード FTTH および工場外での作業の場合は、芯合わせスプライサーを選択してください。マルチモードおよび臨時の緊急スプライスの場合は、クラッド位置合わせユニットが受け入れられます。

• コアの位置合わせ: 画像処理により実際のファイバーのコアを位置合わせします。シングルモードで最高の精度、典型的な接続損失は 0.02 ～ 0.05 dB です。
• クラッドの位置合わせ: ファイバーの外面を位置合わせします。高速かつ安価ですが、シングルモードとしては限界があります。マルチモード修理や一時的な修理に適しています。
• リボン スプライサー: 4、8、または 12 ファイバーのリボンを 1 つの円弧に融着します。多数のトランクおよびフィーダ リンク向けに設計されています。
• アーク自動キャリブレーション、15 秒未満のスプライス サイクル、防風蓋、フルシフトのバッテリー寿命、統合されたスリーブ オーブン、ディスプレイ上の明確な損失推定値を考慮してください。

ほとんどの現場チームでは、次のようなポータブルコアアライメントマシンが必要です。 AI30融着接続機 重量、精度、価格の最適なバランスを提供します。 FTTH ドロップおよび配信セグメントで G.652 および G.657 シングルモード ファイバーを処理し、リール間でファイバー タイプが変わった場合でも、自動アーク キャリブレーションにより品質の一貫性が維持されます。

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融着接続部の保護とハウジング

融着接続は機械的に壊れやすいものです。接合部で剥がされたファイバにはコーティングがないため、すべての接続には、熱収縮スリーブ、接続トレイ、環境に合わせたエンクロージャの 3 層の保護が必要です。

熱収縮スプライス スリーブには、接合部をまっすぐに保ち、微小な曲がりを防ぐステンレス鋼の補強ロッドが含まれています。加熱する前に、必ずスリーブをスプライスの中心に合わせてください。スリーブを収縮させた後、ケーブルの最小曲げ半径 (シングルモード ファイバの場合は通常 30 mm 以上) に従ってファイバをスプライス トレイに巻き付けます。

屋外架空ケーブル、ダクトケーブル、または直接埋設ケーブルの場合、エンクロージャは設置タイプに応じて十分な防水性と堅牢性を備えている必要があります。ドームとか 水平光ファイバースプライスクロージャ ゲルシールによりトレイを湿気や機械的ストレスから保護し、メンテナンスや拡張のために後で再挿入することができます。

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OTDR を使用した接続品質の検証

スプライサーの損失推定値は役に立ちますが、証拠にはなりません。両端からの OTDR テストで各接続を検証し、測定された損失を許容しきい値と比較します。

OTDR は光パルスをファイバーに送信し、後方散乱を記録します。スプライスはトレース内の小さなステップとして表示されます。 2 点損失の読み取りには方向性があるため、両方向からテストし、2 つの値を平均して真の接続損失を取得します。多くの密接したスプライスがあるスパンでは、イベントがデッド ゾーンで重ならないように短いパルス幅を使用します。

融着接続に関するよくある質問

これらは、フィールド技術者やネットワーク プランナーが接続作業前および接続作業中に最もよく尋ねる質問です。

融着接続はメカニカルスプライスよりも優れていますか?

永久ジョイントの場合はそうです。融着接続により、挿入損失が低くなり、リターンロスがはるかに高く、ケーブル自体と同等の耐用年数が得られます。機械的スプライシングは、一時的な修復に使用するのが最善です。

良好な融着接続はどの程度の挿入損失を示す必要がありますか?

シングルモード ファイバの場合、通常は 0.02 ～ 0.05 dB で、通常の再接続しきい値は 0.1 dB です。マルチモード スプライスの測定値は 0.03 dB 未満である必要があります。

接続が失敗したり、損失が大きくなったりするのはなぜですか?

不適切な切断、汚れたファイバー、または間違ったアーク パラメータが、ほとんどの障害の原因となります。まずファイバーを再度切断してクリーニングします。スプライサーが依然として高い損失を報告する場合は、アーク校正ルーチンを実行し、正しいファイバー プロファイルを選択してください。

1 台の融着接続機でシングルモードとマルチモードに対応できますか?

はい、芯合わせスプライサーは両方に対応します。開始する前に、一致するファイバ プロファイルと円弧パラメータを選択し、各ファイバに対して新たな切断を使用するだけです。

融着接続にはどのくらい時間がかかりますか?

準備をすれば、完全に保護されたスプライスを作成するには 1 ～ 3 分かかります。アーク自体はおよそ 10 ～ 20 秒かかりますが、熱収縮スリーブにはさらに 10 ～ 20 秒かかります。

融着接続は、光ネットワーク構築において最も活用されるスキルです。単一の不良スプライスがあれば、リンク全体の性能が低下する可能性がありますが、一貫して良好なスプライスがあれば、ケーブル プラントは伝送システムからほとんど見えなくなります。ファイバーを清潔に保ち、切断角度を尊重し、校正済みのコア位置合わせスプライサーを使用し、すべての接合部をスリーブとクロージャーで保護し、OTDR で結果を検証します。光ファイバ ケーブルの導入を計画していて、融着接続機、屋外ケーブル、スプライス クロージャ、または事前にコネクタ付けされた ODN コンポーネントが必要な場合は、 弊社のエンジニアリングチームにお問い合わせください ルートと予算に合わせてキットを組み立てます。