ファイバーケーブルの接続方法: 実践的なステップバイステップガイド

光ファイバー ケーブルを接続するということは、2 つのファイバーの端を結合することを意味し、光信号が 1 つのセグメントから別のセグメントに最小限の損失で通過できるようになります。このプロセスは、融着接続、機械的接続、または工場で終端されたコネクタの使用のいずれによって実行されるかに関係なく、ネットワークの信頼性と速度を直接決定します。このガイドでは、 接続方法 ファイバーケーブル 具体的なデータと現場で実証された方法を使用して、ツールの選択から最終テストまで正確に実行します。

ファイバーケーブルを接続する前に知っておくべきこと

すべての接続は、適切なファイバーの種類とコネクタ インターフェイスを選択することから始まります。 2 つの基本的なカテゴリは、シングルモード ファイバーとマルチモード ファイバーです。シングルモードは 9 ミクロンのコアを使用し、1 つの光路を伝送するため、最大 80 km 以上の距離に適しています。通常、マルチモードには 50 ミクロンのコア (OM3、OM4、OM5) があり、通常はデータセンターまたはキャンパス内の短距離で複数の光パスをサポートします。 ITU-T G.652 規格によれば、標準シングルモード ファイバの減衰は 1310 nm で 0.4 dB/km 以下、1550 nm で 0.3 dB/km 以下です。対照的に、OM4 マルチモード ファイバーの最大減衰は、ISO/IEC 11801 で規定されているように、850 nm で 3.0 dB/km です。ジョブに間違ったファイバーを選択すると、接続が確立される前に即座に不必要な損失が追加されます。

シングルモードファイバーとマルチモードファイバー – 簡単な比較

表: 一般的に使用されるシングルモードおよびマルチモード ファイバーの光学特性。データ ソース: ITU‑T G.652 および ISO/IEC 11801。

一般的なファイバ コネクタのタイプ

コネクタ インターフェイスは、物理的な互換性と挿入損失のパフォーマンスを決定します。 現場で最も頻繁に使用される 4 つのコネクタは、LC、SC、ST、および FC です。 LC コネクタは、1.25mm フェルールにより 1 つのラック ユニットに 48 以上のポートを搭載できるため、高密度データセンターで主流となっています。 2.5mm フェルールを備えた SC コネクタは、プッシュプルの容易さからアクセス ネットワークで依然として人気があります。 ST は銃剣式ツイスト ロックを使用しており、古いキャンパスのバックボーンに今でも使用されています。ねじ込みカップリングを備えた FC コネクタは、テスト装置や高振動環境で使用されることがあります。

表: IEC 61753-1 性能グレードで定義されている一般的なファイバ コネクタのタイプとその標準的な挿入損失。

ステップバイステップ: 7 段階でファイバーケーブルを接続する方法

信頼性の高いファイバー接続は、準備、剥離、洗浄、切断、結合、保護、テストという厳密な順序に従います。 各段階で信号損失の潜在的な原因が除去されます。次の手順は、2 本の裸ファイバを接続する場合でも、現場で研磨済みのコネクタを接続する場合でも適用されます。

1. 適切な工具と安全具を揃える

完全なツールキットにより、大きな損失につながる即興演奏が排除されます。 少なくとも、ファイバー ストリッパー (正確な 125 µm クラッド機能付き)、クリーバー、光ファイバー クリーニング キット (コネクタ用のワンクリック クリーナー、糸くずの出ないワイプ、裸のファイバー用の 99% イソプロピル アルコール)、ビジュアル フォールト ロケーター (VFL)、光パワー メーターと光源、および使用するスプライシングまたはコネクタ システムが必要です。融着接続の場合、アクティブ コア アライメントを備えた融着接続機は平均 0.02 dB の接続損失を達成できますが、複数のメーカー データ シートによると、基本的なクラッド アライメント スプライサの平均接続損失は約 0.05 dB です。常にサイドシールド付きの安全メガネを着用し、ライブライトが伝送されている可能性のあるファイバーの端を決して直視しないでください。ガラスの破片は皮膚に穴を開ける危険があるため、繊維の破片は密閉された容器に入れて直ちに処分してください。

2. ケーブルジャケットとバッファを適切に剥がします

きれいに剥がすことで、裸のガラスの機械的強度が維持されます。 標準的な 900 µm タイトバッファファイバーの場合、まずジャケットストリッパーで外側のジャケットを取り外し、バッファーを露出させます。次に、コーティングの直径 (通常 250 µm) に正確に設定されたバッファー ストリッパーを使用して、クラッドに傷を付けずにコーティングを剥がします。 1 μm より深い単一のニックにより応力集中点が生じ、最終的には熱サイクル下でファイバーが破損する原因となります。 Fibre Broadband Association のフィールド データによると、ファイバーの破損に起因するネットワーク停止の 12% は、剥離時の機械的損傷が原因であることが示されています。剥がした後、イソプロピル アルコールで湿らせた糸くずの出ないワイプで裸のファイバーを拭き、コーティングの破片を取り除きます。

3. ファイバー端面を徹底的に清掃します

汚染は、コネクタ関連の挿入損失と反射率障害の最大の原因です。 直径 1 µm の単一のダスト粒子が、9 µm のシングルモード コアのかなりの部分をブロックする可能性があります。 200 倍または 400 倍のファイバースコープによる検査が不可欠です。 IEC 61300-3-35 規格では、端面に 4 つのゾーンを定義し、傷や欠陥の合否限界を設定しています。シングルモード PC コネクタの場合、ゾーン A (コア) には 2 µm を超える欠陥があってはなりません。クリーニングは乾湿両用の手順に従う必要があります。アルコールで湿らせたワイプで拭き、その後すぐに乾いたワイプで拭きます。破片の再付着を避けるため、一方向にのみ動かします。バルクヘッド アダプター用の自動ワンクリック クリーナーは、正しく使用した場合、汚染リスクを接続の 0.5% 未満に低減します。

4. ファイバーを劈開して端を完全に平らにします

高品質の劈開により、ファイバ軸に対して垂直な鏡のように滑らかな端面が得られます。 1° の劈開角度でも、メカニカル スプライスに 0.5 dB 以上の影響が生じる可能性があります。包丁は、制御された張力の下でガラスに小さな傷を刻み、きれいな破壊を引き起こします。切断の品質は、ファイバーのクランプの程度とダイヤモンドブレードの鋭さに影響されます。通常、ブレードは交換するまでに 30,000 ～ 50,000 回の切断を行います。フィールドスプライシングでは、0.5°未満の切断角度が融着接続のターゲットとなります。メカニカル スプライシングおよび研磨済みコネクタの場合、最大 1.5° までの角度は引き続き機能しますが、損失が増加します。包丁は常に安定した振動のない面に置いてください。

5. 接続方法を選択します: 融着接続、メカニカル スプライシング、または研磨済みコネクタ

接続方法によって、長期的な信頼性と挿入損失の予算が決まります。 現場での設置では 3 つの方法が主流です。融着接続では、電気アークを使用して 2 本の裸ファイバを溶接し、損失を最小限に抑え、永久的な接合を実現します。機械的スプライシングにより、2 本のファイバーが精密な V 溝内に整列され、屈折率が一致するゲルで保持されます。高速ですが、通常、損失が大きく、機械的強度が低くなります。研磨済みのフィールド取り付け可能なコネクタを使用すると、すでに研磨されたフェルールとスタブ ファイバが内部にあるコネクタを使用してファイバを直接終端できます。フィールドファイバを切断し、コネクタに挿入し、機械的またはカムでロックします。それぞれのアプローチは特定のシナリオに適合します。

6. スプライスまたはコネクタの取り付けを実行します。

低損失の目標を達成するには、メーカーの仕様に従って結合を実行します。 融着接続の場合は、準備したファイバをスプライサの V 溝に配置し、電極を閉じて、機械にコアの位置を自動調整させます。最新のコアアライメントスプライサーは、画像プロファイル分析を使用してコアの位置を評価し、通常 0.3 ～ 0.5 秒続くアーク放電を適用します。スプライス後、1 ニュートン (約 100 グラム) で引っ張るプルーフ テストにより、スプライスが取り扱いやコイリングに耐えられるかどうかが確認されます。メカニカル スプライスの場合は、物理的な接触を感じるまで両方のファイバを挿入し、カムをロックするか、蓋を押します。インデックスマッチングジェルを一吹きして隙間を完全に埋める必要があります。気泡があると 0.2 ～ 0.5 dB が追加されます。研磨済みのコネクタの場合は、切断したファイバを内部のスタブ ファイバに接触するまでコネクタ本体に押し込み、ロック機構を作動させます。反対側の端から VFL を使用して、ファイバーが突き出ていないか凹んでいないかを確認します。

7. OTDR または光源とパワーメーターとの接続をテストします。

双方向損失の測定がなければ、ファイバー接続は完了しません。 業界標準では、光タイムドメイン反射率計 (OTDR) を使用してスプライスの位置を特定してその損失を測定するか、直接挿入損失テストにはパワー メーターと安定化光源を使用します。 TIA-568.3-D によれば、外部プラント リンクの単一融着接続は 0.3 dB を超えてはなりませんが、一般的なフィールド スプライスは 0.02 ～ 0.08 dB の間に収まります。コネクタ ペアの場合、最大許容挿入損失は嵌合ペアごとに 0.75 dB です。損失がしきい値を超えた場合は、端面を再洗浄して再検査します。傷や穴が IEC 61300-3-35 基準に違反している場合は、再終端処理を行ってください。 VFL はファイバーを通して赤色レーザー光を発射し、マクロベンドや著しく位置がずれたスプライスで目に見える漏れを発生させ、障害を迅速に特定するのに役立ちます。

詳細な比較: 融着接続、メカニカル スプライシング、研磨済みコネクタ

表: 3 つの主要なファイバー接合方法のパフォーマンスと操作の比較。損失値は、トレーニング プログラムやベンダーのホワイト ペーパーで報告されている典型的な現場結果を表しています。

信号損失を増大させるよくある間違い

• 端面検査をスキップします。 新しいコネクタであっても、製造上の破片が付着している可能性があります。嵌合前の検査により相互汚染を防ぎます。
• 間違った刃の高さの包丁を使用している。 鈍い刃を備えた自動回転包丁は、2°を超える角度の包丁を生成し、瞬時に 0.5 ～ 1.0 dB を追加します。
• スプライス付近でファイバを急激に曲げすぎます。 シングルモード ファイバの曲げ半径が 30 mm より小さい場合 (G.657.A1 では 10 mm が許容されますが、標準の G.652 では 30 mm が必要です)、1 ターンあたり 0.1 ～ 0.5 dB の曲げ損失が発生します。
• 50 μm と 62.5 μm のマルチモード ファイバーの混合。 50 µm OM4 を従来の 62.5 µm ファイバに接続すると、リンク マージンをゼロにするのに十分な 1.5 ～ 2.5 dB のコア不整合損失が発生します。
• 融着接続機の電極が安定しない。 電極が冷たいと、アークが弱く、接続損失が不安定になります。製品のスプライシングの前に、少なくとも 2 回のキャリブレーション バーンを実行します。

ファイバーケーブルの接続に関するよくある質問

融着接続機を使わずにファイバーケーブルを接続できますか?

はい、メカニカル スプライスまたは研磨済みフィールド コネクタを使用します。 どちらの方法も、ギャップを埋めるために正確な切断とインデックスマッチングゲルに依存しています。メカニカル スプライス ツール キットのコストは融着接続機の数分の 1 であり、慎重に使用すれば 0.5 dB 未満の許容損失を実現できます。ただし、損失バジェットが厳しい長距離伝送または高速伝送の場合は、融着接続が依然として好ましい選択肢です。

ファイバー接続が良好かどうかを確認するにはどうすればよいですか?

パワーメーターと光源を使用して挿入損失を測定し、スコープで端面を検査します。 良好なシングルモード スプライスの測定値は 0.1 dB 未満であり、嵌合コネクタ ペアの測定値は 0.3 dB 未満です。 IEC 61300-3-35 に基づく 200 倍の顕微鏡検査に合格し、コア ゾーンに 2 μm を超える穴や傷がありません。両方の基準が満たされている場合、接続は信頼できます。

APC コネクタと UPC コネクタの違いは何ですか?

APC (角度付き物理接触) コネクタは 8° の角度を持った端面を備えており、後方反射を –60 dB 未満に低減します。 UPC (ウルトラ フィジカル コンタクト) コネクタは、わずかにドーム状の平坦な形状をしており、一般的な反射率は –50 ～ –55 dB です。 APC は RF-over-fiber および高出力アナログ システムでは必須ですが、UPC はほとんどのデジタル リンクで十分です。 APC と UPC を一緒に嵌合しないでください。 APC の硬質ガラス エッジは UPC フェルールを損傷し、永久損失の増加を引き起こします。

ファイバーコネクターはどのくらいの頻度で掃除すればよいですか?

コネクタを抜き差しするたびに、必要に応じてコネクタを検査し、清掃する必要があります。 大手ネットワーク事業者による 2023 年の現地調査では、挿入損失テストに不合格となったコネクタの 72% は単純にクリーニングが必要であることが判明しました。 「接続前に検査」ルールを確立します。両側を検査し、ワンクリックツールまたはウェット/ドライワイプで清掃してから、再度検査します。

ファイバー接続には特別な安全上の注意が必要ですか?

はい、常に安全メガネを着用し、通電している可能性のあるファイバー端を決して覗き込まないでください。 1310 nm または 1550 nm レーザーからの目に見えない赤外光は、網膜損傷を引き起こす可能性があります。繊維の破片は鋭利なので、密閉された鋭利物容器に廃棄する必要があります。ガラスの破片が表面を汚染する可能性があるため、食べ物や飲み物を接合部分に近づけないでください。

信頼性の高いファイバー接続のための最後のヒント

すべての接続を、ネットワークの最も価値の高いトラフィックを伝送するものとして扱います。 施設内で 1 つのコネクタ タイプを標準化し、アダプタの複雑さを軽減します。すべての接続損失を OTDR トレースで文書化し、将来のトラブルシューティングのために保存します。人間のばらつきによって予期せぬ損失が生じないよう、設置者に同じ手順を訓練してください。これらの構造化された手順に従うことで、 接続方法 fiber cable を使用すると、接続ごとに 0.5 dB 未満の挿入損失値を一貫して達成し、キャリア グレードの仕様を満たすネットワークを構築できます。