مفصل فیوژنی و مکانیکی
در قسمت‌های قبل توضيحاتی پيرامون مفصل‌ها و اتصال دهنده‌ها ارايه شد و افت توان در مفصل و علل ايجاد آن مورد بحث قرار گرفت. در اين قسمت به معرفی دو نوع مفصل فيوژنی و مكانيكی می‌پردازيم.
فيوژن كردن فيبر نوری
مطمئن‌ترين روش اتصال فيبر نوری، مفصل فيوژنی و يا همجوشی است. در اين روش به انتهای فيبرها كه با دقت برش يافته و تميز شده‌اند حرارت مي‌دهند تا به نقطه ذوب برسند و در همان حال آنها را در جهت طولی به هم فشار می‌دهند تا دو سر فيبرها در هم فرو رود و مفصلي با افت بسيار پايين (كمتر از ۰/۰۸db ) شكل گيرد.
فرآیند فيوژنی
فرآیند فيوژنی به این شرح است:
انتهای فيبرها در مقابل يكديگر قرار داده می‌شوند، هر كدام از فيبرها در محل V شكل خود كه دارای قابليت جابجايی است به كمک درپوش مغناطیسی ثابت می‌شوند. در دستگاه‌های مدرن، تمامی مراحل کار به طور اتوماتیک انجام می‌گيرد. با استفاده از ريزپردازنده‌ها، سروو موتورها و فناوری پیشرفته الکترونیکی اسکن، انتهای فیبرها با دقت 10000/1 میلی‌متر در برابر یکدیگر تنظیم می‌شوند. به هنگام همسو كردن فيبرها، زاویه برش انتهای فیبر و تميز بودن آنها نيز كنترل می‌شود. به انتهاي فیبرها با ايجاد قوس الكتريكی و تا نقطه ذوب حرارت داده شده و پس از آن انتهای فيبرها به كنار هم آورده و به هم فشرده می شوند تا اتصال يكنواختی ايجاد شود.
در فرآیند فيوژنی، تعدادي تصوير به روش اسکن الکترونیکی تهيه می‌شود تا از آنها براي ارزيابی کیفیت مفصل به صورت دستی و یا از طریق آناليز پیشرفته رياضي استفاده شود. پس از انجام فيوژن، به كمك تيوب حرارتي كه در آن ميله ای از جنس سراميک، پلاستیک و يا فولاد قرار داده شده است محل اتصال را ايمن می‌كنند.
مفصل فيوژنی نوار فیبر
در حالت اتصال تک فیبر، دو فیبر که بایستی به هم متصل شوند را می‌توان مستقل از هم در جهات z-y-x با موتور که کنترل آن با مدار الکترونیکی انجام می‌گیرد تعیین مکان کرد. فیبرهای نواری معمولا شامل 2 ،4 ، 8 و یا 12 فیبر است که به نوعی به هم متصل هستند و بنابراین امکان تنظیم جداگانه هر فیبر در جهت x و y وجود ندارد. حدود 40 میلی متر از لایه اکریلیک که فیبرها را به صورت نوار در کنار هم قرار می‌دهد از انتهای آن برداشته می‌شود.
فیبرهای لخت شده، تمیز، و مطابق آنچه در روش اتصال تک فیبر مطرح شده برش داده می‌شوند. برش فیبرهای نواری در نتیجه نهایی حتی حیاتی‌تر از برش در اتصال تک فیبرهاست. تمام فیبرها باید دقیقا در همان طول و با زاویه 90 درجه برش زده شوند. اختلاف طول 1 تا 2 میکرون باعث افت کیفیت اتصال خواهد شد. نوار فیبر آماده شده را در محل ماتریسي با شیار V شکل که امکان تطبیق همه فیبرها را در جهت‌های x و y فراهم می‌سازد قرار می‌دهند.
فیبر ها را با یک قوس الکتریکی تا دمای ذوب آنها گرم و به هم نزدیک تا اتصال یکنواختی ایجاد شود. دمای فیبرها در نوار بایستی با هم برابر باشد تا اتصال فیبرهای داخلی و بیرونی با همان کیفیت بالا انجام گیرد. در فرآیند فيوژنی نوار فيبر، مشابه آنچه براي اتصال تک فيبر مطرح شد، تعدادی تصوير به روش اسکن الکترونیکی گرفته می‌شود تا از آنها برای ارزيابی كیفیت اتصال به صورت دستی و یا از طریق آناليز پیشرفته رياضی استفاده شود.
پس از انجام فيوژن، محل اتصال به كمک تيوب قابل انقباض حرارتی كه در آن ميله‌ای از جنس سراميک ، پلاستیک و يا فولاد قرار دارد محافظت می‌شود.
آناليز تصویر الكترونيكی
تصاویر گرفته شده توسط اسکن الکترونیکی در طی فرآیند فيوژنی واقعی، مورد تجزیه و تحلیل ریاضی قرار می‌گيرند. هنگامی که فيبر گرم می‌شود، هسته فیبر به عنوان بخش سبک‌تر فیبر، قابل مشاهده شده و اجازه می‌دهد تا كاربر از نظر بصری كيفيت مفصل را ارزيابی كند. برنامه‌های محاسباتی ویژه بر اساس تجزیه و تحلیل انحنای هسته فیبر، برآورد نسبتا دقیق از افت مفصل ارايه می‌كنند.
مفصل مكانيكی
روش وی بلوک، شكل ساده‌ای از مفصل مكانيكی است. يک شيار V شكل در يک بلوک پلاستیکی ايجاد می‌شود. عمق شيار به صورتی است كه وقتي در پلاستیکی بر روی آن قرار گيرد فيبر داخل شيار از سه جهت در معرض فشار باشد. انتهای دو فيبر به صورتی محکم و پايدار به هم فشرده می‌شوند و درپوش بر روي آنها قرار گرفته و ثابت می‌گردد. در صورت استفاده از روغن جهت تطبيق ضریب شکست، با اين روش می‌توان به افت مفصل كمی (<۰/۲db) دست يافت. مفصل V شكل عمدتا براي نصب در محیط‌های داخلی و يا به عنوان روش موقت (يا اضطراری) در شبكه‌های راه دور مورد استفاده قرار می‌گيرد.
مفصل لوله با قطر دقيق
تعدادی از انواع مختلف مفصل مکانیکی بر پايه استفاده از لوله هستند. دو انتهای فيبرها در داخل قطعه ای به شكل لوله كه با روغن تطبيق ضريب شكست پر شده است در كنار هم قرار می‌گيرند. با چسب اپوکسی اتصال را محافظت می‌كنند (نگاه کنید به شکل21).
مفصل سه ميله ای
در روش اتصال سه ميله ای از 3 ميله فولادی با قطر مناسب استفاده می‌شود قطر اين سه ميله بصورتی انتخاب می‌شود كه وقتی به صورت طولی كنار هم قرار بگيرند اندازه كانال ايجاد شده دقيقا برابر قطرفيبر نوري مورد نظر جهت اتصال باشد (نگاه کنید به شکل 22) از تيوب حرارتی براي كنار هم گذاشتن ميله‌ها استفاده می‌شود. پس از تزريق روغن جهت تطبيق ضريب شكست، انتهای فيبرهای قطع شده در جهت مقابل هم و با فشار به داخل كانال وارد می شوند، و در نتیجه اتصال مكانيكی ساده و البته نه دائم ايجاد می‌شود. اتصال سه میله‌ای در اندازه گيری‌های مختلف كه نياز به اتصال سريع به ليزر و يا دستگاه اندازه گيری توان است استفاده می‌شود. با استفاده از روغن تطبيق ضريب شكست، افت ۰/۲dB را به طور متوسط می‌توان به دست آورد.
مفصل مكانيكی نوار فيبر
برای اتصال مكانيكی فيبرها در نوار فيبر روش بسیار پیچیده‌تری مورد استفاده قرار می‌گيرد. يک نوع معمول مفصل در شكل 24 نشان داده شده است. انتهای هر دو فيبر تميز شده و تمام پوشش‌های اوليه و ثانويه آنها برداشته می‌شود. سپس انتهای دو نوار فيبر بين دو صفحه سيليكونی مقابل هم قرار داده می‌شوند، که یکی از آنها دارای شيارهای با ابعاد بسيار دقيق است. قبل از اينكه دو صفحه مزبور توسط يک سامانه فنری محكم شوند. انتهای نوار فيبرها به هم فشرده می‌شوند و روغن مخصوص تطبيق ضريب شكست به داخل شيارهای ماتريسی دستگاه اتصال تزريق می‌شود. چندين صفحه را می‌توان جهت ايجاد ماتريس برای اتصال فيبرهای بيشتر و با فشردگی بيشتر بر روی هم قرار داد. با اين روش می‌توان تا 12×12 فيبر را به هم متصل كرد. با این حال، از سال 1992 به علت توسعه مفصل‌های فيوژنی، اين نوع ماتريس‌ها، كم و بيش، كمتر مورد توجه قرار گرفته است.
این مقاله توسط مهندس محمدعلی مساواتی نوشته شده و در مجله سیم و کابل منتشر شده است.
