فیوژن فیبر نوری

کابل‌های فیبرنوری در متراژهای مختلف و در قالب‌های استانداردی به نام حلقه‌ها تولید می‌شوند. فروشگاه‌های عرضه کننده فیبرنوری که مرجع تخصصی هستند، کابل ‌فیبر نوری را به صورت حلقه‌های استاندارد از کارخانه‌ها تهیه می‌کنند. استاندارد حلقه‌ها با توجه به برند فیبر موردنظر متفاوت هستند. این حلقه‌ها توسط فیوژن فیبر نوری به هم متصل می‌شوند که یک تکنولوژی کاملا ضروری و پرکاربرد است.
قبلا با مفهوم فیبر نوری آشنا شدیم؛ حال امروز با مفهوم فیوژن فیبرنوری (اتصال فیبرنوری از طریق جوش دو فیبر) و موارد استفاده آن آشنا می‌شویم.

فیوژن فیبر نوری

کابل‌های فیبرنوری در متراژهای مختلف و در قالب‌های استانداردی به نام حلقه‌ یا قرقره تولید می‌شوند. فروشگاه‌های عرضه کننده فیبرنوری، کابل‌های فیبرنوری را به صورت حلقه‌های استاندارد از کارخانه‌ها تهیه می‌کنند. متراژ حلقه‌ها باتوجه به برند فیبر مربوطه متفاوت هستند اما عموما طول فیبرنوری قرار گرفته روی حلقه‌ها و قرقره‌ها چهار کیلومتر است. مشتریان نهایی فیبرنوری از عرضه کنندگان فیبر، میزان متراژ مورد نیاز خود را تهیه می‌کنند، با توجه به اینکه پروژه های فیبرنوری عموما برای مخابرات راه دور کاربرد دارند، لازم است چندین کیلومتر فیبرنوری در سرتاسر مسیر کشیده شود، لذا هنگامی که فیبرهای نوری در پروژه های کابل کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ معمولا نیاز به اتصال پایدار این فیبرهای نوری به همدیگر می‌شود که آنگاه مبحث فیوژن یا جوش فیبر نوری به میان می‌آید.

وظیفه فیوژن

فیوژن فیبر نوری یک فناوری جدید است که به منظور ایجاد اتصال بین دو کابل فیبرنوری استفاده می‌شود. نام دیگر فیوژن فیبر نوری، جوش فیبر نوری است. از این فناوری جدید برای اتصال گرمایی فیبرهای نوری به یکدیگر استفاده می‌شود. از دستگاه فیوژن به عنوان دستگاه جوش برای اتصال فیبرهای نوری بهره می‌برند که در قسمت محصولات موجود در بانک فیبرنوری و شبکه، تعدادی از این دستگاه‌های فیوژن موجود به صورت کامل با ویژگی‌های هر دستگاهی قرارداده شده است.

نحوه انجام  فیوژن فیبر نوری به این منوال است که در این روش از گرما برای اتصال فیبرهای نوری به یکدیگر استفاده می‌شوند. جوش دادن دو فیبر نوری توسط دستگاهی به نام دستگاه فیوژن انجام می‌شود.

نحوه کارکرد دستگاه‌های جوش فیبر نوری، همانطور که در قسمت بالا به آن اشاره شد این است که این دستگاه با ایجاد حرارت، موجب گرم شدن یا به عبارت بهتر موجب ذوب شدن تارهای فیبر نوری می‌شود که این عمل سبب جوش خوردن دو تار فیبر نوری به هم می‌شود.

فیوژن فیبر نوری بهترین روش اتصال دادن تارهای فیبر نوری به یکدیگر است؛ زیرا این عمل علاوه بر به صرفه بودن از نظر کیفیت، پایدارترین روش نیز محسوب می‌شود.

هدف از فیوژن تارهای فیبر نوری چیست؟

در واقع هدف از فیوژن کردن تارهای فیبر نوری، ایجاد اتصالی پایدار و همچنین کم کردن پراکندگی‌ها و بازتاب نور در محل اتصال دو کابل فیبر نوری است.زیرا روش های دیگر اتصال باعث بروز تلفات بالا در محل اتصال شده و از طرفی اتصالاتی موقتی به حساب می آیند که برای اتصال طولانی مدت دو فیبر مناسب نیستند.

کاربرد کلی فیوژن

مهم‌ترین کاربرد فیوژن یا جوش فیبر نوری، اتصال دو کور فیبرنوری از دو کابل مختلف برای مدت طولانی است. این کار به منظور ایجاد مسیرهای پیوسته و طولانی در مسیر کابل کشی فیبرنوری انجام می‌شود. کاهش پراکندگی و بازتاب نور در محل اتصال کابل‌های فیبر نوری از مهمترین مزایای فیوژن فیبرنوری بر سایر روش های اتصال است.

موارد استفاده از فیوژن فیبر نوری

از اتصالات فیوژن فیبر نوری در کوپلر، اتصالات ورودی ساختمان‌ها، نقاط واسطه بین گیرنده و فرستنده و محفظه‌های کابل کشی استفاده می‌شود. همچنین از این روش در زمان قطعی کابل‌ها استفاده می‌شود.
در زمان اتصال کابل‌های فیبر نوری باید دقت زیادی صورت بگیرد، زیرا باید هسته کابل‌ها با یکدیگر به طور کامل جفت شوند. این عمل به صورتی است که نور را به طور کامل از فیبر نوری عبور می‌دهد. در ادامه به توضیح اتصالات فیبر نوری به وسیله فیوژن می‌پردازیم.

روش‌ های اتصال فیبرنوری

• اتصال مکانیکی
• اتصال فیوژن

هدف نهایی از اتصال کابل، ایجاد اتصال درست و سالم بین دو یا چند بخش فیبر به شکلی است که اجازه می‌دهد سیگنال نوری با حداقل تلفات از آن عبور کند. هر دو روش اتصال مکانیکی و اتصال فیوژن به این هدف دست می‌یابند، اما آنها به روش‌های بسیار متفاوتی اینکار را انجام می‌دهند.

اتصال فیوژن

در مرحله اول، اتصال فیوژن شامل ذوب شدن دو فیبر به طور دائم در کنار هم است. این مورد با یک دستگاه الکتریکی که به طور مناسب به عنوان فیکسچر یا نگهدارنده فیوژن شناخته می‌شود بدست می‌آید. فیکسچر نه تنها دو فیبر را با یک قوس الکتریکی ذوب می‌کند، بلکه می‌تواند فیبرها را هم تراز کند تا دقیقاً یک اتصال درست ایجاد کند. در مدل‌های جدید فیوژن، از گرمای قوس الکتریکی برای این اتصالات استفاده می‌شود. ولی در مدل‌های قدیمی از حرارت ناشی از عبور جریان برق از تنگستن و یا حرارت شعله‌های گازی استفاده می‌شد.
جلوگیری از خمیدگی‌هایی که در محل جوش ایجاد می‌شود، از مهمترین نکاتی است که باید بعد از انجام جوش به آن توجه کنید. این خمیدگی‌ها باعث قطع موقت و یا دائم کابل‌ها می‌شوند که در آینده باعث ایجاد مشکلات بزرگی خواهند شد.

اتصال مکانیکی

یکی از اصلی‌ترین تفاوتهای اتصال مکانیکی و فیوژن، این مساله است که اتصال مکانیکی قادر نیست فیبرها را به طور دائمی به یکدیگر متصل کند. بلکه فیبرها را توسط قفل کردن و تراز کردن با مکانیزم پیچ دادن کنار هم نگه میدارد. این روش به هیچ وجه نیاز به گرما یا برق ندارد.

اتصال فیوژن فیبرنوری و اتصال مکانیکی

همانطور که در قسمت بالا به آن اشاره شد، روش اتصال دادن فیبر به صورت مکانیکی یا اتصال فیوژن امکان‌پذیر است. هر دو روش بالا دارای چهار مرحله هستند که هر دو روش در مرحله یک و دو به صورت مشترک می‌باشند و مرحله سه و چهار متفاوتی دارند.

مرحله یک؛ آماده‌سازی

در آماده‌سازی فیبرنوری برای اتصال، باید جکت یا غلاف فیبر را از شیشه داخلی که همان کور فیبر است و آن را احاطه کرده، جدا کرد. بعد از انجام کار بالا یک کور لخت باقی می‌ماند که باید با یک دستمال الکلی تمیز شود.

مرحله دوم؛ Cleaving

مرحله بعدی مرحله بریدن انتهای فیبرها است. این مرحله مانند بریدن به روش معمول نیست و همانطور که در شکل زیر مشخص است، ضربه ای به فیبر وارد می‌شود. cleaving بدان معنی است که به آرامی باید به فیبر ضربه وارد شود و سپس چند بار خم شود تا به طور طبیعی شکسته شود.

مرحله سوم اتصال فیوژن فیبرنوری؛ تراز و همجوشی

در مرحله بعد، مراحل هم ترازی و همجوشی را طی می‌کنید که شامل قرار دادن هر فیبر شکسته شده در محل و ذوب شدن آن است. در بیشتر دستگاه‌های فیوژن، یک پنجره ذره‌بین یا بیننده وجود دارد که اجازه می‌دهد تا انتهای فیبر به راحتی و دقیق‌تر در محل تراز قرار بگیرد. هدف قرار گرفتن در موقعیت دقیق است به نحوی که نور با حداقل  انعکاس یا اتلاف سیگنال از آن عبور کند.

پس از دستیابی به تراز صحیح  دو انتهای فیبر به همراه یک قوس الکتریکی با ولتاژ بالا ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند.

مرحله چهارم اتصال فیوژن فیبرنوری؛ محافظت از فیبر

اکنون اتصال جدید فیبر باید محافظت شود، به طوری که هنگام استفاده از فیبر، یکپارچگی آن حفظ شود شکاف‌های فیوژن به طور معمول دارای مقاومت کششی در حدود 0.5 تا  1.5 پوند باشند و در استفاده روزانه آسیب نبینند. اما با این تفاسیر، محل فیوژن ها همچنان باید در برابر نیروهای خمشی و کششی که هنگام حرکت به آنها ئارد می‌شوند، محافظت شود.
محافظت به طور معمول با قراردادن کریمپ‌ها در نقطه جوش یا شکاف در اطراف اتصال، حاصل می‌شود که در نتیجه گرما در جای خود قرار می‌گیرد.

تمام اتصالات فیوژن احتیاج به دقت بالایی دارند، به طوریکه تنظیمات به صورتی انجام می‌شود که خطا کمتر از 0.02 dB باشد.

مرحله سوم اتصال مکانیکی فیبرنوری؛ اتصال فیبرها 

بر خلاف اتصال فیوژن، اتصال مکانیکی فیبر ها را  به طور دائمی بهم وصل نمی‌کند بنابراین به گرما احتیاج ندارد. ژل تطبیق مهمترین عنصر مورد استفاده برای اتصال مکانیکی است. این ژل همانطور که از نامش پیداست یک ژل با ضریب شکستی معادل ضریب شکست هسته است، این خاصیت کمک می‌کند تا اتلاف اتصال کاهش یابد.

مرحله چهارم اتصال فیوژن فیبرنوری؛ محافظت از اتصال

در اتصال مکانیکی، یک مرحله جداگانه برای محافظت از فیبر نوری ضروری نیست، زیرا اسپسیلر مکانیکی به خودی خود محافظت شده است و کار محافظت را بطور خودکار انجام می‌دهد.

جوش یا فیوژن فیبرهای نوری

جوش فیبر نوری یا فیوژن فیبرهای نوری به این معنا است که دو انتهای فیبر لخت (روکش‌های برداشته شده) تحت تاثیر گرما بهم متصل شوند. به طور دقیق‌تر، در ابتدا انتهای فیبرها نسبت به هم فاصله کمی دارند. اما پس از گرم کردن، برای مدت کوتاهی سطح آن‌ها ذوب و فشرده می‌شوند تا وقتی که انتهای فیبرها به هم وصل شوند. تمامی این عملیات به کمک دستگاه فیوژن انجام می‌شود.

روش گرمایش فیبر های نوری

روش گرمایش، اغلب با تخلیه الکتریکی و با ولتاژ بالا صورت می‌گیرد به همین دلیل از روش‌های دیگری استفاده می‌شود. استفاده از یک سیم نیکل کروم با بخاری برقی، لیزر CO2 و یا شعله گاز برخی از روش‌های گرمایش فیبرنوری هستند.

اتصال فیبرهای نوری مالتی مود و سینگل مود به یکدیگر

اتصال فیبرهای نوری مالتی مود به سینگل مود مجاز نیست. در این حالت، تلفات انتقال قابل توجه خواهد بود زیرا پارامترهای فیبر با یکدیگر مطابقت ندارند. به عنوان مثال،قطر کور سینگل مود بسیار کوچکتر از قطر کور مالتی مود است، لذا بخشی از نوری که از فیبر مالتی مود به سینگل مود می رسد دچار اتلاف می شود.

شرایط ایده آل برای اتصالات کم ضرر و قابل اعتماد

• فیبرنوری متشکل از ماده سیلیس می‌باشد؛ بنابراین استفاده از مواد شیشه‌ای دیگر برای فیوژن فیبرهای نوری مناسب نیست.
• پارامترهای اتصال دهنده فیوژن (مخصوصا، جریان الکتریکی و مدت زمان جرقه) برای نوع فیبر (از نظر جنس ماده و قطر فیبر) بهینه شده است.
• فیبرها دارای قطر پوششی برابر هستند.
• پوشش فیبر نوری، احتمالاً با استفاده از یک مایع حلال کاملاً برداشته می‌شود.
• انتهای فیبر به خوبی آماده شده است، دارای برش‌های دقیقاً عمود می‌باشند. همچنین بی‌نظمی سطحی و گرد و غبار وجود ندارد. یک فیبر با دقت متصل شده (که با برخی از دستگاه‌های اتصال فیبر انجام می‌شود) معمولاً باید به اندازه کافی خوب باشد. همچنین صیقلی کردن فیبر نوری منجر به رسیدن به بالاترین سطح کیفی و دقت زاویه‌ای در اتصال می‌شود اما انجام این عمل وقت گیر است.
• کورهای فیبر نوری، دقیقاً بر روی محورهای فیبر قرار دارند و تراز آن دقیق است. (غالباً با میکروسکوپ مشاهده می‌شود.)

نکات پایانی درباره فیوژن‌های نوری

در شرایط ایده آل، اتصالات فیوژن دارای 0.02 دسی بل تلفات خواهند بود. علاوه بر این، تقریباً هیچ نوری در اتصال منعکس نخواهد شد. همچنین محل اتصال فیوژن را به سختی می‌توان زیر میکروسکوپ دید. با این وجود، اگر سطح فیبر در حین جابجایی آسیب ببیند، ممکن است مقاومت مکانیکی اتصال و محیط اطراف آن بسیار پایین‌تر از فیبر لخت طبیعی باشد. در نظر داشته باشید که فقط خراش‌های بسیار کوچک برای این اثر‌پذیری کافی است.

نتیجه نهایی از جوش فیبر نوری

توجه داشته باشید که برای اتصال فیبر پوشش محافظ (cladding) باید از بین برود و این فرآیند، خطر آسیب رساندن به سطح فیبر را افزایش می‌دهد. پس از اتصال یا جوش، معمولاً برای بدست آوردن استحکام مکانیکی کافی، از یک پوشش جدید یا پیوست کردن برخی از مواد محافظ دیگر (به عنوان مثال، یک محافظ کوچک کننده گرما یا یک محافظ مکانیکی بست) استفاده می‌شود.

مقاله فوق توسط بانک فیبرنوری نوشته وتدوین شده است و از سایت m2opticsاستفاده شده است.

محصولات مرتبط

مشاهده سریع

دستگاه فیوژن

دستگاه فیوژن فوجیکورا 62S

تماس بگیرید

مشاهده سریع

دستگاه فیوژن

دستگاه فیوژن فوجیکورا 90S

تماس بگیرید

مشاهده سریع

دستگاه فیوژن

دستگاه فیوژن فیبر نوری سومیتومو Sumitomo T-57

تماس بگیرید

مشاهده همه محصولات

مطالب زیر را از دست ندهید

تشخیص کدهای رنگی فیبر نوری

تشخیص کدهای رنگی فیبر نوری در مقاله‌های قبلی که تحت عنوان فیبرنوری چیست نوشته و تدوین شده بود، فیبر نوری و انواع آن، و نحوه ساختار و عملکرد آن به [...]

3 دیدگاه

تست OTDR چیست ؟

دستگاه otdr [...]

پاورمتر چیست ؟

پاورمتر امروز می‌خواهیم با هم ببینیم پاورمتر یا همان Optical power meter (OPM) چیست و تعریف پاورمتر و نحوه عملکرد پاورمتر و کاربردهای آن توضیح خواهیم داد. power-meter یا همان [...]

8 دیدگاه

لایت سورس چیست؟

لایت سورس لایت سورس یا همان منبع نور (Optical light source) دستگاهی است که از لیزر دیود یا LED، مانند یک لامپ تابشی تثبیت شده استفاده می‌کند. این منبع نوری، [...]

بانک مقالات