τι είναι η Οπτική ίνα και τι είδη υλικών υπάρχουν, τύποι τερματισμών κλπ. Συνεχίζουμε με το δεύτερο κεφάλαιο (οδηγός στην ουσία) που θα δούμε αναλυτικά πως κάνουμε εγκατάσταση οπτικών ινών, συγκόληση κλπ

3. ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ

Η εγκατάσταση οπτικών καλωδίων και καλωδίων χαλκού δεν διαφέρουν πάρα πολύ. Κατά την εγκατάσταση οπτικών καλωδίων πρέπει να τηρήσουμε κάποιους κανόνες ώστε να επιτύχουμε μια σωστή εγκατάσταση.

Τύπος καλωδίου: Ο τύπος καλωδίου που εφαρμόζουμε σε κάθε εγκατάσταση είναι πολύ σημαντικός. Όταν εγκαθιστούμε καλώδια σε εξωτερικούς χώρους, για παράδειγμα, επιλέγουμε καλώδιο με μεταλλική θωράκιση και προστασία gel (tide buffer). Έτσι προστατεύουμε την εγκατάσταση μας από τρωκτικά, υγρασία κτλ. Σε εσωτερικούς χώρους (κτήρια κτλ) επιλέγουμε καλώδια χαμηλότερου κόστους (lose buffer).

Όδευση: To μέσο όδευσης είναι επίσης πολύ σημαντικό. Ποτέ δεν εγκαθιστούμε καλώδια ελεύθερα στο περιβάλλον. Πάντα χρησιμοποιούμε σωλήνες PVC, κανάλια, μεταλλικές σχάρες κτλ ώστε να προστατεύουμε τα καλώδια, όπως κάνουμε άλλωστε και στις εγκαταστάσεις χαλκού.

Εφελκυσμός: Η δύναμη έλξης των καλωδίων είναι ένας παράγοντας που πρέπει να προσέχουμε. Η τιμή εφελκυσμού του κάθε καλωδίου δίνεται από τον κατασκευαστή του στο φύλλο των χαρακτηριστικών του.

Η εγκατάσταση καλωδίων σε μεγάλα μήκη (πάνω από 500m) σε υπόγειους σωλήνες δεν γίνεται με έλξη αλλά με μηχανές εμφύσησης.

Ακτίνα κάμψης: Δεν υπερβαίνουμε την ακτίνα κάμψης καλωδίων. Η ίνα είναι ισχυρότερη από το χάλυβα όταν την τραβάμε σε ευθεία, αλλά σπάζει εύκολα όταν κάμπτεται σε μικρή γωνία. Κατά την εγκατάσταση του καλωδίου φροντίζουμε το καλώδιο να μην σχηματίζει γωνίες μικρότερες τον 90⁰.

Συστροφή: Δεν εγκαθιστούμε το καλώδιο σε συστροφή. Όταν το καλώδιο βρίσκεται σε καρούλια χρησιμοποιούμε βάσεις για να ξετυλίξουμε το καλώδιο από αυτά.

4. ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ

Συγκόλληση Οπτικής Ίνας

Η συγκολλήσεις οπτικών ινών με την μέθοδο της Συγκόλλησης Τήξης (Fusion Splice) αποτελεί την πλέον ενδεδειγμένη μέθοδο ένωσης και τερματισμού οπτικών ινών. Κρίνουμε λοιπόν σκόπιμο να περιγράψουμε αναλυτικά την μέθοδο αυτή αφού οι υπόλοιπες τείνουν να εκλείψουν.

Η συσκευή συγκόλλησης αποτελεί ίσως την κορυφαία τεχνολογία στα συστήματα οπτικών ινών. Πρόκειται για αυτόματη συσκευή, που λειτουργεί επίσης και χειροκίνητα, και έχει την δυνατότητα να συγκολλά δύο οπτικές ίνες μεταξύ τους. Από τεχνικής άποψης το splicer αποτελείται από μικροσκοπικούς σερβομηχανισμούς υψηλής ακρίβειας καθώς επίσης και από ένα σύστημα CCD κάμερας το οποίο μαζί με μια οθόνη υγρών κρυστάλλων απεικονίζει σε δύο άξονες Χ και Υ τις οπτικές ίνες και την πορεία των συγκολλήσεων. Υπάρχει φυσικά το τμήμα των ηλεκτροδίων καθώς επίσης και το απαραίτητο τροφοδοτικό για την συσκευή, το οποίο συνήθως είναι μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία με τον φορτιστή της.

Η εργασία με τις οπτικές ίνες απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή λόγω της φύσεως των υλικών που τις αποτελούν δηλαδή του γυαλιού. Για αυτό και καλό είναι να ακολουθούνται κάποιοι κανόνες ασφαλείας.

Μέτρα προστασίας

Προστασία από άμεση επαφή

1. Χρησιμοποιείτε μια σκούρα επιφάνεια εργασίας για την ύπαρξη οπτικής αντίθεσης με το γυαλί.
2. Απομακρύνετε από τον χώρο εργασίας σας κάθε κομμάτι άχρηστης ίνας. Ποτέ μην χρησιμοποιείτε το ίδιο καλάθι αχρήστων με τα άλλα αντικείμενα. Χρησιμοποιείστε δοχεία με την ειδική σήμανση.
3. Χρησιμοποιείστε λαβίδες για την απομάκρυνση των ινών από την επιδερμίδα σας. Τυχόν καθυστέρηση μπορεί να επιφέρει την μόλυνση του σημείου επαφής.
4. Μην τρώτε και μην πίνετε στην περιοχή εργασίας. Κατάποση των ινών μπορεί να επιφέρει εσωτερικές μολύνσεις.
5. Χρησιμοποιείτε γάντια όπου αυτό κρίνετε απαραίτητο.

Προστασία της όραση

1.    Ποτέ μην κοιτάτε μέσα από έναν τερματισμένο συνδετήρα.
2.    Χρησιμοποιείτε power meter το οποίο να γνωρίζετε καλά την λειτουργία του.
3.    Χρησιμοποιείτε γυαλιά προστασίας ανάλογα με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας που χρησιμοποιείτε.
4.    Μην τρίβετε τα μάτια σας και το πρόσωπο σας μετά την εργασία σας με τις οπτικές ίνες. Υπάρχει κίνδυνος εισαγωγής κομματιών στα παραπάνω σημεία.

Γενικές προφυλάξεις

1. Μην καπνίζετε στην περιοχή εργασίας και πάντοτε φροντίζετε να είναι καθαρός και τακτοποιημένος ο χώρος που εργάζεστε.
2. Γνωρίζετε τις εξόδους κινδύνου του χώρου εργασίας σας καθώς και την θέση των πυροσβεστήρων.

Χαρακτηριστικά Οπτικών Συνδετήρων

Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός οπτικού συνδετήρα είναι:

• Back reflection
• Insertion Loss
• Fiber Undercut/Protrusion
• Visual Quality

Back reflection ή επιστρεφόμενη ισχύς είναι η ισχύς που επιστρέφεται προς την πηγή μέσα από την ίνα σε σχέση με αυτή που εκπέμπεται από την πηγή

Οι παράγοντες που καθορίζουν το ποσοστό της επιστρεφόμενης ισχύος είναι:

• Η μέθοδος λείανσης.
• Η χάραξη της ίνας πριν την λείανση.

Insertion Loss

Απώλειες οπτικού σήματος είναι οι απώλειες που παρουσιάζονται σε έναν οπτικό συνδετήρα λόγω μη σωστής προσαρμογής του στον υποδοχέα ή λόγω κακού τερματισμού του.

Apex offset

Είναι η διαφορά της απόστασης από το κέντρο της ίνας με το κέντρο του νοητού κύκλου της άκρης ενός συνδετήρα.

Ακτίνα καμπυλότητας

Ακτίνα καμπυλότητας καλείται η σφαιρικότητα που έχει ένας τερματισμένος συνδετήρας σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο του.

Fiber Undercut/Protrusion

Είναι το πόσο «μέσα» (undercut) ή το πόσο «έξω» (protrusion) έχει κοπεί η ίνα στην άκρη του ferrule

Visual Quality-Αποδεκτοί και μη τερματισμοί οπτικών συνδετήρων.

5. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ

Αποδεκτές Απώλειες Οπτικών Καλωδίων

Το ελάχιστο πόσο οπτικής απώλειας που μπορούμε να αναμένουμε σε μια εγκατάσταση οπτικών ινών εξαρτάται από αρκετούς παράγοντες οι οποίοι είναι:

• ο τύπος του καλωδίου (μονότροπο – πολύτροπο)
• το μήκος κύματος που μετράμε
• το πλήθος των συγκολλήσεων που παρεμβάλλονται
• οι διπλοθήλυκοι υποδοχείς (couplers)

Για να υπολογίσουμε το ποσό απωλειών που αναμένουμε, αθροίζουμε τις εξασθενήσεις που αντιστοιχούν στην εγκατάσταση μας. Οι τιμές αυτές δίδονται παρακάτω:

• dB/km για απώλεια μονότροπης οπτικής ίνας στα 1550 nm
• dB/km για απώλεια μονότροπης οπτικής ίνας στα 1310 nm
• 1 dB/km για απώλεια πολύτροπης οπτικής ίνας στα 1300 nm
• 3 dB/km για απώλεια πολύτροπης οπτικής ίνας 850 nm
• dB για κάθε συγκόλληση με την μέθοδο της Συγκόλλησης Τήξης (FusionSplice)
• dB για κάθε συγκόλληση με την μέθοδο της μηχανικής συγκόλλησης
• dB για κάθε ζεύγος διπλοθήλυκων υποδοχέων ( coupler)

Παράδειγμα υπολογισμού απωλειών

Έστω εγκατάσταση οπτικών ινών 62.5/125 μήκους 2 km με δυο συγκολλήσεις στα άκρα (Pigtails εντός κατανεμητών) και μήκος κύματος μέτρησης 1300nm. Η αναμενόμενη απώλεια είναι :   μήκος πολύτροπης +   συγκολλήσεις     +         coupler

(1dB X 2km)   +   (0.05dB+0.05dB)   + (0.5dB+0.5dB) = 3.1 dB

Σημειώνουμε ότι οι παραπάνω τιμές αφορούν τις μέγιστες αναμενόμενες τιμές μετρήσεων. Οι αποδεκτές τιμές εξαρτώνται από την εφαρμογή για οποία θα χρησιμοποιήσουμε το δίκτυο οπτικών ινών και από τον ενεργό εξοπλισμό που θα χρησιμοποιήσουμε. Για ένα δίκτυο Ethernet για παράδειγμα, με χρήση απλών οπτικών switch, αποδεκτή τιμή θεωρούμε την τιμή των 3 dB περίπου.

Παράγοντες που επηρεάζουν την τιμή των οπτικών απωλειών είναι :

• η ποιότητα των διπλοθήλυκων υποδοχέων , των συνδετήρων και των προτερματισμένων καλωδίων (pigtails)
• η ποιότητα συγκολλήσεων
• η σωστή εγκατάσταση του οπτικού καλωδίου κατά την διαδρομή όδευσης του
• το σωστό συστημάρισμα (τακτοποίηση) των ινών εντός των κατανεμητών

η καθαριότητα των συνδετήρων (connectors) και των διπλοθηλυκών υποδοχέων (Coupler).

Δεύτερο μέρος από την εργασία του φίλου της σελίδας μας: Νικολής Γεώργιος Ηλεκτρονικός Μηχανικός

Στο επόμενο άρθρο 3ο και τελευταίο για τις οπτικές ίνες και το τι πρέπει ένας εγκαταστάτης να γνωρίζει, θα δούμε για τα όργανα μετρήσεων οπτικών ινών κλπ.

Ευχαριστούμε που διαβάσατε το άρθρο μας