FB
MÓJ KOSZYK
Mój koszyk jest pusty

Światłowody

Spawanie i złącza

Tłumienność spawu wykonanego spawarką Signal Fire - test
Rynek spawarek światłowodowych zmienił się znacznie na przestrzeni ostatnich kilku lat. Do spawarek japońskich renomowanych marek (Fujikura, Sumitomo, Fitel) oraz dotrzymujących kroku w wielu aspektach spawarek koreańskich (np. Inno) dołączyły tanie spawarki chińskie. Spawarki produkowane w Chinach dostępne były na rynku znacznie wcześniej, jednak oferta nie była tak bogata, jak obecnie i przede wszystkim różnica cenowa między spawarkami japońskimi i chińskimi nie była tak kolosalna jak dziś. Oczywiście sytuacja wymusiła na producentach japońskich dostosowanie się do rynku i w wypuścili oni na rynek proste modele, które cenowo choć nadal odbiegają od modeli chińskim, są im znacznie bliższe. Kwestią wyboru pozostaje więc, czy lepszym będzie zakup blisko dwukrotnie droższej spawarki japońskiej z podstawową metodą pozycjonowania, czy też zakup spawarki chińskiej, która „na papierze” prezentuje się lepiej w wielu aspektach.
Zgodnie z przewidywaniami spawarki chińskie takie, jak Signal Fire AI-8C L5870, czy AI-9 L5875 dominują wybrane obszary branży instalacji światłowodowych. O ile dla zastosowań operatorskich nadal pozostają one sprzętem drugiej kategorii – stanowią ewentualnie sprzęt zapasowy, o tyle w dziedzinie instalacji wykonywanych dla ISP, sieciach FTTH, budownictwie wielorodzinnym, czy instalacjach typu TV/SAT lub CCTV, tańsze spawarki sprawdzają się znakomicie.
Można pisać wiele o parametrach, jednak z punktu widzenia instalatora inwestującego w tego typu sprzęt kluczowe wydają się dwie rzeczy:
  • bezawaryjność (a w przypadku wystąpienia usterki szybki serwis),
  • dobrej jakości spawy (tzn. trwałe spawy o niskim tłumieniu).
Awaryjność modeli AI-8C oraz AI-9 jest znikoma. Statystyki serwisowe z roku 2020 pokazują, że dla bardziej popularnego modelu AI-9 nie przekroczyła ona 1%, przy czym niezmiernie istotna jest ogromna jak na ten rodzaj sprzętu liczba sprzedanych sztuk oraz fakt, że znaczna część z tej niewielkiej liczby zgłoszeń serwisowych wynikała z braku odpowiedniego przeszkolenia osoby użytkującej. Serwis modeli AI-7, czy AI-8, które użytkowane są przez instalatorów od przynajmniej 2 lat (wtedy nastąpiła wymiana modeli na obecnie użytkowane) również należy do rzadkości. Z tego tytułu, spawarki tej marki pochodzące z oficjalnej sieci dystrybucji firmy Dipol objęte są 4-letnią gwarancją.
Kwestia dobrej jakości spawów, to temat nieco bardziej skomplikowany i przede wszystkim zależny od szeregu czynników wśród których decydujące są te niezwiązane z samą spawarką. Mowa tu o dobrze wyregulowanym nożu do cięcia włókien, zachowaniu czystości podczas procedury spawania oraz wiedzy instalatora wykonującego spawanie. Wiele osób zapomina o podstawowej czynności jaką jest kalibracja łuku elektrycznego spawarki, nie dostrzega też lub nie chce dostrzegać nieprawidłowości podczas procesu spawania wynikających z nie do końca doczyszczonego lub źle uciętego włókna.
Test tłumienia spawu
W dalszej części artykułu przedstawiona zostanie procedura testowania spawów wykonanych za pomocą spawarki Signal Fire. Pomiar tłumienia spawu wykonywany jest metodą transmisyjną, tj. z użyciem źródła światła 1310 / 1550 nm oraz miernika mocy optycznej.
W celu przeprowadzenia testu wykorzystano specjalne, zaprojektowane do tego celu skrzynki zawierające około 120 m włókna światłowodowego w standardzie G.652D zakończonego jednostronnie złączem SC/APC. Drugi koniec włókna pozostaje wolny – można go swobodnie rozwijać i wielokrotnie na przemian spawać i łamać. Dodatkowo, skrzynki wyposażono w kasetę spawów.
Stanowisko testowe zawierające dedykowane skrzynki z włóknem oraz spawarkę Signal Fire
Procedura uwzględnia pomiar tłumienia spawu z wykorzystaniem tzw. metody transmisyjnej. Tłumienie pojedynczego spawu uzyskiwane jest w pomiarze referencyjnym. Kolejne kroki wyglądają następująco:
1. Wykonanie spawu w celu umożliwienia podłączenia urządzeń pomiarowych i dokonania pomiaru referencyjnego.
2. Podłączenie urządzenie pomiarowych. Zapis wartości poziomu mocy w pamięci miernika i wyzerowanie ustawień (zapis jako referencji dla przyszłego pomiaru).
3. Złamanie włókna.
4. Ponowne spawanie włókna.
5. Weryfikacja tłumienia wskazanego przez miernik mocy optycznej. Tłumienie to związane jest bezpośrednio z wykonanym na nowo spawem.
6. Powtórzenie procedury w celu weryfikacji powtarzalności wskazań miernika.

Pierwsze spawanie włókien w celu realizacji pomiaru referencyjnego. Tłumienie wykonanego połączenia nie ma znaczenia dla procedury – to wskazane przez spawarkę wyniosło 0,01 dB.
Podłączenie zestawu urządzeń pomiarowych: źródła światła 1310 / 1550 nm (strona lewa) oraz miernika mocy optycznej (strona prawa). Sprzęt tego typu znaleźć można tutaj. Ponieważ włókna pomiarowe zakończone są wtykiem SC/APC, a źródło światła wymaga zastosowania wtyku SC/UPC, konieczne jest zastosowanie patchcordu pośredniczącego SC/APC – SC/UPC L3412. Dla porządku podobne przejście wykonano po stronie miernika, choć w tym przypadku nie jest to konieczne (złącze miernika dopuszcza stosowanie obu typów wtyków).
W pierwszej kolejności wykonane zostały pomiary dla długości fali 1550 nm. To okno transmisyjne bardziej uwydatnia niedoskonałości toru transmisyjnego. Poziom sygnału generowany przez źródło światła wynosi -5 dBm. Odnotowana przez miernik moc sygnału po drugiej stronie włókna, to -7,11 dBm. Oznacza to tłumienie wynoszące -2,11 dB (wszystkie złącza, włókno, spaw). Wartość tego tłumienia nie jest istotna, ponieważ to w odniesieniu do niego realizowany będzie pomiar tłumienia pojedynczego spawu. Obecne wskazanie będzie jedynie referencją dla właściwego pomiaru. Wskazanie referencyjne widoczne jest w drugiej linii i wynosi obecnie 0,00 dB (miernik został „wyzerowany” zapamiętując jednocześnie wartość odniesienia). Jakiekolwiek dodatkowe tłumienie (dodane np. poprzez kolejny spaw) widoczne będzie w tym miejscu.
Po złamaniu włókna miernik mocy zgodnie z oczekiwaniami wskazał wartości charakterystyczne dla braku sygnału (-50 dBm w skali liniowej tj. dolna wartość zakresu pomiary miernika oraz -42,87 dB w odniesieniu do zapamiętanej wartości).
Przy ponownym spawaniu włókien, obserwując jednocześnie wskazania miernika mocy, dostrzec można ciekawe zjawiska:
Już wstępne pozycjonowanie włókien w spawarce powoduje, że miernik zaczyna ponownie wykrywać sygnał. Co niezwykle ciekawe, moc tego sygnału jest niższa od mocy odniesienia zaledwie o 0,76 dB. Taka wartość tłumienia występuje nierzadko przy spawach mechanicznych, czy nie najlepszej jakości połączeniach rozłącznych. Gdyby w tym momencie po obu stronach światłowodu podłączyć np. media konwertery z powodzeniem będą realizować transmisję danych, pomimo tego, że włókna nie są fizycznie połączone.
Po wykonaniu spawu odnotowano ostateczną wartość dodatkowego tłumienia będącego w istocie tłumieniem wykonanego spawu. Wartość ta wyniosła 0,05 dB (wskazanie spawarki to 0,01 dB tłumienia). Ogólnie przyjętą normą jest akceptacja spawów, których tłumienie nie przekracza 0,1 dB. Istnieją jednak normy zakładowe oraz normy europejskie, które dopuszczają 0,15 dB lub nawet 0,3 dB tłumienia. Testowany spaw jest więc spawem bardzo dobrym w kontekście tłumienia sygnału.
Dla porządku wykonany spaw zabezpieczono termokurczliwą osłoną spawów w celu weryfikacji, czy wartość tłumienia nie ulegnie zmianie, jednak nie miało to miejsca. Trwałość spawu zweryfikowano poprzez wciśnięcie spawu wraz z osłoną w dedykowane miejsce w kasecie spawów. Nie zmieniło to niczego w kontekście pomiaru.
Przedstawioną wyżej procedurę powtórzono kilkukrotnie dla długości fali 1550 nm uzyskując każdorazowo wynik w zakresie 0,03 – 0,06 dB tłumienia. Dla długości fali 1310 nm wskazania te były niższe i wahały się w zakresie 0,00 dB – 0,03 dB.