אובדן חיבור סיבים הוא החלק של כוח האות האופטי שלא מצליח לעבור דרך הנקודה שבה שני סיבים מחוברים. אפילו כמות קטנה של אובדן ב-Splice בודד יכול להרכיב על פני רשת עם עשרות או מאות נקודות חיבור, לצרוך מרווח קישור ולפגוע בביצועים הכוללים. לכן אובדן ספייס חשוב לכל מי שמתכנן, מתקין או מתחזקכבל סיבים אופטייםתַשׁתִית.
מדריך זה מכסה מהו אובדן splice, מדוע הוא קורה, כיצד למדוד אותו בצורה נכונה, אילו ערכים מקובלים בתרחישים שונים, וכיצד לפתור בעיות splices הנופלים מחוץ למפרט.
מה זה אובדן סיבים?
חיבור סיבים הוא צומת קבוע או -קבוע למחצה שבו שני קצוות סיבים מחוברים יחד כדי ליצור נתיב אופטי רציף. אובדן חיבור הוא הפחתת ההספק האופטי באותו צומת, הנמדד בדציבלים (dB). אובדן ספייס מייצג את הכוח האופטי שלא מועבר בהצלחה דרך נקודת החיבור ובמקום זאת מוקרן החוצה מהסיב.
זה עוזר להבחין בין אובדן ספייס לשני מונחים הקשורים זה לזה. אובדן הכנסה הוא מדידה רחבה יותר הלוכדת את הפחתת האות הכוללת שנגרמה על ידי הוספת כל רכיב - מחבר, מצמד או חיבור - לנתיב אופטי. הנחתה כוללת של סיבים אחראית לכל מקור לאובדן על פני הקישור המלא, כולל הכבל עצמו, מחברים, חיבורים, עיקולים והתקנים פסיביים. חיבור עשוי להיראות בסדר בפני עצמו, אך כאשר האובדן שלו משולב עם כל תורם אחר לאורך הקישור, הסכום הכולל עלול לעלות עלתקציב הפסדולגרום לבעיות שידור.
מה גורם לאובדן סיבים?
אובדן חבור נובע משתי קטגוריות של גורמים: פנימי וחיצוני.
סיבות פנימיות
גורמים פנימיים מובנים בסיבים עצמם ואינם ניתנים לשינוי במהלך תהליך השחבור. המשמעותית ביותר היא אי התאמה בקוטר השדה (MFD) בין שני הסיבים המחוברים. כאשר לשני סיבים יש ערכי MFD שונים - אפילו סיבים מאותו סוג נומינלי מאצוות ייצור שונות - קצת אור אובד במעבר. תורמים מהותיים אחרים כוללים הבדלים בקוטר הליבה, ריכוז הליבה, צמצם מספרי ופרופיל מקדם השבירה. שינויים אלה הם בדרך כלל קטנים עבור סיבים מאותו מפרט, אך הם הופכים משמעותיים יותר בעת שחבור סוגי סיבים שונים, כגון צירוףסיב אחד במצב-תואם ל-G.652.D כדי לכופף-סיב G.657 חסר רגישות.
סיבות חיצוניות
גורמים חיצוניים נובעים מתהליך השחבור עצמו ונמצאים בעיקר בשליטת המתקין. הסיבות החיצוניות השכיחות ביותר הן זיהום על פני קצה הסיבים, איכות ביקוע ירודה (זווית, שפה או האקל), חוסר יישור לרוחב או זוויתי של ליבות הסיבים ועיוות הליבה הנגרם על ידי פרמטרי איחוי שגויים. תנאי סביבה - טמפרטורה קיצונית, רוח, אבק ורעידות - יכולים גם לפגוע באיכות השחוג בעת עבודה בשטח.
ברוב המצבים-בעולם האמיתי, אובדן חיבור גבוה נובע משגיאות הכנה וטיפול ולא לפיזיקת סיבים אקזוטיים. קצה סיבים מלוכלך או קרע גרוע יהרוס מערך שחבור מושלם אחרת. זו הסיבה שטכנאים מנוסים משקיעים את רוב מאמציהם בהכנת סיבים, לא בהתאמת הגדרות מתקדמות של ספייס.
חיבור היתוך לעומת חיבור מכני: ביצועי הפסד בהשוואה
ישנן שתי שיטות עיקריות לחיבור סיבים אופטיים, והן מייצרות מאפייני אובדן שונים מאוד.
חיבור פיוז'ן
חיבור פיוז'ןמחבר לצמיתות שני קצוות סיבים על ידי התכתם יחד עם קשת חשמלית מבוקרת במדויק. מחברי היתוך מודרניים משתמשים ביישור ליבה אקטיבי ובכיול קשת אוטומטי כדי להשיג אובדן חיבור נמוך באופן עקבי. על פי האיגוד הסיבים האופטיים (FOA), ערך תכנון טיפוסי לאובדן חיבור היתוך-יחיד הוא 0.15 dB לכל splice, וטכנאים מיומנים משיגים באופן שגרתי תוצאות הרבה מתחת ל-0.1 dB. שחבור היתוך מייצר גם השתקפות אחורית מינימלית, מה שחשוב במערכות הרגישות לאובדן החזרה, כגון וידאו אנלוגי או שידור קוהרנטי במהירות-גבוהה.
חיבור מכני
שחבור מכני מיישר שני קצוות סיבים בתוך בית דיוק ומחזיק אותם במקומם באמצעות מהדק או תפס, באמצעות ג'ל תואם אינדקס- כדי להפחית השתקפות ואובדן במרווח האוויר. זה לא מתיך לצמיתות את הזכוכית. תקן EIA/TIA 568 מאפשר אובדן שחבור מרבי של 0.3 dB, ואובדן ספייס מכני טיפוסי נע בין 0.2 dB ל-0.75 dB בהתאם לסוג החבור ולמיומנות המתקין. שחבור מכני דורש ציוד פחות יקר ופחות הכשרה, מה שהופך אותו למעשי עבור שיקום חירום, חיבורים זמניים או תרחישים שבהםספייסר היתוךאינו זמין.
באיזו שיטה לבחור
עבור התקנות קבועות שבהן ביצועים ואמינות-לטווח ארוך הם בראש סדר העדיפויות - במיוחד בנושאקישורי צמחים חיצונייםאו-חיבורי מרכז נתונים מהירים - היתוך הוא הבחירה הסטנדרטית. שחבור מכני נשאר שימושי לתיקוני שטח מהירים, תיקונים זמניים ויישומים שבהם ניתן לספוג את האובדן הגבוה לכל-חבור במסגרת תקציב הקישור. מפעילי טלקום רבים משתמשים בחבור היתוך עבור עמוד שדרה ומסלולים-ארוכים תוך שמירה על ערכות חיבור מכניות זמינות לשחזור חירום.
כיצד נמדד אובדן סיבים?
שני מכשירים עיקריים משמשים כדי להעריך אובדן splice, והם עונים על שאלות שונות.
בדיקת OTDR לאירועי Splice
רפלקטומטר תחום זמן אופטי (OTDR) שולח פולסים קצרים של אור לתוך הסיב ומנתח אתאות מפוזר לאחורלאפיין אירועים לאורך הקישור. זה יכול לזהות מיקומי שחבור בודדים, להעריך אובדן שחבור בכל אירוע, ולזהות בעיות כמו כיפוף מוגזם או הפסקות. עבור רשתות עם חיבורים רבים על פני טווחים ארוכים, ה-OTDR חיוני לאימות שכל חיבור עומד במפרט.
עם זאת, מדידת OTDR בכיוון-יחיד מספקת רק אומדן של אובדן חיבור, לא מדידה אמיתית. כאשר לשני סיבים יש מקדמי פיזור לאחור - שונים, מה שקורה בכל פעם שסיבים בעלי ערכי MFD שונים מחוברים -, קריאת OTDR חד- בכיוון אחד עלולה להפריז או להמעיט משמעותית בהפסד בפועל. במקרים מסוימים, זה אפילו יכול להראות "מרוויח" לכאורה, שנראה כמו הפסד שלילי בנקודת החבור. כְּמוֹCommScope מסביר, אפקט זה הוא אשליה אופטית הנגרמת על ידי שינויים ברמת הפיזור האחורי, לא הגברת האות בפועל.
מדוע מיצוע דו-כיווני חשוב
ההליך הסטנדרטי בתעשייה למדידת אובדן ספייס מדויקת מבוססת OTDR- היא בדיקה דו-כיוונית. לְפִיפתרונות VIAVI, מדידת אותו חיבור משני הקצוות וממוצע של שתי התוצאות מבטלת את השגיאה הקשורה לפיזור-בחזרה. תקן TIA-FOTP-61 דורש גישה דו-כיוונית זו להערכת אובדן חיבור אמינה. בלעדיו, הטכנאים מסתכנים בקבלת חיבורים גרועים ממה שהם נראים או בעיבוד חיבורים שלא לצורך שהם למעשה בסדר.
דוגמה מעשית ממחישה מדוע זה חשוב: חיבור בין סיב G.652.D ל-G.657 עשוי להראות אובדן של 0.35 dB כאשר נבדק מכיוון אחד, מה שמעורר דאגה. נבדק מהכיוון ההפוך, אותו חיבור עשוי להראות מגבר של -0.10 dB. הממוצע הדו-כיווני - בקירוב 0.12 dB - מייצג את אובדן החבור בפועל ונמצא בגבולות המקובלים. בלי לבדוק את שני הכיוונים, ייתכן שהטכנאי היה מבזבז זמן על{10}}שחבור מפרק טוב לחלוטין.
בדיקת אובדן הכנסה עם OLTS
עבור בדיקת -רמת קבלה של קישור, ערכת בדיקת אובדן אופטי (OLTS) - המורכב ממקור אור מכויל ומד כוח - מודד את אובדן ההחדרה הכולל על פני כל מפעל הכבלים. בדיקה זו לוכדת כל תורם אובדן בקצה אחד-ל-מדידה: הנחתת סיבים, אובדן מחבר ואובדן חיבור ביחד. רַבִּיםבדיקת כבל סיבים אופטייםהסטנדרטים דורשים מבחן אובדן הכנסה כקריטריון המעבר/נכשל העיקרי, כאשר בדיקת OTDR משמשת ככלי משלים לאבחון ברמת האירועים-.
מהו אובדן סיבים מקובל?
אין סף אוניברסלי אחד. אובדן שחבור מקובל תלוי בסוג הסיב, שיטת השחבור, היישום ותקציב ההפסד הכולל של הקישור.
ערכי תכנון לפי סיבים וסוג ספייס
ה-FOA מספק ערכי תכנון בעלי התייחסות רחבה לחישובי תקציב הפסד. עבור חיבורי היתוך-יחידים, ערך התכנון המומלץ הוא0.15 dB לכל חיבור. עבור splices מכאניים רב-מודים, הערך הוא 0.3 dB לכל splice. תקן TIA-568 קובע אובדן חיבור מרבי מותר של 0.3 dB. נתונים אלה הם אומדנים שמרניים המיועדים לחישובים בשלב התכנון, ולא מגבלות מוחלטות של מעבר/כשל עבור חיבורים בודדים בשטח.
בפועל, מכשירי היתוך המודרניים-מוכנים היטבסיב אחד במצב-מייצרים באופן קבוע הפסדי ספייס מתחת ל-0.05 dB. עַלסיבים מולטי-מודים, התוצאות נוטות להיות מעט גבוהות יותר אך עדיין נופלות בדרך כלל מתחת ל-0.15 dB עם ציוד היתוך.
הפסד מקובל בהקשר: גישת תקציב ההפסד
חיבור שגודלו 0.20 dB עשוי להיות מקובל לחלוטין בקישור קצר בקמפוס עם הרבה מרווחים, אבל אותו ערך יכול להיות בלתי מקובל במסלול-ארוך מחוץ למפעל שבו עשרות חיבורים משאירים מעט מאוד מקום בתקציב ההפסד. הגישה הנכונה היא לחשב את תקציב אובדן הקישור הכולל - שמתייחס אליוהנחתה של סיבים, הפסדי מחברים, אובדן חיבור ורכיבים פסיביים כלשהם - ולאחר מכן ודא שהאובדן שנמדד מקצה-ל-קצה נכנס לתקציב זה עם מרווח הולם להזדקנות ולתיקונים עתידיים.
מרווח קישור של לפחות 3 dB מומלץ בדרך כלל כדי לקחת בחשבון את הזדקנות הרכיבים, השפלה של מחברים על פני הזדווגות חוזרות ונשנות, וחבורים עתידיים אפשריים הדרושים לתיקוני כבלים.
מתי לבצע ריפליצה
יש לחקור חיבור ולעבד אותו מחדש כאשר מתקיים אחד מהתנאים הבאים: ההפסד הנמדד שלו גבוה משמעותית משאר החיבורים באותו חוליה; זה גורם לאובדן הקישור הכולל להתקרב או לחרוג מהתקציב; זה נראה חריג בבדיקות חוזרות; או שהמחב עצמו העריך הפסד גבוה בצורה יוצאת דופן במהלך תהליך ההיתוך. אם חיתוך-מחדש וחיבור-מחדש לא יפחית את ההפסד, כנראה שהבעיה נעוצה בתאימות סיבים, זיהום או כיול ציוד ולא מזל רע.
כיצד להפחית אובדן סיבים גבוהים: שלב-אחר-זרימת פתרון בעיות
כאשר חיבור מייצר הפסד גבוה מהצפוי, עקוב אחר הרצף הזה במקום לקפוץ ישר להגדרות מתקדמות או לשינויי ציוד.
שלב 1: נקה ובדוק את קצוות הסיבים
זיהום הוא הגורם השכיח ביותר לאובדן ספייס מוגבר. חלקיקי אבק, שמנים מטיפול, שאריות ג'ל חיץ ופסולת מוטס יכולים כולם למנוע יישור סיבים תקין ולהכניס פיזור בנקודת החבור.נקה את הסיבים המופשטיםביסודיות עם-מגבונים ללא מוך ואלכוהול איזופרופיל-בטוהר גבוה לפני כל חיתוך. אם מיקרוסקופ או היקף בדיקה זמין, השתמש בו - זיהום בלתי נראה לעין בלתי מזוינת מספיק לעתים קרובות כדי לגרום לחבור רע.
שלב 2: מחדש-בקעו לפני האשמת המחבור
חיתוך גרוע - עם זווית מופרזת, שפה או סימן חצץ - ייצור ספייס אובדן- גבוה ללא קשר לביצועי המחב. אם ההפסד גבוה באופן בלתי צפוי, התיקון המהיר ביותר הוא בדרך כלל להפשיט עוד כמה סנטימטרים, -לחתוך מחדש ולנסות שוב. ודא כי להב המחטב במצב טוב וממוקם כראוי. להבי חותך בלויים או פגומים הם גורם שורש תכוף לאובדן גבוה- חוזר ונשנה. זווית ביקוע מתחת למעלה אחת היא אידיאלית; זוויות מעל 2 מעלות יגדילו באופן ניכר את אובדן החבור.
שלב 3: ודא תאימות סיבים
בדוק ששני הסיבים שחוברים תואמים. חיבור סיבים בעלי ערכי MFD שונים באופן משמעותי - לדוגמה, שחבור סיב G.652.D סטנדרטי לכיפוף -סיב G.657 חסר רגישות - ייצור אובדן פנימי גבוה יותר ללא קשר לאיכות ההכנה. כאשר יש לחבר סיבים לא דומים, השתמשו במחבר עם יישור ליבה פעיל וצפו שה-OTDR יראה הבדלי כיוונים הדורשיםמיצוע דו כיוונילפרש נכון.
שלב 4: בדוק כיול קשת ומצב המחבור
מחברי היתוך דורשים כיול קשת תקופתי, במיוחד כאשר תנאי הסביבה משתנים. שינויי טמפרטורה, הפרשי גבהים ובלאי אלקטרודות יכולים כולם להשפיע על עוצמת הקשת ומשך הזמן. הפעל את שגרת כיול הקשת המובנית-של המשבר. אם האלקטרודות בלויות או מזוהמות, החליפו אותן. ודא גם שהחריצים -V הם נקיים - פסולת במנגנון היישור עלול לגרום לאי-יישור שיטתי.
שלב 5: שוב-בדוק נכון
אין לקבל או לדחות חיבור על סמך קריאת OTDR חד כיוונית אחת. אם הקריאה נראית מפוקפקת, בדוק מהכיוון ההפוך וממוצע שתי התוצאות. השווה את החבור לאירועים סמוכים על אותו סיב -, שחבור שהוא יותר גרוע משכניו ראוי לחקירה, בעוד שאחד שתואם את שאר הקישור כנראה מקובל. אם החבור עדיין נכשל לאחר בדיקה חוזרת, עבד אותו מחדש במקום לשאת אובדן נסתר לתוך ה-רשת הושלמה.
אובדן חיבור לעומת אובדן הכנסה: הבנת ההבדל
שני המונחים האלה לפעמים מבולבלים, אבל הם מודדים דברים שונים. אובדן חבור הוא האובדן ספציפית באירוע ספייס - הכוח האופטי שלא מצליח לעבור דרך המפרק בין שני סיבים. אובדן הכנסה הוא ההפסד הכולל המוכנס על ידי כל רכיב המוכנס לנתיב האופטי, שיכול לכלול חיבור, מחבר, מצמד או מחליש.
בעת הערכה של אכבל תיקון סיבים אופטייםאו מכלול כבל עם סיומת, המפרט הרלוונטי הוא אובדן החדרה, הכולל אובדן מחברים בשני הקצוות בתוספת כל אובדן חיבור או סיבים בתוך המכלול. כאשר מעריכים את איכותו של חיבור שדה בתוך מפעל כבלים, אובדן חיבור הוא המדד המתאים. שניהם חשובים לתקציב הקישור הכולל, אבל הם עונים על שאלות שונות.
טעויות נפוצות שמובילות לאובדן ספייס גבוה
מספר שגיאות שחוזרות על עצמן מהוות את רוב הבעיות של אובדן חבור שניתן להימנע מהן בשטח.
סומך על כיוון OTDR יחיד.התייחסות לקריאת OTDR חד-כיוונית כתשובה הסופית - מבלי לקחת בחשבון אפקטים של פיזור לאחור או ביצוע מיצוע דו-כיווני - מובילה הן לאזעקות שווא והן לפגמים שהוחמצו. כְּמוֹהערות של Fluke Networks, מרוויחים הם תוצאות שגויות שיכולות להסוות בעיות אמיתיות אם נלקחות כערך נקוב.
הזנחת הכנת קצה הסיבים.למהר דרך ההפשטה, הניקוי והחיתוך כדי לחסוך כמה דקות לכל חיבור עולה בדרך כלל יותר זמן בעיבוד מחדש. איכות ההכנה היא הגורם הגדול ביותר שניתן לשליטה באובדן שחבור.
ערבוב סוגי סיבים ללא בדיקת תאימות.צירוף סיבים עם מפרטי MFD שונים ללא מודעות לעונש ההפסד המהותי ולחפצי מדידת ה-OTDR שהוא יוצר מוביל לבלבול ועיבוד מיותר.
התעלמות מתקציב ההפסד הכולל.התמקדות רק בערכי חיבור בודדים של מסך תוך התעלמות מהאפקט המצטבר במלואועיצוב מפעל כבליםיכול להוביל לקישור שמעביר אירוע-לאחר-אירוע, אך נכשל מקצה-ל-סוף.
דילוג על תחזוקה של ספלייס.אלקטרודות בלויות, חריצי V- מלוכלכים וכיול קשת מיושן פוגעים באיכות השחבור בהדרגה, מה שמקל על התעלמות עד שערכי האובדן הופכים לקויים באופן עקבי.
שאלות נפוצות
ש: מהו אובדן ספייס טוב ב-DB?
ת: עבור חיבור היתוך -יחיד, כל דבר מתחת ל-0.1 dB נחשב בדרך כלל לטוב, וטכנאים מיומנים משיגים באופן קבוע 0.02-0.05 dB. עבור שחבור היתוך רב-מצבי, ערכים מתחת ל-0.15 dB אופייניים. חיבורים מכניים מקובלים בטווח של 0.2-0.5 dB בהתאם ליישום. המפתח הוא האם אובדן החבור, בשילוב עם כל ההפסדים האחרים בקישור, נשאר בתקציב ההפסד הכולל.
ש: מדוע ה-OTDR שלי מראה מנצח ב-Splice?
ת: גיינר מתרחש כאשר לסיב לאחר השבר יש מקדם פיזור לאחור גבוה יותר מהסיב שלפניו. ה-OTDR מפרש את הפיזור האחורי המוגבר כהגבר אות, למרות שכוח אופטי אמיתי אבד בחיבור. זה נפוץ כשחבור סיבים עם ערכי MFD שונים, כגון G.652.D עד G.657. בדיקה מהכיוון ההפוך וממוצע של שתי התוצאות מבטלים את החפץ הזה ומגלה את אובדן החבור בפועל.
ש: האם חיבור פיוז'ן תמיד טוב יותר מחבור מכני?
ת: חיבור היתוך מייצר אובדן נמוך ועקבי יותר, אמינות טובה יותר-לטווח הארוך והחזרה נמוכה יותר, מה שהופך אותו לשיטה המועדפת להתקנות קבועות. עם זאת, לשחבור מכני יש יתרונות לגיטימיים במצבים הדורשים שיקום מהיר, חיבורים זמניים או עבודה בסביבות שבהן חיבור היתוך אינו מעשי. הבחירה תלויה בדרישות הביצועים, בציוד הזמין ובאילוצים של העבודה הספציפית.
ש: האם חבור יכול לעבור בנפרד אך לא מצליח בתקציב הקישור?
ת: כן. חיבור שמודד 0.15 dB נראה מקובל במנותק, אבל אם קישור מכיל 20 splices כאלה, אובדן החבור המצטבר לבדו הוא 3.0 dB - לפני שמתייחסים להנחתה של סיבים, אובדן מחברים או כל רכיב פסיבי. לכן יש להעריך אובדן splice תמיד בהקשר של תקציב אובדן הקישור המלא, לא כמספר מבודד.
ש: מה ההבדל בין אובדן OTDR Splice לאובדן Splice בפועל?
ת: OTDR מעריך אובדן שחבור על סמך שינויים ברמות האור המפוזר לאחור, שיכולים להיות מושפעים מהבדלים בתכונות הסיבים בנקודת השבר. אובדן החבור בפועל - ההספק האופטי האמיתי שאבד במפרק - יכול להיקבע במדויק רק באמצעות מיצוע דו-כיווני של OTDR או באמצעות מדידת אובדן הכנסה עם מקור אור ומד הספק מכוילים. יש להתייחס לערכי OTDR חד-כיווניים כאל הערכות, ולא כמדידות סופיות.
ש: מתי עלי לבצע חיבור מחדש של סיב?
ת: שקול לשכפל כאשר אובדן שחבור גבוה באופן משמעותי מחיבורים שכנים על אותו סיב, כאשר הוא דוחף את אובדן הקישור הכולל קרוב לתקציב או מעל התקציב, כאשר הוא נראה לא עקבי בבדיקות חוזרות, או כאשר האובדן המשוער של המשבר עצמו במהלך היתוך היה גבוה באופן יוצא דופן. לפני השכפול, תמיד -לבק מחדש ו-נקה תחילה - הבעיה היא לעתים קרובות בהכנה, לא בסיבים או במכונה.