Входной контроль строительных длин оптического кабеля

Входной контроль строительных длин оптического кабеля (ОК) производится с целью контроля качества ОК и определения пригодности его к прокладке.

Задачи входного контроля:

- убедиться в целостности всех ОВ, содержащихся в строительной длине ОК, убедиться в отсутствии обрывов;

- убедиться в отсутствии дефектов ОВ, таких как микро- и макро- изгибы, микротрещины, и т.д.;

- проверить соответствие результатов измерения коэффициента затухания всех ОВ нормативным значениям.

По пожеланиям заказчика выборочно может производиться контроль других параметров кабеля на соответствие техническим требованиям.

Строительные длины ОК поставляются на деревянных ба­рабанах

Для защиты наружных витков кабеля или провода, намо­танных на барабан, от механических повреждений при транс­портировке и хранении применяют обшивку барабанов. Основным традиционным способом об­шивки является наложение на края щек сплошного ряда досок и крепления их гвоздями через стальную ленту, обтягивающую обшивку по краям.

На щеке барабана с ОК должна быть предупредительная надпись "не класть плашмя", стрелка, указывающая направле­ние вращения барабана при его перекатывании и размотке ОК. При поставке барабанов с ОК обязательным является со­блюдение всех правил транспортировки. Свободное скатывание или сбрасывание груза с платформ или автомашин на землю категорически воспрещается. Барабаны с кабелем, как правило, перекатывать не разрешается. В исключительных случаях допускается перекатка обшитых барабанов на расстояние до 50 м. При этом перекатывать барабаны следует только в направлении, указанном стрелкой на щеке барабана.

Перевозка барабанов должна осуществляться с использованием упоров или с использованием поддонов (см. рис. 6.6).

 

 

Рисунок 6.6 - Кабельный барабан на поддоне

 

Транспортировка барабанов с кабелем в горизонтальном положении (на щеке) воспрещается. Обшивка барабанов при транспортировке кабеля должна быть исправной, концы кабеля должны быть укреплены и соответственно защищены.

Таким образом, важное значение имеет контроль качества транспортировки барабанов со строительными длинами. При разгрузке следует обращать внимание на наличие поддонов и системы крепления барабана.

Все барабаны с кабелем по мере поступления от постав­щика, должны быть зарегистрированы с указанием наименова­ния, марки, заводского номера, даты поступления, номера транспортного документа (накладной, акта).

Перед началом работ с кабелем необходимо осмотреть бара­бан. Обшивка должна быть тщательно осмотрена и выявлены все дефекты. На все обнаруженные дефекты для предъ­явления иска не­обходимо составить акт с участием представителей подряд­чика, заказчика и других заинтересованных организаций для предъявления претензий поставщику.

Нижний конец ОК длиной не менее 2-х метров должен быть выведен на щеку барабана, закреплен и защищен от внешних механических повреждений. Концы кабеля должны быть герметично заде­ланы. Для предотвращения проникнове­ния влаги внутрь кабеля и вытекания гидрофобного заполни­теля концы ОК защищаются термоусаживаемыми колпачками (каппами) .

 Если при внешнем осмотре установлена неисправность ба­рабана или обшивки, то обнаруженные незначительные повре­ждения должны быть устранены собственными силами на месте. Если барабан на месте отремонтировать невозможно то, с согласия заказчика, кабель с него должен быть перемотан на исправный барабан плотными и ровными витками.

Заключение о состоянии барабана и его обшивки, а также концов ОК рекомендуется заносить в протокол входного кон­троля.

После вскрытия обшивки барабана проверяют наличие за­водского паспорта. В паспорте на кабель, помещенном в водонепроницаемый  пакет и закрепленном на внутренней стороне щеки каждого ба­рабана или закрепленном внутри бухты, указано:

- марка ОК;

- номер технических условий;

- наименование изготовителя и его юридический адрес;

- номер строительной длины,

-длина ОК в метрах;

- расцветка ОВ в оптических модулях и их расцветка;

- тип и изготовитель ОВ;

- коэффициент затухания для каждого ОВ на рабочей длине волны, дБ/км;

- показатель преломления ОВ на рабочей длине волны;

- дата изготовления ОК.

По согласованию заказчика и изготовителя допускается иное размещение паспорта и включение в него дополнитель­ной информации.

В случае отсутствия паспорта, должен быть сделан запрос на завод-изготовитель.

Проверяется соответствие маркировки строительной длине, указанной в паспорте, и указанной на барабане. Производится контроль состояния внешних витков ОК на отсутствие вмятин, порезов, пережимов, перекруток и т.п. Все дефекты внешней оболочки должны быть занесены в протокол входного контроля. При наличии дефектов вопрос о примене­нии такого кабеля решается заказчиком.

 

На внешней оболочке ОК нанесены метражные метки, по­зволяющие (см. рис. 6.7). Для определения физической длины ОК необходимо определить разность показаний меток двух концов строительной длины. Полученные значения запи­сываются в протокол в графу “физическая длина”.

Рисунок  6.7. - Метражные метки на ОК

 

Далее для проведения измерений разделывается свободный конец ОК.

При входном контроле ОК измеряются следующие пара­метры:

– оптическая длина ОВ в ОК;

– коэффициент затухания ОВ.

Для измерения используется оптический рефлектометр.

Так как результаты измерения коэффициента затухания и оптической длины практически не зависят от направления из­мерения, при входном контроле по согласованию с заказчиком допускаются односторонние измерения. При этом для подклю­чения ОВ строительной длины необходимо использовать изме­рительную катушку (длина ОВ около 1 км). Назначение измерительной катушки – снизить влияние мертвой зоны от разъема рефлектометра при проведении измерений.

Измери­тельная катушка может быть в двух вариантах: оконцованная с одной стороны или оконцованная разъемами с двух сторон.

В этом случае подключение к измеряемому ОВ может про­изводиться несколькими способами. Наиболее широко исполь­зуются механические соединители и устройства подключения неоконцованного волокна.

Подключение через механический соединитель обеспечи­вает низкий уровень потерь на стыке и низкий уровень отра­жения. Могут использоваться механические соединители типа Fibrlok (3M), Corelink (AMP), CamSplice (Corning) и другие аналогичные вышеприведенным с заполнением иммерсионным гелем (см. рис. 6.8). Для задач входного контроля  механические соединители используются многократно.

 

Fibеrlok (3М)	CoreLink (AMP)	CamSplice (Corning)

Рисунок 6.8 - Механические соединители

 

Устройство подключения неоконцованного волокна УП-125 предназначено для работы с одномодовыми и многомодовым волокнами диаметром по кварцевой оболочке 125 мкм и по­зволяет оперативно подключать ОВ к измерительному оборудованию. Для согласования показателей преломления ОВ используется иммерсионный гель.

 

Рисунок 6.9 - Устройство оперативного подключения

а)УП-125;  б) УПОВ

К недостаткам следует отнести сравнительно вы­сокую стоимость (по сравнению с механическими соедините­лями) и деградацию качества подключения при работе в усло­виях повышенной запыленности.

 

Типовая схема измерения при проведении входного кон­троля приведена на рис. 6.10.                 

 

Рисунок 6.10. Схема подключения оптического рефлектометра при проведении входного контроля

1 - оптический рефлектометр, 2 – измерительная катушка,

3 – механический соединитель, 4 – измеряемое ОВ,

5 – барабан со строительной длиной ОК

 

Рекомендации по установке параметров измерения оптического рефлек­тометра:

а) Диапазон расстояний выбирается таким образом, чтобы на рефлектограмме была видна вся строительная длина с под­ключенной измерительной катушкой и в конце рефлекто­граммы присутствовал участок, остаточный для оценки уровня шума. В случае высоких уровней отражения на переднем разъеме рефлектометра и в конце измеряемой линии можно рекомендовать выставлять диапазон, превышающий двукратную протяженность исследуемой линии, для того, что исключить влияние переотражений на результат измерения.

б) Длина волны. Выбор длины будет определяться типом используемого оптического волокна на ВОЛП. Для многомодовых ВОЛП измерения производятся на рабочей длине волны активного оборудования 850 или 1300 нм. Для одномодовых ВОЛП при входном контроле рекомендуется производить измерения на нескольких длинах волн, так чувст­вительность к микро- и макро- изгибам зависит от длины волны. В настоящее время типовые длины волн 1310 нм и 1550 нм.

в) Длительность импульса при входном контроле рекомендуется выбирать не более 100 нс. Желательно выбирать минимальное значение, так как с уменьшением длительности импульса повышается разрешающая способность и, следовательно, обеспечиваются лучшие условия для обнаружения неоднородностей.

г) Время усреднения необходимо выбирать таким образом, чтобы при установленной длительности импульса отношение сигнал-шум в конце линии составляло не менее 6 дБ (при этом условии уровень шума в конце линии не превышает 0.2 дБ) (см. рис. 6.11). Поскольку типовые строительные длины имеют протяженность порядка 1 – 6 км и вносимое затухание относительно мало для типовых рефлектометров, как правило, достаточно 10 - 30 секунд

д) Показатель преломления должен быть выставлен в со­ответствии с данными из паспорта на ВОК с точностью до по­следнего знака. Данный параметр значительно влияет на точ­ность измерения оптической длины ОВ. Следует помнить, что показатель преломления зависит от длины волны и при пере­ходе к измерению в другом диапазоне должен быть сменен.

е) Количество точек данных (объем данных). Данный па­раметр определяет шаг дискретизации рефлектограммы (рас­стояние между двумя соседними точками) и влияет на точ­ность измерения оптической длины. При измерениях рекомен­дуется выставлять максимально-возможное значение, в осо­бенности на протяженных участках.

 

Типовая рефлектограмма входного контроля приведена на рис. 6.12.

1 – мертвая зона от оптического разъема рефлектометра

2 – оптическое волокно измерительной катушки

3 – отражение и мертвая зона механического соединителя

4 – оптическое волокно строительной длины

5 – отражение от конца ОВ строительной длины

6 – шумы

 

Рис. 6.12. Типовая рефлектограмма входного контроля

 

При анализе полученной рефлектограммы необходимо об­ратить внимание на равномерность характеристики ОВ строи­тельной длины (участок 4) и в первую очередь проверить на наличие неоднородностей (ступенек, отражений и т.п.). Для чего рекомендуется в первую очередь увеличить масштаб по вертикали и затем проанализировать рефлектограмму по уча­сткам.

Перед измерениями оптических параметров убедиться в том, что обеспечено требуемое отношение сигнал-шум не менее 6 дБ

При обнаружении на рефлектограмме неоднородностей необходимо определить расстояние до неоднородности от начала строительной длины и отметить в протоколе на каком волокне замечен дефект и его расположение. Сравнение результатов на двух длинах волн позволит определить характер повреждения: если при измерении на длине волны 1550 нм вносимое затухание на неоднородности значительно больше, чем на длине волны 1310 нм, значит дефект вызван изгибом ОВ.

Измерения оптической длины ОВ в ОК производятся с помощью двух маркеров. Пер­вый маркер располагается по окончанию измерительной ка­тушки в той точке, где происходит переход от линейного ква­зирегулярного участка (оптическое волокно измерительной ка­тушки) к искаженному (отражение от механического соедини­теля). Второй маркер размещается в конце рефлектограммы до всплеска френелевского отражения от конца оптического во­локна строительной длины (см. рис. 6.13). 

 

Рисунок 6.13 - Расстановка маркеров для измерения оптической длины

 

Для корректных результатов измерений необходимо пра­вильно отмасштабировать рефлектограмму так, чтобы было отчетливо различимы места механического соединителя и конца ОВ.

Результат измерения оптической длины сравнивается с по­лученной физической длиной. Поскольку в волокна в ОК уложены свободно и с некоторой избыточной длиной должно обеспечиваться соот­ношение:

.

.

 

Для измерения коэффициента затухания требуется выставить два мар­кера на квазирегулярном участке ОВ строительной длины (ква­зирегулярным считается участок, на котором отсутствуют не­однородности) по возможности большей протяженности. Режим аппроксимации - метод наименьших квадратов (Least Square Approximation - LSA).

Пример расстановки маркеров при измерении коэффици­ента затухания приведен на рис. 6.14.

Полученное значение a, дБ/км заносится в протокол и срав­нивается с паспортными данными и максимально-допусти­мыми нормативными значениями, определяемыми техническими условиями на кабель.

 

 

Рисунок 6.14. Расстановка маркеров для измерения коэффици­ента затухания

Как правило, в настоящее время для стандартных одномодовых ОВ в строительных длинах ОК нормативные значения коэффициента затухания (определяются техническими условиями на оптический кабель) со­ставляют:

не более 0.36 дБ/км на длине волны 1310 нм;

не более 0.22 дБ/км на длине волны 1550 нм.

В случае превышения нормативных значений строительная длина отбраковывается и составляется рекламация на завод изготовитель.

Следует отметить, что если при измерении протяженность выделенного квазирегулярного участка значительно меньше 1 км, то полученные значения коэффициента затухания будут недостоверными.

После завершения измерений концы оптического кабеля защищают колпачками.

По результатам всех измерений составляется протокол входного контроля оптического кабеля. Формы протокола, принятые различными организациями, могут незначительно отличаться.

Как правило, протокол должен содержать следующую информацию:

– марка оптического кабеля;

– производитель оптического кабеля; 

– заводской номер барабана с кабелем;

– физическая длина кабеля по метражным меткам;

– данные измерительного прибора: модель и серийный номер рефлектометра, дата поверки;

– параметры измерений: длина волны излучения, коэффициент преломления, длительность импульса;

– оптическая длина волокна в строительной длине;

– результаты измерения коэффициента затухания для каждого ОВ;

– заключение о пригодности оптического кабеля к монтажу;

– подпись специалиста, производившего измерения, и представителя заказчика.

Состав исполнительной документации (в том числе и протоколы измерения) приводится в РД 45.156.