Łączenie światłowodów ze szkła kwarcowego odbywa się poprzez zastosowanie któregoś z dwóch podstawowych typów połączeń:
- Rozłącznego, tworzonego przy pomocy złączek
- Trwałego, przy wykorzystaniu spawarki fuzyjnej
Techniki łączenia światłowodów
Wybór techniki uzależniony jest od tego w jakim celu połączenie takie będzie wykonywane. Połączenia rozłączne są zdecydowanie mniej dokładne, a co za tym idzie powodują większe straty w transmisji. Dlatego też wykorzystuje się je do przedłużania kabli światłowodowych na krótkich odcinkach, najczęściej gdy zamierzamy podłączyć światłowód do urządzenia końcowego, gdyż połączenia takie nie wymagają wysokiej dokładności połączenia. Uzyskanie jak najmniejszych strat wymaga precyzyjnej obróbki mechanicznej elementów złączki, prawidłowego osiowania włókna i czystości łączonych powierzchni. Straty typowych złączek światłowodowych wynoszą od 0,25 do 1,5 dB. Istnieje wiele rodzajów złączek, choć powszechnie stosuje się tylko kilka z nich. Najpopularniejszymi z nich są złączki SC, ST i FC.
Złącza używane do łączenia światłowodów
Złącze SC umożliwia szybkie i łatwe połączenie jednej pary (w wersji simplex) lub dwóch par (w wersji duplex) włókien światłowodowych.
Jeśli chodzi o budowę złącza to są to złącza żywiczne, gdzie włókno umieszcza się w cyrkoniowej ferruli. Całość mieści się w plastikowej obudowie. Posiada ono prosty mechanizm zatrzaskowy, który zapewnia precyzyjne połączenie światłowodów. Złącza SC mogą być zestawione z dowolnym złączem o tej samej modalności. W praktyce oznacza to możliwość wykonania dowolnej kombinacji patchcordu, jak np. SC/PC-LC/APC lub SC/APC-FC/PC. Główne właściwości tego złącza to:
- niska tłumienność wtrąceniowa,
- wysoka tłumienność odbicia,
- idealna powtarzalność oraz wymienialność.
Do ich wad należy zaliczyć duże rozmiary złącza. Złącza SC są stosowane głównie w sieciach telekomunikacyjnych, sieciach telewizji kablowej CATV i sieciach systemów monitorujących CCTV.
W złączu ST wykorzystano bagnetowy zamek obrotowy z ferrulą o średnicy 2,5mm.
Złącza dostępne są w wersji single-mode lub multi-mode, simplex oraz duplex, w wersji prostej (PC) lub kątowej (APC). Złącza te posiadają ferrulę wykonaną z ceramiki cyrkonowej, zaczep bagnetowy działający na zasadzie „wsuń i obróć”. Złącza ST mogą być zestawione z dowolnym złączem o tej samej modalności. W praktyce oznacza to możliwość wykonania dowolnej kombinacji patchcordu, jak np. ST/PC-SC/APC lub ST/PC-FC/PC (zestawienie cenowe poniżej). Właściwości złącza ST;
- niska tłumienność wtrąceniowa,
- wysoka tłumeność odbicia,
- dopasowywalna powtarzalność,
- wysokiej jakości fellura.
Wadą złącz ST jest mała odporność na wsteczne pociągnięcia. Przy kablach z dużą ilością włókien ich waga może powodować ciągnięcie kabla do tyłu, a przez to doprowadzić do utraty połączenia optycznego.
Złącza FC są specjalnie zaprojektowane dla aplikacji telekomunikacyjnych wymagających stałego i pewnego połączenia.
Skręcane zakończenie zapewnia niezawodność połączeń pomimo wielokrotnego przełączania. Zastosowana w złączu ferrula typu PC minimalizuje odbicie wsteczne. Wykonywana jest ona z dwutlenku cyrkonu lub stopów nierdzewnej stali.
Złącza FC mogą być zestawione z dowolnym złączem o tej samej modalności. W praktyce oznacza to możliwość wykonania dowolnej kombinacji patchcordu, jak np. FC/PC-SC/APC lub FC/APC-LC/PC. Jego właściwości: to:
- niska tłumienność wtrąceniowa
- niskie odbicie zwrotne
Poza wyżej wymienionymi istnieją także inne typy złączek. Mogą to być na przykład złącza LC, FDDI, MTP, MTRJ, BICONIC, MU, SMA, czy HOTMELT.
Łączenie światłowodów przy pomocy spawarki
Przechodząc teraz do drugiego typu połączenia, czyli do połączenia trwałego, trzeba powiedzieć, że jest ono wykorzystywane w sytuacjach w których istotne są jak najmniejsze straty w połączeniach. Tak więc wykorzystuje się je we wszelkiego rodzaju usługach telekomunikacyjnych, obejmujących większe odległości.
Najskuteczniejsza jest metoda spawania światłowodów, ponieważ zapewnia ona najlepszą jakość połączenia. Uzyskiwane przez nią wyniki tłumienności wynoszą od 0,01 do 0,1 dB.
Metoda ta wymaga dużej dokładności operatora spawarki.
Proces spawania światłowodu składa się z kilku ważnych czynności. Po pierwsze należy pamiętać o zabezpieczeniu spawu, który zostanie wykonany. W tym celu na włókno nakłada się rurkę termokurczliwą, która następnie zostanie zgrzana i zabezpieczy wykonany spaw.
Następną czynnością jest przygotowanie włókna. Jest to jedna z najistotniejszych czynności w procesie spawania gdyż odpowiednio przygotowane włókno pozwoli zminimalizować straty na spawie. Na przygotowanie światłowodu składają się trzy czynności. Są to:
- stripping, czyli zdjęcie izolacji
- cleaning, czyli czyszczenie włókna
- cleaving, czyli przycięcie włókna
Następną czynnością jest już spawanie przy pomocy specjalnej spawarki światłowodowej. Po wykonaniu spawu należy pamiętać o zgrzaniu rurki termokurczliwej. Proces ten trwa około 30s.