Svařování optických vláken: jak probíhá a na čem záleží kvalita spoje

Co je svařování optických vláken

Svařování optických vláken, odborně také označované anglickým výrazem fusion splicing (tavné svařování), je proces, při kterém se dva konce optického vlákna spojí natrvalo pomocí elektrického oblouku. Ten konce vláken roztaví a spojí je tak, že světlo prochází spojem téměř bez rozptylu. Přesnost je klíčová - jádro jednovidového vlákna, kterým se přenáší signál, je silné jen kolem devíti mikrometrů, tedy zlomek tloušťky lidského vlasu. I nepatrná nepřesnost při spojování znamená ztrátu signálu.

Existují i mechanické spojky, které vlákna drží pohromadě bez tavení a lze je použít pro rychlé provizorní opravy. Do trvalé infrastruktury se ale nehodí - mají vyšší a méně stabilní útlum a časem se u nich vlastnosti spoje mohou zhoršovat vlivem teplotních změn nebo vibrací. Proto se u páteřních tras, přípojek i profesionálních instalací spoléhá téměř výhradně na tavné svařování.

Jak svar probíhá krok za krokem

Samotný svar trvá jen několik sekund, celý proces přípravy a kontroly je ale o dost delší:

1. Příprava vlákna - odstranění ochranného pláště a očištění vlákna od zbytků gelu a nečistot.
2. Štěpení - přesné zalomení vlákna štěpičem tak, aby řez byl kolmý na osu vlákna.
3. Kontrola řezu - svářečka sama vyhodnotí úhel a kvalitu štěpu ještě před svařením.
4. Vlastní svar - vlákna se motorky přesně srovnají podle jádra, ne jen podle vnějšího pláště, a spojí se elektrickým obloukem.
5. Kontrola spoje - přístroj po svaru odhadne výsledný útlum a zobrazí zvětšený snímek místa spoje.
6. Ochrana spoje - spoj se chrání tepelně smršťovací dutinkou a ukládá se do spojkové kazety.

Celý proces jednoho spoje trvá u zkušeného technika řádově pár minut včetně přípravy. U vícevláknových kabelů, kde je potřeba svařit desítky vláken najednou, se ale doba realizace logicky násobí - proto se u větších zakázek počítá s dostatečnou časovou rezervou, aby byla práce provedena pečlivě a bez spěchu, který by mohl kvalitu spojů zhoršit.

Kdy se bez svařování neobejdete

Svařování je základní stavební kámen prakticky každé optické trasy:

• spojování jednotlivých úseků kabelu na delší trase
• zavedení vlákna do budovy a jeho ukončení v rozvaděči nebo optické zásuvce
• oprava přerušeného kabelu po výkopu nebo jiném poškození
• montáž patch panelů a datových skříní
• realizace FTTH přípojky u koncového zákazníka

Ve všech těchto případech platí stejné pravidlo - kabel se z výroby dodává v omezených délkách a na trase je vždy potřeba propojit více úseků, zakončit vlákno v rozvaděči nebo napojit novou větev na existující síť. Svářečka je proto standardní součástí výbavy každého technika, který s optickými sítěmi pracuje, ať jde o realizaci nové trasy, nebo o servisní zásah.

Co ovlivňuje kvalitu spoje a útlum v dB

Kvalita svaru se posuzuje podle útlumu, tedy toho, kolik signálu se na spoji ztratí. Udává se v decibelech (dB) a na jeho výši má vliv celá řada faktorů:

• čistota vlákna a nástrojů - prach nebo mastnota na konci vlákna zvyšují útlum a mohou i poškodit elektrody svářečky
• kvalita štěpu - šikmý nebo nepatrně naštípnutý řez se na výsledném spoji vždy projeví
• seřízení a stav elektrod svářečky - opotřebené elektrody dávají nerovnoměrný oblouk
• typ vlákna - jednovidové (SM) a mnohovidové (MM) vlákno mají jiné nároky na svaření
• zkušenost technika - drobná nepřesnost v přípravě se počítá na desetiny dB

U kvalitně provedeného svaru bývá útlum orientačně v řádu 0,05 až 0,1 dB. Vyšší hodnoty obvykle signalizují problém s přípravou vlákna nebo se seřízením přístroje a je vhodné takový spoj přesvařit.

Jak se kvalita svaru ověřuje

Svářečka po každém svaru zobrazí odhad útlumu, jde ale jen o orientační výpočet z fotografie spoje. Skutečnou kvalitu celé trasy - včetně všech spojů, konektorů a případných ohybů kabelu - ukáže až měření přístrojem OTDR. Podrobně se mu věnujeme v samostatném článku o OTDR měření optiky.

Pro objednavatele je dobré vědět, že tyto dva kroky - svařování a měření - patří k sobě. Svar bez následného proměření je jen předpoklad, že spoj funguje podle plánu, zatímco protokol z měření je objektivní doklad o skutečné kvalitě celé trasy. U větších zakázek proto doporučujeme svařování a OTDR měření kombinovat a výsledný protokol si nechat předat spolu s dokumentací díla.