وقتی صحبت از اتصال دو تار فیبر نوری میشود، دو روش برای اتصال وجود دارد. یکی اسپلایس فیوژن (Fusion Splicing) یا اتصال جوشی و دیگری اسپلایس مکانیکی (Mechanical Splicing) یا اتصال مکانیکی.
اگر بهتازگی شروع به کار با فیبر کردهاید، بهتر است اهداف بلندمدت خود را در این حوزه در نظر بگیرید تا مشخص شود کدام تکنیک بیشتر با اهداف اقتصادی و عملکردی شما سازگار است. این راهنما به بررسی این دو روش میپردازد و در پایان یک مقایسه میان آنها انجام میدهد.
تعریف اسپلایس فیوژن و مکانیکی
هر دو روش اتصال فیوژن و مکانیکی در اصل یک کار را انجام میدهند—آنها دو فیبر نوری را به هم متصل کرده و در همان وضعیت نگه میدارند تا سیگنال نوری بتواند از محل اتصال عبور کند.
اتصال فیوژن
اتصال فیوژن، اتصال دو یا چند فیبر نوری است که با یکدیگر ذوب شدهاند. این کار با استفاده از دستگاهی به نام Fusion Splicer انجام میشود که دو عملکرد اصلی دارد: تراز کردن فیبرها و ذوب کردن آنها، معمولاً با استفاده از یک قوس الکتریکی.
اتصال مکانیکی
اتصال مکانیکی در واقع یک ابزار ترازکننده است و دو فیبر را بهطور دائم به هم متصل نمیکند. این ابزار برای نگهداشتن دو انتهای فیبر در موقعیتی کاملاً تراز طراحی شده است تا نور بتواند از یک فیبر وارد فیبر دیگر شود.
فرآیند اتصال فیوژن و مکانیکی
چهار مرحلهی اصلی در اتصال فیوژن و مکانیکی وجود دارد. برای هر دو روش، دو مرحلهی اول تقریباً یکسان هستند و تنها در دو مرحلهی پایانی تفاوتهایی وجود دارد.
مراحل اسپلایس فیوژن
مرحله 1: آمادهسازی فیبر
فیبرها با برداشتن تمامی پوششهای حفاظتی از جمله Cladding،Jacket و Sheath آماده میشوند. هنگامی که تنها شیشهی خام باقی ماند، فیبرها باید با دقت تمیز شوند – در اینجا، تمیزی برابر با کیفیت بالا است.
مرحله 2: برش
برش یا Cleaving به معنای قطع کردن نیست. همانطور که از نامش پیداست، این کار شامل ایجاد یک خط خراش (Scoring) بر روی فیبر با استفاده از دستگاه Cleaver و سپس کشیدن یا خم کردن آن تا زمانی است که شکسته شود. انتهای شکستهشده باید کاملاً صاف، آینهای و عمود بر محور فیبر باشد تا یک اسپلایس مناسب حاصل شود.
مرحله ۳: فیوژن فیبرها
فیوژن شامل دو مرحله است: تراز کردن (Aligning) و گرم کردن (Heating).
تراز کردن میتواند ثابت یا سهبعدی، دستی یا خودکار باشد و معمولاً با کمک ابزاری انجام میشود که تصویر انتهای فیبرها را بزرگنمایی یا بهبود میدهد تا بتوان آنها را بهدرستی در موقعیت قرار داد. ابزارهای بزرگنمایی رایج عبارتند از: دوربینهای ویدئویی، اسکوپهای مشاهده و پاورمترهای نوری.
تراز کردن فیبرها به معنای مطابقت دقیق دو انتهای فیبر است تا نور بتواند با حداقل میزان افت، بازتاب یا اعوجاج از یک فیبر وارد دیگری شود.
پس از آنکه فیبرها تراز شدند، آنها توسط ایجاد یک قوس الکتریکی با ولتاژ بالا که نوک فیبرها را ذوب میکند و سپس این نوکها به هم فشار داده یا نزدیک میشوند، به هم فیوژن، ذوب یا جوش داده میشوند.
مرحله ۴: محافظت از فیبر
محافظت از فیبر در برابر نیروهای خمشی و کششی باعث میشود اتصال در هنگام کاربری عادی نشکند.
یک اتصال فیوژن معمولی دارای استحکام کششی بین ۰٫۵ تا ۱٫۵ پوند است و در شرایط عادی نمیشکند.
با این حال همچنان نیاز به محافظت در برابر خمشدگی و کشش بیش از حد دارد.
استفاده از تیوبهای حرارتی جمعشونده (Heat Shrink Tubing)، ژل سیلیکونی و/یا محافظهای مکانیکی کرمپ (Mechanical Crimp Protectors) باعث میشود اتصال از عوامل خارجی و شکستگی محافظت شود.
مراحل اسپلایس مکانیکی
همانطور که پیشتر گفته شد، تفاوت بین اتصال فیوژن و مکانیکال در دو مرحله پایانی است. بنابراین، مرحله ۳ و ۴ برای اسپلایس مکانیکی به شرح زیر است:
مرحله ۱ و ۲
این مراحل مشابه فرآیند فیوژن اسپلایس هستند.
مرحله ۳: اتصال مکانیکی فیبرها
در این روش هیچ حرارتی استفاده نمیشود. تنها کافی است انتهای فیبرها را درون واحد اسپلایس مکانیکی در کنار هم قرار دهید.
ژل همسانساز ضریب شکست (Index Matching Gel) داخل دستگاه اسپلایس مکانیکی به انتقال نور از انتهای یک فیبر به فیبر دیگر کمک میکند.
در دستگاههای قدیمیتر، به جای ژل همسانساز، از اپوکسی (Epoxy) برای نگه داشتن هستههای فیبر در کنار هم استفاده میشد.
مرحله ۴: محافظت از فیبر
اتصال مکانیکی تکمیلشده، محافظت لازم از اتصال را به صورت ذاتی فراهم میکند.
مقایسه فیوژن اسپلایس و مکانیکال اسپلایس: کدام را انتخاب کنیم؟
دلیل اصلی برای انتخاب یکی از این دو روش معمولاً بر پایه هزینه و عملکرد است.
هزینه
اتصال فیوژن: به دلیل نیاز به خرید دستگاه فیوژن اسپلایسر، هزینه اولیه بالاتری دارد. اما هزینه متغیر هر اسپلایس فیوژن پایینتر است: حدود ۰.۵۰ تا ۱.۵۰ دلار به ازای هر اتصال.
اتصال مکانیکال: نیاز به هزینه قابل توجه اولیه در ابزار ندارد، اما هزینه متغیر آن بالاتر است: حدود ۱۰ تا ۳۰ دلار به ازای هر اتصال. بنابراین هرچه تعداد اتصالات بیشتر شود، این روش به دلیل هزینه متغیر بالا کمصرفهتر خواهد بود.
عملکرد
اتصال مکانیکال: تلفات (Insertion Loss – IL) در این روش معمولاً بیشتر است، بین ۰.۲ dB تا ۰.۷۵ dB. دلیل آن این است که دو فیبر تنها در کنار هم تراز میشوند و به صورت فیزیکی به هم متصل نمیشوند. (تلفات درج یعنی کاهش توان سیگنال ناشی از قرار دادن یک اتصال در فیبر نوری.)
اتصال فیوژن: تلفات قبلی را پایینتر و عملکرد بهتری ارائه میدهد، زیرا این روش اتصال پیوسته و یکپارچهای بین دو فیبر ایجاد میکند. تلفات معمول در فیوژن اسپلایس کمتر از ۰.۱ dB است و همین امر حفاظت بهتری در برابر شکست کابل و ضعف سیگنال فراهم میآورد.
مطلب مشابه: مقایسه کامل فیبر نوری شیشهای و پلاستیکی | انتخاب بهترین نوع فیبر نوری برای کاربردهای مختلف
نتیجهگیری
به طور کلی، مزایای اصلی اتصال فیوژن در تلفات کمتر و عملکرد بهتر بازتاب نهفته است. این موارد همان بخشهایی هستند که فیوژن بر اتصال مکانیکی برتری دارد. بسیاری از شرکتهای مخابراتی و CATV در شبکههای تکحالته (Single-mode) طولانیمدت خود روی فیوژن سرمایهگذاری میکنند، اما همچنان برای کابلکشیهای کوتاهتر و محلی از اتصال مکانیکی استفاده میشود. از آنجا که سیگنالهای ویدیوی آنالوگ برای دستیابی به عملکرد بهینه به حداقل بازتاب نیاز دارند، فیوژن برای این کاربرد نیز ترجیح داده میشود. در شبکه های LAN، انتخاب میان هر دو روش وجود دارد، زیرا در اغلب کاربردهای LAN، افت سیگنال و بازتاب اهمیت چندانی ندارند.
نظر خود را وارد نمایید