Типовые значения строительных длин ОК составляют в настоящее время 2, 4 и 6 км. В связи с этим только при сооружении локальных оптических сетей с использованием ОК, а также при сооружении коротких соединительных оптических линий можно обойтись без монтажа соединительных муфт на стыках строительных длин ОК, ограничиваясь только концевой заделкой ОК.

Так же, как и в традиционных сетях связи на основе медно-жильных кабелей, в оптических сетях используются неразъемные и разъемные соединения ОВ.

Сращивая два ОВ, стандартный диаметр по оболочке которых составляет 125±1 мкм, необходимо выполнить их соединение с микронной точностью, обеспечивая при этом следующие основные требования:

• Простота монтажа. Должны применяться простые технологии, с использованием инструмента и оборудования, требующего небольшой период обучения.
• Низкие вносимые потери. Оптические сети основываются на применении ОК с очень низкими потерями, поэтому потери, вносимые сростками ОВ и оптическими соединителями, также должны быть низкими. Типичные значения потерь, вносимых сварными соединениями ОВ, составляют 0,03 дБ, типичные значения потерь, вносимых оптическими соединителями, составляют 0,2 дБ.
• Хорошая повторяемость. Многократная расстыковка и стыковка вновь оптического соединителя не должна приводить к заметному увеличению вносимых потерь.
• Экономичность. Стоимость сварного соединения ОВ составляет около 1,5 долларов США, хотя и требует наличия сварочного аппарата стоимостью около 20 тыс. долларов США.

С учетом указанных выше факторов преимущественное применение при монтаже ОВ получила техника сварного соединения, как обеспечивающая наиболее высокие требования в части вносимых потерь, механических характеристик и надежности. Следует отметить, что механический оптический соединитель или разъемный оптический соединитель имеют стоимость всего лишь на порядок выше сварного соединения ОВ и требуют применения недорого монтажного инструмента, однако по надежности существенно уступает сварному соединению, в таком соединении могут иметь место воздушные или механические включения. Поэтому механические соединители используются в основном при аварийно-восстановительных работах и, в ряде случаев, в локальных оптических сетях, разъемные оптические соединители – исключительно для концевой заделки волокон ОК.

Процесс сварного соединения ОВ содержит следующие основные этапы:

• Снятие защитного покрытия с концов сращиваемых ОВ,
• Подготовка торцов ОВ (скалывание),
• Установка ОВ в сварочный аппарат и их юстировка,
• Сварка ОВ электрической дугой между двумя электродами,
• Контроль качества сварки ОВ,
• Защита и укладка сварного соединения ОВ.

При соединении ОВ в сварочных аппаратах используются два основных метода юстировки: юстировка по оболочке и юстировка по сердцевине ОВ.

Юстировка по оболочке ОВ – пассивный вид юстировки, который осуществляется с помощью V-образных направляющих, фиксирующих концы сращиваемых ОВ. Как правило, такой вид юстировки используется для сварки ОВ на городских и локальных сетях, где не предъявляется высоких требований к вносимым сварным соединением потерям.

Юстировка по сердцевине ОВ производится автоматически, с помощью микропроцессора, шаговых двигателей и прецизионных элементов привода (как правило, на основе пьезоэффекта), обеспечивая юстировку в трех направлениях: по горизонтали, по вертикали, по оси. Она, как правило, осуществляется с использованием одной из систем контроля: системы "LID" (Local light Injection and Detection) – система юстировки с помощью местного ввода и обнаружения света) или системы "PAS" (Profile Alignment System) – система юстировки по профилю.

Принцип работы системы "LID" – ввод оптического сигнала через оболочку (за счет изгиба ОВ) одного из сращиваемых ОВ и прием оптического сигнала оболочку (за счет из гиба ОВ) другого из сращиваемых ОВ, обработка принимаемого оптического сигнала микропроцессором и последующая отработка сигналов управления микропроцессора исполнительными устройствами.

Принцип работы системы "PAS" – оценка видеоизображений профилей сращиваемых ОВ в двух перпендикулярных направлениях с помощью коллимированного источника света, оптической системы и двух видеокамер, обработка данных микропроцессором и последующая отработка сигналов управления микропроцессора исполнительными устройствами.

Современные сварочные аппараты управляют процессом сварки с учетом контролируемых параметров внешней среды: температуры, влажности, атмосферного давления и т.д., содержат установленные производителем программы управления процессом сварки для основных типов выпускаемых ОВ и ОВ специальных типов, а также обеспечивают возможность установки дополнительно собственной индивидуальной (характерной пользователю) программы сварки ОВ. Имеется также возможность ввода пароля доступа для изменения параметров сварки и др.

Следует отметить, что на процессе сварки сказываются также такие факторы, как:

• Эффект самоцентрирования (влияние сил поверхностного натяжения расплава стекла),
• Эксцентриситет сердцевины ОВ,
• Качество поверхности торцев ОВ,
• Качество подготовки ОВ (наличие микротрещин),
• Чистота (отсутствие загрязнений) V-образных ложементов ОВ,
• Термические характеристики ОВ,
• Качество электродов.

При изготовлении ОВ имеют место определенные отклонения от номинальных размеров, поскольку невозможно изготовить два абсолютно идентичных ОВ. Допуски составляют часто всего лишь тысячные доли миллиметра, однако и столь незначительные отличия могут повлиять на потери сростка ОВ. В общем на величине вносимых сростком ОВ потерь сказываются как отличия геометрических характеристик ОВ, так и погрешности юстировки и монтажа ОВ.

Могут быть отмечены следующие основные отличия геометрических характеристик ОВ, сказывающиеся на оптических потерях сростка:

• Различие диаметров модового поля
• Различие цифровой апертуры
• Различие диаметров сердцевины
• Различие диаметров оболочки
• Некруглость сердцевины и/или оболочки
• Неконцентричность сердцевины относительно оболочки.

К основным погрешностям юстировки и монтажа ОВ могут быть отнесены:

• Радиальное смещение
• Осевое смещение
• Угловое смещение
• Загрязнение поверхности торцев ОВ
• Плохое качество скола ОВ
• Неоптимальный для данного типа ОВ режим сварки.

Проблема монтажа ОВ возникла сразу же при начале практического применения ОК и на первых порах, когда не имелось специализированного оборудования для сращивания ОВ, и решалась путем выполнения механических соединений ОВ – путем заделки их прототипами современных оптических соединителей, с индивидуальной ручной юстировкой соединяемых ОВ непосредственно на месте их монтажа под контролем микроскопов. С целью снижения потерь из-за наличия воздушного включения на стыке ОВ в соединение него вводился иммерсионный гель или оптический клей.

Разработка сварочных аппаратов для одномодовых ОВ велась с целью обеспечения минимальных вносимых потерь за счет максимально более точного соединения ОВ по сердцевине, поскольку на первом этапе освоения производства одномодовых ОВ имелись достаточно большие погрешности в их геометрии. Соответственно были разработаны системы юстировки ОВ типа "LID" и "PAS", в основном используемые и в современных типах сварочных аппаратов. Лидерами в производства аппаратов для сварки ОВ в настоящее время являются японские и западноевропейские фирмы ("Fujikura", "RXS", "Ericsson" и др.).

Учитывая изложенное, существенное значение для выполнения сварного соединения ОВ с заданными характеристиками имеет выбор соответствующего типа сварочного аппарата, а также своевременность и качество его регламентного обслуживания.

Монтаж ОК осуществляется с использованием специальных конструкций муфт и оконечных кабельных устройств, обеспечивающих герметизацию кабелей, механическую защиту и укладку запасов длин оптических волокон и их сростков.

Вне зависимости от способа прокладки ОК (непосредственно в грунт, в ЗПТ, в кабельной канализации, подвеска на опорах) монтаж муфт на стыках строительных длин ОК осуществляется в специально оборудованных мобильных лабораториях для монтажа и измерения ОК. Это обеспечивает удобство выполнения монтажных работ и соответствие требованиям по климатическим условиям и технологии монтажа (в частности, предотвращение температуро-зависимых напряжений волокон в сростках), поскольку на качестве сварного соединения могут сказываться такие условия внешней среды, как температура, влажность, атмосферное давление, ветер. Соответственно в ходе прокладки ОК на стыках строительных длин должен предусматриваться необходимый технологический запас ОК (величиной не менее 6 м), обеспечивающий подачу концов ОК внутрь мобильной лаборатории для осуществления его монтажа.

В качестве оптических муфт преимущественно используются муфты тупиковой конструкции, обеспечивающие возможность ввода в них не менее трех ОК (с учетом требований, предъявляемых аварийно-восстановительными работами), а также возможность выводов проводов к контрольно-измерительным пунктам (КИП) от металлических бронепокровов (или металло-пластмассовой оболочки) ОК. Муфты должны отвечать целому ряду технических требований, в том числе требованиям герметичности, прочности заделки ОК, укладки оптических волокон с допустимым радиусом изгиба и т.д. Немаловажным эксплуатационным требованием к оптической муфте является обеспечение возможности ее вскрытия и последующей герметизации без необходимости применения расходных материалов.

Размещение запасов длин и оптических муфт на ОК производится:

• на ОК, прокладываемых в грунт – непосредственно в грунте, с укладкой запаса длины ОК в виде бухты с допустимым радиусом изгиба, внутри которой располагается оптическая муфта. С целью предотвращения повреждения ОК при необходимости доступа к муфте в ходе эксплуатации бухту ОК и муфту следует защитить от последующих (при откопке муфты) механических воздействий шанцевого инструмента с помощью листового материала (металл, шифер и т.п.).
• на ОК, прокладываемых в кабельной канализации – в смотровых устройствах кабельной канализации (кабельных колодцах), с креплением бухты ОК и муфты в колодце,
• на ОК, прокладываемых в ЗПТ, осуществляется в пунктах доступа (смотровых устройствах), устанавливаемых на стыках строительных длин ОК, в которые вводятся ЗПТ,
• на ОК, подвешиваемых на опорах воздушных линий связи, ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог – непосредственно на опорах (на высоте несколько метров от грунта), с креплением бухты ОК и муфты к опоре.

С целью упрощения обнаружения местоположения муфты в процессе эксплуатации поверх устанавливаемых в грунт муфт, пунктов доступа на ЗПТ, на участках поворота трассы, на пересечениях с подземными сооружениями поверх таких размещаемых в грунте устройств рекомендуется предусматривать установку электронных маркеров.

Концевая заделка ОК в объектах связи производится с помощью оптических оконечных кабельных устройств шкафного или стоечного исполнения, устанавливаемых в непосредственной близости от оборудования системы передачи в ЛАЦ.

Одномодовые оптические волокна ОК, вводимого в это устройство, соединяются сваркой с одноволоконными станционными оптическими шнурами типа "pigtail", армированными на одном конце оптическими соединителями. Армирование многомодовых оптических шнуров оптически ми соединителями производится непосредственно на месте или же, аналогично монтажу одномодовых оптических волокон, сваркой с многомодовыми оптическими одноволоконными шнурами типа "pigtail".

Соединители шнуров типа "pigtail" крепятся на панели соединений устройства, и соединяются с помощью шнуров типа "patchcord" (армированы оптическими соединителями с обоих концов) с портами ввода/вывода оптических сигналов оборудования системы передачи.