Использование правильных методов очистки оптоволоконных соединений в соответствии с общепринятыми стандартами поможет поддерживать бесперебойную работу сети.
Многие эксперты признают, что несмотря на существование множества различных причин возникновения проблем в работе оптоволоконных сетей (ВОЛС), практически 75% всех неполадок связаны с загрязнением различных компонентов, таких как патчкорды, адаптеры, центрирующие втулки и трансиверы. Особую угрозу для современных оптоволоконных сетей представляют грязные торцы разъемов, поскольку чем выше скорость передачи сигналов в сети, тем более чувствительной к загрязнению становиться сеть. Это означает, что более производительные сети 5G, которые используют каждый милливатт мощности излучения для бесперебойной работы, наиболее чувствительны к загрязнениям. Хотя частицы загрязнения на торце волокна могут иметь микронные размеры и видимы только под микроскопом, они могут вызвать серьезные проблемы с производительностью и надежностью сети.
Самые распространенные типы загрязнителей
Два основных типа загрязнения торцевой поверхности оптоволокна — пыль и маслянистые пятна. Источником пыли становится окружающая среда: это частицы кожи и волос монтажников, грязные рабочие площадки. Она также может исходить от менее очевидных источников. Например, пыль часто образуется при трении пластиковых коннекторов во время соединения. Её источником могут быть даже аксессуары для очистки оптоволокна: например, бумажные салфетки часто оставляют ворсинки, а палочки с пенопластовыми наконечниками — частицы пены.
Статическое электричество часто усиливает загрязнение пылью. Электростатический заряд на коннекторе притягивает взвешенные частицы из воздуха и удерживает их на поверхности коннектора. Проблема усиливается в сухой среде с низкой влажностью, особенно сильно она проявляется в зимние холода и в знойную жару. Как правило, заряженные частицы часто образуются от оборудования для тестирования, вентиляторов (кулеров) в сетевом оборудовании или внутренней системы кондиционирования воздуха. Электрические заряды, образующиеся из-за трения (трибоэлектрический эффект) остаются на поверхности ферулы и превращают зону контакта торцевой поверхности в “магнит”, притягивающий пыль непосредственно к сердечнику, где она может нанести наибольший вред.
Любая пыль, находящаяся на центрирующей втулке, перемещается в зону контакта при соединении пары коннекторов. Затем частицы пыли крошатся и втираются в область контакта керамических и стеклянных ферул с силой давления около 100 000 МПа. Это может вызвать появление глубоких царапин и ямок в сердечнике или зоне контакта обоих торцевых поверхностей. При слишком серьезных повреждениях может потребоваться замена коннектора или полная замена кабелей.
Масло и другие осадочные загрязнения
Масляные и другие осадочные загрязнения могут иметь разные источники происхождения. Самыми распространенными из них являются отпечатки пальцев и кожный жир. Однако существуют и другие источники веществ, которые приводят к загрязнению торцевой поверхности оптоволоконных коннекторов. В эту категорию входят: выделение пластификаторов из колпачков коннекторов, сделанных из ПВХ-пластика, морская соль (из морского воздуха) и изопропиловый спирт (ИЗО). Последний широко используется для очистки оптоволоконных соединений, однако изопропиловый спирт гигроскопичен — он поглощает из воздуха влагу и твердые частички, которые затем оседают на торцевых поверхностях оптоволоконных соединений.
Влияние на передачу сигнала
Микроскопические частицы пыли, жировой след от случайного прикосновения пальцем или даже выделившийся при снятии защитного колпачка газ могут создать помехи для светового луча при прохождении между двумя соединенными оптическими волокнами. Как известно, при частичной блокировке света или изменении его направления, возникает явление, известное как хроматическая аберрация.
Загрязнение, которое блокирует путь светового сигнала, может привести к потерям поглощения. Также оно может изменить показатель преломления света или непредсказуемо рассеять падающий свет, что приведет к появлению вносимых потерь (IL). Загрязнение пылью или маслом также может заставить свет направиться обратно по оптоволокну к его источнику, создавая обратное отражение. Во всех этих случаях световой сигнал ослабляется, что приводит к замедлению скорости сети или неприемлемым потерям при передаче данных, особенно для сетей с коннекторами с угловой полировкой. И если угол преломления отклонится от допустимых значений слишком сильно, сигнал в сети может вовсе потеряться. Как следствие, для устранения неполадок потребуется дорогостоящий аварийный ремонт. Следовательно, очистка всех точек соединения крайне важна, а наиболее эффективными способами являются комбинированная влажная и сухая очистка.
Как работает комбинированная чистка?
Самой распространенной ситуацией, при которой загрязнение попадает на торцевую поверхность, является использование сухой салфетки или ватной палочки для протирки. При протирании создается трибоэлектрический заряд, который притягивает нежелательные взвешенные частицы из окружающей среды к поверхности коннектора. Накопление статического электричества особенно усиливается в условиях низкой влажности.
Пыль прилипает как к внешним участкам коннектора, так и к апексу ферулы в зоне контакта. Большинство торцевых поверхностей коннекторов изготовлены из не проводящих электрический ток материалов, таких как пластик, керамика, стекло и эпоксидная смола, поэтому статический заряд не может стечь на землю и не может рассеяться. Соответственно, частицы пыли остаются электрически связанными с торцевой поверхностью волокна и коннектора, пока статический заряд не найдет проводящий путь и не рассеется.
Единственным верным решением является влажная и сухая очистка с использованием специальной чистящей жидкости для оптоволоконных кабелей. Жидкость для влажной очистки выступает диссипативной средой, рассеивающей статическое электричество. Она увлажняет торцевые поверхности, разрывая статическую связь и позволяет инструментам для очистки оптоволокна лучше справляться со своей задачей. Жидкость временно создает проводящий путь для рассеивания статического заряда, что облегчает физическое удаление загрязнителя с помощью салфетки, чистящей палочки или механического инструмента для очистки торцов.
Влажная и сухая очистка с использованием салфетки
Эксперты рекомендуют всегда использовать высококачественные салфетки, предназначенные для влажной и сухой очистки оптоволокна. Ни в коем случае нельзя использовать салфетки с ворсом, которые осыпаются, рвутся и оставляют за собой мусор. В процессе влажной и сухой очистки салфеткой, специалист использует небольшой участок салфетки, увлажненный статически-диссипативной очистительной жидкостью, чтобы протереть торцевую поверхность коннектора. При этом он должен начать с влажного участка салфетки, а затем пройтись сухой частью. Этот способ позволит и удалить загрязнения, и минимизировать статический заряд.
Некоторые компании предлагают салфетки в специальной упаковке, разработанной для минимизации статических зарядов при вытаскивании их из коробки по отдельности. Кроме того, все салфетки должны храниться в упаковке до момента использования. Это обеспечит их чистоту и предотвратит излишний расход. Важно использовать каждую салфетку только один раз, а затем выбрасывать, чтобы избежать перекрестного загрязнения других торцевых поверхностей в ВОЛС.
Влажная и сухая чистка с помощью чистящей палочки
Для достижения наилучших результатов эксперты рекомендуют использовать очистительную палочку с полимерным наконечником. Стоит избегать расходников с бумажными или пенопластовыми наконечниками. Обычно они рассыпаются, оставляя после себя ворс и частицы на торцевых поверхностях. Чистящие палочки идеально подходят для очистки сильно загрязненных коннекторов или труднодоступных центрирующих втулок. При влажно-сухой чистке специалист сначала смачивает палочку чистящей жидкостью, стараясь не переувлажнить её, а затем вставляет палочку в коннектор и вращает примерно шесть раз в одном направлении. При этом важно избегать чрезмерных усилий и не чистить торцевую поверхность с большим давлением, чтобы не допустить появления царапин или сколов.
Использование комбинации чистящей жидкости и палочки удаляет загрязнения и устраняет статический заряд. При очистке разъемов палочка покрывает большую площади контакта разъема, что предотвращает перемещение частиц к центральной части оптоволоконного соединения. Кроме того, палочка при очистке гнезд соприкасается с центрирующей втулкой и удаляет пыль с боковых поверхностей разъема. А при очистке коннекторов палочка достигает края ферулы и фаски, чуть ниже края, обеспечивая более тщательную очистку.
Важно помнить, что палочки для очистки следует всегда хранить в упаковке до момента использования, чтобы избежать их загрязнения или повреждения. Кроме того, палочки для очистки предназначены для одноразового использования. Повторное использование одной и той же палочки может привести к распространению загрязнений с одной торцевой поверхности на другую, чего следует избегать для поддержания чистоты и надежности оптоволоконных соединений.
Влажная и сухая очистка с использованием «кликерного» инструмента для очистки
Специальные инструменты в виде кликерной ручки хорошо подходят для быстрой очистки поверхностей с небольшими загрязнениями. В этом случае специалист сначала должен нанести небольшое количество очистительной жидкости на салфетку для чистки оптики, затем обработать наконечник кликерного инструмента увлажненным участком салфетки и после этого очистить коннектор.
Правильная жидкость для влажной очистки
Некоторые монтажники волоконно-оптических сетей используют изопропиловый спирт (IPA) для очистки торцевых поверхностей оптоволокна. Однако он гигроскопичен — то есть, поглощает влагу из воздуха, а вместе с этим захватывает микроскопические частицы пыли от выхлопных газов автотранспорта, цветочной пыльцы растений, взвеси из воздуха.
Оптическая очистительная жидкость, специально разработанная для очистки торцевых поверхностей оптоволоконных соединений, является лучшим выбором при комбинированной, влажной и сухой очистке ВОЛС. Правильная очистительная жидкость должна быть ультрачистой, без осадка. При этом она не должна быть горючей. Также жидкость должна поставляться в герметично запечатанной (не подлежащей перезаправке) упаковке для предотвращения перекрестного загрязнения и проливания. Использование быстро высыхающей, статически диссипативной очистительной жидкости также устраняет необходимость в дополнительном этапе сушки, что также экономит время монтажников.
Соответствие стандартам чистоты
Метод влажной и сухой очистки рекомендуется как Институтом печатных плат (IPC), так и Международной организацией по производству электроники iNEMI для удаления статического электричества и соблюдения стандарта по очистке оптоволоконных соединений IPC-8497-1.
С помощью тщательной очистки всех сетевых соединений в соответствии с этим стандартом монтажники могут обеспечить бесперебойную работу сетей. Очистка всех коннекторов перед пуском обеспечивает надежную передачу сигнала и исключает необходимость в последующем поиске неисправностей и ремонте.
