Máy hàn cáp quang là một công cụ hàn ghép sợi quang chính xác, bền và tiện lợi được thiết kế đặc biệt để lắp đặt, vận hành và bảo trì mạng cáp quang. Máy hàn sợi quang được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực truyền thông quang học.
Nguyên lý làm việc của thiết bị hàn cáp quang là sử dụng hồ quang điện áp cao để làm tan chảy các phần của hai sợi quang đồng thời sử dụng cơ chế chuyển động có độ chính xác cao để nhẹ nhàng đưa ghép hai sợi quang thành một trước khi phóng hồ quang điện để hàn. Mức độ căn chỉnh của hai sợi quang là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của mối nối tổng hợp sợi quang, mức độ căn chỉnh sợi quang càng cao thì chất lượng nối sợi quang càng tốt.
Theo các phương pháp căn chỉnh khác nhau, máy ghép sợi quang có thể được chia thành hai loại: căn chỉnh lớp vỏ (cladding alignment) và căn chỉnh lõi (core alignment).
- Máy hàn cáp quang căn chỉnh lớp vỏ là căn chỉnh theo lớp bọc của sợi quang thay vì sợi quang và độ suy hao sợi sau khi nối nhiệt hạch cũng tương đối lớn. Máy hàn ghép nối sợi quang được căn chỉnh theo lớp vỏ phù hợp để hàn nối cáp quang dùng truyền trong khoảng cách ngắn đơn mốt (Single-Mode) và đa mốt (Multi-Mode). Ứng dụng nhiều nhất là chủ yếu phù hợp cho mạng cáp quang FTTx, LAN có yêu cầu về chất lượng mối hàn thấp nên giá thành tương đối thấp.
- Máy ghép nối sợi căn chỉnh lõi được trang bị cơ chế căn chỉnh lõi 6 động cơ chính xác, 2 thấu kính quang học được thiết kế đặc biệt và thuật toán phần mềm có thể xác định chính xác loại sợi và tự động chọn chế độ nối phù hợp để đảm bảo chất lượng nối và nối lõi. Máy hàn ghép sợi quang căn chỉnh lõi có hiệu suất cao, tổn thất thấp, thích hợp cho việc ghép nối sợi quang cho tất cả các ứng dụng truyền tín hiệu mật độ cao xDWM hay đường dài, mạng trục nên giá tương đối cao hơn.
Ghép nối sợi quang bằng máy hàn cáp quang
Trong công việc thi công, lắp đặt, bảo dưỡng mạng cáp quang, thì máy hàn cáp quang là thiết bị quan trọng nhất để hàn nối các đoạn cáp sợi quang (sợi cáp quang mới hoặc đã bị đứt) lại với nhau. Do lõi sợi quang làm bằng sợi thủy tinh, nên máy hàn sợi quang thực hiện việc nung chảy 2 đầu sợi quang bằng tia hồ quang nhiệt độ cao được phóng giữa 2 điện cực mới có thể ghép nối chúng lại với nhau.
Hiện nay, có 2 công nghệ chính được sử dụng trên máy hàn sợi quang là loại căn chỉnh lõi-lõi (Core Alignment) và căn chỉnh vỏ-vỏ (Cladding Alignment). 2 công nghệ này khác nhau ở chỗ là lấy mốc để căn chỉnh sợi quang cần hàn theo lõi sợi quang, hay theo vỏ sợi quang, nên độ chính xác sẽ khác nhau và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hàn nối.
Hàn cáp quang là một công việc đòi hỏi nhiều kĩ thuật và các công cụ hỗ trợ. Việc sử dụng các loại máy hàn sợi cáp quang về cơ bản là giống nhau. Các dụng cụ cần thiết chuẩn bị: ống co nhiệt sợi quang, kìm tuốt sợi quang, dao cắt sợi quang chính xác, giấy sạch, cồn.
Để có thể hoàn chỉnh một mối hàn cáp quang bằng máy hàn, các kỹ thuật viên cần thực hiện vài công đoạn với một số thiết bị chính, bao gồm:
Cắt vỏ cáp quang bằng dao cắt (Cable Stripper).
Tuốt vỏ ngoài sợi quang bằng kìm tuốt (Fiber Stripper).
Vệ sinh sợi cáp quang bằng giấy và cồn.
Cắt phẳng bề mặt sợi cáp bằng dao cắt cáp quang.
Lắp ống bảo vệ mối hàn.
Lắp sợi quang cố định vào vị trí phóng điện cực.
Cố định sợi cáp quang bằng các bộ kẹp giữ cáp quang (Fiber Holder).
Thực hiện lệnh hàn nối trên máy hàn.
Chuyển cáp đã được hàn + di chuyển bộ bảo vệ mối hàn vào vị trí gia nhiệt (Heater(
Chuyển cáp hàn sang vị trí làm mát mối hàn.
Một mối hàn quang chất lượng cao cần tất cả các thiết bị phụ trợ và kỹ năng hàn thuần thục để có được suy hao thấp < 0.02dB. Với mỗi chuẩn cáp quang SM, MM, DS, NZ-DS, EDF, mối hàn sẽ có sự suy hao khác nhau.
Sự cần thiết của máy hàn sợi quang với truyền dẫn cáp quang
Ngày nay, mặc dù có giải pháp rất tiện ích khác thay thế cho máy hàn cáp quang như nối 2 sợi cáp bằng đầu nối quang nhanh (Fast connector). Nhưng do mối nối này gây suy hao rất lớn, kém ổn định, và rất dễ bị hỏng/lỗi theo thời gian do bụi, ẩm, mốc, nên thường chỉ được sử dụng trong mạng cáp quang FTTx, GPON, LAN/WAN và các tuyến cáp quang ngắn. Ngoài ra, những kiểu mối nối dùng fast connector cần duy trì công việc bảo trì, bảo dưỡng rất lớn, tốn kém chi phí và không thể duy trì được nếu mạng này ở những khu vực khó khăn, như vùng sâu vùng xa, cao ốc, hầm mỏ,….
Đây là lý do mà máy hàn cáp quang vẫn là những công cụ không thể thay thế cho những nơi cần mối hàn nối chất lượng cao, sự ổn định về chất lượng và giảm chi phí bảo dưỡng. Đặc biệt là các tuyến truyền dẫn cáp quang mạng trục, cáp quang dùng cho truyền dẫn xDWM, các tuyến cáp quang dài để phục vụ cho các ứng dụng truyền dẫn tín hiệu viễn thông, cntt tốc độ cao, băng thông rộng.