Συγκόλληση (Splicing) Οπτικών Ινών: Πώς γίνεται, τι είναι το splicer και
γιατί δεν είναι δουλειά για DIYers
Στον κόσμο των καλωδίων χαλκού που εξετάσαμε προηγουμένως (ρεύμα,
τηλέφωνο, δίκτυο UTP), τα πράγματα είναι απλά. Αν κοπεί ένα καλώδιο κατά
λάθος, παίρνετε έναν κόφτη, γυμνώνετε λίγο τον χαλκό, τον στρίβετε με τα
δάχτυλά σας, βάζετε λίγη μονωτική ταινία ή μια "κλέμα" και η
δουλειά έγινε.
Στον κόσμο του FTTH (Fiber to the Home), όμως, δεν έχουμε να κάνουμε με
μέταλλο. Έχουμε να κάνουμε με φως που ταξιδεύει μέσα από γυαλί. Αν η
οπτική ίνα κοπεί (ή αν πρέπει να ενωθεί το καλώδιο του δρόμου με το
καλώδιο του διαμερίσματός σας), δεν μπορείτε να την κολλήσετε με
σελοτέιπ. Εκεί υπεισέρχεται μια από τις πιο εντυπωσιακές και
"χειρουργικές" διαδικασίες της σύγχρονης μηχανικής: η Θερμική
Συγκόλληση Οπτικών Ινών (Fusion Splicing).
Πάμε να δούμε πώς ακριβώς καταφέρνουμε να ενώσουμε δύο τρίχες από γυαλί
χωρίς να χαθεί ούτε ένα φωτόνιο, και γιατί αυτό απαγορεύεται να το
δοκιμάσετε μόνοι σας (DIY).
1. Το Πρόβλημα της Κλίμακας (Η "Τρίχα")
Για να καταλάβετε την πρόκληση, πρέπει να κατανοήσετε την ανατομία της
ίνας. Μια οπτική ίνα (Singlemode) που έρχεται στο σπίτι σας, έχει
εξωτερική διάμετρο 125 μικρόμετρα (μm) – περίπου όσο μια ανθρώπινη
τρίχα.
Όμως, το φως δεν ταξιδεύει σε όλο το πάχος. Ταξιδεύει μόνο στον
κεντρικό πυρήνα (Core), ο οποίος έχει διάμετρο μόλις 9 μικρόμετρα
(μm)! Για να περάσει το φως (το ίντερνετ) από το ένα καλώδιο στο άλλο,
αυτοί οι δύο αόρατοι πυρήνες πρέπει να ευθυγραμμιστούν με απόκλιση
μικρότερη του ενός νανομέτρου. Αν η ένωση γίνει έστω και ελάχιστα
στραβά, το φως θα "χτυπήσει" στα τοιχώματα, θα αντανακλαστεί
πίσω και η σύνδεση θα πέσει (Attenuation / Loss).
2. Το Ρομπότ: Τι είναι το Fusion Splicer
Τη δουλειά της ευθυγράμμισης δεν μπορεί να την κάνει ανθρώπινο χέρι.
Γι' αυτό χρησιμοποιούμε το Fusion Splicer.
Είναι ένα φορητό, ρομποτικό μηχάνημα υπερ-υψηλής ακρίβειας. Διαθέτει
ενσωματωμένα μικροσκόπια (κάμερες X και Y αξόνων) που βλέπουν την ίνα,
και μικρο-μοτέρ που μετακινούν το γυαλί. Ένα επαγγελματικό Splicer
(όπως τα ιαπωνικά της Fujikura ή της Sumitomo) κοστίζει από 3.000€ έως
και 10.000€. Ακόμα και τα φθηνά κινέζικα αντίγραφα ξεκινούν από τα
800€. Είναι, με διαφορά, το πιο ακριβό εργαλείο στη βαλίτσα ενός
τεχνικού τηλεπικοινωνιών.
3. Η Διαδικασία: Πώς γίνεται το "Χειρουργείο"
Η ένωση των ινών γίνεται σε 4 αυστηρά βήματα:
Απογύμνωση & Καθαρισμός (Stripping & Cleaning): Ο τεχνικός
χρησιμοποιεί έναν ειδικό απογυμνωτή (Stripper) για να βγάλει την
πλαστική προστασία (Buffer) και να αποκαλύψει το γυμνό γυαλί. Στη
συνέχεια, το καθαρίζει σχολαστικά με καθαρό ισοπροπυλικό αλκοόλ 99%
και ειδικά μαντηλάκια που δεν αφήνουν χνούδι. Οποιοσδήποτε κόκκος
σκόνης είναι καταστροφικός.
Κοπή Ακριβείας (Cleaving): Εδώ ΔΕΝ χρησιμοποιούμε ψαλίδι. Αν κόψετε
το γυαλί με ψαλίδι, η άκρη του θα θρυμματιστεί. Ο τεχνικός
χρησιμοποιεί τον Κόφτη Οπτικής Ίνας (Cleaver). Είναι ένα εργαλείο με
διαμαντένια λεπίδα που κάνει μια μικροσκοπική χαρακιά στο γυαλί και
το σπάει, δημιουργώντας έναν καθρέφτη κομμένο απολύτως κάθετα, στις
90 μοίρες.
Το Λιώσιμο (Fusion): Οι δύο καθαρές ίνες τοποθετούνται μέσα στο
Splicer. Το καπάκι κλείνει. Το μηχάνημα χρησιμοποιεί τις κάμερές του
για να τις ευθυγραμμίσει απόλυτα. Στη συνέχεια, δύο ηλεκτρόδια
δημιουργούν ένα ηλεκτρικό τόξο (έναν μικρό κεραυνό) θερμοκρασίας
1.500°C! Το γυαλί λιώνει ακαριαία, οι ίνες σπρώχνονται μεταξύ τους
και γίνονται "ένα" συμπαγές σώμα. Η όλη διαδικασία του
λιωσίματος διαρκεί λιγότερο από 10 δευτερόλεπτα.
Η Προστασία (Sleeve): Επειδή το γυμνό, κολλημένο γυαλί είναι
εξαιρετικά εύθραυστο, ο τεχνικός περνάει από πάνω ένα πλαστικό
"μακαρόνι" (θερμοσυστελλόμενο με ένα μεταλλικό έλασμα -
splice protector) και το βάζει στον "φούρνο" του Splicer
για να το ψήσει. Η κόλληση πλέον είναι θωρακισμένη.
4. Γιατί το Splicing ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ για DIYers
Στο YouTube θα δείτε διάφορα βίντεο με "Μηχανικές Ενώσεις"
(Mechanical Splices), δηλαδή φθηνά πλαστικά κλιπς που υπόσχονται ένωση
της ίνας χωρίς το πανάκριβο μηχάνημα Splicer. Αν σκέφτεστε να το
κάνετε σπίτι σας, ταματήστε αμέσως. Οι λόγοι δεν είναι μόνο τεχνικοί,
αλλά κυρίως λόγοι ασφαλείας και υγείας:
Οι Γυάλινες Βελόνες
Όταν ο τεχνικός κόβει την ίνα (Cleaving), δημιουργούνται αποκόμματα
γυαλιού μήκους 1-2 χιλιοστών. Αυτά τα θραύσματα είναι πρακτικά
αόρατα και αιχμηρά σαν χειρουργικό νυστέρι. Αν ένα τέτοιο θραύσμα
πέσει στο χαλί σας και το πατήσετε, θα τρυπήσει το δέρμα σας, θα
μπει στο αίμα και δεν θα φαίνεται στις ακτινογραφίες για να
αφαιρεθεί. Αν μπει στο μάτι ή αν καταποθεί (π.χ. από ένα παιδί ή
κατοικίδιο που μπουσουλάει), οι συνέπειες είναι τραγικές. Οι
επαγγελματίες έχουν ειδικά, σφραγισμένα κουτάκια για την απόρριψή
τους.
Ο Αόρατος Κίνδυνος του Laser
Το φως που στέλνει ο πάροχος μέσα από την ίνα λειτουργεί στην
περιοχή του Υπέρυθρου (Infrared), συνήθως στα 1310nm ή 1550nm. Αυτό
το φως είναι εντελώς αόρατο στο ανθρώπινο μάτι. Αν κόψετε το καλώδιο
και κοιτάξετε την άκρη του για να δείτε "αν έρχεται
ίντερνετ", δεν θα δείτε τίποτα να φωτίζει, αλλά το πανίσχυρο
Laser του παρόχου θα καίει τον αμφιβληστροειδή σας εκείνη τη στιγμή,
προκαλώντας μόνιμη, μη αναστρέψιμη τύφλωση χωρίς καν να νιώσετε
πόνο.
Τεχνική Αποτυχία
Οι μηχανικές ενώσεις των DIYers (χωρίς θερμική κόλληση) έχουν
τεράστιες απώλειες σήματος, μαζεύουν σκόνη και συνήθως καταρρέουν
μετά από λίγους μήνες λόγω συστολοδιαστολών, ρίχνοντας την ταχύτητα
στα τάρταρα.
Συνοψίζοντας
Η οπτική ίνα είναι ένα θαύμα της φυσικής, αλλά ο χειρισμός της απαιτεί
συνθήκες εργαστηρίου. Η συγκόλληση (Fusion Splicing) είναι η τέχνη του
να λιώνεις και να ενώνεις δύο τρίχες γυαλιού στο επίπεδο του
μικρομέτρου. Λόγω του εξωφρενικού κόστους του εξοπλισμού και των ακραίων
κινδύνων υγείας (θραύσματα γυαλιού και αόρατα Laser), αυτή είναι μια
εργασία που ανήκει αυστηρά και αποκλειστικά στους πιστοποιημένους
τεχνικούς των παρόχων. Εσείς, το μόνο που έχετε να κάνετε, είναι να τους
παρέχετε τους καθαρούς σωλήνες που είδαμε στο προηγούμενο κεφάλαιο!
Επόμενο Βήμα: Τώρα που καταλάβαμε πώς ενώνεται το γυαλί, ήρθε η ώρα να
δούμε τα είδη του. Υπάρχουν δύο μεγάλοι "κόσμοι" στις οπτικές
ίνες: Το Singlemode (Μονότροπη) και το Multimode (Πολύτροπη). Ποια από
τις δύο σας φέρνει το ίντερνετ στο σπίτι και ποια είναι παγίδα;
Συνεχίζουμε στον οδηγό: Singlemode vs. Multimode Οπτικές Ίνες: Ποια η
διαφορά τους και ποια χρησιμοποιείται αποκλειστικά σε οικιακές /
κτιριακές εγκαταστάσεις.
