Bei der Planung eines Lichtwellenleiternetzes sind neben der Dämpfung des LWL-Kabels auch die Dämpfungswerte der Verbindungsstellen zu beachten. Bei der Herstellung von Lichtwellenleiter-Verbindungen unterscheidet man:

- Thermische Spleiße
- Mechanische Spleiße
- Steckverbindungen

Thermisches Spleißen unterscheidet sich von mechanischen Spleißverbindungen sowie LWLSteckverbindungen dahingehend, dass die einzelnen Glasfasern bei diesem Verfahren hochqualitativ mit Hilfe eines Lichtbogens (genauer: einer Glimmentladung) direkt miteinander verschweißt werden. Auf diese Weise entsteht eine stoffschlüssige Verbindung der Fasern – ohne Luftspalt und Einschlüsse. Das thermische Spleißverfahren ist die präziseste und dauerhafteste Methode, um LWL-Fasern permanent zu verbinden.

In der Praxis werden hierfür Spleißgeräte eingesetzt. Der Spleißprozess gliedert sich prinzipiell in folgende Schritte:

1. Absetzen der Faserenden mit Absetzwerkzeug und reinigen

2. Vorbereiten der Faserendflächen mit Trenngerät

3. Einlegen der Faserenden in das Spleißgerät und Positionierung durch das Spleißgerät

4. Verschweißen der Fasern mit Hilfe eines zwischen zwei Elektroden gezündeten Lichtbogens

5. Analyse des fertigen Spleißes

6. Schützen und Ablegen der Spleißverbindung

Der Spleißprozess wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Die Hauptfaktoren sind:

Selbstzentriereffekt

Der Selbstzentriereffekt ist das durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Glases verursachte Bestreben der Glasfaser, eine homogene, möglichst versatzlose Verbindung zu bilden. Durch dieses natürliche Bestreben der Fasern können Spleißgeräte mit festen V-Nuten bei einer niedrigen Kernexzentrizität der Fasern (<0,4µm) eine durchschnittliche Spleißdämpfung von weniger als 0,05dB erzielen.

Bei Geräten mit Kern-zu-Kern-Positionierung ist dieser Effekt hingegen nicht erwünscht. Er wird in Abhängigkeit des auftretenden Faserversatzes während der Positionierung durch einen variablen Vorhalt kompensiert.

Kernexzentrizität I

Bei Spleißgeräten mit feststehenden V-Nuten können Fasern mit hoher Kernexzentrizität je nach Position der Faserkerne zueinander aufgrund des resultierenden Kernversatzes im Spleißinnern eine erhöhte Spleißdämpfung verursachen.

Faserendflächenqualität

Die Endflächenqualität der zu verschweißenden Fasern hat direkte Auswirkungen auf die Spleißdämpfung. Beim Trennen von Fasern für den Spleißvorgang muss die Faserendfläche daher sauber, frei von Ausbrüchen, eben und rechtwinklig zur Faserachse sein. Corning Spleißgeräte kompensieren schlechte Bruchwinkel bis zu einer Winkelabweichung von 2,5° zwischen den beiden Faserenden und erkennen Schmutzpartikel und mechanische Beschädigungen mit ihrer L-PAS™ Videobildauswertung. Ist die Reinigung mit Hilfe des Reinigungslichtbogens nach zwei Versuchen nicht erfolgreich, wird eine entsprechende Warnung ausgegeben. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass jederzeit die optimale Spleißdämpfung erzielt wird und die Faservorbereitung nur wiederholt werden muss, wenn dies wirklich erforderlich ist.

Schmutzpartikel / Beschichtungsreste in den V-Nuten

Verschmutzungen auf dem Fasermantel bzw. in den V-Nuten können zu schlechter Faserpositionierung führen. Dies kann eine ungünstige Ausrichtung der Faserachse verursachen und den Spleißprozess genauso negativ beeinflussen wie schlechte Bruchwinkel. Die Spleißgeräte ermitteln die Faserposition. Üblicherweise kann die Auswirkung der schlechten Faserposition durch die Kern-zu-Kern-Positionierung kompensiert werden.

Das LID-System™ (Local light Injection and Detection) ermöglicht die Durchlichtmessung und erlaubt dadurch:

- Hochpräzise Kern-zu-Kern-Positionierung der Fasern

- Automatische Schweißzeitregelung AFC™

- Spleißdämpfungsmessung (Durchlichtverfahren)

-Automatische Fasertyperkennung durch Nahfeldabtastung

Licht im Einmodenbereich mit Messwellenlänge von 1.300nm wird im linken Biegekoppler (Sender) in den Kern der einen Faser eingekoppelt und im Biegekoppler auf der rechten Seite (Empfänger) aus der anderen Faser wieder ausgekoppelt. Das LID-System™ eignet sich für alle handelsüblichen Fasern mit 250µm Primärbeschichtung. Die Vorteile des LID-Systems™ lassen sich bei Einsatz eines Pigtailadapters auch zum Spleißen festumspritzter Pigtails mit Beschichtungsdurchmessern von mehr als 250µm nutzen.

Mit AFC™ (Automatic Fusion time Control) wird während des Schweißvorgangs die über den Spleiß übertragene Lichtleistung ausgewertet und der Schweißvorgang beim Erreichen der bestmöglichen Übertragung beendet. Hierdurch werden Fasereigenschaften, Elektrodenzustand sowie sich ändernde Umgebungsbedingungen (Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Temperatur etc.) berücksichtigt und die geringstmögliche Dämpfung für jeden einzelnen Spleiß erreicht.

Das Kernerkennungssystem CDS™ (Core Detection System) bietet wie das LID-System™ eine Kern-zu-Kern-Positionierung in 3 Achsen und garantiert damit geringste Spleißdämpfung.

Statt der Durchlichtmessung des LID-Systems™ wird bei der CDS™ Kernerkennung die Lage und Größe des Faserkerns im Bild des Spleißbereichs analysiert.

Ein kurzer Lichtbogen bringt die Faser zum Aufleuchten. Durch die unterschiedliche Dotierung des Faserkerns ist dessen Helligkeit dabei stärker als die des Mantelglases. Diese Bildinformation wird zur genaueren Auswertung in x- und y-Ansicht über je ein Objektiv durch je eine Kamera aufgenommen.

Der Mikroprozessor des Spleißgerätes analysiert das Bild und ermittelt die Fasergeometrie. Damit ist die dreidimensionale Lage des Kerns in beiden Faserenden bestimmt. Mit dieser Information wird die Kern-zu-Kern-Positionierung der beiden Fasern vorgenommen.

Falls die Faserkernlage so exzentrisch ist, dass sich ein Faseraußenversatz ergibt, wird ein entsprechender Vorhalt eingestellt, um dem Selbstzentriereffekt entgegen zu wirken.

Bei der Spleißdämpfungsbewertung wird der Faserversatz nach der Kern-zu-Kern Ausrichtung zur Optimierung der Korrelation zwischen angezeigtem und realem Wert eingerechnet.

Das Abbild der Faserenden wird in allen Spleißgeräten über die L-PAS™ (Lens Profile Alignment System) Videobildauswertung ausgewertet. Das Abbild der Faserenden in zwei Ansichten (x- und y-Achse) wird mit Hilfe zweier Optiksysteme sowie zweier Kameras erfasst. Das Videobild wird zur Analyse digitalisiert und somit für Faserlageerkennung, Endflächenqualitätsbeurteilung und Schmutzerkennung verwendet.

Bei den Spleißgeräten X75 und X75-12, die ausschließlich mit L-PAS™ ausgestattet sind, werden auch die Faserlageauswertung und die Spleißdämpfungsauswertung mit Hilfe der L-PAS™ Videobildauswertung durchgeführt.

Das L-PAS™ verwendet zur Steuerung der Positionierung das Helligkeitsprofil der Videobildspalten und -zeilen. Dieses Profil umfasst alle sichtbaren Faserdetails – einschließlich eventueller Schatten entlang des Faserzentrums, möglicher Beschädigungen, Faserversatz sowie Staub- und Schmutzpartikel.

Elektrodenzustand

Ein reproduzierbarer und stabiler Lichtbogen ist für hochqualitative Spleiße zwingend erforderlich. Der Lichtbogen wird vor allem durch den Elektrodenzustand beeinflusst. Bei Verschleiß oder Verschmutzung, z. B. durch während des Schweißens verdampfte Glaspartikel, verändert sich der Elektrodenzustand auch im Normalbetrieb. Aus diesem Grund ist von Zeit zu Zeit eine Elektrodenreinigung (manuell oder durch einen Reinigungslichtbogen) bzw. ein vollständiger Elektrodenaustausch erforderlich. Alle Spleißgeräte sind mit Elektrodenwartungszählern ausgestattet, die den Bediener in wählbaren Intervallen an die Elektrodenreinigung bzw. den Elektrodenaustausch erinnern.

Die in den Geräten der i-Serie, µ-Serie und dem X60 Spleissgerät eingesetzten patentierten P&D-Elektroden sind wartungs- und störungsfrei und erreichen eine deutlich höhere Lebensdauer als die Standard-Elektroden.

Das X75-12 bietet die VPO Parameteroptimierungsfunktion, die die gewählten Schweißparameter mit Hilfe eines Lichtbogentests optimal abstimmt. Mit dieser Funktion werden sowohl die Umgebungsbedingungen als auch der Elektrodenzustand berücksichtigt.

P&D-Elektroden (Precise & Durable)
Die in den Geräten der i- und µ-Serie eingesetzten patentierten P&D-Elektroden sind wartungs- und störungsfrei und reduzieren die mittlere Spleißdämpfung um bis zu 50% gegenüber Standardelektroden. Der Lichtbogen-Stabilisator der P&D-Elektroden garantiert sowohl höchste Spleißpräzision als auch extrem lange Lebensdauer. Dabei genügt ein regelmäßig durch das Spleißgerät automatisch gezündeter Reinigungslichtbogen (Intervall frei einstellbar), um mindestens 7.000 Spleißvorgänge mit niedrigsten Dämpfungswerten zu ermöglichen. Die mechanische Reinigung der P&D-Elektroden ist nicht erforderlich.