融着接続と端末処理:融着式・メカニカル式、ピグテール、現場組立コネクタ
ファイバ設備における恒久的な接合点はすべてスプライスであり、モジュールやパッチコードが差し込まれる場所はすべて終端です。うまく行えば損失は0.03 dBで、数十年持ちます。悪く行えば、OTDR トレースを埋め尽くす反射性で損失が大きく断続的なイベントになります。本ページでは、融着接続の工程を順を追って説明し、融着接続機の種類とその保守、リボンの一括融着、メカニカルスプライス、ファイバにコネクタを取り付ける4つの方法、それぞれの合否基準、認識すべき欠陥を取り上げます。
融着接続の手順
| 手順 | 内容 | 詳細 |
|---|---|---|
| 1. 準備 | ケーブルを剥き、チューブを露出させ、ワイプやゲルリムーバーでゲルを拭き取る。ケーブルをトレイに固定する | クロージャ内で1.5–2 mの作業用ファイバ長を確保する |
| 2. ファイバの被覆除去 | 精密ストリッパーで250 µm(または900 µm)被覆を30–40 mmにわたって除去する | クラッドに傷を付けない——傷付いたファイバは後でスプライス箇所から破断する |
| 3. 清掃 | 露出したファイバを、糸くずの出ないワイプと99 %イソプロピルアルコールで一方向に拭く | ファイバの埃は気泡と損失の原因になる |
| 4. クリーブ | 精密クリーバーで、平坦で垂直な端面にする。角度は0.5°以下(1°以下まで許容) | スプライス損失の大半は不良なクリーブに起因する。規定に従って刃の位置を交換する |
| 5. セット | 端面に触れないようファイバをV溝に置く。クランプを閉じる | 端面を何にも触れさせない |
| 6. 調心 | 融着接続機がコア(コア調心)またはクラッド(V溝)を位置合わせし、クリーブ角度と端面品質を確認する | 角度が1°超、または端面が欠けている場合は不合格とし再クリーブする |
| 7. 予備放電と融着 | アークが端面を清浄化してから溶融させる。ファイバを押し合わせる(オーバーラップ約10 µm) | アークパワーは標高・湿度に応じて校正されている |
| 8. 損失推定 | 融着接続機の画像処理による推定値(±0.02–0.05 dB) | 実測ではない——後でOTDRで確認する |
| 9. プルーフテスト | 融着接続機内部で200 gの引張試験を行う | 強度不足のスプライスを検出する |
| 10. 保護 | 鋼またはセラミックの補強材が入った熱収縮スリーブ(40または60 mm)を、加熱器で収縮させる | 冷めるまで触らない |
| 11. 収納 | 曲げ半径30 mm以上でスプライストレイに収め、スリーブを固定し、鋭く交差しないようファイバを取り回す | スプライス図に従ってラベルを付ける |
融着接続機の種類
| 種類 | 調心方式 | SMFでの典型的な損失 | 速度 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| コア調心 | カメラがコアを検出し、ファイバをX/Y方向に動かす | 標準0.02 dB、0.05以下 | 接続7–15秒、加熱20–30秒 | バックボーン、DWDM、重要な用途全般 |
| アクティブクラッド調心 | クラッドを位置合わせする。コアの同心度に依存する | 標準0.05 dB | 同程度 | FTTH、アクセス系、屋内 |
| 固定V溝(パッシブ) | ファイバを溝に置くだけで、モーターを使わない | 0.05–0.1 dB | 高速 | ドロップケーブル、低コスト |
| リボン(一括)融着接続機 | 4/8/12心を一度に処理、クラッド調心 | ファイバ1心あたり0.05–0.15 dB | 12心を約15秒で | 多心リボンケーブル、データセンターのトランク |
| ハンディ/ドロップ用融着接続機 | 小型、バッテリー駆動 | 0.05–0.1 | — | 電柱・壁面での作業 |
融着接続機の保守: 電極(約1 000–3 000回の放電後、または損失が徐々に増えてきたら交換)、現場ごとのアーク校正(標高、温度、湿度)、綿棒とアルコールによるV溝の清掃、クリーバーの刃の回転と高さ調整、ミラー・レンズの清掃。
異種ファイバのスプライス
| 組み合わせ | 方法 |
|---|---|
| G.652.D ↔ G.657.A | 標準プログラム。0.05 dB以下 |
| G.652 ↔ G.657.B / G.655 / DSF | 融着接続機の異種ファイバ用またはMFDマッチング用プログラムを使う(長めのアークでコアを拡散させる)。0.1–0.3 dB程度になる。OTDRでは一方向でゲイナーとして現れる——両方向を平均する |
| 製造時期が異なるSMF同士(旧世代の高PMDファイバ) | 通常のスプライスでよい。損失は問題ないが、PMDはそのまま残る |
| MMFのOM3 ↔ OM4 | 問題ない。OM1 ↔ OM2以降の組み合わせは避ける |
| 耐曲げドロップファイバとピグテール | 標準的な方法。融着接続機がファイバ種別を正しく検出したか確認する |
種類とそのパラメータ: ファイバの種類。
メカニカルスプライス
| 項目 | 値 |
|---|---|
| 原理 | クリーブしたファイバを、屈折率整合ゲルの入ったアライメント素子の中で突き合わせる |
| 損失 | 0.2–0.5 dB |
| 反射率 | −35 … −45 dB(ゲルは年数とともに乾燥し悪化する) |
| 所要時間 | 1–2分、電源不要 |
| 用途 | 緊急復旧、仮設リンク、融着接続機のない場所 |
| ルール | 恒久補修の際は融着接続に置き換える(保守と復旧) |
ファイバへのコネクタ取り付け
| 方法 | 損失 | 反射率 | 所要時間 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| ピグテール融着接続(工場コネクタ+スプライス) | 0.1–0.3(コネクタ)+ 0.03(スプライス) | −55(UPC)/ −65(APC) | 3–5分 | パネルやクロージャでの標準的な方法 |
| 融着接続型コネクタ(SOC) | 0.1–0.2 dB | −50 … −60 | 3分 | コネクタ本体に短いファイバスタブを融着したもの。ドロップや補修に向く |
| メカニカル式現場組立コネクタ | 0.3–0.5 dB | −40 … −50 | 2分 | クリーブしたファイバをゲル内で工場スタブに突き合わせる。FTTH屋内、仮設用途 |
| 接着・研磨(工場仕上げ) | 0.1–0.2 | −55 / −65 | — | 事前成端済みのコードやカセット。現場研磨はもはや行われない |
| 事前成端ケーブルアセンブリ | 工場コネクタと同等 | — | 現場での作業なし | MPOトランク、プラグアンドプレイ。正確な長さが必要 |
コネクタの形状とグレード: コネクタとファイバの種類。
合否基準
| 接合部 | 損失(SMF) | 損失(MMF) | 反射率 | 検証方法 |
|---|---|---|---|---|
| 融着接続 | 0.1 dB以下(標準0.05以下)。0.3超でやり直す | 0.3以下 | −60 dB未満(目視で確認できない) | 双方向OTDR平均(試験) |
| リボンスプライス | 1心あたり0.15 dB以下 | — | — | OTDR |
| メカニカルスプライス | 0.5 dB以下 | 0.5以下 | −40 dB以下 | OTDR(反射性イベント) |
| ピグテール/コネクタペア | 設計値0.5 dB以下、標準0.3以下 | 0.75以下 | UPCは−50以下、APCは−60以下 | LSPM、検査スコープ |
| 現場組立コネクタ | 0.5 dB以下 | — | −45以下 | LSPM+スコープ |
欠陥とその見え方
| 欠陥 | 融着接続機の画像/OTDR | 原因 | 対処 |
|---|---|---|---|
| 気泡 | 接合部に明るい点。高い損失 | 汚れまたは不良なクリーブ | 再クリーブ、再清掃 |
| 太り/くびれたスプライス | 接合部の膨らみまたはくびれ | オーバーラップやアークパワーの誤り | アークを再校正し、押し込み距離を確認する |
| コアオフセット | コアの位置ずれ。0.2 dB以上 | 偏心したファイバでのクラッド調心、汚れたV溝 | 溝を清掃し、コア調心方式を使う |
| 不良なクリーブ角度 | 傾いた端面。融着接続機が警告する | 摩耗した刃、ファイバの装着不良 | 刃を回転または交換する |
| アーク内の埃 | 黒い斑点、高い損失 | 汚れた作業環境 | 清掃し、融着接続機を保護する |
| 被覆端のマイクロクラック | プルーフテスト時またはその後に破断する | ストリッパーによる傷 | ストリッパーの刃を交換し、手技を確認する |
| 反射性のスプライス | OTDR上のスパイク | メカニカルスプライス、エアギャップ、またはファイバが融着していない(アーク不良) | 融着接続としてやり直す |
| 濡れたスプライス | トレイ内のゲルまたは水 | クロージャへの浸水 | 乾燥させ、再密封する(設備の障害) |
作業に使う道具
クリーバーとストリッパー付きの融着接続機、ファイバ用はさみ、ゲルリムーバー、99 %のIPAと糸くずの出ないワイプ、スプライススリーブ、スリーブ加熱器(融着接続機内蔵)、ケーブルジャケットストリッパーとリングカッター、バッファチューブカッター、アラミド繊維用はさみ、スプライストレイとクロージャ、VFL、確認用のOTDR、コネクタ用の検査スコープ、鋭利物用容器、保護メガネ(安全と取り扱い)。
CodingBoxでは
スプライスはモジュールのメモリには一切現れません——しかし、その損失はモジュールのRx受光パワーに現れます。開通時と再スプライスのたびにRxを記録しておけば(ベンチ上のCodingBoxでも、稼働中のスイッチ経由でも)、「クロージャ14を再スプライスした」という言葉が、前後を示す基準記録という数値に変わります(アプリ内のDDM)。
本ページが作り出すコネクタの検査とクリーニング——ゾーン、基準、方法: 端面検査とクリーニング。メカニカルスプライスや未接続のUPC端がリンクにとって重要な理由——反射率と反射減衰量: 反射と反射減衰量。