Как производят оптоволоконный кабель

Содержание

«Сделано у нас» и на Яндекс.Дзен
Cегодня это один их самых популярных каналов в Дзен, с полуторамиллионной аудиторией и 140 тысячами подписчиков. Присоединяйтесь! Канал «Сделано у нас» не дублирует сайт, а дополняет его.
Вступайте в другие наши группы и добавляйте нас в друзья 🙂
Как в России делают оптическое волокно. Репортаж с завода «Оптиковолоконные Системы»

«Сделано у нас» и на Яндекс.Дзен

Cегодня это один их самых популярных каналов в Дзен, с полуторамиллионной аудиторией и 140 тысячами подписчиков. Присоединяйтесь! Канал «Сделано у нас» не дублирует сайт, а дополняет его.

Вступайте в другие наши группы и добавляйте нас в друзья 🙂

Как в России делают оптическое волокно. Репортаж с завода «Оптиковолоконные Системы»

Компания АО «Оптиковолоконные Системы» ведёт свою историю с февраля 2008 года, когда она и была создана. Но вначале была лишь идея, понятно, что тема производства оптического волокна весьма перспективная, но это же надо было доказать не только себе, но и потенциальным инвесторам, не секрет же, что без денег и оборудования далеко не уедешь, тем более, что по сути нужно было создавать в России это дело практически с нуля. Хотя если честно, было у нас и в Советском Союзе такое производство, но это всё не для массовости, эксклюзивно, в небольших объёмах и, скорее всего, на оборонку и спецпроекты уходило. Поездив по миру и изучив основных производителей оборудования остановились на финской компании Nextrom Oy, и в феврале 2011 года подписали с ними контракт на создание «под ключ» завода по производству оптического волокна. А в ноябре 2013 года запустили и саму стройку, а чтоб время не терять начали набирать и обучать персонал. Да, опять пришлось учиться всему у иностранцев, но с нашей пытливостью ума и золотыми руками всё получилось. Первый образец российского оптического волокна родом из Мордовии был получен в мае 2015 года, а официальное открытие завода состоялось 25 сентября 2015 года. Инвестиции в создание завода составили 2,7 млрд рублей, а потом ещё прошла дополнительная модернизация в размере 950 млн рублей.

2. Вот в этом красивом и ярком здании они и находятся. Кстати, башня там не просто так, технологический процесс требует.

999A5264 © live.staticflickr.com

Стеклянное оптоволокно производится из кварца, ну и, понятное дело, каждый производитель, чтоб достигнуть необходимых свойств, добавляет свою приправу. Мы пока учимся готовить, поэтому само сырьё пока покупаем у японцев. Они одни из лучших в мире, а на качестве же нельзя экономить, тем более, когда создаётся фундамент. А вот дальше специалисты из «Оптиковолоконные Системы» всё делают своей головой и руками. Собственно, вот так и выглядят преформы (сырьё для оптического волокна) от японской компании Sumitomo Electric Industries. Одна такая преформа весит порядка 60-70 кг, и из неё получается более 2 000 км оптического волокна.

999A5277 © live.staticflickr.com

Ну что, мы с вами на восьмом этаже, откуда и начинается волшебство. Если вкратце, то весь технологический процесс выглядит следующим образом. На первом этапе берут ту самую преформу, что на фото выше, и отправляют в специальную печь, где её разогреваются до 2 тысяч градусов. Далее при прохождении через башни вытяжки происходит постепенное вытягивание нити до размера 125 мкм в толщину. На следующем этапе волокно остывает, и на него наносится полимерная оболочка методом «wet-on-wet» (мокрый по мокрому), причём всё это проходит на скорости 1700 м/с (100 км/ч). Потом его протягивают для придания ему необходимой толщины и формы. Весь процесс производства оптического волокна максимально автоматизирован. Для того, чтобы оптическое волокно прослужило довольно долго, оно проходит и такую операцию, как дейтерование. И на финише происходит контрольная перемотка под натяжением и контроль качества с пристрастием, конечно же.

4. Индукционные печи для вытяжки оптического волокна. Всего их тут шесть плюс 1. Высота печей — 1500 мм, длина — 1000 мм, ширина — 800 мм, а масса 730 кг. В печи преформа плавится около суток, пока вся не отправится в дело.

999A5299 © live.staticflickr.com

Немного терминологии для порядка. Оптическое волокно — это такая нить очень малого диаметра (сравнима с толщиной человеческого волоса) из оптически прозрачного материала стекла или пластика, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Вот из них уже и делают различные кабели, по которым переносится информация на большие расстояния. Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован в XIX веке, но повсеместное применение было затруднено отсутствием соответствующих технологий. Лишь в 1934 году американец Норман Р. Френч получил патент на оптическую телефонную систему, речевые сигналы в которой передавались при помощи света по стержням чистого стекла. А спустя еще 28 лет, были разработаны фотодиод и полупроводниковый лазер, с помощью которых можно было передавать и принимать оптический сигнал. Повсеместному переходу на технологии волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) мешали высокие затухания в оптическом волокне, поэтому в конкурентной борьбе медь тогда ещё побеждала. Только к 1970 году компании Corning (она и сейчас одна из мировых лидеров) удалось наладить коммерческое производство волокна с низким затуханием — до 17 дБ/км, а через пару лет они добились цифры до 4 дБ/км. К 1983 году был освоен выпуск одномодовых волокон, по которым передавалась одна мода. Дальше прогресс не заставил себя долго ждать. В России первые волоконно-оптические линии появились в Москве. Первой подводной ВОЛС стала магистраль Санкт-Петербург — Аберслунд (Дания), проложенная компанией «Совтелеком» (ныне ПАО «Ростелеком»).

IMG_8800 © live.staticflickr.com

Выбор размещения такого уникального завода именно в Саранске тоже не случаен. Исторически здесь умели работать и со стеклом, и с кабелем. Первый миллион километров оптических волокон предприятие выпустило за полтора года. Второй миллион — за один год. На выпуск третьего миллиона потребовалось уже шесть месяцев. Вот такими темпами они и начали отвоёвывать наш рынок у иностранных гигантов.

6. Идём дальше гулять по этажам

999A5352 © live.staticflickr.com

В декабре 2016 года «Оптиковолоконные Системы» совместно с ПАО «Ростелеком» и ОАО «ВНИИКП» завершила программу тестирования российского оптического волокна собственного производства, а также оптоволоконного кабеля, произведенного с его использованием. По результатам тестирования получены положительные результаты, и продукция компании рекомендована к применению в сетях связи ПАО «Ростелеком». Кстати, в начале 2021 года они запустили серийное производство нового типа оптического волокна G.654.E. Оптическое волокно этого стандарта будет применяться как раз для проекта Ростелекома по строительству новой волоконно-оптической линии связи от западных до восточных границ РФ под рабочим названием ТЕА NEXT (Транзит Европа — Азия нового поколения). Это масштабный коммуникационный проект по строительству ВОЛС, маршрут которой пройдет через всю страну — от Калининграда до Сахалина. Что меня ещё больше порадовало, так это то, что первая партия оптического волокна нового стандарта ушла в Пермь, где работает один из ведущих заводов по производству оптоволоконного кабеля — ООО «Инкаб», там и будет произведен кабель для первого пилотного участка проекта TEA NEXT.

999A5382 © live.staticflickr.com

8. Один из самых ярких производственных моментов — это ловля капли. Дело в том, что первое расплавленное стекло, выходящее из печи, имеет форму капли. Оно целенаправленно стягивается для уменьшения своего диаметра, чтобы могла получиться тонкая стеклянная нить размером в несколько сот микрон. Её пропускают до самого нижнего этажа.

999A5368 © live.staticflickr.com

9. Средняя масса капли 50-70 г., а её температура 1 800

IMG_8821 © live.staticflickr.com

Не любят тут тех, кто курит, так что это ещё и один из самых здоровых заводов в России. Всё дело в том, что при производстве оптического волокна важна настолько идеальная чистота, а курящий сотрудник в теории, даже после того, как сделал своё дело, при заправлении преформы может внести неосознанно негативный эффект от соединения ненужных элементов со стеклом. Так что на заводе таких плохишей совсем нет!

999A5418 © live.staticflickr.com

Сегодня компания «Оптиковолоконные Системы» производит телекоммуникационные оптические волокна стандартов G652 и G657А1, в том числе с уменьшенным диаметром 200 микрон. Мощности завода позволяют выпускать 4 млн км оптического волокна в год. Этого вполне хватает чтобы покрыть более 50% российского рынка, кстати, они свою продукцию ещё и за границу отправляют, например, в Беларусь, Китай, Австрию, Великобританию, Чехию и Польшу.

999A5454 © live.staticflickr.com

Планомерное снижение температуры волокна на технологической линии достигается за счет использования труб сопровождения и охлаждения. Они позволяют уменьшить эту величину с

55-65°С уже ко 2 этажу башни вытяжки.

999A5474 © live.staticflickr.com

IMG_8844 © live.staticflickr.com

14. На этом этаже происходит нанесение акрилатного покрытия на волокно и полимеризация УФ-лампами. Всё это придаёт волокну дополнительную силу и гибкость.

999A5527 © live.staticflickr.com

Стоит отметить, что в самой башне за счет особой системы очистки воздуха создаётся 6 класс чистоты, что позволяет исключить попадание загрязняющих частиц, которые могут привести к возникновению дефектов на волокне.

999A5717 © live.staticflickr.com

И вот мы, наконец, добрались до первого этажа, но и здесь полным ходом кипит работа. Тут происходит намотка оптического волокна на большие катушки, вмещающие 250-1000 км оптического волокна. И уже в таком виде они отправляются на тестирование перемоткой под натяжением, носящее название пруф-тест.

999A5743 © live.staticflickr.com

17. Акционерами завода являются РОСНАНО и Газпромбанк, каждому из которых принадлежит по 48% акций. Еще 4% акций предприятия находятся у властей республики Мордовия.

IMG_8991 © live.staticflickr.com

Ещё один важный момент, несколько лет назад и катушки были не русские, а теперь только отечественным дан зелёный свет. Так что «Оптиковолоконные Системы» не только сами вносят существенный вклад в импортозамещение, но и помогают другим нашим заводам отличиться.

999A5746 © live.staticflickr.com

19. Смена катушек происходит без остановки вытяжки.

999A5753 © live.staticflickr.com

20. Отсюда следят за всеми производственными процессами.

999A5537 © live.staticflickr.com

21. Участок, где проходит перемотка оптического волокна на катушки. Они уже поменьше и вмещают в себя 50 или 25 км.

999A5660 © live.staticflickr.com

999A5711 © live.staticflickr.com

999A5676 © live.staticflickr.com

999A5639 © live.staticflickr.com

25. Перемотка волокна с технологических катушек на коммерческие происходит под натяжением более 0,69 ГПа. Таким образом, заодно волокно испытывают ещё и на прочность.

999A5690 © live.staticflickr.com

Наше волокно какие только погодные и техногенные испытания не проходит в своей рабочей жизни, так вот, чтоб защитить его на заводе специально обрабатывают в атмосфере дейтерия, который блокирует возможность присоединения ОН-радикалов в процессе эксплуатации. Как результат, это позволяет обеспечить срок службы волокна более 25 лет. Всё это проходит здесь, на этот раз мне не повезло это увидеть лично.

26. Участок дейтерирования. В течение 36 часов происходит это знатное мероприятие.

999A5628 © live.staticflickr.com

27. Участок контроля качества.

28. Здесь проверяются оптические и геометрические характеристики волокна: коэффициент затухания, хроматическая дисперсия, диаметр модового поля и многие другие характеристики. Обязательно проверяется каждая катушка.

Что касается сильных сторон их продукции, кроме цены конечно, что они просто вынуждены быть помешанными на качестве. Ведь с одной стороны их окружают ведущие иностранные игроки, которые десятилетиями производили это самое волокно, и знают про него всё, а мы лишь пока в стадии догоняющего. А с другой стороны — дешёвый китайский импорт, пусть и другого качества.

31. В компании работают более 130 человек.

33. Представляете, диаметр готового волоконного световода вместе с покрытием составляет 250 микрон. А один километр оптоволокна весит около 60 граммов. После проверки и выдержки катушки с волокном закрывают защитными кожухами, предохраняющими от ударов и падений.

34. Участок покраски оптического волокна. Он был запущен в августе 2018 года. Теперь «Оптиковолоконные Системы» могут дать клиенту волокно даже с «перламутровыми пуговицами» :).

Само окрашивание состоит из нескольких этапов: протягивание волокна через фильеру (узел нанесения цветного покрытия), окрашивание волокна, последующая сушка цветного покрытия и намотка готовой окрашенной продукции на транспортные катушки, готовые к отправке клиенту. В качестве цветного покрытия используются УФ-отверждаемые краски, которые сушатся интенсивным УФ-излучением. Толщина такого покрытия может варьироваться от 4 до 6 микрон. Скорость окрашивания достигает 3000 м/мин.

36. Кроме стандартного процесса окраски здесь применяется и технология «ringmarking», благодаря которой становится возможным кодировать 36 оптических волокон с помощью нанесения чернил с различным шагом.

37. И это ещё не все сюрпризы. Мы на Опытном участке изготовления преформ для производства волокна.

Сырьё мы пока покупаем за границей, а ведь в себестоимости продукции оно занимает 50-60%, конечно, это не может устраивать. Впереди у России большой вызов, цифровизация всего и вся, переход на другие стандарты связи, устранения цифрового неравенства, переход промышленности на более инновационные рельсы Всё это уже в недалёкой перспективе потребует сильно больше оптического волокна, и очень хочется, чтобы его цена не кусалась. Вот здесь и стараются овладеть технологией собственного производства преформ, тем более, что у компании есть планы на расширение производства.

39. Вот так выглядит через увеличительное стекло преформы, из который получают оптическое волокно.

40. Запомните этот момент, по сути, на наших глазах твориться история, Россия скоро будет сильна и в этой теме.

Источник