Устройство, используемое для соединения волоконно-оптических нитей в системах связи.
Оптоволоконные разъемы LC (вверху) и ST (внизу), оба с установленными защитными колпачками
Оптоволоконный соединитель — это устройство, используемое для соединения оптических волокон , что обеспечивает эффективную передачу световых сигналов. Оптоволоконный соединитель обеспечивает более быстрое соединение и разъединение, чем сращивание .
Они бывают разных типов, таких как SC, LC, ST и MTP, каждый из которых предназначен для определенных приложений. Всего на рынке представлено около 100 различных типов оптоволоконных разъемов. [1]
Эти разъемы включают в себя такие компоненты, как наконечники и выравнивающие втулки для точного выравнивания волокон. Качественные разъемы теряют очень мало света из-за отражения или несоосности волокон.
Оптоволоконные разъемы подразделяются на одномодовые и многомодовые в зависимости от их отличительных характеристик. Отраслевые стандарты обеспечивают совместимость между различными типами разъемов и производителями. Эти разъемы находят применение в телекоммуникациях , центрах обработки данных и промышленных установках.
Приложение
Оптоволоконные соединители используются для соединения оптических волокон, где требуется возможность соединения/разъединения. Из-за процедур полировки и настройки, которые могут быть включены в производство оптических соединителей, соединители часто собираются на оптоволокне на производственном предприятии поставщика. Однако операции сборки и полировки могут выполняться в полевых условиях, например, для завершения длинных участков на коммутационной панели .
Большинство оптоволоконных разъемов подпружинены, поэтому поверхности волокон прижимаются друг к другу при сопряжении разъемов. Получающийся в результате контакт стекло-стекло или пластик-пластик исключает потери сигнала, которые могли бы быть вызваны воздушным зазором между соединенными волокнами.
Производительность оптоволоконных разъемов можно количественно оценить по вносимым потерям и обратным потерям . Измерения этих параметров теперь определены в стандарте IEC 61753-1. Стандарт дает пять градаций для вносимых потерь от A (наилучшие) до D (худшие) и M для многомодовых . Другим параметром являются обратные потери с градациями от 1 (наилучшие) до 5 (худшие).
Доступны различные типы оптоволоконных разъемов, но разъемы SC и LC являются наиболее распространенными типами разъемов на рынке. [2] Типичные разъемы рассчитаны на 500–1000 циклов сопряжения. [3] Основные различия между типами разъемов заключаются в размерах и методах механического соединения. Как правило, организации стандартизируют один тип разъема в зависимости от того, какое оборудование они обычно используют.
Во многих приложениях центров обработки данных небольшие (например, LC) и многоволоконные (например, MTP/MPO) разъемы заменили более крупные, старые типы (например, SC), что позволило разместить больше оптоволоконных портов на единицу пространства стойки. [4]
Для наружных установок может потребоваться, чтобы разъемы располагались под землей или на наружных стенах или опорах линий электропередач. В таких условиях часто используются защитные корпуса, которые делятся на две основные категории: герметичные (запечатанные) и свободно дышащие. Герметичные корпуса предотвращают попадание влаги и воздуха, но, не имея вентиляции, могут нагреваться при воздействии солнечного света или других источников тепла. С другой стороны, свободно дышащие корпуса обеспечивают вентиляцию, но также могут пропускать влагу, насекомых и загрязняющие вещества в воздухе. Выбор правильного корпуса зависит от типа кабеля и разъема, местоположения и факторов окружающей среды.
Типы
В разное время и для разных целей было разработано много типов оптических разъемов. Многие из них обобщены в таблицах ниже.
Примечания
^ Плавающий наконечник соединителей FC обеспечивает хорошую механическую изоляцию. Соединители FC необходимо соединять более тщательно, чем соединители push-pull, из-за необходимости выравнивания ключа и из-за риска поцарапать торец волокна при вставке наконечника в гнездо. Соединитель FC не следует использовать в вибрирующих средах из-за его резьбового замка. Во многих приложениях соединители FC были заменены соединителями SC и LC. [1]
^ Существует два несовместимых стандарта ширины ключей для разъемов FC/APC и сохраняющих поляризацию разъемов FC/PC: 2 мм (уменьшенный или тип R) и 2,14 мм (NTT или тип N). [12] Разъемы и гнезда с разной шириной ключей либо не могут быть сопряжены, либо не сохраняют угловое выравнивание между волокнами, что особенно важно для сохраняющего поляризацию волокна . Некоторые производители маркируют уменьшенные ключи одной меткой на ключе, а разъемы NTT — двойной меткой.
^ MPO ( Multi-fiber Push On ) — это разъем для ленточных кабелей с четырьмя-двадцатью четырьмя волокнами. [17] Разъемы для одномодового волокна имеют угловые концы для минимизации обратного отражения, в то время как версии для многомодового волокна обычно имеют плоские концы. MTP — это торговая марка версии разъема MPO с улучшенными характеристиками. Разъемы MTP и MPO взаимозаменяемы.
^ MT-RJ ( Mechanical Transfer Registered Jack ) использует форм-фактор и защелку, аналогичные разъемам 8P8C ( RJ45 ). Два отдельных волокна включены в один унифицированный разъем. Его проще заделка и установка, чем разъемы ST или SC. [ требуется ссылка ] Меньший размер позволяет вдвое увеличить плотность портов на лицевой панели, чем разъемы ST или SC. Разъем MT-RJ был разработан AMP , но позже был стандартизирован как FOCIS 12 (стандарты взаимосовместимости оптоволоконных разъемов) в EIA/TIA-604-12. Существует два варианта: со штырьками и без штырьков. Разновидность со штырьками, которая имеет два небольших направляющих штырька из нержавеющей стали на лицевой стороне разъема, используется в коммутационных панелях для сопряжения с разъемами без штырьков на коммутационных шнурах MT-RJ.
^ Конструкция push-pull на разъемах SC снижает вероятность повреждения торцевой поверхности волокна во время соединения. Такие часто встречаются на старом сетевом оборудовании с использованием GBIC .
^ SMA — сокращение от «субминиатюрная сборка» .
^ ab Разъем SMA был первым широко используемым стандартным разъемом, разработанным в 1970-х годах компанией Amphenol с использованием геометрии конструкции разъема SMA RF . [19] Он был разработан для приложений с многомодовым волокном большого диаметра, для которых он до сих пор широко используется в промышленности и медицине. В нем отсутствуют функции, важные для приложений связи, для которых он считается устаревшим.
^ ST относится к прямому наконечнику , поскольку стороны керамического наконечника параллельны — в отличие от предшествующего биконического соединителя, который был выровнен, как два вложенных друг в друга рожка мороженого.
^ Соединитель ST имеет ключ, который предотвращает вращение керамического наконечника, и байонетный замок, похожий на корпус BNC . Единственный индексный язычок должен быть правильно совмещен с прорезью на сопрягаемом гнезде перед вставкой; затем байонетный замок может быть задействован нажатием и поворотом, блокируя в конце хода, что поддерживает подпружиненное усилие зацепления на оптическом соединении сердечника.
Устаревшие разъемы
Контакт
Современные разъемы обычно используют полировку физического контакта на конце волокна и наконечника. Это слегка выпуклая поверхность с вершиной кривой, точно центрированной на волокне, так что при сопряжении разъемов сердцевины волокон вступают в прямой контакт друг с другом. [20] [21] Некоторые производители имеют несколько степеней качества полировки, например, обычный разъем FC может быть обозначен как FC/PC (для физического контакта), в то время как FC/SPC и FC/UPC могут обозначать супер- и ультраполированные качества соответственно. Более высокие степени полировки обеспечивают меньшие вносимые потери и меньшее обратное отражение.
Многие разъемы доступны с торцевой поверхностью волокна, отполированной под углом, чтобы предотвратить обратное движение света, который отражается от интерфейса, вверх по волокну. Из-за угла отраженный свет не остается в сердцевине волокна, а вместо этого просачивается в оболочку. Разъемы с угловой полировкой следует сопрягать только с другими разъемами с угловой полировкой. Угол APC обычно составляет 8 градусов, однако в некоторых странах существует также SC/APC с 9 градусами. Сопряжение с разъемом, не отполированным под углом, приводит к очень высоким вносимым потерям. Обычно разъемы с угловой полировкой имеют более высокие вносимые потери, чем качественные прямые физические контакты. Разъемы «ультра» качества могут достигать сравнимого с угловым разъемом обратного отражения при подключении, но угловое соединение сохраняет низкое обратное отражение даже при отключении выходного конца волокна.
Соединения с угловой полировкой визуально отличаются использованием зеленого чехла для снятия натяжения или зеленого корпуса разъема. Детали обычно идентифицируются путем добавления "/APC" (угловой физический контакт) к названию. Например, угловой разъем FC может быть обозначен как FC/APC или просто FCA. Неугловые версии могут быть обозначены как FC/PC или иметь специальные обозначения, такие как FC/UPC или FCU, чтобы обозначить "ультра" качественную полировку на торцевой поверхности волокна. Существуют две различные версии FC/APC: FC/APC-N (NTT) и FC/APC-R (уменьшенный). Ключ разъема FC/APC-N не войдет в гнездо ключа адаптера FC/APC-R.
Разъемы для полевого монтажа
Оптоволоконные соединители для полевого монтажа используются для соединения оптоволоконных кабелей-перемычек, содержащих одно одномодовое волокно. Оптоволоконные соединители для полевого монтажа используются для полевых восстановительных работ и для устранения необходимости хранения соединительных шнуров разных размеров.
Эти сборки можно разделить на две основные категории: сборки с одним сочленением и сборки с несколькими сочленениями. Согласно Telcordia GR-1081, [22] сборка с одним сочленением — это сборка, в которой есть только одно место, где два разных волокна соединены вместе. Такая ситуация обычно встречается, когда сборки соединителей изготавливаются из собранных на заводе оптоволоконных разъемов. Сборка с несколькими сочленениями — это сборка соединителя, в которой есть более одного близко расположенного соединения, соединяющего разные волокна вместе. Примером сборки с несколькими сочленениями является сборка соединителя, в которой используется тип штыревого волокна разъема.
Атрибуты
Характеристики хорошей конструкции разъема:
Низкие вносимые потери — не должны превышать 0,75 дБ
Типичная повторяемость вставки, разница во вносимых потерях между одним подключением и другим, составляет 0,2 дБ.
Высокие обратные потери ( низкое количество отражений на границе раздела) — должны быть выше 20 дБ
Простота установки
Бюджетный
Надежность
Низкая чувствительность к окружающей среде
Простота использования
Анализ
На всех разъемах очистка керамического наконечника перед каждым подключением помогает предотвратить появление царапин и существенно продлевает срок службы разъема.
Соединители на сохраняющем поляризацию волокне иногда маркируются синим защитным чехлом или корпусом соединителя. Иногда вместо этого на волокне используется синяя буферная трубка. [23]
Усиленные оптоволоконные соединители ( HFOC ) и укрепленные оптоволоконные адаптеры ( HFOA ) являются пассивными телекоммуникационными компонентами, используемыми в наружной среде завода . Они обеспечивают отводные соединения для клиентов из волоконно-оптических распределительных сетей. Эти компоненты могут быть предоставлены в цокольных муфтах, [примечание 1] [24] воздушных и подземных муфтах и терминалах или оборудовании, расположенном в помещениях клиента, таком как волоконно-оптический распределительный концентратор (FDH) или оптический сетевой терминальный блок.
Эти разъемы, которые можно использовать в полевых условиях и которые укреплены для использования в OSP, необходимы для поддержки развертывания и обслуживания Fiber to the Premises (FTTP). HFOC разработаны для выдерживания климатических условий, существующих на всей территории США, включая дождь, наводнение, снег, мокрый снег, сильный ветер, а также ледяные и песчаные бури. Диапазон температур окружающей среды может варьироваться от −40 °C (−40 °F) до 70 °C (158 °F).
Telcordia GR-3120 [25] содержит самые последние общие требования отрасли к ГФОК и ГФОА.
Тестирование
На производительность стекловолоконного оптического соединителя влияет как соединитель, так и стекловолокно. Допуски концентричности влияют на волокно, сердечник волокна и корпус соединителя. Оптический показатель преломления сердечника также может изменяться. Напряжение в полированном волокне может вызвать избыточные обратные потери. Волокно может скользить по своей длине в соединителе. Форма наконечника соединителя может быть неправильно профилирована во время полировки. Производитель соединителя мало контролирует эти факторы, поэтому эксплуатационные характеристики могут быть ниже спецификаций производителя.
Тестирование волоконно-оптических соединителей делится на две основные категории: заводские испытания и полевые испытания.
Заводские испытания иногда являются статистическими, например, проверка процесса. Система профилирования может использоваться для обеспечения правильности общей полированной формы, а оптический микроскоп хорошего качества — для проверки на наличие дефектов. Характеристики вносимых и обратных потерь проверяются с использованием определенных эталонных условий, по сравнению с эталонным одномодовым испытательным проводом или с использованием источника, соответствующего замкнутому потоку, для многомодового тестирования. Тестирование и отбраковка ( выход годного ) могут составлять значительную часть общей стоимости производства.
Полевые испытания обычно проще. Специальный ручной оптический микроскоп используется для проверки на наличие грязи или пятен. Измеритель мощности и источник света или набор для проверки оптических потерь (OLTS) используются для проверки сквозных потерь, а оптический рефлектометр временной области может использоваться для определения значительных точечных потерь или обратных потерь.
^ Заглушки с пьедесталом предназначены для размещения пассивных телекоммуникационных компонентов, используемых в среде внешнего оборудования (OSP). Согласно Telcordia GR-13 [1], эти заглушки могут содержать такие компоненты, как медные клеммные колодки, коаксиальные ответвители или пассивное оптоволоконное распределительное оборудование, используемое для распределения телефонных услуг и широкополосных услуг.
Ссылки
^ abcdefghi "Идентификатор соединителя". Ассоциация оптоволокна . 2010. Получено 18 октября 2014 г.
^ Силва, Марио Маркес да (2016-01-06). Кабельные и беспроводные сети: теория и практика. CRC Press. ISBN9781498746830.
^ Alwayn, Vivek (2004). "Fiber-Optic Technologies" . Получено 15 августа 2011 г.
^ "Типы волоконно-оптических разъемов - LC против SC против FC против ST против MTP против MPO". Дерек . Получено 20 декабря 2021 г. .
^ "SFF Module Management Reference Code Tables". SNIA . Получено 11 ноября 2020 г. .
^ "DMI datasheet" (PDF) . DIAMOND SA. Архивировано из оригинала (PDF) 10 октября 2014 г. . Получено 6 октября 2014 г. .
^ "Ведомство интеллектуальной собственности Европейского союза (EUIPO): Информация о товарных знаках E-2000" . Получено 08.12.2019 .
