Типы оптических разъемов

Оптические разъемы и неразъемное соединение (сращивание) волокон исполь­зуются для соединения секций волокна (кабеля). ВОК доставляется производителю работ на катушках с намотанным ка­белем длиной 1-25 км. Для систем дальней связи, в отличие от сетей в офисе клиента, катушки состоят из сегментов кабеля (строительных длин), которые должны быть соединены вместе для создания рабочей системы. Для этой цели используются либо оптические разъемы, либо сращивание волокон.

Оптические коннекторы - это механическое устройство предназначенное для многократных соединений. Они обеспечивают быстрый способ переконфигурации оборудования, проверки волокон, подсоединения к источникам и приемникам света.

Промышленная практика диктует (в хорошем смысле) использование оптических разъемов на обоих концах кабеля и сращивание для промежу­точных секций. Причины такой практики в следующем:

• Сростки дают вносимые потери минимально на уровне 0,04 дБ на один сросток, тогда как оптические разъемы имеют большие вносимые поте­ри. Кроме того, сростки обеспечивают определенное постоянство.

• Это вынуждает использовать оптические разъемы в тех местах, где мы ожидаем несколько или много соединений/разъединений, например, в коммутационных панелях или соединительных кроссах. Многие опти­ческие разъемы сделаны для осуществления легкого сочленения (со­единения/разъединения).

Возможность использования оптических разъемов должно рассматриваться там, где волокно стыкуется либо с пассивным, либо с активным устрой­ством. Если мы хотим заменить устройство, то это значительно удобнее сделать при наличии оптического разъема, чем сростка.

На рынке существует большое количество специализированных оптических разъемов. Волоконно-оптические разъемы доступны в двух типоразмерах: разъемы стандартного размера и миниатюрные оптические разъемы. Суще­ствуют оптические разъемы, которые могут соединить как одно, так и не­сколько волокон.

Одни оптические разъемы могут быть спроектированы для соединений в полевых условиях, другие — для соединения в заводских условиях. К после­дним типам относятся оптические разъемы для соединительных шнуров (пиг-тейлов). Соединительный шнур — короткий по размеру одноволоконный кабель, присоединяемый обычно к устройствам типа: источник света или детектор светового сигнала. Другой конец такого шнура имеет оптический разъем, устанавливаемый производителем устройства. Если соединение про­изводят в полевых условиях, необходимо предусмотреть ответную часть для такого типа разъема, установив ее на конце соединяемого волокна.

Оставшаяся часть материала главы будет сконцентрирована только на оптических разъемах, устанавливаемых в полевых условиях.

Конструкция оптических разъемов — общий случай

Оптический разъем состоит из трех основных частей:

1. Наконечник — ферул.

2. Соединительная розетка.

3. Стягивающая гайка.

Вид типичного оптического разъема в сборке приведен на рисунке 10.6.

Обычно оптический разъем состоит из оболочки, внутри которой распо­ложен керамический наконечник (ферул) с прецизионным продольным кон­центрическим каналом. Оголенный отрезок волокна вставляется в канал наконечника и удерживается резиной или термоплавким клеем. Выступаю­щий конец волокна затем скалывается и полируется заподлицо (плоское зеркальное полирование). Металлическая оболочка выравнивается и соеди­няется встык с керамическим наконечником мягкой опрессовкой. Наибо­лее распространенный внешний диаметр наконечника — 2,5 мм, но в опти­ческих разъемах с малым форм-фактором может использоваться наконечник диаметром 1,25 мм.

Рисунок 10.6 - Основная структура оптического разъема

Для одномодового волокна точность выравнивания лучше, чем 0,1 мкм, а допуск на угловое выравнивание составляет 5°. Обычно рекомендуется кон­тролировать вносимые потери установленного оптического разъема перед тем, как отправить его потребителю. Эти потери должны быть измерены по стандартной технологии измерений, а не с помощью оптического времен­ного рефлектометра (OTDR). Возможно, при этом потребуется проконтро­лировать возвратные потери с учетом интерфейса оптического разъема. Это можно сделать с помощью OTDR. Цель последних измерений — убедиться, что возвратные потери имеют порядок 40 дБ или лучше.

На рынке существует большое разнообразие типов оптических разъемов, каждый из них требует своей собственной процедуры сборки. Однако, по крайней мере, два шага этой процедуры являются общими для них всех.

Во-первых, волокно закрепляется в оптическом разъеме с помощью эпок­сидной смолы. Этот процесс важен с точки зрения обеспечения надежности оптического разъема. Эпоксидная смола минимизирует температурные пе­ремещения волокна, позволяя осуществлять полировку торца без боязни повредить волокно, кроме того, она предохраняет волокно от воздействия окружающей среды. И, наконец, она допускает очистку торцов от клея на последней стадии. Поэтому очень важно, чтобы эпоксидная смола присут­ствовала на всей длине отрезка голого волокна, вокруг буфера (там, где волокно входит в оптический разъем), а также вокруг кончика волокна, выступающего из наконечника.

Во-вторых, оптоволоконный торец на конце оптического разъема дол­жен быть отполирован. Рекомендуется полирование типа физический кон­такт (PC). Это означает, что концы волокон будут физически соприкасаться внутри адаптера оптического разъема, как если бы они находились под дав­лением. Отсутствие полировки типа PC приводит к образованию воздушно­го зазора между волокнами и увеличению затухания. Описанное, показано на рисунке 10.7.

Рисунок 10.7 - Иллюстрация физического контакта (PC) в волоконно-оптическом разъеме

Оптический разъем типа ST. Этот тип разъема использует быстро сочленяе­мое байонетное соединение, которое требует повернуть разъем только на четверть оборота для осуществления соединения/разъединения. Встроенный ключ обеспечивает хорошую повторяемость параметров соединения, потому что разъем будет всегда одинаково сочленен с соединительной втулкой. Разъем типа ST в настоящее время заменяется на более прогрессивный разъем типа SC. Уровень вносимых потерь разъема типа ST составляет 0,5 дБ.

Оптический разъем типа SC. Этот тип разъема широко используется как для одномодового, так и для многомодового волокна. Сокращение SC рас­шифровывается как «оптический разъем пользователя». Оно пришло из ис­пользуемых ранее пользовательских приложений.

Разъем SC относится к классу разъемов общего пользования и применя­ется как в сетях с большой длиной секций, так и в сетях с внутриобъектовой прокладкой. Он использует «пушпульный» механизм сочленения. Разъем SC базового типа состоит из сборки (вилки), содержащей наконечник. Эта сборка вставляется в оболочку разъема, центрирующую наконечник. Одно из преимуществ разъема типа SC в том, что он может объединяться в сек­цию, состоящую из нескольких разъемов. В этом случае секция может ис­пользоваться для дуплексного соединения (одно волокно которого исполь­зуется для передачи в прямом, а другое в обратном направлениях). Разъем имеет ключ, для предотвращения неправильного соединения. Вносимые потери такого разъема составляют 0,4 дБ и ниже.

Оптический разъем типа FC. Этот тип разъема был первоначально разра­ботан в Японии компанией Nippon Telegraph and Telephone Company. Он широко используется для одномодового волокна и имеет уровень вносимых потерь порядка 0,4 дБ.

Разъем типа FC имеет средства для настройки. Ключ настройки позволя­ет подстроить уровень вносимых потерь до нескольких десятых дБ. После того, как позиция минимальных потерь найдена, ключ может быть зафик­сирован. Разъем типа FC выпускается как для одномодового, так и для мно­гомодового волокон.

Оптический разъем типа D4. Этот тип разъема особенно широко исполь­зуется для одномодового волокна. Он во многих отношениях похож на разъем FC, но имеет наконечник меньшего диаметра — 2,0 мм. Вносимые потери разъема D4 составляют около 0,4 дБ.

Оптический разъем типа 568SC. Этот тип разъема обычно используется для внутриобъектовой прокладки. Его параметры соответствуют стандарту EIA/TIA-568, регламентирующему прокладку кабельных линий связи в ком­мерческих зданиях. По сути он представляет собой дуплексный вариант разъе­ма типа SC. Разъем типа 568SC имеет механизм защелки, который позволя­ет осуществить сочленение легче, чем байонетный разъем типа SC. Кроме того, этот разъем имеет адаптер, который допускает использование как сим­плексного, так и дуплексного разъемов для организации симплексного или дуплексного соединений. Ожидаемый уровень вносимых потерь разъема 568SC составляет порядка 0,3 дБ.

Оптический разъем типа FDDI. Этот тип разъема в принципе спроекти­рован как двухканальное устройство, использует два керамических нако­нечника и механизм боковых защелок. Прочный кожух защищает наконеч­ники от случайных повреждений, тогда как плавающий стык обеспечивает ему плотное сочленение без усилий. Различные типы ключей могут быть использованы в этом типе разъема, для того чтобы удовлетворить различ­ным требованиям технологии FDDI. Ожидаемый уровень вносимых потерь составляет порядка 0,3 дБ для одномодовых приложений и порядка 0,5 дБ для многомодовых приложений. Разъемы типа FDDI могут использоваться и для других приложений. Напомним, что FDDI — технология локальных се­тей, используемая для пакетной передачи данных со скоростью 100 Мбит/с (125 Мбод) в соответствии со стандартом ANSI.

Миниатюрные разъемы. Миниатюрные разъемы, называемые также разъе­мами с малым форм-фактором, имеют размеры примерно в два раза мень­шие, чем их обычные стандартные варианты (например, SC, FC, ST), т.е. диаметр наконечника составляет 1,25 мм, а не 2,5 мм, что позволяет реали­зовать большую плотность упаковки на коммутационной панели и плотную схему упаковки на стойке.