Меню
Бесплатно
Регистрация
Главная  /  Утепление  /  Разъем для подключения оптического кабеля. SC и LC оптические коннекторы

Разъем для подключения оптического кабеля. SC и LC оптические коннекторы

Оптические коннекторы применяются при оконцовке оптических волокон и для их стыковки с пассивным или активным телекоммуникационным оборудованием.

По мере развития ВОЛС было разработано более 70 типов оптических разъёмов для различных условий применения.

Соединение станционного оптоволокна с линейным происходит на оптическом кроссе при помощи оптических разъемов, представляющие собой оптические коннекторы и оптические адаптеры (вилки и розетки соответственно).
Оптический адаптер представляет собой розетку, в которую с обеих сторон вставляются коннекторы. Таким же образом патч корд присоединяется к активному оборудованию ВОСП, лицевая панель которых имеет оптический адаптер, соответствующий типу коннектора.
Оптические разъёмные соединители (коннекторы) предназначены для того, чтобы обеспечить прохождение света от одного элемента ВОСП к другому, например, из среды передачи в линейное и оконечное оборудование, с минимально возможными потерями при воздействии различных внешних факторов. Такое соединение должно быть устойчивым и воспроизводимым при повторном использовании.

Существует 2 вида оптических адаптеров:
1) соединительные, имеющие одинаковые типы разъемов с каждой стороны для соединения коннекторов одного типа. Обозначение соединительных адаптеров соответствует типу подключаемых коннекторов (FC, SC, LC, ST и т. д.);
2) переходные, имеющие разные типы разъемов с каждой стороны адаптера (FC/SC).
Основной концепцией при создании оптических адаптеров является их передача оптического сигнала без каких-либо искажений в разъеме. Отсюда можно выделить основные параметры механического соединения.

Основные параметры оптических разъемов:
Вносимые потери (затухание, вызванное утратой концентричности торцов) представляют собой разницу уровней средней мощности сигнала на входе оптического разъема и на выходе.
Затухание отражения (передаваемое излучение частично отражается обратно в волокно к источнику (лазеру)). Достаточно сильное обратное отражение (RL - Return Loss) приведёт к нарушению функционирования лазера и изменению структуры транслируемого сигнала. Для уменьшения этого явления придумали несколько типов полировки.

FC- коннектор - коннекторы типа FC были разработаны компанией NTT и ориентированы в основном на применение в одномодовых линиях дальней связи, специализированных системах и сетях кабельного телевидения. Керамический наконечник диаметром 2,5 мм с выпуклой торцевой поверхностью диаметром 2 мм обеспечивает физический контакт стыкуемых световодов. Наконечник изготавливается со строгими допусками на геометрические параметры, что гарантирует низкий уровень потерь и минимум обратных отражений. Радиус наконечника обеспечивает физический контакт стыкуемых световодов.




Коннектор FC с металлической феррулой

Для фиксации коннектора FC на розетке используется накидная гайка с резьбой М8х0,75. В данной конструкции подпружиненный наконечник жестко не связан с корпусом и хвостовиком, что усложняет и удорожает коннектор, однако такое дополнение окупается повышением надежности.
Коннекторы типа FC устойчивы к воздействию вибраций и ударов, что позволяет применять их на соответствующих сетях, например, непосредственно на подвижных объектах, а также на сооружениях, расположенных вблизи железных дорог.

Адаптер для FC с аттенюатором

Особенности

  • Совместимость с IEC 61 754-143, TIA/EIA, NTT, спецификациям Belcore
  • Коррозийно-резистентный корпус
  • Высокая надежность
  • 2,5 мм керамическая ферула
  • Устойчивость к вибрации и одиночным ударам

Область применения

  • Кабельные системы, CATV, LAN, WAN
  • Медицинское и контрольно-измерительное оборудование
  • Телекоммуникационные и бортовые сети

Технические характеристики


ST-коннектор - рекомендуется использовать в первую очередь для многомодовых применений. Наконечник коннектора не развязан с корпусом и оболочкой кабеля, что делает конструкцию проще, надежнее и дешевле, в тоже время такая конструкция полностью удовлетворяет многомодовому применению. Моноблочная конструкция ST коннектора разработана для быстрого оконцевания. Коннекторы имеют керамические наконечники диаметром 2,5 мм.

Коннекторы ST фиксируются байонетным замком

Особенности

  • Используются коннекторы с керамическим наконечником
  • Быстрая, легкая сборка, высокие оптические характеристики
  • Надежность в эксплуатации
  • Взаимосочленяемые соединители по технологиям Lucent Technology ST Connector
  • Удобное соединение при помощи байонетного крепежа
  • Полная совместимость с IEC 61 754-2

Область применения

  • LAN системы и оборудование
  • Оптические подсистемы локальных сетей
  • Телекоммуникационные сети
  • Сетевая обработка данных

Технические характеристики


SС-коннектор - одним из недостатков коннекторов типов FC и ST считается необходимость вращательного движения при подключении к адаптеру. Для устранения этого недостатка, препятствующего увеличению плотности монтажа на лицевой панели, разработаны коннекторы типа SC. Корпус коннектора SC в поперечном сечении прямоугольный. Наконечник не связан жестко с корпусом и хвостовиком.

При подключении коннектора SC происходит проворачивание наконечника

SC коннектор duplex

Подключение и отключение коннектора SC производится линейно (push-pull), что предохраняет наконечники коннекторов от прокручивания друг относительно друга в момент фиксации в адаптере. Фиксирующий механизм открывается только при вытягивании коннектора за корпус. К недостаткам коннекторов SC следует отнести несколько более высокую цену и меньшую механическую прочность относительно рассмотренных ранее коннекторов типов FC и ST. Сила, выдергивающая коннектор SC из адаптера, регламентируется в пределах 40 Н, в то время как для серии FC это значение практически может равняться прочности миникабеля. Как и в случае с коннекторами ST, этот недостаток ограничивает применение коннекторов типа SC на подвижных объектах.

Особенности

  • Низкая стоимость,
  • Корпус типа push-pull,
  • Конструкция предварительной сборки,
  • Совместимость с IEC, TIA/EIA-568A TIA/EIA, NTT,
  • Низкие прямые потери

Область применения

  • Кабельные системы, CATV, LAN, WAN,
  • Медицинское и контрольно-измерительное оборудование,
  • Телекоммуникации

Технические характеристики

LС-коннектор - популярный компактный волоконно-оптический коннектор нового поколения, доминирующий на рынке телекоммуникационного оборудования, это уменьшенный вариант SC-коннекторов. Он также имеет прямоугольное сечение корпуса. Конструкция коннектора сравнительно проста: керамический сердечник диаметром 1,25 мм, не связанный с пластмассовым корпусом. Механизм фиксации – защелка (аналогично RJ-45) Вследствие этого и подключение коннектора производится схожим образом. Пара коннекторов легко объединяется в дуплекс. Использование данного коннектора позволяет увеличить плотность портов активного оборудования, патч-панелей и настенных розеток в два раза по сравнению со стандартными коннекторами, скажем, SC, без каких-либо компромиссов с качеством.

Коннектор LC широко используются при изготовлении оптических шнуров и пигтейлов, оконцевании многожильных оптических кабелей, изготовлении аттенюаторов, разветвителей, коллиматоров.

Существуют модели коннекторов, специально адаптированные для установки на микрокабель 900 мкм и кабели с диаметрами внешней оболочки 1,6, 2,0, 2,4 и 3 мм. Ферул в коннекторе может вращаться, последовательно занимая шесть позиций, что позволяет добиваться прямых потерь <0,1 дБ.

Особенности

  • Оптимальные оптические характеристики в связи с использованием высококачественных ферул
  • Широкий выбор ферул
  • Малогабаритная форма
  • Высокая концентрация при использовании
  • Перестраиваемость
  • Совместимость с Telcordia, ANSI/EIA/TIA, IEC
  • Адаптация к кабелю 1,6/1,8/2,0мм

Область применения

  • Gigabit Ethernet
  • Телекоммуникационные сети
  • Базовые инсталляции
  • Многопортовые оптические системы

Технические характеристики

MU-коннектор - разъемы MU волокна представляют тенденции нового поколения, они представляют собой уменьшенный приблизительно вдвое аналог SC коннектора. Механизм фиксации за счет уменьшения габаритов в коннекторах этого типа может быть менее надежен.

Наконечник и центратор – керамические, диаметром 1,25 мм. Корпус выполнен из пластмассы, детали – полимерные и металлические.

Доля оборудования, выпускаемого с коннекторами типа MU, относительно невелика, однако есть перспективы роста, в первую очередь за счет снижения доли использования в оборудовании коннекторов более ранних разработок.

Особенности

  • Разъем с пылезащитной заглушкой
  • Соответвие требованиям ROHS
  • Аппаратная совместимость NTT-MU
  • NTT&JIS соответствие
  • Соединение типа push-pull (толчок-рывок)
  • Высокая точность выравнивания
  • Материал ферул – цирконий
  • Полная совместимость с IEC 61 754-6

Область применения

  • Сфера телекоммуникаций
  • Кабельное телевидение (CATV)
  • LAN (FITL, FTTH and FTTD)
  • SONET / SDH
  • ATM и WDM приложений
  • Цифровая сеть

Технические характеристики


MT-RJ-коннектор - коннекторы MT-RJ разработаны консорциумом производителей в составе AMp Hewlett-Packard, Siecor LIN, Fujikura и USConnec. Эти коннекторы изготавливаются исключительно в виде дуплексных пар и поэтому не могут считаться универсальными. Технологически они сложны в производстве.

Корпус коннекторов содержит пару металлических направляющих, в которые предварительно установлены два оптических волокна. Оптические волокна кабеля подвариваются к предустановленным волокнам. После установки кабель фиксируется поворотом запирающего ключа.

Коннекторы типа MT-RJ применяются в коммутаторах, концентраторах и маршрутизаторах многими ведущими производителями оборудования.



Особенности

  • Размер и конструкция защелки аналогичны RJ-45
  • Дуплексный ферул
  • Низкая стоимость
  • Высокая плотность портов
  • Соответствие стандартам ISO/IEC 67754-18 и TIA/EIA 604-12
  • Низкие прямые потери

Использование коннектора MT-RJ увеличивает плотность портов в два раза по сравнению со стандартными коннекторами и делает его идеальным для использования в приложениях типа fiber-to-the-desk. Данный тип разъема позволяет осуществить подключение дуплексных каналов оптической связи при помощи одного шнура, что позволяет сэкономить пространство при монтаже линий связи

Область применения
  • Проводка в зданиях (горизонтальная и backbone)
  • Локальные сети (LAN) и FTT приложения
  • Телекоммуникационные сети

Технические характеристики


MPO - коннектор - MPO («Multi-fiber Push On») коннектор – малогабаритный соединитель, разработанный для ферул типа MT, имеющий размер обычного симплексного SC-соединителя.

MPO (Multiple-Fibre Push-On/Pull-off) – многоволоконный оптический разъем, устанавливаемый в адаптер без вращения, прямым введением. MPO – название первой версии 12-волоконного разъема, которая затем была улучшена и переименована в MTP, хотя эти разъемы сохранили совместимость между собой.

В МPO-коннекторе осуществляется совмещение полосок, содержащих 4, 8 или 12 оптических волокон. Прокладка и подключение волоконно-оптических кабелей с МPO коннекторами установленными производителем, не требуют применения специального инструмента и привлечения квалифицированного персонала, поскольку нет необходимости производить оконцовку кабеля. При этом обеспечиваются высокие характеристики соединения.

Преимуществом данного коннектора (МРО) является объединение 12 волокон в одном коннекторе и соединение с компактным ленточным волокном, что значительно экономит место в патч-панелях и кроссовых шкафах.

В стандартном MPO коннекторе терминируется 12 волокон. Последние разработки позволили увеличить количество волокон в коннекторе с таким интерфейсом до 72. Таким образом система MPO обеспечивает высочайшую плотность монтажа.

МРО упрощенная технология подключения магистральных волоконно-оптических кабелей рlug-and-play («подключил и готово») представляет идеальное готовое решение проблемы инсталляции для небольших проектов при соединении нескольких зданий и реализации вертикальной разводки. Возможность выполнять множество подключений, имея несколько волокон в одном коннекторе, значительно ускоряет процесс инсталляции.

Использование МРО коннектора экономит время и снижает вероятность повреждения хрупких оптических разъемов. MPO система также снижает риск попадания грязи в волокна адаптеров.


Особенности

  • Объединение 12 волокон в одном коннекторе и соединение с компактным ленточным волокном
  • Адаптирован к VSR интерфейсу
  • Низкие потери
  • Обеспечение значительного пространства и экономии средств

Область применения

  • Взаимосвязь с OE модулями
  • Gigabit Ethernet
  • Мультимедиа
  • Телекоммуникационные сети и системы

Технические характеристики

MTP - коннектор - усовершенствованная конструкция 12-волоконного разъема, первоначально носившего обозначение MPO (Мultiple-Fibre Push-On/Pull-off – многоволоконный оптический разъем, устанавливаемый в проходник без вращения, прямым введением). Улучшения затронули конструкцию разъема (разборный корпус, усовершенствованный наконечник) и состав материала, используемого для изготовления коннекторов.

В результате разъемы MTP обладают существенно более высокими характеристиками передачи, чем их предшественники, хотя они по-прежнему совместимы между собой.

Внимание: разъемы MTP делятся на типы male и female!

Тип МТР в основном используется внутри помещений, например, в вычислительных центрах в корпоративных сетях, где используются распределительные шкафы и устройства параллельной оптики. Также МТР коннекторы широко используются в новых технологиях, таких как гибкие оптические мультиплексоры ввода/вывода (ROADM), т.е. там, где высокая плотность соединений крайне важна. Возможность выполнять множество подключений, имея несколько волокон в одном коннекторе, значительно ускоряет процесс инсталляции.


Особенности

  • Объединение до 72 волокон в одном коннекторе и соединение с компактным ленточным волокном
  • Сильнейшая взаимосвязь МТ ферулы с мультиволокном, увеличенная плотность монтажа
  • Адаптирован к VSR интерфейсу
  • Соответствие Telcordia’s GR-326-Core, IEC стандартам
  • Низкие потери
  • Оптимальное сочетание компактности и надежности

Область применения

  • Локальные сети LAN (включая FTTH and FTTD)
  • Gigabit Ethernet
  • Активное обрудование / интерфейс трансивера
  • Мультимедиа

Технические характеристики


SMA - коннектор - волоконно-оптические разъемы и SMA оптическая продукция широко используется в медицине, промышленности, там, где необходимо применение различных сенсоров, датчиков, а также в волоконно-оптических тестовых приложениях. SMA волоконно-оптический коннектор имеет компактный размер, высокую долговечность и надежность.

Разъемы SMA волокна могут быть с керамическим наконечником или ферулой из нержавеющей стали SMA имеет две версии, SMA 905, SMA 906. Разница в том, что в волоконно-оптическом разъеме SMA 905 – обычная (straight) ферула, а волоконно-оптическом разъеме SMA 906 используются «step» наконечник для достижения более низких вносимых потерь. В стандартном волоконно-оптическом SMA коннекторе применяется 3.175 mm ферула.


Особенности

  • Металлическая или керамическая ферула
  • Высокая температурная стабильность
  • Высокая износоустойчивость
  • Соответствие TIA / IEC
  • Соответствие ROHS

Область применения

  • Телекоммуникационные сети и системы передачи данных
  • Локальные сети
  • Лазерные системы
  • Медицина/хирургия
  • Спектрометры

Технические характеристики


E-2000 - коннектор - волоконно-оптический разъем и E2000 продукция становятся все более распространенными в области коммуникаций.

В коннекторах типа Е-2000 реализована одна из наиболее сложных конструкций.

Подключение и отключение коннектора производится линейно (push-pull). Фиксирующий механизм открывается только при вытягивании коннектора за корпус с применением специальной вставки-ключа. Случайное выключение такого коннектора без использования ключа практически невозможно (то есть необходима нагрузка для разрушения защелки корпуса коннектора).

Коннектор Е-2000 – пластиковый коннектор, с верхним замком. Как правило, используется в одномодовых сетях. Большее распространение имеет Е-2000/АРС, в связи с большим количеством оборудования для телевизионных систем, где необходима полировка АРС. Особенность стыковки данного коннектора с адаптером препятствует попаданию пыли на поверхность оптических элементов. Также обеспечивается достаточная жесткость крепления, устойчивость к вибрационным нагрузкам и высокая степень точности сведения световодов. Сечение корпуса – квадратное, что позволяет легко реализовать дуплексные коннекторы.


Особенности

  • Безопасная передача высокоскоростных протоколов
  • Многослойная циркониевая ферула диаметром 2,5 мм
  • Автоматические пластмассовые шторки (spring loaded shutter), выполняющие функции заглушек при отключении адаптера и открывающиеся при включении
  • Конструкция типа push-pull locking (толчок-рывок с верхним замком)
  • Совместимость с европейскими (EN 186270) и международными (IEC 61754-151) стандартами, TIA/EIA 604-16

Область применения

  • Локальные сети LAN
  • Современные DWDM приложения высокой мощности
  • Кабельное телевидение CATV
  • Метрология
  • Железные дороги
  • Промышленность
Технические характеристики
DIN - коннектор - Коннекторы типа DIN нашли применение в тестовой аппаратуре и телекоммуникационном оборудовании, кабельнном телевидении, LAN, WAN, MAN, а также в промышленности, медицине и в лазерных системах.

Этот уникальный разъем обеспечивает превосходную производительность за счет своей конструкции.

Стандартный керамический сердечник диаметром 2,5 мм выступает далеко за пределы корпуса. Пластмассовый корпус снабжен ключом, препятствующим вращению сердечника вокруг своей оси при вкручивании в адаптер.

Особенности

  • Совместимость с DIN47256
  • Специальная конструкция керамической ферулы типа free-floating (свободное плавание)
  • Коррозионно-устойчивый корпус
  • Компактная конструкция
  • Низкие показатели прямых потерь и обратного отражения

Технические характеристики

Biconic - коннектор - с полимерным наконечником обеспечивает максимальную производительность для многомодовых и одномодовых приложений. Этот разъем волоконно-оптический "первого поколения" часто используется при восстановлении устаревшего установленного волоконно-оптического оборудования. Размер волокна 126мкм.
Состоит из конусообразной полимерной манжеты, которая помогает выровнять волокна при подсоединении его к интерфейсу.
Прочная и надежная конструкция позволяет использовать коннекторы такого типа в военных структурах и медицинских учреждениях.


Технические характеристики

ESCON - коннектор - (Enterprise Systems Connection) волоконный канальный интерфейс, обеспечивающий обмен информацией между сервером IBM zSeries и периферийными устройствами (либо другим сервером). Впервые применялся в серверах архитектурыESA/390. Впервые анонсирован компанией IBM в 1990 году. ESCON реализует полудуплексный режим передачи с использованием протоколов типа запрос-ответ.
Физически ESCON канал состоит их двух волоконно-оптических кабелей, каждый из которых предназначен для передачи информации в одну сторону.
Для подключения периферийного устройства используется соединение точка-точка (одиночное или через коммутатор ESCON).


Технические характеристики

Многие путают виды оптических разъемов и с ходу мало кто может сказать какой разъем имеет какую полировку. При общении с коллегами наверно часто слышали фразы типа: «ну этот, синенький маленький разъем» или «эмм.. зелененький». В интернете большинство материалов написано сумбурно и не понятно, в данной статье мы постараемся разложить все по полочкам.

Типы полировок

Стоит отметить, что главной проблемой оптических разъемов является оптическое затухание, оно зависит от разъюстировки (поперечного отклонения) сердцевин стыкуемых оптических волокон и оказывает основное влияние на величину суммарных потерь.

Другой проблемой установки оптического коннектора на конце волокна является потеря оптического сигнала, которая вызвана тем, что часть передающегося света отражается обратно в волокно к источнику этого света, лазеру. Обратное отражение (RL -Return Loss) может нарушить работу лазера и структуру передаваемого сигнала. Чтобы это явление предотвратить/уменьшить используют различные виды полировок.

На данный момент выделяют 4 типа полировки:

Хоть в основном используются последние две, давайте рассмотрим каждую по порядку.

PC — Physical Contac . В первых вариациях полировки был предусмотрен исключительно плоский вариант коннектора, однако жизнь показала, что плоский вариант дает место воздушным зазорам между световодами. В дальнейшем торцы коннекторов получили небольшое закругление. В класс PC входят заполированные вручную и изготовленные по клеевой технологии коннекторы. Недостаток данной полировки заключается в том, что возникает такое явление как «инфракрасный слой» — в инфракрасном диапазоне происходят негативные изменения на торцевом слое. Данное явление ограничивает применение коннекторов с такой полировкой в высокоскоростных сетях (>1G).

SPC — Super Physical Contact . По сути та же PC, только сама полировка является более качественной, т.к. она уже не ручная а машинная. Также был сужен радиус сердечника и материалом наконечника стал цирконий. Дефекты полировки конечно снизить удалось, однако проблема инфракрасного слоя осталась

UPC- Ultra Physically Contact . Данная полировка осуществляется уже сложными и дорогими системами управления, в результате чего проблема инфракрасного слоя была устранена а параметры отражения значительно снижены. Это дало возможность коннекторам с данной полировкой применяться в высокоскоростных сетях.

АРС — Angled Physically Contact . На данный момент считается, что наиболее действенным способом снижения энергии отраженного сигнала является полировка под углом 8-12°. В таком исполнении отраженный световой сигнал распространяется под большим углом нежели вводимый в волокно. Коннекторы с косой полировкой отличаются цветом, они обычно зеленые.

Сводные данные можно посмотреть в таблице ниже.

Зависимость вносимых потерь от способа полировки
Серия Вносимое затухание, ДБ Обратное отражение, ДБ
PC 0,2 -25 .. -30
SPC 0,2 -35 .. 0
UPC 0,2 -45 .. 50
APC 0,3 -60 .. 70

Типы разъемов

Оптический разъем FC. Разработка компании NTT. Наконечник диаметром 2,5 мм с выпуклой торцевой поверхностью диаметром 2 мм. Фиксация осуществляется накидной гайкой с резьбой. Это делает дает им устойчивость к вибрациям и ударам, что позволяет использовать их например рядом с ж/д либо на подвижных объектах.

Оптический разъем ST. Разработка компании AT&T. Наконечник диаметром 2,5 мм с выпуклой торцевой поверхностью диаметром 2 мм. Защита торца волокна осуществляется прокручиванием в момент установки боковым ключом, который входит в паз розетки. Вилка фиксируется байонетным замком (от фр. ba?onnette - штык. Пример байонетного замка — крепление объектива фотокамеры). Коннекторы просты в эксплуатации и довольно надежны, однако чувствительны к вибрациям.

Оптический разъем SC . Недостаток коннекторов ST и FC заключается во вращательном движении при включении это накладывает ограничение на плотность включения (сложно вкручивать, когда из рядом много воткнуто). Тип SC сделан по принципу push-pull — нажал вставил/вытащил. Фиксирующий механизм открывается при вытягивании за корпус. Коннектор можно вытащить приложив силу 40Н, тогда как при «вытягивании» ST и FC проще порвать само волокно. Соответственно, на подвижных объектах разъем SC использовать не рекомендуется.

Оптический разъем LC. Разработка компании Lucent Technologies. Керамический сердечник диаметром 1,25 мм, не связанный с пластмассовым корпусом. Фиксируется защелкой, как во всем известном RJ-45. Является самым популярным оптическим разъемом. Пара коннекторов легко объединяется в дуплекс.

Заключение.

В наименовании оптического патч-корда указываются какие коннекторы установлены на концах, а через символ «/» тип полировки. Если тип полировки не указан, значит это прямая полировка. Например, оптиковолоконный патч-корд LC-SC, это значит, что на одном конце будет разъем LC а на другом SC. В спецификации в любом магазине можно подобрать нужную полировку и нужные разъемы.

Первый шаг в разработке оптоволоконной системы - выбор передатчиков и приемников, наилучшим образом подходящих к заданному типу сигнала. Лучше всего это делать, сравнивая техническую информацию об изделиях и консультируясь с инженерами фирмы-изготовителя, которые помогут подобрать наилучший вариант. После этого надо выбрать сам оптоволоконный кабель, оптические соединители и метод их установки. Хотя это в самом деле не очень простая задача, часто не имеющие опыта инженеры испытывают неоправданную боязнь технологий работы с оптоволокном. В этой брошюре мы попытаемся прояснить несколько распространенных заблуждений об оптоволоконных кабелях и монтаже разъемов на них.

Конструкция кабеля

Выбор кабеля определяется решаемой задачей.

Как и медные провода, оптоволоконные кабели выпускаются во множестве различных вариантов. Существуют одно- и многожильные кабели, кабели для воздушной прокладки или непосредственной укладки в грунт, кабели в негорючей оболочке для прокладки в пространстве между фальшпотолком и перекрытием и в межэтажных кабельных каналах, и даже сверхпрочные тактические кабели военного назначения, способные выдерживать сильнейшие механические перегрузки. Понятно, что выбор кабеля определяется решаемой задачей.

Вне зависимости от вида внешней оболочки, в любом оптоволоконном кабеле имеется хотя бы один волоконный световод. Остальные конструктивные элементы (разные в разных типах кабеля) защищают световод от повреждений. Наиболее часто используются две схемы защиты тонких оптических волокон: с помощью неплотно облегающей трубки и с помощью плотно прилегающей оболочки.

Наиболее часто используются две схемы защиты тонких оптических волокон: с помощью неплотно облегающей трубки и с помощью плотно прилегающей оболочки.

В первом способе оптоволокно находится внутри пластмассовой защитной трубки, внутренний диаметр которой больше внешнего диаметра волокна. Иногда эту трубку заполняют силиконовым гелем, предотвращающим скопление влаги в ней. Поскольку оптоволокно свободно «плавает» в трубке, механические усилия, действующие на кабель снаружи, обычно его не достигают. Такой кабель очень устойчив к продольным воздействиям, возникающим при протяжке через кабельные каналы или при прокладке кабеля на опорах. Поскольку в световоде нет значительных механических напряжений, кабели такой конструкции имеют малые оптические потери.

Второй способ состоит в использовании толстого пластикового покрытия, нанесенного прямо на поверхность световода. Защищенный таким образом кабель имеет меньший диаметр и массу, большую устойчивость к ударным воздействиям и гибкость, но поскольку оптоволокно жестко зафиксировано внутри кабеля, его стойкость к растяжению не столь высока, как при использовании свободно облегающей защитной трубки. Такой кабель применяется там, где не предъявляются очень высокие требования к механическим параметрам, например, при прокладке внутри зданий или для соединения отдельных блоков аппаратуры. На рис. 1 схематично показано устройство обоих типов кабеля.


Рис. 1. Конструкция основных типов оптоволоконных кабелей

На рис. 2 показано поперечное сечение одно- и двухжильного оптоволоконного кабеля, а также более сложного многожильного. Двухжильный кабель внешне похож на обычный сетевой электропровод.

Во всех случаях световод с защитной трубкой сначала заключаются в слой синтетической (например, кевларовой) оплетки, определяющей прочность кабеля на растяжение, а затем все элементы помещаются во внешнюю защитную оболочку из поливинилхлорида или другого подобного материала.

Во всех случаях световод с защитной трубкой сначала заключаются в слой синтетической (например, кевларовой) оплетки, определяющей прочность кабеля на растяжение, а затем все элементы помещаются во внешнюю защитную оболочку из поливинилхлорида или другого подобного материала. В многожильных кабелях часто добавляется дополнительный центральный усиливающий элемент. При изготовлении оптоволоконных кабелей используются, как правило, только не проводящие электрический ток материалы, но иногда добавляется внешняя навивка из стальной ленты для защиты от грызунов (кабель для непосредственной укладки в грунт) или внутренние усиливающие элементы из стальной проволоки (кабели для воздушных линий на опорах). Существуют также кабели с дополнительными медными жилами, по которым подается питание на удаленные электронные устройства, используемые в системе передачи сигнала.


Рис. 2. Различные типы кабелей в поперечном разрезе

Волоконные световоды

Независимо от разнообразия конструкций кабелей их основной элемент - оптическое волокно - существует лишь в двух основных модификациях: многомодовое (для передачи на расстояния примерно до 10 км) и одномодовое (для больших расстояний). Применяемое в телекоммуникациях оптоволокно обычно выпускается в двух типоразмерах, отличающихся диаметром сердцевины: 50 и 62,5 мкм. Внешний диаметр в обоих случаях составляет 125 мкм, для обоих типоразмеров используются одни и те же разъемы. Одномодовое оптоволокно выпускается только одного типоразмера: диаметр сердцевины 8-10 мкм, внешний диаметр 125 мкм. Разъемы для многомодовых и одномодовых световодов, несмотря на внешнее сходство, не взаимозаменяемы.


Рис. 3. Прохождение света через оптоволокно со ступенчатым и плавным профилем показателя преломления

На рис. 3 показано устройство двух типов оптоволокна - со ступенчатой и с плавной зависимостью показателя преломления от радиуса (профилем).

Волокно со ступенчатым профилем состоит из сердцевины из сверхчистого стекла, окруженной обычным стеклом с более высоким показателем преломления. При таком сочетании свет, распространяясь по волокну, непрерывно отражается от границы двух стекол, примерно как теннисный шарик, запущенный в трубу. В световоде с плавным профилем показателя преломления, который целиком изготовлен из сверхчистого стекла, свет распространяется не с резким, а с постепенным изменением направления, как в толстой линзе. В оптоволокне обоих типов свет надежно заперт и выходит из него только на дальнем конце.

Потери в оптоволокне возникают из-за поглощения и рассеяния на неоднородностях стекла, а также из-за механических воздействий на кабель, при котором световод изгибается так сильно, что свет начинает выходить через оболочку наружу. Величина поглощения в стекле зависит от длины волны света. На 850 нм (свет с такой длиной волны в основном применяется в системах передачи на небольшие расстояния) потери в обычном оптоволокне составляют 4-5 дБ на километр кабеля. На 1300 нм потери снижаются до 3 дБ/км, а на 1550 нм - до величины порядка 1 дБ. Свет с двумя последними длинами волн используется для передачи данных на большие расстояния.

Потери, о которых только что было сказано, не зависят от частоты передаваемого сигнала (скорости передачи данных). Однако существует еще одна причина потерь, которая зависит от частоты сигнала и связана с существованием множества путей распространения света в световоде. Рис. 4 поясняет механизм возникновения таких потерь в оптоволокне со ступенчатым профилем показателя преломления.

Рис. 4. Различные пути распространения света в оптоволокне

Потери в оптоволокне возникают из-за поглощения и рассеяния на неоднородностях стекла, а также из-за механических воздействий на кабель, при котором световод изгибается так сильно, что свет начинает выходить через оболочку наружу. Величина поглощения в стекле зависит от длины волны света.

Луч, вошедший в оптоволокно почти параллельно его оси, проходит меньший путь, чем тот, который испытывает многократные отражения, поэтому свету для достижения дальнего конца световода требуется разное время. Из-за этого световые импульсы с малой длительностью нарастания и спада, обычно используемые для передачи данных, на выходе из оптоволокна размываются, что ограничивает максимальную частоту их следования. Влияние этого эффекта выражается в мегагерцах полосы пропускания кабеля на километр его длины. Стандартное волокно с диаметром сердцевины 62,5 мкм (многократно превышающим длину волны света) имеет максимальную частоту 160 МГц на 1 км на длине волны 850 нм и 500 МГц на 1 км при 1300 нм. Одномодовое волокно с более тонкой сердцевиной (8 мкм) обеспечивает максимальную частоту в тысячи мегагерц на 1 км. Однако для большинства низкочастотных систем максимальное расстояние передачи в основном ограничивается все же поглощением света, а не эффектом размывания импульсов.

Оптические разъемы

Поскольку свет передается только по очень тонкой сердцевине оптоволокна, важно очень точно совмещать его с излучателями в передатчиках, фотодетекторами в приемниках и световодами в оптических соединениях. Эта функция возлагается на оптические разъемы, которые изготавливаются с очень высокой точностью (допуски имеют порядок тысячных долей миллиметра).

Поскольку свет передается только по очень тонкой сердцевине оптоволокна, важно очень точно совмещать его с излучателями в передатчиках, фотодетекторами в приемниках и световодами в оптических соединениях.

Хотя существует много типов оптических разъемов, сейчас наиболее распространен разъем типа ST (рис. 5). Он состоит из изготовленного с высокой точностью штифта, в который выходит оптоволокно, пружинного механизма, который прижимает штифт к такому же штифту в ответной части разъема (или в электронно-оптическом устройстве) и кожуха, механически разгружающего кабель.

Разъемы ST выпускаются в вариантах для одномодового и многомодового оптоволокна. Основное различие между ними заключено в центральном штифте и его не так просто заметить визуально. Однако следует внимательно относиться к выбору варианта разъема: если одномодовые разъемы еще можно использовать с многомодовыми излучателями и детекторами, то разъемы для многомодового кабеля с одномодовым будут работать плохо или вообще приведут к неработоспособности системы.


Рис. 5. Оптический разъем типа ST

Однако следует внимательно относиться к выбору варианта разъема: если одномодовые разъемы еще можно использовать с многомодовыми излучателями и детекторами, то разъемы для многомодового кабеля с одномодовым будут работать плохо или вообще приведут к неработоспособности системы.

Установка оптического разъема на кабель начинается со снятия оболочки с помощью практически таких же инструментов, что используются для электрического кабеля. Затем усиливающие элементы обрезаются на нужную длину и вставляются в различные удерживающие уплотнения и втулки. В кабеле со свободно облегающей защитной трубкой ее конец снимается, чтобы обнажить само оптоволокно. В кабеле с плотно прилегающей к оптоволокну оболочкой она снимается с помощью прецизионного инструмента, напоминающего устройство для снятия изоляции с тонких электрических проводов. До этого момента процесс очень похож на работу с электрическим кабелем, но дальше начинаются отличия. Освобожденное от оболочек оптоволокно смазывается быстротвердеющей эпоксидной смолой и вставляется в прецизионно выполненное отверстие или канавку штифта, конец оптоволокна при этом выходит из отверстия наружу. Затем на разъеме устанавливаются элементы механической разгрузки кабеля, и он готов к завершающим операциям. Штифт помещается в специальное приспособление, в котором торчащий конец оптоволокна скалывается. На это уходит одна-две секунды, после чего разъем устанавливается в специальное зажимное приспособление, где выполняется полировка скола с помощью специальных пленок двух или трех степеней шероховатости. На все, не считая пяти минут на затвердевание эпоксидной смолы, уходит 5-10 минут в зависимости от мастерства монтажника.

Фактически, сборка оптического разъема ST - не более трудная задача, чем монтаж старого знакомого электрического разъема BNC.

Разъемы всех типов их изготовители снабжают простой пошаговой инструкцией по монтажу на оптоволоконный кабель.

Среди многих людей распространено предубеждение о трудностях установки разъемов на оптоволоконные кабели, поскольку они слышали «о сложном процессе скола и полировки стеклянного волокна». Когда им показывают, что этот «сложный процесс» выполняется с помощью очень простого приспособления и занимает меньше минуты, то окутывающая его «тайна» мгновенно улетучивается. Фактически, сборка оптического разъема ST - не более трудная задача, чем монтаж старого знакомого электрического разъема BNC. После обучения, которое занимает от 30 минут до часа, наибольшее время при установке оптических разъемов расходуется на ожидание затвердевания эпоксидной смолы. Тем не менее предубеждение остается широко распространенным, и для таких потребителей некоторые фирмы выпускают оптические разъемы так называемого быстрого монтажа. Они устанавливаются на кабели с помощью разнообразных механических зажимных систем, клеевых расплавов, быстросохнущих клеев (а иногда и вообще без химических клеящих составов). Некоторые из этих разъемов даже поставляются с заранее отполированным отрезком оптоволокна, вставленного в штифт, что вообще позволяет исключить процедуру окончательной обработки. Хотя установка этих разъемов действительно чуть более проста, никому не следует бояться и стандартного метода монтажа с использованием эпоксидной смолы и полировкой торца световода. На рис. 6 показана последовательность установки типового разъема ST на оптоволоконный кабель.


Рис. 6. Этапы монтажа разъема ST на оптоволоконный кабель

Также распространены оптические разъемы SMA, SC и FCPC. Все они подобны в смысле использования штифта, прецизионно совмещаемого с таким же штифтом в ответной части разъема, а отличаются только конструкцией механического соединения. Разъемы всех типов их изготовители снабжают простой пошаговой инструкцией по монтажу на оптоволоконный кабель.

В настоящее время существует множество оптических разъемов, отличающихся размерами и формами, методами крепления и фиксации. Выбор типа оптического коннектора зависит от используемого активного оборудования, задач монтажа волс и требуемой точности. Основными являются - LC, SC, FC, ST.

Использование оптического разъема LC позволяет добиться высокой плотности монтажа в коммутационной панели или шкафу.

Диаметр наконечника разъема 1,25 мм, материал - керамика. Фиксация разъема происходит за счет прижимного механизма - защелки, аналогично разъему типа RJ-45, которая исключает непредвиденное разъединение.

При использовании дуплексных патч-кордов возможно соединение коннекторов клипсой. Используется для многомодовых и одномодовых волокон.


Тип разъема SC используется как для многомодового волокна, так и одномодового. Диаметр наконечника 2,5 мм, материал - керамика. Корпус коннектора выполнен из пластика. Фиксация коннектора осуществляется поступательным движением с защелкиванием.

Разъемы FC, как правило, используются в одномодовых соединених. Корпус разъема выполнен из никелированной латуни. Резьбовая фиксация позволяет обеспечить надежную защиту от случайных разъединения.

В настоящее время ST коннектор широко не применяется из-за недостатков и возросших потребностей по плотности монтажа. Фиксация коннектора происходит за счет поворота вокруг оси, подобно BNC разъему.

ИЦ "Телеком-Сервис" предлагает услуги по проектированию, монтажу и сервисной поддержке корпоративных коммуникаций, построенных на основе ВОЛС. Уникальное предложение компании – в комплексном подходе к созданию корпоративных телекоммуникационных и информационных систем. Помимо прокладки оптики, мы эффективно реализуем создание офисных АТС и call-центров (в том числе на базе VOIP), а также создание центров обработки данных и СХД. Внимание: оборудование поставляется только в рамках проекта, розничной продажи нет.

Очевидно, что в идеальной оптической системе передачи информации световой поток должен беспрепятственно проходить трассу от источника до фотоприемника. Оптическое волокно – это ничто иное, как та самая трасса распространения сигнала. Протянуть цельное волокно от источника до приемника не представляется возможным. Технологическая длина волокна обычно не превышает нескольких километров. И если эту проблему еще можно решить сваркой световодов, то обеспечение мобильности локальной оптической подсети достигается только с применением кроссового оборудования. Проблем передачи световой волны от одного отрезка волокна к другому не избежать. Для многократного и простого подключения оптических линков световоды могут оконцовываться оптическими коннекторами. Учитывая, что современные световоды - это микронные технологии, оконцовка волокна оптическими коннекторами представляет собой непростую задачу.

Потери в оптических коннекторах

Опишем проблемы, возникающие при переходе сигнала из одного световода в другой. Потеря мощности или затухание оптической волны возникает при неточной центровке световодов. В этом случае часть лучей просто не переходит в следующий световод, или входит под углом более критического. При неполном физическом контакте волокн образуется воздушный зазор. В связи с чем возникает эффект возвратных потерь. Часть лучей при прохождении прозрачных сред с разной плотностью отражается в обратном направлении. Дотигая резонатора, они усиливаются и вызывают искажения сигналов.

Неидеальная геометрическая форма волокн также вносит вклад в потери мощности. Это может быть и элиптичность световода и нецентричность его сердцевины. Торец самого световода может содержать деформации: сколы и шероховатости, что в свою очередь уменьшает рабочую поверхность соприкосновения волокн.

Наконечники оптических коннекторов

Таким образом необходимо точно и плотно совместить оба световода. Чтобы обеспечить сохранность хрупкого волокна при многократном совмещении, их оконечные отрезки помещают в керамические, пластмассовые или стальные наконечники. Большинство наконечников имеют цилиндрическую форму с диаметром 2,5 мм. Встречаются конические конструкции, а коннекторы LC имеют наконечник диаметром 1,25 мм.
Внутри наконечников существует канал, в который вводится и фиксируется химическим или механическим способом очищенный от оболочки световод. При удалении защитного покрытия могут использоваться как специальные механические инструменты, так и химически активные растворы. Внутри наконечника световод может фиксироваться как по всей длине канала (чаще это методы на основе клея), так и в точке ввода волокна в наконечник (механические методы). Процесс механической фиксации занимает гораздо меньше времени (до нескольких минут) и основан на "придавливании" волокна с помощью полимерных материалов. Но он является менее надежным и недолговечным. Химический способ говорит сам за себя. Чаще всего фиксирующим составом в данной технологии выступают эпоксидные растворы, как наиболее надежные. Однако период полного загустевания такого состава весьма продолжителен –до суток. Поэтому при необходимости более быстрого монтажа коннекторов могут применяться другие компоненты или специальные печи для сушки.

После установки световода в коннектор необходимо отшлифовать торец наконечника. Выступающий излишек волокна удаляется специальными инструментами. Основной принцип заключается в надрезе и обламывании световода, после чего можно приступать к непосредственной полировке поверхности.
Особый интерес вызывает форма торцов наконечников. Их обработка представляет собой целое искусство. Простейший вариант торца - плоская форма. Ей присущи большие возвратные потери, поскольку вероятность возникновения воздушного зазора в окрестности световодов велика. Достаточно неровностей даже в нерабочей части поверхности торца. Поэтому чаще применяются выпуклые торцы (радиус скругления составляет порядка 10-15 мм). При хорошем центрировании плотное соприкосновение световодов гарантируется, а значит более вероятно отсутствие воздушного зазора. Еще более продвинутым рещением является применение скругления торца под углом в несколько градусов. Скругленные торцы меньше зависят от деформаций, образуемых при соединении коннекторов, поэтому подобные наконечники выдерживают большее количество подключений (от 100 до 1000).

Также важен материал наконечника. Подавляющее число коннекторов строятся на основе керамических наконечников, как более стойких.
После оконцовки световодов коннекторами необходимо произвести анализ качества поверхности наконечника. Чаще всего для этого применяются микроскопы. Професcиональные приборы обладают кратностью увеличения в сотни раз и снабжены специальной подсветкой с различных ракурсов. Они могут также иметь интерфейс подключния к дополнительному измерительному оборудованию.

Согласно стандарту TIA/EIA 568A величина возвратных потерь для многомодового волокна в оптических коннекторах не должна превышать -20 Дб, а для одномодового -26 Дб. По величине возвратных потерь коннекторы делятся на классы

Тип Потери Тип Потери
PC менее 30 дБ Ultra PC менее 50 дБ
Super PC менее 40 дБ Angled PC менее 60 дБ

PC представляет собой абривиатуру от англйского Phisical Contact.

Соединение оптических коннекторов

Принципиально соединение двух оптических коннекторов кроссового оборудования строится по следующей схеме:
Платформой для установки коннекторов служит розетка. Входящие в нее коннекторы фиксируются таким образом, чтобы оси их наконечников были отцентрированы, паралельны и плотно прижаты. Подобные розетки обычно устанавливают в патч-панели или вставки монтажных коробов.
Тип коннектора Наконечник Потери (Дб) при 1300 нм
Многомодовый Одномодовый
ST Керамика 0.25 0.3
SC Керамика 0.2 0.25
LC Керамика 0.1 0.1
FC Керамика 0.2 0.6
FDDI Керамика 0.3 0.4

ST-коннектор

Коннекторы различаются не только применяемыми наконечниками, но и типом фиксации конструкции в розетке. Самым распространенным представителем в локальных оптических сетях является ST-тип коннектора (от англ. Straight Tip). Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом. Фиксация производится за счет поворота оправы вокруг оси коннектора, при этом вращения основы коннектора отсутствуют (теоретически) за счет паза в разъеме розетки. Направляющие оправы сцепляясь с упорами ST-розетки при вращении вдавливают конструкцию в гнездо. Пружинный элемент обеспечивает необходимое прижатие.

Слабым местом ST-технологии является вращательное движение оправы при подключении/отключении коннектора. Оно требует большого жизненного пространства для одного линка, что важно в многопортовых кабельных системах. Более того, вращения наконечника отсутствуют только теоретически. Даже минимальные изменения положения последнего влекут рост потерь в оптических соединениях. Наконечник выступает из основы конструкции на 5-7 мм, что ведет к его загрязнению.

SC-коннектор

Слабые стороны ST-коннекторов в настоящее время решают за счет применения SC-технологии (от англ. Subscriber Connector). Сечение корпуса имеет прямоугольную форму. Подключение/отключение коннектора осуществляется поступательным движением по направляющим и фиксируется защелками. Керамический наконечник также имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом (некоторые модели имеют скос поверхности). Наконечник почти полностью покрывается корпусом и потому менее подвержен загрязнению нежели в ST-конструкции. Отсутствие вращательных движений обуславливает более осторожное прижатие наконечников.

В некторых случаях SC-коннекторы применяются в дуплексном варианте. На конструкции могут быть предусмотрены фиксаторы для спаривания коннекторов, или применяться специальные скобы для группировки корпусов. Коннекторы с одномодовым волокном обычно имеют голубой цвет, а с многомодовым серый.

LC-коннектор

Коннекторы типа LC – это малогаббаритный вариант SC-коннекторов. Он также имеет прямоугольное сечение корпуса. Конструкция исполняется на пластмассовой основе и снабжена защелкой, подобной защелке, применяющейся в модульных коннекторах медных кабельных систем. Вследствие этого и подключение коннектора производится схожим образом. Наконечник изготавливается из керамики и имеет диаметр 1.25 мм.

Встречаются как многомодовые, так и одномодовые варианты коннекторов. Ниша этих изделий - многопортовые оптические системы.

FC-коннектор

В одномодовых системах встречается еще одна разновидность коннекторов – FC. Они характеризуются отличными геометрическими характеристиками и высокой защитой наконечника.

FDDI-коннектор

Для подключения дуплексного кабеля могут использоваться не только спаренные SC-коннекторы. Часто в этих целях применяют FDDI-коннекторы. Конструкция исполняется из пластмассы и содержит два керамических наконечника. Для исключения неправильного подключения линка коннектор имеет несимметричный профиль.
Технология FDDI предусматривает четыре типа используемых портов: A, B, S и M. Проблема идентификации соответствующих линков решается за счет снабжения коннекторов специальными вставками, которые могут различаться по цветовой гамме или содержать буквенные индексы.
В основном данный тип используется для подключения к оптическим сетям оконечного оборудования.

MT-RJ-коннекторы

Гарантированные параметры кабельных сборок:

  • Прямые потери <0.5 дБ (типичное значение - 0.25 дБ для ММ)
Области применения:
  • Проводка в зданиях (горизонтальная и backbone)
  • Телекоммуникационные сети
Примечание: сборка MT-RJ шнуров осуществляется в соответствии с процедурами MFO 86001-0112.

Особенности:

  • Размер и конструкция защелки аналогичны RJ-45
  • Дуплексный ферул
  • Низкая стоимость
  • Высокая плотность портов
  • Соответствие стандартам ISO/IEC 11801 и TIA/EIA 568A
  • Низкие прямые потери:

< 0.22 дБ для ММ
< 0.19 дБ для ОМ

Разработка коннектора MT-RJ преследовала решение следующих задач: малый размер, низкая стоимость и простота установки. Использование коннектора MT-RJ увеличивает плотность портов в два раза по сравнению со стандартными коннекторами и делает его идеальным для использования в приложениях типа fiber-to-the-desk. Дизайн коннектора соответствует требованиям TIA.

В коннекторе MT-RJ используется улучшенная версия индустриального стандарта для коннекторов типа RJ-45. Именно малый размер и удобство защелки аналогичной RJ-45 определяют преимущества данного коннектора при использовании в горизонтальной проводке до рабочего места.

Особенностью системы MT-RJ от Molex является использование различных PN для коннекторов модификации «папа» (с направляющими штырьками, выступающими из ферула) и «мама» (с дырочками под штырьки). Имеются две модификации адаптера, одна из которых устанавливается в гнездо для симплексного SC адаптера.

Качество и характеристики

Материалы предоставлены компаний AESP, известным производителем сетевого и коммуникационного оборудования, разработчиком кабельной системы SygnaMax.