Оптический кабель с sc розетками

Виды оптических разъемов

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.

Классификация оптических разъемов в целом одинакова и основана на следующих параметрах:

• стандарт коннектора (разъема);
• тип шлифовки;
• тип волокна (одномодовое или многомодовое);
• тип коннекторов (одинарный или дуплекс).

В результате различных комбинаций всех этих типов получается огромное множество модификаций коннекторов и адаптеров. На картинке ниже приведены далеко не все из них.

Виды оптических разъемов

Что означают все эти буквы?

Возьмем для примера типичную маркировку оптического патчкорда: SC/UPC-LC/UPC MultiMode Duplex .

Оптический патчкорд SC/UPC-LC/UPC MultiMode Duplex

• SC и LC — это типы коннекторов. Здесь мы имеем дело с патчкордом-переходником, так как на нем установлены два разных типа разъемов;
• UPC — тип шлифовки;
• Multimode — вид волокна, в данном случае многомодовое волокно, оно также может быть обозначено аббревиатурой MM . Одномодовое маркируется как SinglеMode или SM ;
• Duplex — два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Противоположный случай — Simplex , один коннектор в одном корпусе.

Пример Duplex

Типы оптических разъемов

В настоящее время наиболее распространены три типа оптических разъемов: FC, SC и LC.

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

Старый, зарекомендовавший себя стандарт. Обеспечивает отличное качество соединения, особенно FC/UPC, FC/APC.

• подпружиненное соединение, за счет чего достигается «вдавливание» и плотный контакт;
• металлической колпачок обеспечивает прочную защиту;
• коннектор вкручивается в розетку, а значит, не может выскочить, даже если случайно дернуть;
• шевеление кабеля не влияет на соединение.

Однако плохо подходит для плотного расположения разъемов — необходимо пространство для вкручивания/выкручивания.

Более дешевый и удобный, но менее надежный аналог FC. Легко соединяется (защелка), разъемы могут располагаться плотно.

Однако пластиковая оболочка может сломаться, а на затухание сигнала и обратные отражения влияют даже прикосновения к коннектору.

Данный тип разъемов используется наиболее часто, но не рекомендован на важных магистралях.

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.

Уменьшенный аналог SC. За счет малого размера применяется для кроссовых соединений в офисах, серверных и т.п. — внутри помещений, там где требуется высокая плотность расположения разъемов.

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 патчкордов возможно соединение коннекторов клипсой. Используется для многомодовых и одномодовых волокон.

Автор разработки этого типа коннектора — ведущий производитель телекоммуникационного оборудования, Lucent Technologies (США) — изначально прогнозировал своему детищу судьбу лидера рынка. В принципе, так оно и есть. Особенно учитывая то, что этот тип разъема относится к соединениям с повышенной плотностью монтажа.

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.

Типы полировки (шлифовки) оптоволоконных разъемов

Шлифовка или полировка оптоволоконных разъемов служит для обеспечения идеально плотного соприкосновения сердечников оптоволокна. Между их поверхностями не должно быть воздуха, так как это ухудшает качество сигнала.

На данный момент используются такие типы полировки, как PC, SPC, UPC и APC.

PC — Physical Contac. Прародитель всех остальных видов полировки. Разъем, обработанный методом PC (в том числе вручную), представляет собой скругленный наконечник.

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).

Полировка типа PC оптических разъемов

Обратите внимание, на рисунке видно, что соединение коннекторов с плоским торцом чревато, как упоминалось ранее, возникновением воздушной прослойки. В то время как скругленные торцы соединяются более плотно.

Данный тип полировки может применяться в сетях небольшой дальности, предполагающих небольшую скорость передачи данных.

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.

UPC — почти плоский (но не свосем) разъем, который производится с применением высокоточной обработки поверхности. Дает отличные показатели отражательной способности (по сравнению с PC и SPC), поэтому активно применяется в высокоскоростных оптических сетях.

Коннекторы с этим типом разъема чаще всего — синие.

Разъем с полировкой типа UPC

АРС — Angled Physically Contact. На данный момент считается, что наиболее действенным способом снижения энергии отраженного сигнала является полировка под углом 8-12°. Такая полировка поверхности дает самые лучшие результаты. Обратные отражения сигнала практически сразу покидают покидают оптоволокно, и благодаря этому снижаются потери. В таком исполнении отраженный световой сигнал распространяется под большим углом, нежели вводимый в волокно.

Разъемы с полировкой APC применяются в сетях с высокоми требованиями к качеству сигнала: передача голосовых, видеоданных. Как пример — кабельное телевидение.

Коннекторы с этим типом разъема — зеленого цвета.

Разъем с полировкой типа APC

Коннекторы с шлифовкой APC не подходят к разъемам с другой полировкой (PC, SPC, UPC) и вызывают взаимное повреждение.

Полировки PC, SPC, UPC взаимно совместимы.

Сравнение внешнего вида разъемов с полировками UPC и APC

Сравнение формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:

Отражения в стыках разъемов UPC и APC

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 .. -40
UPC	0,2	-45 .. -50
APC	0,3	-60 .. -65

Как видим, полировка UPC (скругленные торцы) и APC (скошенные торцы) — эффективнее всего. Поэтому патчкорды и пигтейлы с этим типом шлифовки чаще всего применяются.

Источник

Оптические разъемы: типы, отличия, применение

Неотъемлемым компонентом любой волоконно-оптической сети являются коннекторные соединения, которые состоят из двух основных компонентов: двух оптических разъемов и розетки (адаптера) для их соединения.

Оптическая розетка (адаптер) – это приспособление со сквозным продольным отверстием и крепежными элементами для коннекторов определенного типа с обеих сторон. Назначением оптической розетки является точное сведение ферул двух коннекторов и фиксация их в таком положении для обеспечения передачи данных.

Рисунок 1 – Схема коннекторного соединения

Оптический коннектор (разъем) – это кабельное окончание. Коннектор устанавливается по обе стороны любого оптического кабеля, будь то магистральный или распределительный кабель, или даже соединительный патч корд. Существует большое множество различных типов оптических разъемов, отличающихся по конструктивному исполнению, способу фиксации, диаметру ферулы типу полировки и т.д.

Рисунок 2 – конструкция оптического коннектора

Основными конструктивными элементами оптического разъёма являются корпус, ферула и фиксатор. Наиболее популярны коннекторы с диаметром ферулы 2,5 мм и 1,25 мм

Типы оптических разъемов

Рисунок 3 – разновидности оптических коннекторов и адаптеров

По конструктивному исполнению наиболее популярными типами являются коннекторы FC, SC, LC и ST типа. Рассмотрим их отличия.

• Оптический коннектор SC

SC коннекторы – одни из наиболее применяемых разъемов. Они имеют пластиковый корпус прямоугольного сечения и ферулу диаметром 2,5 мм. К преимуществам оптического SC разъема можно отнести простоту коммутации. Для фиксации в розетке достаточно просто вставить его до щелчка. Аналогично производится и его извлечение. Вместе с тем, он плохо адаптирован к механическим и вибрационным нагрузкам.

• Оптический коннектор LC

LC разъем по форме и принципу коммутации напоминает рассмотренный выше SC коннектор. Однако он имеет существенно меньшие габариты корпуса, да и ферула у него диаметром всего 1,25 мм. Компактный размер оптического LC разъема позволяет существенно повысить плотность портов на кроссе. Вместе с тем, из-за недостаточного пространства усложняется коммутация. При большой плотности портов коммутацию удобно выполнять только при помощи специализированного инструмента

Рис. 4. Инструмент Jonard FCT-100 для установки/извлечения коннекторов SC и LC в труднодоступных местах

• Оптический коннектор FC

FC разъем по праву считается самым надежным из перечисленных выше оптических коннекторов. Он имеет металлический корпус и фиксируется в розетке при помощи резьбового соединения. Последнее придает такому соединению механической прочности и вибрационной устойчивости. Но в удобстве коммутации он явно проигрывает. Оптические разъемы FC по умолчанию устанавливаются на все измерительные приборы для ВОЛС.

• Оптический коннектор ST

ST разъем на данный момент считается уже устаревшим, однако до сих пор применяется в многомодовых системах передач. Его фиксация напоминает фиксацию байонет разъема (вставить и немного провернуть по часовой стрелке). В отличие от остальных типов коннекторов, ферула коннектора ST имеет только UPC полировку.

Типы полировки оптических разъемов

Рисунок 5 – типы полировки ферулы коннектора

Чаще всего используются коннекторы с UPC полировкой. Коннекторы с APC полировкой более дорогие, однако позволяют уменьшить возвратные потери (основным составляющим возвратных потерь линии являются отражения в разъемных соединителях) оптической линии, что очень чувствительно для линий, по которым передается видео контент (КТВ, PON). Мощность сигнала в таких сетях намного больше, чем в стандартных сетях передачи данных, поэтому и отраженный сигнал имеет большую мощность. В этих сетях применяются исключительно разъемы с APC полировкой. Более детально механизмы возникновения потерь и отражения в разъемных соединителях описаны в следующем разделе.

Чаще всего, используются разъемы, предназначенные для внутриобъектового применения. Однако существуют коннекторы и для уличного применения – усиленные коннекторы. Они имеют повышенную устойчивость к физическим нагрузкам, влажности и перепаду температур. Такие коннекторы адаптированы для установки на кабели различного диаметра и сечения и чаще всего устанавливаются в уличных распределительных ящиках.

Потери и отражение в оптических коннекторах

При распространении по оптической линии сигнал претерпевает затухание и отражение от неоднородностей коэффициента преломления.

Затухание сигнала в ВОЛС обуславливается потерями в самом оптоволокне, потерями в сварных (неразъемных) и коннекторных (разъемных) соединителях, потерями в других компонентах ВОЛС (ответвители, сплиттеры и т.д).

Чем меньше затухание сигнала в линии, тем менее мощное и менее дорогое приемо-передающее оборудование может работать на ней. Или тем больше расстояние, на которое можно передать информацию без ошибок по этой линии.

Основными же причинами возникновения потерь и отражения в разъемных оптических соединителях являются:

• Наличие физического зазора между ферулами соединяемых коннекторов в точке их контакта (рис.1)

Как бы плотно мы бы не зажимали коннектор в розетке, всё равно между световодами волокон (размещёнными в центре ферулы коннектора) останется небольшой зазор, заполненный воздухом. В связи с тем, что показатель преломления воздуха отличается от показателя преломления оптического световода (сердцевины оптического волокна), часть излучения отражается при переходе из коннектора первого кабеля в воздушное пространство. Еще часть излучения отражается при переходе света из воздуха в коннектор второго соединяемого кабеля. Таким образом, при переходе через разъемный соединитель мощность сигнала уменьшается.

Вместе с тем, само отражение тоже является отрицательным фактором. Отраженный обратно к передатчику сигнал слепит его (как водителя слепит свет встречного транспортного средства в темное время суток) и приводит к возникновению битовых ошибок и нагреванию SFP модулей. А как следствие – снижение скорости передачи и ухудшение качества видео (наверное, все видели разноцветные квадратики на экране телевизора) и выход из строя SFP модуля.

Для уменьшения влияния отраженных сигналов на передатчик, в системах передачи используются коннекторы с APC полировкой.

Рисунок 6 – Влияние типа полировки оптического коннектора на мощность отраженного к передатчику сигнала

Такие коннекторы имеют срезанный под углом 8-9 градусов торец, что позволяет изменить траекторию отраженного сигнала. Отраженный под таким углом сигнал выходит за пределы световода и не возвращается к передатчику.

Разъемы с APC полировкой обычно окрашены в зеленый цвет. Для их соединения используются тоже зеленые адаптеры. И соединять между собой синие (UPC полировка) и зеленые APC полировка) коннекторы, как вы понимаете, нельзя.

Если в разъемный соединитель (в зазор между ферулами коннекторов) попадает грязь или жир – это еще больше усугубляет ситуацию, описанную в предыдущем пункте. А при диаметре световода в 9 микрометров (для одномодового оптического волокна) для серьезного ухудшения качества передачи сигнала достаточно даже одного прикосновения пальцем к торцу коннектора.

Рис. 7. Фотография торца загрязненного и поврежденного коннектора (a – грязь; b – жир; c – царапина)

Именно поэтому требуется регулярная чистка и инспектирование разъемных соединителей. Более подробно о чистке оптических разъемов можно посмотреть в этом видео:

• Трещина в волокне, расположенном внутри коннектора или выходящем из него кабеля, также приведет к дополнительным потерям сигнала и его отражению.

Рисунок 8 – типы трещин в торце волокна

Данную поломку можно легко идентифицировать при помощи оптических микроскопов. А чрезмерный изгиб (макроизгиб) такого кабеля хоть и не увеличит отражения, потому что на изгибе отражения не возникают, зато внесет очень большие потери. Такие потери будут тем больше, чем больше длина волны, на которой они измеряются. Например, потери на длине волны 1550 нм будут значительно превосходить потери на длине волны 1310 нм. Для идентификации и локализации такого повреждения в оптической линии понадобится оптический рефлектометр с двумя рабочими длинами волн, 1310 нм и 1550 нм. Идентифицировать макроизгиб в оптическом патчкорде, сплайс кассете муфты или распределительного ящика можно при помощи визуализатора повреждений.

• В случае некачественного адаптера (заводской брак или поломка), адаптер не позволяет точно свести ферулы коннекторов (рисунок 8).

Это создает еще большие препятствия для распространения сигнала и приводит к его отражению и затуханию.

Рисунок 9 – смещение ферул в оптическом адаптере

В сквозном отверстии адаптера чаще всего находится керамическая трубка, которая при неаккуратной коммутации может сломаться. Признаками ее поломки также будут флуктуации (постоянно меняющееся значение) мощности сигнала и его затухания.

• В некоторых дешевых оптических волокнах сердцевина волокна может быть несколько смещена от его центра.

К сожалению, на рынке встречаются пигтейлы и патч корды, при производстве которых использовано как раз такое волокно. В этом случае, даже при точном сведении ферул коннекторов не удастся добиться низких потерь и отражения в оптическом волокне. Детально эта тема раскрыта в статье.

Оптические патч-корды

Одним из компонентов оптического кросса является также оптический патчкорд.

Рисунок 10 – схема подключения оптического кабеля к приемо-передающей аппаратуре

Оптический патч корд – это волоконно-оптический кабель небольшой длины (обычно от 1 до 50 м) на обоих концах которого установлены коннекторы. Чаще всего для производства оптических патчкордов используется внутриобъектовый оптический кабель с диаметром оболочки 2-3 мм.

Оптические патч корды отличаются по нескольким параметрам:

• По конструктивному исполнению
  • Симплексный оптический патчкорд – это единичный оптический соединительный шнур, включающий один оптический кабель, с обеих сторон которого установлено по одному коннектору
  • Дуплексный оптический патч-корд – это конструктивно объединённые два симплексных патчкорда

Рисунок 11 – Симплексный (а) и дуплексный (б) оптические патчкорды

• По типу установленных коннекторов с обеих его сторон
  • Прямой оптический патчкорд – это соединительный оптический шнур, на разных концах которого установлены коннекторы одинакового типа и полировки
  • Гибридный оптический патч корд – это соединительный оптический шнур, с разных сторон которого установлены коннекторы различного типа и/или полировки
• По типу использованного в нем оптического волокна
  • Многомодовое оптическое волокно
  • Одномодовое оптическое волокно
• По диаметру оболочки кабеля
  • 2 мм
  • 3 мм

Маркировка оптических патч-кордов

Маркировка патчкордов отличается у разных производителей. Однако в любом случае она включает в себя основные данные:

Рисунок 12 — Маркировка патчкорда

• Тип корпуса и тип полировки коннектора, установленного с одной стороны патч корда (например, SC/UPC, SC/APC, FC/UPC, LC/UPC)
• Тип корпуса и тип полировки коннектора, установленного с другой стороны патч корда
• Тип оптического волокна:
  • 50/125 мкм – многомодовое волокно, диаметр сердцевины — 50 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
  • 62,5/125 мкм — многомодовое волокно, диаметр сердцевины – 62,5 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
  • 9/125 мкм – одномодовое волокно, диаметр сердцевины – 9 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
• Диаметр патчкорда (чаще всего 2 или 3 мм)
• Конструктивное исполнение (симплексный – одинарный или дуплексный – сдвоенный)
• Вносимые потери и отражения, измеренные с обеих сторон патч-корда.

Как сделать оптический патчкорд?

Обычно операторы, интеграторы и провайдеры покупают патч-корды уже в готовом виде. Вместе с тем, существует простой способ изготавливать их и самостоятельно при помощи технологии Splice On.

Этот способ позволит оперативно изготовить патчкорд нужной длины и с нужными типами коннекторов с обоих сторон. Особенно это актуально при необходимости изготовления гибридных патч-кордов (которые имеют коннекторы разного типа и полировки с обоих концов). Такие патч-корды, да еще и нужной длины, не всегда есть на складе поставщиков. Кроме того, вы будете уверены в высоком качестве такого изделия.

Выводы

Известно, что наиболее частыми причинами неработоспособности оптических линий связи являются повреждения на кроссе. Поэтому ниже приведено несколько простых правил как этого избежать:

1. Использовать качественные и проверенные компоненты (патч-корды, пигтейлы, розетки и др.)
2. Бережно относиться к этим компонентам при работе с ними. Не стоит, например, закручивать коннектор FC типа «до потери пульса» или коммутировать коннекторы с UPC и APC полировкой)
3. Регулярно чистить оптические адаптеры и коннекторы. Согласно правилу «IBYC» чистку необходимо проводить перед каждой коммутацией. Даже если вы подключаете новый патчкорд, только полученный от поставщика и извлеченный из упаковки.
4. Периодически проводить инспектирование оптических разъемов при помощи оптических микроскопов (см. также статью «Зачем нужен микроскоп для проверки качества оптических разъёмов и как его выбрать?»)

Источник