Виды соединения оптического кабеля
Типы (виды) оптических разъемов
Оптический разъем представляет собой соединение 2-х оптических соединителей (коннекторов) посредством адаптера. Адаптер имеет сквозное отверстие диаметром, соответствующим диаметру ферулы оптического коннектора, благодаря чему он способен выполнить соединение с высокой точностью.
Ферула оптического коннектора – керамическая часть коннектора цилиндрической формы, в центр которой вклеено оптическое волокно. Наиболее распространенные диаметры ферулы: 2,5 мм (в коннекторах типа FC, SC, ST) и 1,25 мм (в коннекторах типа LC).
В общем случае, все коннекторы можно разделить следующим образом:
Среди наиболее популярных коннекторов с диаметром ферулы 2,5 мм можно выделить коннекторы видов FC, SC, ST. Они в свою очередь могут быть симплексные (одиночные) или дуплексные (сдвоенные).
Каждый из этих видов коннекторов имеет свои преимущества и недостатки, которые обуславливают применение последних в тех или иных условиях.
Особенности и применение коннекторов типа SC
- удобство и высокая скорость коммутации
- высокая плотность коммутации
- пластмассовый корпус ( подверженный быстрому износу, не устойчив к вибрации)
- наиболее часто применяется в СКС (структурированные кабельные системы), ЦОД (центры обработки данных), телекоммуникациях
Особенности и применение коннекторов типа FC
- металлический корпус (в меньшей степени подвержен износу и устойчив к вибрации)
- меньшая по сравнению с SC плотность коммутации
- менее удобен в эксплуатации ввиду более сложной коммутации
- наиболее часто применяется в телекоммуникациях, промышленности и измерительных приборах
Особенности и применение коннекторов типа ST
- металлический корпус (в меньшей степени подвержен износу)
- меньшая по сравнению с SC плотность коммутации
- менее удобен в коммутации чем SC, но более удобен чем FC
- наиболее часто применяется в сетях с использованием многомодовых ВОЛС
Коннекторы с диаметром ферулы 1,25 мм классифицируются следующим образом:
Наиболее популярным среди них является коннектор LC типа.
Особенности и применение коннекторов типа LC
- самая высокая плотность монтажа
- удобство коммутации
- снижена надежность и устойчивость к механическим нагрузкам за счет малого диаметра ферулы
- наиболее часто применяется в СКС, ЦОД, сетях теллекомуникациях
Кроме того, оптические разъемы отличаются следующими параметрами:
- типом полировки оптического коннектора
- типом оптического волокна
- видом хвостовика (в зависимости от типа кабеля, на который устанавливается коннектор)
Вебинар на тему: “Оптические разъемы, типы, установка, чистка”
Монтаж ВОЛС.
Оптические разъемы
Один из заключительных этапов монтажа ВОЛС — это разводка и подключение входящего оптоволоконного кабеля непосредственно в точке назначения: в серверной, дата-центре и т.д. Для этого кабель заводится в оптический кросс и волокна подсоединяются к разъемам. На этом этапе используется такая группа, как оптические компоненты — это патчкорды, пигтейлы, адаптеры (розетки) и всякого рода зажимы. Их также объединяют под названием пассивное оптоволоконное оборудование.
Пигтейл — это кусок оптического кабеля, оконцованный коннектором только с одной стороны.
Патчкорд имеет коннекторы на обоих концах, типы разъемов при этом могут отличаться (переходной патчкорд) или быть одинаковыми (соединительный).
Оптический адаптер — это, собственно, розетка, в которую подключается пигтейл или патч-корд.
Что важно учитывать?
Может показаться, что на стадии подключения коннектора в оптический адаптер нет ничего сложного. Как воткнуть вилку в розетку. Однако, нет.
Давайте посмотрим хотя бы с точки зрения технологии. Что представляет собой комплект — патчкорд/пигтейл + адаптер? Это стыковка двух оптических волокон, толщина которых примерно равна толщине человеческого волоса. При этом сдвиг соединения даже на 1 микрон вызывает потерю мощности.
То есть кроссовое соединение должно обеспечить:
- идеально точное соприкосновение сердечников (оптоволокна);
- защиту этого идеального соприкосновения от внешних влияний — сдвигов, возникновения воздушного зазора и т.п.;
- механическую защиту волокон при многократном соединении-разъединении;
- механическую защиту кабеля в коннекторе при изгибе, выдергивании и т.д.
В частности, именно поэтому создано столько типов оптических коннекторов. Каждый производитель стремился создать идеальный разъем именно под свое оборудование.
Но это еще не все сложности
Для обеспечения точного соединения наконечники оптических коннекторов не должны иметь трещин (если трещина пересекает оптоволокно, такой коннектор заменяется), не должны быть пыльными и грязными. Даже если вы просто прикоснулись к нему пальцем — след нужно тщательно вытереть спиртовой салфеткой. Каждая пылинка, загрязнение и т.д. — это ослабление, затухание сигнала, обратные отражения.
Поэтому оптические коннекторы регулярно протираются спиртом, а розетки — продуваются сжатым воздухом или очищаются специальными палочками.
На рисунке справа — наконечник коннектора после прикосновения пальца и после очистки.
Механическая прочность соединений обеспечивается в каждом типе разъемов по-разному, но в основном это:
- особо прочный материал наконечника коннектора — керамика, металлокерамика;
- защитные пластиковые и металлические колпачки над разъемами;
- защелки и фиксаторы положения как в оптических адаптерах, так и в «вилках»;
- кевларовые и другие армирующие нити под оболочкой отрезка кабеля, ведущего к разъему.
Виды оптических патчкордов, пигтейлов, адаптеров
Классификация оптических пигтейлов, патчкордов и адаптеров в целом одинакова и основана на следующих параметрах:
- стандарт коннектора (разъема);
- тип шлифовки;
- тип волокна — многомодовое или одномодовое;
- тип коннекторов — одинарный иди дуплекс.
В результате различных комбинаций всех этих типов получается огромное множество модификаций коннекторов и адаптеров. На этой картинке далеко не все:
Что означают все эти буквы?
Возьмем типичную маркировку оптического патчкорда. К примеру, SC/UPC-LC/UPC MultiMode Duplex.
- SC и LC — это типы коннекторов. Здесь мы имеем дело с патчкордом — переходником, так как два разных типа разъема;
- UPC — тип шлифовки;
- Multimode — вид волокна, здесь многомодовое волокно, еще может быть обозначено аббревиатурой MM. Одномодовое маркируется как SinglеMode или SM;
- Duplex — два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Обратный случай — это Simplex, один коннектор.
Типы полировки (шлифовки) оптоволоконных разъемов
Шлифовка или полировка оптоволоконных разъемов призвана обеспечить идеально плотное соприкосновение 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 — прародитель всех остальных видов полировки. Разъем, обработанный методом PC (в том числе вручную), представляет собой скругленный наконечник.
Обратите внимание, на рисунке видно, что соединение коннекторов с плоским торцом чревато возникновением воздушной прослойки. В то время как скругленные торцы соединяются более плотно.
Может применяться в сетях небольшой дальности, предполагающих небольшую скорость передачи данных.
SPC — улучшенный вариант PC, но шлифовка производится только машинным способом.
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.
APC — разъем, обработанный по совсем другому принципу: концы скошены под углом 8 градусов. Такая полировка поверхности дает самые лучшие результаты. Обратные отражения сигнала практически сразу покидают покидают оптоволокно, и благодаря этому снижаются потери.
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.
Внимание!
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 формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:
Зависимость потерь на линии от типа полировки оптического коннектора изложена в таблице:
Как видим, полировка UPC (скругленные торцы) и APC (скошенные торцы) — эффективнее всего. Поэтому патчкорды и пигтейлы с этим типом шлифовки чаще всего применяются.
Типы оптических разъемов
На практике наши монтажники оптоволоконных сетей в подавляющем большинстве случаев работают с типами FC, LC, SC. На более редких видах коннекторов мы пока останавливаться не будем.
FC
Старый, зарекомендовавший себя стандарт. Отличное качество соединения, особенно FC/UPC, FC/APC.
- подпружиненное соединение, за счет чего достигается «вдавливание» и плотный контакт;
- металлической колпачок — прочная защита;
- 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.
SC
Более дешевый и удобный, но менее надежный аналог FC. Легко соединяется (защелка), разъемы могут располагаться плотно.
Однако пластиковая оболочка может сломаться, да и на затухание сигнала и обратные отражения влияют даже прикосновения к коннектору.
В общем, используется наиболее часто, но не рекомендован на важных магистралях.
LC
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.
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.
Способы соединения оптических волокон
Для объединения сетей, расположенных в разных зданиях, в единое информационное пространство, не обойтись без построения магистральных кабельных линий. В зависимости от требуемой скорости передачи данных или сигналов, расстояний между портами активного оборудования для магистрали могут применяться различные технологии и среды передачи данных: коаксиальные кабели, кабели витая пара, оптические кабели и беспроводные технологии.
С функциональной точки зрения, когда расстояния между сетями свыше 150 метров, и когда требуется передать данные свыше 10 мбит/сек, самым лучшим вариантом на сегодняшний день является применение оптических кабелей и построение волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Средой передачи данных в ВОЛС является оптическое волокно (оптоволокно).
Рис. 1 Структура оптоволокна
Конструкция оптического волокна изображена схематично на рисунке 1, а и б – сердцевина и оболочка оптоволокна; в, г и д – буферная, упрочняющая и защитная оболочки. При построении магистрали в СКС стандартами допускается использовать два типа оптических волокон: одномодовое и многомодовое оптоволокно.
Преимущества использования оптических кабелей очевидны, это и широкая полоса пропускания, на сегодняшний день ограниченная исключительно возможностями оконечного оборудования, низкий уровень затухания, позволяющий использовать линию связи на расстоянии нескольких десятков километров без усиления оптического сигнала, хорошую защищенность информации, которую нельзя считать из линии не нарушив ее целостность, и многое другое. Но у ВОЛС есть и недостатки, одним из которых являются некоторые сложности при соединении отдельных участков кабеля. И одна из самых ответственных работ после прокладки кабеля, требующая наличия на фирме высококвалифицированных специалистов, соединение оптических волокон.
На сегодняшний день существует множество технологий соединения оптических волокон. Я в данной статье рассмотрю две из них – это дуговая сварка, осуществляемая при помощи сварочного аппарата и механическое соединение внутри специальной муфты – сплайса (не путайте с кабельной муфтой, служащей для соединения, двух или нескольких оптических кабелей).
Сварка оптических волокон
Для сварки оптических волокон применяется специальный сварочный аппарат. Это комплексное устройство, содержащее в себе микроскоп, служащий для юстировки волокон, зажимы с v-образными желобками для надежной фиксации волокон и микроприводами, служащими для автоматизации процесса, дуговую сварку, термоусадочную камеру для прогрева защитных гильз, микропроцессор, служащий для управления аппаратом и систему контроля качества.
Технология процесса сварки оптических волокон состоит из следующих шагов:
- Снятие оболочек, изображенных на рис. 1 в-г с помощью стриппера буферного слоя – инструмента, предназначенного для работы с волокнами различных диаметров.
- Подготовка волокна к сварке. Сначала на один из концов одевается термоусадочная гильза, необходимая для защиты места сварки. Затем зачищенные концы оптоволокон обезжириваются с помощью безворсовой салфетки, смоченной в спирте. После обезжиривания торец волокна скалывается особым приспособлением – скалывателем. Угол скола должен составлять 90°±1.5°, в противном случае на месте сварки образуется неоднородность, приводящая к большому затуханию и обратным отражениям. После скола оптические волокна укладываются в сварочный аппарат.
- Сварка. Сначала волокна в аппарате выравниваются. Если аппарат автоматический, то он сам оценивает угол скола, юстирует волокна друг относительно друга и, после подтверждения со стороны оператора, проводит процесс сварки. Если аппарат неавтоматический, то все эти операции производятся специалистом вручную. В процессе сварки волокна нагреваются и плавятся электрической дугой, затем совмещаются, и место сварки дополнительно прогревается для устранения внутренних напряжений.
- Контроль качества сварки. Автоматический сварочный аппарат анализирует изображения, полученные от микроскопа и выдает приблизительную оценку уровня потерь. Более точно результат можно оценить с помощью оптического рефлектометра – прибора, позволяющего выявить неоднородности и степень затухания на протяжении всей линии.
- Защита места сварки. Защитная гильза, одетая на один из концов кабеля, сдвигается на место сварки и помещается в термоусадочную печь примерно на минуту. После остывания гильза помещается в защитную сплайс-пластину муфты или оптического кросса, где укладывается технологический запас волокна.
Механическое соединение оптических волокон – механический сплайс
Для механического соединения оптических волокон используется специальное устройство – сплайс (splice), схематичная конструкция которого изображена на рисунке 2.
Рис. 2 Конструкция сплайса для механического соединения оптических волокон
Сплайс состоит из корпуса (а), в который, через специальные каналы и направляющие в вводятся сколотые концы волокон (г). Направляющие служат для прецизионной стыковки торцов в камере, заполненной иммерсионным гелем (д), необходимым для сведения к минимуму переходного затухания и герметичности соединения. Показатель преломления геля близок к показателю сердцевины волокна, что позволяет свести к минимуму обратное отражение. Сверху корпус закрывается крышкой (б).
Технология процесса соединения оптоволокон при помощи механического сплайса состоит из следующих шагов:
1. и 2. Аналогично пунктам 1 и 2 при использовании сварки волокон. Концы волокон зачищаются, обезжириваются и у них скалываются торцы. Допуски по углам скола так же очень жесткие. Отличие механического сплайса от сварного сплайса – не требуется использование термоусадочной гильзы, так как механический сплайс выполняет функцию механической защиты оптических волокон.
3. Механическое соединение. Подготовленные концы волокон вводят с разных сторон через боковые каналы сплайса в камеру, заполненную иммерсионным гелем. Волокна вводятся до взаимного контакта. После введения крышка сплайса закрывается и надежно скрепляет место соединения.
4. Укладка. Собранный сплайс устанавливается на сплайс-пластину муфты или кросса, вместе с ним укладывается технологический запас волокна.
Качество механического соединения можно проверить с помощью оптического тестера или рефлектометра.
Сравнение использования сварки или механического соединения оптических волокон
Каждый из двух приведенных способов имеет свои достоинства и недостатки.
К достоинствам сварного соединения можно отнести низкое переходное затухание, высокую надежность и быстрая скорость соединения волокон. Недостатком является высокая стоимость оборудования (сварочного аппарата), наличие квалифицированного оператора, необходимость в большей площади для выполнения работ и электропитание (либо подзарядка) сварочного аппарата.
Достоинствами механического соединения являются простота и малые затраты времени на монтаж, меньшая длина технологического запаса волокна, недостатки – более высокий уровень переходного затухания.
Применение описанных в статье способов применения
Сварное соединение имеет смысл использовать при построении длинных участков магистралей. В случаях, требующих высокого качества линии, например, при построении высокоскоростных ВОЛС для ЦОД, где требуются низкие параметры затухания и обратных отражений.
Сращивание при помощи механического сплайса применимо чаще всего для временных соединений, например, при срочном устранении повреждений кабеля, для монтажа малобюджетных линий и при работе в труднодоступных местах.
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.
| 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.
Соединение оптических волокон: просто о сложном
Подписка на рассылку
- ВКонтакте
- ok
- YouTube
- Яндекс.Дзен
- TikTok
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) все увереннее входят нашу жизнь. Оптическое волокно на сегодняшний день — самая перспективная среда передачи информации, а значит, все чаще возникает необходимость в развертывании сетей на волоконно-оптическом кабеле. И самой тонкой и трудоемкой задачей в организации такой сети является соединение и обжим волоконно-оптического кабеля.
Наиболее надежным соединением является сварка, но сварка оптического волокна своими силами требует наличия высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования и высокой квалификации специалиста, осуществляющего работу.
Однако если вам не нужны услуги по соединению волокон в промышленных масштабах, можно попробовать справиться своими силами, применяя технологию соединения с помощью сплайсов — специальных соединителей оптических волокон.
Как соединить волоконно-оптический кабель
Соединение волоконно-оптического кабеля предполагает выполнение следующих этапов работы:
1. Подготовка оптического волокна (разделка кабеля, очистка волокна, снятие буферных покрытий в многоволоконных кабелях). После подготовки вы должны получить участок оголенного оптического волокна такой длины, которая рекомендована производителем соединителя, который вы будете использовать.
2. Скалывание оптического волокна. Этот этап требует максимальной точности, качество скола — гарантия надежного соединения с минимальным затуханием и потерями информации на стыке.
3. Введение волокна в пазы с направляющими соединителя, их точное позиционирование и фиксация.
4. Укладка соединенных волокон в муфту или кассету кабельной организации.
Инструменты и материалы для соединения волоконно-оптического кабеля
Для осуществления всех этих этапов вам понадобятся:
1. Собственно соединители: сплайсы (для каждого волокна — свой сплайс).
2. Кабель-организатор (сплайс-кассета или муфта) для упаковки соединенных волокон в единый пучок.
3. Инструменты для зачистки (стриппер, монтажные ножницы) и скалывания (ручной или автоматический скалыватель) оптических волокон.
Выбирая сплайсы и инструментарий, ориентируйтесь на тот вид кабеля, который вы планируете соединять. В небольших локальных сетях чаще всего приходится иметь дело с простым дуплексным двухволоконным кабелем, содержащим многомодовое оптическое волокно диаметром 125 микрон, но могут быть задействованы кабели для вертикальной прокладки, прокладки вне помещения, содержащие четыре и более волокон. Оболочка таких кабелей, как правило, содержит кевларовые нити, для разрезки которых понадобятся монтажные ножницы.
После снятия оболочки кабеля зачищенное оптическое волокно необходимо очистить — протереть смоченной в спирте не оставляющей ворса тканью. Протирать волокно в один проход, для каждого волокна использовать незагрязненный участок ткани.
Самым тонким этапом в соединении оптоволокна является скалывание. Делать это необходимо специальным инструментом. Ручные (наиболее простые и недорогие) скалыватели требуют определенного навыка. Если вам нет нужды часто сращивать оптику, ручного скалывателя достаточно, но перед тем как браться за рабочее волокно — потренируйтесь, постарайтесь добиваться максимально ровного и гладкого скола под углом 90 градусов. Для контроля скола пригодится микроскоп или сильная лупа.
Последний этап — закрепление волокон в соединителе — напрямую зависит от типа и качества соединителя. Постарайтесь выбрать сплайсы с максимально удобным механизмом подгонки концов волокна. Укладка слайсов в пазы кассеты обычно не вызывает затруднений.
Безусловно, соединение оптических волокон (как и большинство работ по организации кабельных систем) не самая элементарная задача, но при должном терпении и усидчивости с ней вполне можно справиться самостоятельно.
Оптические разъемы. Виды. Обзор.
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.
Оптический разъем представляет собой соединение 2-х оптических соединителей (коннекторов) посредством адаптера. Адаптер имеет сквозное отверстие диаметром, соответствующим диаметру ферулы оптического коннектора, благодаря чему он способен выполнить соединение с высокой точностью.
Ферула оптического коннектора – керамическая часть коннектора цилиндрической формы, в центр которой вклеено оптическое волокно. Наиболее распространенные диаметры ферулы: 2,5 мм (в коннекторах типа FC, SC, ST) и 1,25 мм (в коннекторах типа LC).
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.
Что означают все эти буквы?
Возьмем для примера типичную маркировку оптического патчкорда: 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;
- Multi-Mode — вид волокна, в данном случае многомодовое волокно, оно также может быть обозначено аббревиатурой MM . Одномодовое маркируется как Singlе-Mode или SM ;
- Duplex — два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Противоположный случай — Simplex , один коннектор в одном корпусе.
Типы оптических разъемов
В настоящее время наиболее распространены три типа оптических разъемов: FC, SC и LC.
Разъемы FC, как правило, используются в одномодовых соединениях. 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).
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 совсем) 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.
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 высокими требованиями к качеству сигнала: передача голосовых, видеоданных. Как пример — кабельное телевидение.
Коннекторы с этим типом разъема — зеленого цвета.
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 формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:
Сводные данные можно посмотреть в таблице ниже.
| 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: