Konektor z optických vláken - Optical fiber connector

Konektory optických vláken LC (nahoře) a ST (dole), oba s nasazenými ochrannými krytkami.

An konektor optického vlákna končí konec optické vlákno, a umožňuje rychlejší připojení a odpojení než sestřih. Konektory se mechanicky spojují a vyrovnávají jádra vláken, aby mohlo projít světlo. Lepší konektory ztrácejí velmi málo světla v důsledku odrazu nebo vychýlení vláken. Celkem bylo na trh uvedeno asi 100 různých typů konektorů z optických vláken.[1]

aplikace

Konektory z optických vláken se používají ke spojení optických vláken, kde je vyžadována schopnost připojení / odpojení. Vzhledem k postupům leštění a ladění, které mohou být začleněny do výroby optických konektorů, se konektory často montují na optické vlákno ve výrobním závodě dodavatele. Příslušné montážní a lešticí operace však lze provádět v terénu, například k ukončení dlouhých běhů v a patch panel.

Konektory z optických vláken se používají v telefonní ústředny, pro kabeláž prostor zákazníka a v venkovní rostlina aplikace pro připojení zařízení a kabely z optických vláken, nebo k propojení kabelů.

Většina konektorů z optických vláken je pružinová, takže když jsou konektory spojeny, tváře vláken jsou přitlačeny k sobě. Výsledný kontakt sklo-sklo nebo plast-plast eliminuje ztráty signálu, které by byly způsobeny vzduchovou mezerou mezi spojenými vlákny.

Výkon optických konektorů lze kvantifikovat pomocí ztráta vložení a návratová ztráta. Měření těchto parametrů je nyní definováno v normě IEC 61753-1. Standard dává pět stupňů pro vložení ztráty z A (nejlepší) do D (nejhorší) a M pro multimode. Druhým parametrem je ztráta návratnosti se známkami od 1 (nejlepší) do 5 (nejhorší).

K dispozici je řada konektorů z optických vláken, ale konektory SC a LC jsou nejběžnějšími typy konektorů na trhu.[2] Typické konektory jsou dimenzovány na 500–1 000 párovacích cyklů.[3] Hlavní rozdíly mezi typy konektorů jsou rozměry a metody mechanické spojky. Organizace obecně standardizují jeden druh konektoru v závislosti na tom, jaké zařízení běžně používají.

V mnoha aplikacích datových center malé (např. LC) a vícevláknové (např. MTP / MPO) konektory nahradily větší, starší styly (např. SC), což umožnilo více optických portů na jednotku prostoru ve stojanu.

Aplikace mimo provoz mohou vyžadovat, aby byly konektory umístěny pod zemí nebo na venkovních stěnách nebo sloupech. V takových podmínkách se často používají ochranné kryty, které spadají do dvou širokých kategorií: hermetické (uzavřené) a volné dýchání. Hermetická pouzdra zabraňují vstupu vlhkosti a vzduchu, ale při nedostatečném větrání se mohou při vystavení slunečnímu záření nebo jiným zdrojům tepla zahřát. Volnoběžné kryty na druhé straně umožňují větrání, ale mohou také přijímat vlhkost, hmyz a nečistoty ve vzduchu. Výběr správného krytu závisí na typu kabelu a konektoru, umístění a faktorech prostředí.

Typy

Mnoho typů optických konektorů bylo vyvinuto v různých dobách a pro různé účely. Mnoho z nich je shrnuto v následujících tabulkách.

Typy optických konektorů
Krátké jménoDlouhá formaTyp spojkyZávit šroubuPrůměr koncovkyStandardTypické aplikacePoznámkyobraz
Avio (Avim)Střední údržba letectvíŠroub?Letectví a kosmonautika
ADT-UNIŠroub?2,5 mmMěřicí zařízení
CSCorning / SenkoSnap (spojka push-pull; duplex)n / a1,25 mmUvedeno v SFF-8024[4]
DMIDiamantové mikro rozhraní[5]Klipn / a2,5 mmDesky plošných spojů
LSH nebo E-2000 [6]Zaklapněte, se světlem a krytkou proti prachun / a2,5 mmIEC 61754-15Telecom, DWDM systémy;E2000-Connector.jpg
EStyp push-pulln / aIEC 1754-8[7]Telekomunikační a CATV sítě
ELIOBajonetn / a2,5 mmABS1379PC nebo UPC
ESCONPřipojení podnikových systémůSnap (duplex)[1]n / a2,5 mmSálové počítače IBM a periferní zařízeníESCON connector.jpg
F072,5 mmJaponský průmyslový standard (JIS)LAN, audio systémy; pro vlákna o velikosti 200 μm, je možné jednoduché ukončení pole, vazby s konektory ST
F-3000Zaklapněte, se světlem a krytkou proti prachun / a1,25 mmIEC 61754-20Fiber To The Home (LC Compatible)
FCKování Konektor nebo
Fibre Channel[8]
ŠroubM8 × 0,75[9]2,5 mmIEC 61754-13[7]Datacom, telecom, měřicí zařízení, lasery s jedním režimem[10][A][B]FCPC 002.jpg
FibergateZaklapněte, s krytkou proti prachun / a1,25 mmKonektor základní desky
FJFiber-Jack[12] nebo
Opti-Jack[8]
Snap (duplex)[1]n / a2,5 mmStavební rozvody, zásuvky
LCLucente Konektor,[8]
Malý konektor,[13] nebo
Místní konektor[13]
Přichytitn / a1,25 mmIEC 61754-20[7]Připojení s vysokou hustotou, Vysílače a přijímače SFP a SFP +, Transceivery XFP[10][C]LC-optické vlákno-konektor-hdr-0a.jpg
Lucxis1,25 mmARINC 801Konfigurace PC (přímý fyzický kontakt) nebo APC (úhlový fyzický kontakt)
LX-5Zaklapávací, se světelnou a protiprachovou krytkoun / aIEC 61754-23Připojení s vysokou hustotou; zřídka používán
M12-FODuplexní šroubM162,5 mmEN 61754-27, ISO / IEC 61754-27Strojní, procesní a rostlinné inženýrství. Odolnost proti prachu a vodě IP-67M12 - A.jpg
MICKonektor rozhraní médiíPřichytitn / a2,5 mmVlákno distribuované datové rozhraní (FDDI)FDDI-optické vlákno-konektor-hdr-0a.jpg
MPO nebo MTPVícevláknová push-on / pull-off[8]Snap (multiplex push-pull spojka)n / a2,5 × 6,4 mm[14]IEC-61754-7;[7] EIA / TIA-604-5 (FOCIS 5)Vícevláknová stuha SM nebo MM. Stejná koncovka jako MT, ale snadněji připojitelná.[14] Používá se pro vnitřní kabeláž a propojení zařízení. MTP je značka pro vylepšený konektor, který spolupracuje s MPO.[15][D]MPO Stecker HR.jpg
MTMechanický přenosSnap (multiplex)[1]n / a2,5 × 6,4 mmPředkončené kabelové sestavy; venkovní aplikace[14]LWL mtrj.jpg
MT-RJRegistrovaný zvedák mechanického přenosu nebo
Ukončení média - doporučený konektor[8]
Snap (duplex)[1]n / a2,45 × 4,4 mmIEC 61754-18Duplexní multimode připojení[E]LWL mtrj.jpg
MUMiniaturní jednotka[8]Přichytitn / a1,25 mmIEC 61754-6Obyčejné v Japonsku[1]
SCKonektor předplatitele,[8]
čtvercový konektor[8] nebo
standardní konektor
Snap (spojka push-pull)n / a2,5 mmIEC 61754-4[7]Datacom a telecom; GPON; EPON; GBIC; MADI[F][C][G]DSCF0058.JPG
SC-DC/
SC-QC
SC-Dual Contact /
Kontakt SC-Quattro[12]
Snap (spojka push-pull; duplex)n / a2,5 mmIEC 61754-4Datacom a telecom; GPON; EPON; GBICSC-optické vlákno-konektor-hdr-0a.jpg
SMA 905

F-SMA I

Subminiatura AŠroub (k dispozici také jako klíčovaný konektor)1/4"-36 UNS 2B3,17 mm[17]IEC 60874-2Průmyslové lasery, optické spektrometry, vojenské; telekomunikační multimode[H][Já]F-SMA-Stecker (SMA 905) .jpg
SMA 906

F-SMA II

Subminiatura AŠroub1/4"-36 UNS 2BStupňovitý; typ. 3,08 mm, poté 2,3 mm[Citace je zapotřebí ]IEC 60874-2Průmyslové lasery, vojenské; telekomunikační multimode
SMCSubminiatura CPřichytitn / a2,5 mm
SVATÝ nebo BFOCRovný hrot[8] nebo
Bajonetový optický konektor
Bajonetn / a2,5 mmIEC 61754-2[7]Datacom[J][K]ST-optické vlákno-konektor-hdr-0a.jpg
TOSLINKToshiba LinkPřichytitn / anejběžnější je JIS F05Digitální zvukToslink kabel.jpg
VF-45Volition FiberPřichytitn / aŽádné - V-drážky jako vodítkoDatacom
1053 HDTVRozhraní Broadcast ConnectorSpojka push-pulln / aStandardní průmyslová keramická dutinka o průměru 1,25 mmZvuk a data (vysílání)
V-PINSystém VSnap (Duplex) Push-pull spojkan / aPrůmyslové a elektrické sítě; multimode 200 μm, 400 μm, 1 mm, 2,2 mm vlákna

Poznámky

  1. ^ FC plovoucí koncovka konektorů poskytuje dobrou mechanickou izolaci. FC konektory musí být spojeny opatrněji než typy push-pull kvůli potřebě vyrovnat klíč a kvůli riziku poškrábání čelní strany vlákna při zasunutí objímky do zvedáku. Konektor FC by se neměl používat ve vibračním prostředí kvůli jeho závitovému zámku. Konektory FC byly v mnoha aplikacích nahrazeny konektory SC a LC.[1]
  2. ^ Existují dva nekompatibilní standardy pro šířky klíčů na FC / APC a FC / PC konektorech udržujících polarizaci: 2 mm (redukovaný nebo typ R) a 2,14 mm (NTT nebo typ N).[11] Konektory a zásuvky s různými šířkami klíčů buď nelze spojit, nebo nezachovají úhlové vyrovnání mezi vlákny, což je zvláště důležité pro vlákno udržující polarizaci. Někteří výrobci označují zmenšené klíče jednou rycí značkou na klíči a označují konektory NTT dvojitou rycí značkou.
  3. ^ A b LC konektory nahradily SC konektory v podnikových síťových prostředích kvůli jejich menší velikosti; oni jsou často najiti na malé připojitelné vysílače a přijímače.
  4. ^ MPO (Multi-fiber Push On) je konektor pro ploché kabely se čtyřmi až dvaceti čtyřmi vlákny.[16] Konektory pro single-mode vlákno mají zalomené konce, aby se minimalizoval zpětný odraz, zatímco verze s multimode vlákny mají obvykle ploché konce. MTP je značka pro verzi konektoru MPO se zlepšenými specifikacemi. MTP a MPO konektory se vzájemně doplňují.
  5. ^ MT-RJ (Registrovaný zvedák mechanického přenosu) používá tvarový faktor a západku podobnou 8P8C (RJ45) konektory. V jednom unifikovaném konektoru jsou zahrnuta dvě samostatná vlákna. Je jednodušší ukončit a nainstalovat než konektory ST nebo SC.[Citace je zapotřebí ] Menší velikost umožňuje dvojnásobnou hustotu portů na čelní desce než konektory ST nebo SC. Konektor MT-RJ navrhl AMP, ale později byl standardizován jako FOCIS 12 (standardy pro intermateabilitu optických konektorů) v EIA / TIA-604-12. Existují dvě varianty: pinned a no-pin. Přichycená odrůda, která má dva malé vodicí kolíky z nerezové oceli na čelní straně konektoru, se používá v propojovacích panelech ke spojení s konektory bez kolíků na propojovacích kabelech MT-RJ.
  6. ^ Push-pull design zapnutý SC konektory snižuje možnost poškození kontaktů čelní strany vlákna během připojení. Ty se často nacházejí na starších síťových zařízeních, která používají GBIC.
  7. ^ SC je zkratka účastnický konektor.[8]
  8. ^ Konektor SMA byl prvním široce používaným standardním konektorem, který vyvinul v 70. letech 20. století Amphenol pomocí konstrukční geometrie SMA RF konektor.[18] Byl navržen pro použití multimódových vláken s velkým průměrem, pro které je stále široce používán v průmyslu a medicíně. Postrádá funkce důležité pro komunikační aplikace, pro které je považován za zastaralý.
  9. ^ SMA je zkratka subminiaturní montáž.
  10. ^ SVATÝ konektory mají klíč, který zabraňuje otáčení keramické objímky, a bajonetový zámek podobný a BNC skořápka. Jediný jazýček s indexem musí být před vložením správně zarovnán s otvorem na spojovací schránce; poté lze bajonetové blokování uvést do činnosti zatlačením a zkroucením a zajištěním na konci pojezdu, které udržuje pružnou záběrovou sílu na optickém spojení jádra.
  11. ^ Konektory ST odkazují na to, že mají a rovný hrot, protože strany keramického hrotu jsou rovnoběžné - na rozdíl od předchůdce bikonického konektoru, který se vyrovnal tak, jak by to byly dva vnořené kužely zmrzliny.

Zastaralé konektory

Zastaralé typy optických konektorů
Krátké jménoDlouhá formaTyp spojkyZávit šroubuPrůměr koncovkyStandardTypické aplikace
Bikonické[1]Šroub2,5 mm
D4 (NEC)[1]Šroub2,0 mmJaponský telekomunikace v 70. a 80. letech
Deutsch 1000ŠroubTelecom
DIN (LSA)ŠroubIEC 61754-3[7]Telecom v Německu v 90. letech, měřicí zařízení
OPTIMÁLNÍŠroubPlastové vlákno
OptoClip IISnap (spojka push-pull)n / aŽádné - použité holé vláknoProprietární Hüber & SuhnerDatacom a telecom, naposledy vyrobeno v roce 2005[Citace je zapotřebí ]

Kontakt

Moderní konektory obvykle používají a fyzický kontakt vyleštěte na konci vlákna a koncovky. Jedná se o mírně konvexní povrch s vrcholem křivky přesně vycentrovaným na vlákně, takže když jsou konektory spojeny, jádra vlákna přicházejí do přímého vzájemného kontaktu.[19][20] Někteří výrobci mají několik kvalit polské kvality, může být například označen běžný konektor FC FC / PC (pro fyzický kontakt), zatímco FC / SPC a FC / UPC může označovat super a ultra polské kvality, resp. Vyšší stupně leštění poskytují menší ztrátu vložení a odraz dolní části zad.

Mnoho konektorů je k dispozici s leštěnou čelní stranou vlákna pod úhlem, aby se zabránilo zpětnému pohybu světla odrážejícího se od rozhraní. Kvůli úhlu nezůstává odražené světlo v jádru vlákna, ale naopak prosakuje ven do pláště. Úhlově leštěné konektory by měly být spojeny pouze s jinými úhlově leštěnými konektory. Úhel APC je obvykle 8 stupňů, avšak SC / APC v některých zemích existuje také jako 9 stupňů. Spojení s úhlovým leštěným konektorem způsobí velmi vysokou ztrátu vložení. Konektory s leštěným úhlem mají obecně větší útlum vložení než kvalitní přímé kontaktní kontakty. "Ultra" kvalitní konektory mohou při připojení dosáhnout srovnatelného zpětného odrazu s úhlovým konektorem, ale úhlové připojení udržuje nízký zpětný odraz, i když je výstupní konec vlákna odpojen.

Úhlově leštěná spojení se viditelně odlišují použitím zelené manžety odlehčení tahu nebo zeleného těla konektoru. Díly se obvykle identifikují přidáním „/ APC“ (úhlový fyzický kontakt) k názvu. Například úhlový FC konektor může být označen FC / APC nebo pouze FCA. Neohnuté verze mohou být označeny jako FC / PC nebo se speciálními označeními, jako je FC / UPC nebo FCU, které označují „ultra“ lešticí prostředek na čelní straně vlákna. Existují dvě různé verze FC / APC: FC / APC-N (NTT) a FC / APC-R (redukované). Klíč konektoru FC / APC-N se nevejde do slotu klíče adaptéru FC / APC-R.

Field-mountable konektory

Field-mountable optical fiber connectors are used to join optical fibre jumper cables that contain one single-mode fiber. Pro restaurátorské práce v terénu a pro eliminaci nutnosti mít propojovací kabely různých velikostí se používají konektory z optických vláken montovatelné v terénu.

Tyto sestavy lze rozdělit do dvou hlavních kategorií: sestavy konektorů s jedním spojem a sestavy konektorů s více spoji. Podle Telcordia GR-1081,[21] sestava konektoru s jedním spojem je sestava konektoru, kde je pouze jedno místo, kde jsou spojena dvě různá vlákna. To je situace obecně zjištěná, když jsou sestavy konektorů vyrobeny z továrně sestavených konektorů optických vláken. Sestava konektoru s více spoji je sestava konektoru, kde je více než jedno těsně rozmístěné spojení spojující různá vlákna dohromady. Příkladem sestavy konektoru s více spoji je sestava konektoru, která používá zástrčku konektoru typu pahýl.

Atributy

Vlastnosti dobrého designu konektoru:

  • Nízká ztráta vložení
  • Vysoká ztráta návratnosti (nízký množství odrazu na rozhraní)
  • Snadná instalace
  • Nízké náklady
  • Spolehlivost
  • Nízká citlivost na životní prostředí
  • Snadnost použití

Analýza

  • Obecně by ztráta vložení neměla překročit 0,75dB a ztráta zpětného toku by měla být vyšší než 20 dB. Typická opakovatelnost vložení, rozdíl v ztrátě vložení mezi jedním připojením a druhým, je 0,2 dB.
  • U všech konektorů čištění keramické objímky před každým připojením pomáhá předcházet poškrábání a podstatně prodlužuje životnost konektoru.
  • Konektory na vlákně udržujícím polarizaci jsou někdy označeny modrou odlehčovací manžetou nebo tělem konektoru. Někdy se místo toho na vlákno používá modrá vyrovnávací trubice.[22]
  • Konektory z tvrzeného optického vlákna (HFOC) a Adaptéry z tvrzeného optického vlákna (HFOA) jsou pasivní telekomunikační komponenty používané v venkovní rostlina životní prostředí. Poskytují přímé připojení k zákazníkům z optických distribučních sítí. Tyto komponenty mohou být opatřeny uzávěry podstavců,[poznámka 1][23] anténní a podzemní uzávěry a terminály nebo zařízení umístěná v prostorách zákazníka, jako je Fiber Distribution Hub (FDH) nebo terminál optické sítě jednotka.
Tyto konektory, které jsou matovatelné v poli a jsou odolné pro použití v OSP, jsou potřebné k podpoře nasazení a nabídky služeb Fiber to the Premises (FTTP). HFOC jsou navrženy tak, aby vydržely klimatické podmínky existující v celých USA, včetně deště, záplavy, sněhu, plískanice, silného větru a ledových a písečných bouří. Lze narazit na teploty okolí od -40 ° C (70 ° F) do 70 ° C (158 ° F).
Telcordia GR-3120[24] obsahuje nejnovější generické požadavky v oboru pro HFOC a HFOA.

Testování

Výkon optického konektoru ze skleněných vláken je ovlivněn jak konektorem, tak skleněným vláknem. Tolerance soustřednosti ovlivňují vlákno, jádro vlákna a tělo konektoru. Optický index jádra lomu také podléhá změnám. Stres v leštěném vlákně může způsobit nadměrnou ztrátu návratnosti. Vlákno může klouzat po své délce v konektoru. Během leštění může být tvar špičky konektoru nesprávně profilovaný. Výrobce konektorů má nad těmito faktory malou kontrolu, takže výkon v provozu může být výrazně nižší než specifikace výrobce.

Testování sestav optických konektorů spadá do dvou obecných kategorií: tovární testování a testování v terénu.

Tovární testování je někdy statistické, například kontrola procesu. Může být použit profilovací systém k zajištění správného celkového leštěného tvaru a kvalitní optický mikroskop ke kontrole poškození. Účinnost vloženého útlumu a útlumu zpětného chodu se kontroluje pomocí konkrétních referenčních podmínek, proti referenčnímu jednomodovému testovacímu kabelu nebo obklopený tok kompatibilní zdroj pro testování více režimů. Testování a odmítnutí (výtěžek ) může představovat významnou část celkových výrobních nákladů.

Polní testování je obvykle jednodušší. Speciální ruční optický mikroskop se používá ke kontrole nečistot nebo skvrn. A měřič výkonu a světelný zdroj nebo sada pro zkoušku optické ztráty (OLTS) se používá k testování úbytků typu end-to-end a optický reflektometr v časové oblasti lze použít k identifikaci významných bodových ztrát nebo ztrát zpětnosti.

Viz také

Poznámky

  1. ^ Uzávěry podstavcových terminálů jsou určeny k umístění pasivních telekomunikačních komponent používaných v prostředí Outside Plant (OSP). Podle Telcordia GR-13 v těchto uzávěrech mohou být umístěny takové komponenty, jako jsou měděné svorkovnice, koaxiální odbočky nebo pasivní optická distribuční zařízení používaná k distribuci telefonních služeb a širokopásmových služeb.

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i "Identifikátor konektoru". Asociace optických vláken. 2010. Citováno 18. října 2014.
  2. ^ Silva, Mário Marques da (06.01.2016). Kabelové a bezdrátové sítě: teorie a praxe. CRC Press. ISBN  9781498746830.
  3. ^ Alwayn, Vivek (2004). „Technologie optických vláken“. Citováno 15. srpna 2011.
  4. ^ „Tabulky referenčních kódů správy modulů SFF“. SNIA. Citováno 11. listopadu 2020.
  5. ^ „Datový list DMI“ (PDF). DIAMOND SA. Archivovány od originál (PDF) dne 10. října 2014. Citováno 6. října 2014.
  6. ^ „Úřad Evropské unie pro duševní vlastnictví (EUIPO): Informace o ochranné známce E-2000“. Citováno 2019-12-08.
  7. ^ A b C d E F G „Historie konektorů - škálování AFL“. AFL Hyperškálování. Citováno 2018-11-05.
  8. ^ A b C d E F G h i j Keizer, Gerd (srpen 2003). Základy optické komunikace. McGraw-Hill Networking Professional. str. 132–. ISBN  0-07-141204-2.
  9. ^ Standard TIA FOCIS-4, TIA-604-4-B
  10. ^ A b „Konektory optických vláken“. Archivovány od originál 12. března 2016. Citováno 18. října 2014.
  11. ^ Sezerman, Omur; Best, Garland (prosinec 1997). „Přesné zarovnání zachovává polarizaci“ (PDF). Svět laserového ostření. Citováno 7. prosince 2016.
  12. ^ A b „Výukový program pro konektory optických vláken v malém provedení“. Fiberstore. 3. června 2014. Citováno 18. října 2014.
  13. ^ A b US patent 20140126875, Lou Guzzo, Inman, SC (USA), „Connector Ferrule Holder“, vydáno 8. května 2014 
  14. ^ A b C Shimoji, Naoko; Yamakawa, červen; Shiino, Masato (1999). „Vývoj konektoru Mini-MPO“ (PDF). Recenze Furukawa (18): 92.
  15. ^ "Často kladené otázky". USA Conec. Archivovány od originál dne 21. dubna 2009. Citováno 12. února 2009.
  16. ^ „MTP / MPO vláknové řešení“.
  17. ^ „Katalog výrobků z optických vláken Amphenol, standardní rozlišení SMA, strana 131-132“ (PDF). Citováno 2019-02-28.
  18. ^ Neal Weiss (7. července 2016). „Co je konektor SMA a proč nás to zajímá?“. Centrum optických vláken. Citováno 16. srpna 2018.
  19. ^ „Důležitost geometrie pro konektory optických vláken“ (PDF). Kabelové systémy Corning. Dubna 2006.
  20. ^ Yin, Ling; Huang, H .; Chen, W. K.; Xiong, Z .; Liu, Y.C .; Teo, P.L. (Květen 2004). "Leštění optických konektorů". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 44 (6): 659–668. doi:10.1016 / j.ijmachtools.2003.10.029.
  21. ^ „GR-1081, Obecné požadavky na konektory z optických vláken montovatelné v terénu“. Telcordia.
  22. ^ „Polarizace udržující vláknové patchcordy a konektory“ (PDF). OZ optika. Citováno 6. února 2009.
  23. ^ GR-13-CORE, obecné požadavky na uzávěry podstavců, Telcordia.
  24. ^ GR-3120, Obecné požadavky na konektory z tvrzených optických vláken (HFOC) a adaptéry z tvrzených optických vláken (HOFA), Telcordia.

externí odkazy