Оптические разъемы

Оптические разъемные соединители (ОРС)  имеют такое же предназначение в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), что и электрические разъемы (ЭР) в электрических линиях связи. Разница лишь в том, что оптические разъемы обеспечивают непрерывность оптического, а не электрического потока. Первые ОР появились одновременно с оптическими кабелями (ОК), намного позднее, чем ЭР.  Ввиду сложности передачи оптического потока, номенклатура ОР менее  многообразна, а конструктивные особенности ОР и ЭР имеют мало общего.

Оптический разъем состоит из корпуса, внутри которого расположен наконечник (феррула) с прецизионным продольным концентрическим каналом. Диаметр канала зависит от типа оптического волокна - одномодовое или многомодовое. Для одномодового волокна диаметр канала феррулы равен 125,5-127 мкм, для многомодового 127-130 мкм. Наиболее распространенный внешний диаметр феррул — 2,5 мм, но в оптических разъемах с малым форм-фактором используются феррулы диаметром 1,25 мм. В качестве материала феррул в основном используется диоксид циркония.

Назначение оптического разъема – обеспечить прохождение света из одного элемента ВОЛС в другой  с самыми минимальными оптическими потерями на стыке, формируемом разъемом.

Сложность минимизации потерь на стыке связана в первую очередь с необходимостью центрирования поперечного сечения передающего и приемного ОВ в разъеме, которое должно быть выполнено с высокой точностью, так как диаметр ОВ мал – 50 и 62,5 мкм для многомодового (ММ) и 10 мкм для одномодового (ОМ) волокон. Это центрирование осуществляется с помощью наконечника – ферула.

Оптический разъем должен обеспечить минимальные вносимые потери (параметр стыка) как в нормальных климатических условиях, так и при воздействии различных внешних факторов. Кроме того, должна гарантироваться стабильность параметров стыка при многократном соединении-разъединении.

Основные параметры передачи

К основным  характеристикам оптических коннекторов относятся: параметры передачи, долговременная стабильность и стойкость к воздействию внешних условий.

Главными параметрами передачи ОР  являются вносимое затухание и обратное отражение. Эти параметры зависят, в основном, от таких факторов, как поперечное смещение осей и угла между ними, а также от френелевского отражения оптического сигнала на границе раздела двух оптических сред.

Оптическое затухание оказывает основное влияние на величину суммарных потерь в оптическом тракте. Величина оптического затухания главным образом зависит от поперечного отклонения сердцевин стыкуемых оптических волокон.

Еще одной важной оптической характеристикой является обратное отражение. Основной источник отраженного сигнала - граница раздела двух сред, к примеру, материал оптического волокна и воздуха. Эта составляющая потерь может достигать значительных величин. Кроме того, обратное отражение является непостоянным во времени. Под влиянием внешних воздействий оно может нарушить стабильность работы системы. Наиболее серьезные проблемы обратное отражение создает для узкополосных лазеров с высокой когерентностью излучения (которые, например, используются в DWDM-системах и в оборудовании для сетей кабельного телевидения).

При создании линий оптической связи возникает проблема  необходимости сращивания волоконных световодов друг с другом. Для выполнения данной задачи применяются разъемные или неразъёмные оптические соединители. Неразъёмные соединители широко используются при создании линий связи большой протяжённости (например, сетей связи общего пользования масштаба города и более). К неразъемным относятся механические соединения и сварка оптических волокон. Разъемные конекторы применимы при  построении оптических трактов СКС, которые характеризуются небольшой протяженностью.

Основные функции оптического разъёма:

- обеспечение ввода волокна в точку сращивания с заданным радиусом изгиба;

- защита волокна от внешних механических и климатических воздействий;

- фиксация волокна в центрирующей системе.

Оптические разъёмы должны отвечать следующим техническим требованиям:

внесение минимального затухания в сочетании с получением высокого затухания обратного рассеяния;

обеспечение долговременной стабильности и воспроизводимости параметров;

простота установки на кабель;

простота процесса подключения и отключения;

высокая механическая прочность при минимальных габаритах и массе;

наличие у наконечников выпуклых торцевых поверхностей;

предварительная специальная обработка наконечников.

Основные типы оптических коннекторов:

ST –одиночный конектор.

Небольшого размера с байонетным замком для фиксации (разъединение и соединение (гайку требуется повернуть на четверть оборота – 90°). Этот тип разъема предпочтительно использовать там, где не требуется защита от вибрации, например в офисе.) Рекомендуется к использованию в многомодовых соединениях. Технология монтажа этих коннекторов – клеевая или обжимная. Не рекомендованы для новых инсталляций.

FC – одиночный коннектор, имееющий металлический или пластмассовый корпус и фиксирующийся резьбовым соединением. Наиболее часто используются с одномодовыми волокнами и имеют уровень вносимых потерь порядка 0,4 дБ. Устойчив к  ударам и вибрации. Рекомендован для одномодовых соединений в системах дальней радиосвязи и специализированных системах. Используемое в разъемах резьбовое соединение обеспечивает надежную защиту от случайного разъединения.

SC – самый популярный  тип оптического коннектора, изготавленный из пластмассы, с прямоугольным поперечным сечением. Фиксация осуществляется за счет защелки с фиксатором по принципу “тяни–толкай", чем обеспечивается защита от случайных механических воздействий. Благодаря своей форме и принципу действия, эти разъемы могут устанавливаться в распределительные устройства с высокой плотностью монтажа. Преимуществами коннектора типа SC являются легкость и быстрота соединения благодаря отсутствию вращательных движений при его осуществлении. Также в отличие от одинарного (simplex) коннектора применяется двойной (duplex), в котором два коннектора SC объединены в один корпус. Технология установки – клеевая или обжимная. Вносимые потери оптического разъема SC составляют 0,4 дБ и ниже.

SMA – коннектор небольшого размера с фиксирующей гайкой, обеспечивающий жесткое соединение. Раньше использовался в устройствах связи передачи данных в измерительной аппаратуре. Кроме техники ЛВС и СКС разъём данного вида достаточно широко применяется в промышленных системах, медицинской и военной технике. За счёт применения специальных конструктивных мероприятий степень защиты сращиваемых волокон может составлять уровень IP-65.

LC - Миниатюрные разъемы, имеющие размеры примерно в два раза меньшие, чем обычные варианты SC, FC, ST, диаметр наконечника составляет 1,25 мм, а не 2,5 мм. Это позволяет реализовать большую плотность при установке на коммутационной панели и плотную схему установки в стойку. Разъем фиксируется с помощью прижимного механизма, который исключает случайное разъединение.

D4 - этот тип оптических разъемов широко применяется для одномодового волокна. Он похож во многом на разъем FC, но имеет наконечник меньшего диаметра — 2,0 мм. Вносимые потери разъема D4 составляют около 0,4 дБ.

FDDI  -Разъем спроектирован как двухканальный, использует два керамических наконечника и механизм боковых защелок. Прочный кожух защищает наконечники от случайных повреждений, а  плавающий стык обеспечивает ему плотное сочленение без усилий. Уровень вносимых потерь составляет порядка 0,3 дБ для одномодового волокна и порядка 0,5 дБ для многомодового. FDDI — технология локальных сетей, используемая для пакетной передачи данных со скоростью 100 Мбит/с в соответствии со стандартом ANSI.

Е-2000 и F-3000 разъемы. Для разъединения разъемов требуется специальный ключ, поэтому вероятность случайного разъединения разъема Е-2000 сводится к нулю. После разъединения коннектора, отверстие закрывают специальные шторки. Данные разъемы отличаются  большим количество циклов соединений - до 2000.

Существует еще большое количество типов оптических разъемов - HDSC, FJ, Mini-MPO, SC-Compact, MU, SCDC, SCQC, Mini-MT, MT-RJ, Optoclip II, VF-45 и пр. Эти разъемы имеют узкое прикладное назначение и  не получили широкого применения настоящее время.

Купить электронные компоненты Вы можете обратившись в офис компании Партнёр.

дизайн
Компания Сансити