Оптические разъемы в ВОЛС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптические разъемы в ВОЛС



Простые, надежные и достаточно недорогие разъемы с высокими характеристиками передачи - основа достижения высокой эффективности коммутации в волоконно-оптических системах.

При разработке оптических коннекторов (этот термин наиболее широко используется для определения оптических разъемов в целом и их части) необходимо было создать простые, надежные и достаточно недорогие конструкции, обеспечивающие малые уровни потерь и отраженного оптического сигнала. Причем если для высокоскоростных систем дальней связи цена имеет меньшее значение, то для локальных внутри объектовых сетей ценовой фактор является одним из основных.

Поскольку удовлетворить всем требованиям в рамках одной конструкции довольно сложно, сегодня разработано более семидесяти типов оптических коннекторов для ВОЛС различного назначения.

Наибольшее распространение получили симметричные коннекторы с конструктивным решением штекерного типа.

Для стыковки двух оптических коннекторов разработаны оптические адаптеры. Стыкуемые коннекторы могут быть одного типа, а могут быть разными. В этом случае они совмещаются в гибридном оптическом адаптере. В настоящее время производители предлагают разные модели гибридных адаптеров, которые позволяют соединять друг с другом большинство типов коннекторов, используемых наиболее часто. В некоторые адаптеры в случае необходимости также могут устанавливаться аттенюаторы для ослабления оптического сигнала.

Конструкция штекерного типа выглядит так: оптическое волокно фиксируется в прецизионном наконечнике-ферруле, которая, в свою очередь, вставляется в прецизионную вставку-центратор. Фиксация коннекторов в адаптере может быть байонетной, резьбовой или замковой.

Некоторые типы оборудования требуют включения дуплексных пар оптических волокон, для чего были разработаны дуплексные коннекторы. Первоначально реализация дуплексного коннектора осуществлялась посредством пластмассового зажима из двух симметричных половин, содержащих гнезда. В эти гнезда укладывалась пара коннекторов, фиксируемых защелкой. Для создания дуплексных коннекторов более подходили типы разъемов, корпуса которых имеют поперечное сечение в форме квадрата.

Возрастание объемов продаж оборудования, использующего дуплексные пары оптических волокон, определило необходимость разработки дуплексных коннекторов в едином корпусе. Сегодня практически всеми производителями оптических коннекторов предлагаются разные варианты дуплексного исполнения. Очередным шагом в развитии производства разъемов для соединения оптических волокон стало создание соединителей для ленточных элементов в едином буферном покрытии. Однако даже с помощью сварки - метода более точного и надежного - получить стыки таких волокон с высоким качеством достаточно сложно, а доля ленточных волоконно-оптических кабелей в мире пока относительно невелика (их основными потребителями являются США и Япония). Однако нельзя исключать, что с распространением многоволоконных кабелей возрастет потребность и в разъемных соединителях для таких кабелей.

Основные параметры передачи

оптический коннектор полировка оконцевание

Ключевые характеристики оптических коннекторов можно разделить на следующие группы: параметры передачи, долговременная стабильность и стойкость к воздействию внешних условий.

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



Вносимые потери за счет скосов при полировке

Наибольшее значение для оценки потерь, вносимых разъемным соединением, имеет оптическое затухание. Этот параметр оказывает основное влияние на величину суммарных потерь в оптическом тракте. Величина оптического затухания главным образом зависит от разъюстировки (поперечного отклонения) сердцевин стыкуемых оптических волокон.

Формирование вносимых потерь в коннекторах PC и UPC

Оптический контакт в коннекторах серии APC

Кроме вносимого затухания, важной оптической характеристикой является обратное отражение. Основной источник отраженного сигнала - граница раздела двух сред, например 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 в конечном итоге 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).

Вследствие небольшого количества разъемных соединений в тракте требования к величине вносимых ими потерь были несколько снижены по сравнению с требованиями, предъявляемыми, например, к сварным соединениям. Это позволило значительно упростить конструкцию и снизить стоимость изделий, в которых позиционирование стыкуемых волокон ограничивается пассивной поперечной юстировкой.

Технология оконцевания

Производители предлагают различные технологии оконцевания, то есть монтажа коннекторов на оптические волокна.

На определенном этапе (который теперь можно считать первоначальным) предполагалось, что технология создания разъемных соединений будет включать в себя технологические операции по закреплению соединяемых оптических волокон в штекере-заготовке с помощью химического фиксатора. В качестве фиксатора использовался эпоксидный клеи или его аналоги. После закрепления волокно необходимо было сколоть, а затем особым образом отполировать торец разъема с выступающим волокном до достижения требуемых форм торца.

С целью ускорения процесса инсталляции были разработаны технологии без использования эпоксидного клея. Такие технологии используют механическую фиксацию волокна встроенными в коннектор зажимами, термофиксацию клеями-расплавами и т.п. Однако со временем популярность подобных технологий снизилась. Вероятно, причинами этого стала хладотекучесть клеев-расплавов под давлением, вследствие чего оптическое волокно внутри коннектора со временем смещалось вдоль оси, а это влекло за собой ухудшение или потерю физического контакта, и, следовательно, рост вносимых потерь и обратных отражений.

В настоящее время наибольшее распространение получили коннекторы с вмонтированным отрезком оптического волокна в буферном и вторичном покрытиях. Этот отрезок стыкуется с волокном кабеля. Несмотря на то, что вместо одного места стыка получается два, такая технология хорошо зарекомендовала себя на практике. Ее основное достоинство - отсутствие при оконцевании волокон технологической операции полировки торца коннектора, требующей больших затрат времени, а для высокоскоростных сетей - еще и дорогостоящего оборудования шлифовки и контроля. Эти процедуры проводятся в стационарных условиях на предприятии-изготовителе. Подобный подход позволяет производителю практически бесконечно улучшать качество полировки торцов соединяемых волокон, использовать новые технологии, направленные на сокращение потерь и улучшение параметров оптических разъемов, не заставляя при этом покупателя приобретать все более совершенное (и, разумеется, дорогостоящее) оборудование для окончательной подготовки разъемов к работе.

Обеспечение оптического контакта

Технологически сложно добиться получения полностью перпендикулярных торцов с идеальными поверхностями контакта в процессе полировки волокон. Минимизация величины отраженного сигнала требует гарантированного отсутствия воздушного зазора между сердцевинами стыкуемых оптических волокон. Для достижения этого торцы стыкуемых волокон полируются таким образом, чтобы получить сферические поверхности. При стыковке задается продольный прижим волокон, что вызывает упругую деформацию торцов волокон и оптический контакт в области сердцевин соединяемых волокон, при котором воздушный зазор между ними становится минимальным.

Плоские коннекторы (Flat connectors)

Одним из первых решений по подготовке торцевых поверхностей была полировка торца наконечника с укрепленным в нем оптическим волокном перпендикулярно оси волокна. Во избежание непосредственного контакта волокон, который может привести к серьезным повреждениям, - царапинам и сколам, - при таком подходе реализуется углубление около нескольких микрометров (2-3 мкм). Для улучшения характеристик иногда применяется иммерсионный гель, коэффициент преломления которого близок к материалу оптического волокна. Гель заполняет зазор между наконечниками.

Коннекторы серии РС

Способ подготовки торцевых поверхностей под названием "физический контакт" (Physically Contact - PC) предполагает фиксацию оптического волокна в алюминиевом наконечнике. Торец определенным образом полируется с целью достижения полного контакта торцевых поверхностей. Однако при полировке волокна происходят негативные изменения поверхностного торцевого слоя в инфракрасном диапазоне (так называемый "инфракрасный слой"), обусловленные механическими изменениями при полировке. Этот фактор ограничивает применение таких коннекторов на высокоскоростных сетях (565 Мбит/с).

Коннекторы серии SРС (Super Physically Contact)

Для улучшения контакта оптического волокна радиус сердечника был сужен до 20 мм, а в качестве материала наконечника использовался более мягкий цирконий. Благодаря этому подходу снизились такие дефекты полировки, как скосы. Возможность изгиба циркония на субмикронном уровне позволила волокну контактировать даже при скосах в сотни микрон без значительного ухудшения параметров. Однако проблему инфракрасного слоя такая полировка оставляет нерешенной.

Коннекторы серии UPC

Методика полировки торцов UPC (Ultra Physically Contact) характеризуется малыми напряжениями. Полировка осуществляется под контролем сложных и дорогостоящих систем управления. В результате устраняется проблема поверхностного инфракрасного слоя. Параметр отражения значительно улучшен, и такие коннекторы могут применяться в высокоскоростных системах с пропускной способностью 2, 5 Гбит/с и выше.

Коннекторы серии APC

Наиболее действенным способом снижения уровня энергии отраженного сигнала является метод полировки торцов оптических волокон под углом 8-12° от перпендикуляра к оси волокна (Angled Physically Contact - АРС). В таком стыке отраженный световой сигнал распространяется под углом большим, чем угол, под которым сигнал вводится в оптическое волокно.

АРС-коннекторы отличаются цветовой маркировкой хвостовиков (как правило, зеленого цвета), поскольку они не могут использоваться совместно с коннекторами другой полировки.

Следует отметить, что некоторые производители меняют местами наименования Super PC и Ultra PC, на что следует обращать внимание во избежание несоответствия соединений проектным параметрам. Особенно это касается вновь устанавливаемых адаптеров и коннекторов на линиях, где уже используется продукция других производителей.

Вообще, при подключении двух коннекторов через адаптер лучше использовать коннекторы одной серии. При сопряжении коннекторов различных серий (flat, super PC, ultra PC) коэффициент отражения смешанной пары будет хуже. Использование других серий совместно с серией APC вообще недопустимо и может привести к выходу одного или обоих коннекторов из строя.

Основные типы разъемов

Коннекторы типа FC

Коннекторы типа FC были разработаны компанией NTT и ориентированы в основном на применение в одномодо-вых 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.

Адаптер для FC с аттенюатором

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.

Коннектор FC с металлической феррулой

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.

Коннекторы типа ST

Коннекторы БТбыли разработаны специалистами компании AT&T в середине 80-х годов. Удачная конструкция этих коннекторов обусловила появление на рынке большого числа их аналогов.

В настоящее время коннекторы ST получили широкое распространение в оптических подсистемах локальных сетей.

Коннекторы ST фиксируются байонетным замком

Керамический наконечник диаметром 2, 5 мм, с выпуклой торцевой поверхностью диаметром 2 мм обеспечивает физический контакт стыкуемых световодов. Для защиты торца волокна от повреждений при прокручивании в момент установки применяется боковой ключ, входящий в паз розетки; вилка на розетке фиксируется байонетным замком.

Коннекторы ST просты и надежны в эксплуатации, легко устанавливаются, относительно недороги. Однако простота конструкции имеет и отрицательные стороны: эти коннекторы чувствительны к резким усилиям, прилагаемым к кабелю, а также к значительным вибрационным и ударным нагрузкам, ведь наконечник представляет собой единый узел с корпусом и хвостовиком. Этот недостаток ограничивает применение подобного типа коннекторов на подвижных объектах.

Детали коннекторов ST обычно изготавливаются из цинкового сплава с никелированием, реже из пластмассы.

При сборке коннекторов арамидные нити упрочняющей оплетки кабеля укладываются на поверхность задней части корпуса, после чего надвигается и обжимается металлическая гильза. Такая конструкция позволяет в значительной мере снизить вероятность обрыва волокна при выдергивании коннектора. Для дополнительного увеличения механической прочности соединительных шнуров в коннекторах ряда производителей предусматривается обжим на задней части корпуса не только арамидных нитей, но и внешней оболочки миникабеля.

Активное применение коннекторов ST обусловило поиск вариантов улучшения качественных показателей этой продукции. Таким образом, по мере разработки появились SPS- и UPS-версии коннекторов такого типа.

Коннекторы типа SC

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

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.

Biconic

Разъемы типа Biconic получили распространение в США благодаря усилиям Lucent Technologies. Корпус коннектора выполняется из пластмассы и может содержать ключ, препятствующий вращательному движению сердечника при вкручивании. Нестандартный подпружиненный керамический сердечник выполнен в форме усечен-ного конуса, а у основания диаметр конуса почти равен внутреннему диаметру корпуса. Такая конструкция на вид обладает большей надежностью, чем ее аналоги. Однако исследования показали, что этот тип коннекторов проигрывает по температурной стабильности характеристик коннекторам с феррулой сложной многослойной конструкции. Кроме того, нестандартная конструкция сердечника усложняла использование таких коннекторов в гибридных разъемах.

Коннектор Biconic требует особого подхода к разработке гибридных адаптеров

В настоящее время коннекторы Biconic полностью уступили свои позиции современным типам коннекторов с сердечником стандартных размеров.

DIN

Традиционно изделия, соответствующие этому стандарту, были широко распространены в Германии и других европейских государствах. 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.

Коннекторы типа DIN нашли применение в тестовой аппаратуре и телекоммуникационном оборудовании.

D4

Коннекторы D4 также получили распространение в Европе. Основными особенностями их конструкции являются ключ, выступающий за пределы металлического корпуса (нетехнологичная конструкция) и нестандартный керамический сердечник диаметром 2 мм. Для фиксации на розетке коннекторы снабжаются накидной гайкой с резьбой М8х0, 75.

Несмотря на указанные недостатки, этот тип коннекторов выпускался довольно долго, и к концу 90-х годов прошлого века уже производились PS-, SPS- и UPS-версии таких коннекторов. Основными производителями коннекторов D4 являются западноевропейские фирмы, однако для производства оборудования, поставляемого европейским операторам, выпуск таких коннекторов налажен и в США.

Е-2000

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).

Конструкция E-2000 сводит к минимуму человеческий фактор

Наконечник в коннекторах типа Е-2000 выполняется в виде многослойной феррулы диаметром 2, 5 мм. Корпусы коннекторов и адаптеров изготавливаются из прочного полимера. Основное новшество - пластмассовые шторки, выполняющие функцию заглушек при отключении адаптера. Они также служат для предотвращения попадания пыли на плоскость оптического контакта.

Этот тип коннекторов отличается улучшенными оптическими показателями и стабильными температурными характеристиками, а также высокой надежностью (гарантировано не менее 2 тыс. циклов включения-выключения). Сечение корпуса - квадратное, что позволяет легко реализовать дуплексные коннекторы.

Кроме прочего, следует отметить неоспоримое достоинство этой продукции - снижение влияния человеческого фактора. При включении предупреждены: возможность повреждения торцевой поверхности оптического волокна за счет избыточных усилий, направленных на соединение двух коннекторов; недостаточное усилие включения; неверное позиционирование, а также огрехи при очистке поверхностей оптического контакта.

Коннектор разработан и производится компанией Diamond, уделяющей особое внимание качеству продукции. Кроме западноевропейских государств, производственные мощности этой компании расположены и в странах Восточной Европы. Несмотря на высокие оптические показатели и надежность конструкции, ценовой фактор все-таки сдерживает широкомасштабное внедрение Е-2000.

Появление Е-2000 положило начало новому этапу в создании коннекторов для оптических волокон - разработке коннекторов SFF (Small Form Factor), о которых речь пойдет далее.

Разъемы с увеличенной плотностью монтажа

Анализ преимуществ и недостатков коннекторов, разработанных ранее, показал необходимость создания новых типов коннекторов. При тех же рабочих параметрах, что и у своих предшественников, они должны были обеспечивать большую экономию места, чтобы увеличить плотность монтажа на лицевых панелях.

За основу для размеров адаптеров были приняты габариты разъема для металлических токоведущих жил типа RJ-45. Это позволило использовать общие конструктивные решения под установку RJ-45 и оптических коннекторов разрабатываемых конструкций.

Ведущие производители пассивных оптических компонентов включились в разработку коннекторов нового поколения. Из целого перечня моделей наибольшее распространение получили коннекторы типа LC, MT-RJ, VF-45n MU. Ряд производителей пассивных оптических компонентов уже приобрели лицензии на выпуск коннекторов этих типов, и объемы продаж их постоянно растут.

Коннекторы типа LC

Разработчик коннекторов типа LC - американская компания Lucent Technologies - является одним из ведущих производителей телекоммуникационного оборудования, а следовательно и "законодателем мод" в области пассивной оптики. Этому типу разъемов изначально (и, как впоследствии оказалось, вполне обоснованно) отводилась роль лидера продаж как в Соединенных Штатах, так и в Европе.

LC - лидер в сегменте разъемов с увеличенной плотностью монтажа

Конструкция коннектора сравнительно проста: керамический сердечник диаметром 1, 25 мм, не связанный с пластмассовым корпусом. Механизм фиксации - защелка (аналогично RJ-45). Потери, по данным производителя, - порядка 0, 2 дБ. Пара коннекторов легко объединяется в дуплекс.

Коннекторы типа MT-RJ

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.

Средняя величина потерь составляет порядка 0, 2 дБ.

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

Коннекторы типа VF-45

Корпорация 3М также не могла не отреагировать на рыночные тенденции относительно внедрения коннекторов SFF. Компания разработала собственную конструкцию - дуплексный коннектор VF-45 для одномодовых и многомодовых волокон - и стала активно продвигать его на рынке. Он также может реализовываться под названием SJ.

В VF-45 вместо наконечников используются V0образные канавки

Этот коннектор выполнен по технологии push-pull - подключение производится линейно. Следует отметить, что в целях эргономичности хвостовик коннектора наклонен под углом примерно в 45° от плоскости соединения волокон, то есть опущен вниз. При этом обеспечивается высокая плотность монтажа - используется панель для монтажа RG-45. Вместо керамических феррул, применяемых большинством производителей, используется V-образная канавка, что удешевляет коннектор в производстве.

Производитель гарантирует качество и стабильность характеристик, основываясь на более чем десятилетнем опыте эксплуатации оптических соединителей, выполненных с применением этой технологии. Коннектор снабжен самозащелкивающейся шторкой для предотвращения попадания пыли на поверхность оптического контакта.

Производитель гарантирует высокие показатели качества: уровень затухания не выше 0, 75 дБ, а обратное отражение составляет менее 26 дБ.

Как и коннекторы типа MT-RJ, VF-45 предназначены для использования в телекоммуникационном оборудовании: коммутаторах, концентраторах, маршрутизаторах.

Коннекторы типа MU

Коннекторы этого типа разработаны компанией NTT и производятся рядом других компаний. Они представляют собой уменьшенный приблизительно вдвое аналог SC. 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.

Предполагается, что коннекторы нового поколения постепенно займут лидирующие позиции на рынке, а затем и вовсе вытеснят своих предшественников, если к этому времени не будут разработаны более совершенные конструкции коннекторов, объединяющих в себе достоинства вышеперечисленных моделей и, вместе с тем, превосходящие их по каким-либо факторам (к примеру, по цене или надежности).



Перспективы для локальных сетей

Сегодня активное применение одномодовых оптических волокон при строительстве локальных сетей определяет необходимость производства многих разъемов как в одномодовом, так и в многомодовом исполнении.

Дальнейшее совершенствование структурированных кабельных сетей возможно с использованием материалов, не применяющихся в настоящее время (например, волокна из полиамида в качестве среды передачи). Это определит необходимость разработки специализированных пассивных оптических компонентов, что выделит решения для локальных сетей в отдельную самостоятельную сферу. В результате невозможно будет использовать существующие ныне конструкции пассивных оптических компонентов (в данном случае оптических разъемов) в качестве универсальных. Вместе с тем появление новых конструктивных решений может стать мощным толчком как для модификации существующих, так и для создания специализированных разъемов новых типов.

Еще один движущий фактор совершенствования разъемов - это разработка более высокоскоростного оборудования систем передачи. Следствием этого станут новые требования к пассивным оптическим компонентам, что также обуславливает необходимость совершенствования существующих и создание новых конструкций оптических разъемов.

Пассивные устройства в ВОЛС

Пассивное оптическое оборудование используется во время монтажа оптических сетей передачи данных, пуско-наладочных работ на узлах связи и при повседневной эксплуатации. На узлах связи параметры необходимых пассивных компонентов обычно определены заранее. При организации распределительных узлов на стороне абонента требуется использование дополнительных элементов, таких как оптические аттенюаторы, адаптеры и т.д. С развитием сетей PON и FTTx распространение получили оптические разветвители (сплиттеры).

Представленный широкий спектр пассивных оптических компонентов сетей передачи данных учитывает высочайшие требования к качеству и точности характеристик.

Оптические сплиттеры

Оптические сплиттеры/делители являются пассивными компонентами оптических сетей связи и предназначены для деления мощности оптического сигнала на части в заданных пропорциях. В общем виде сплиттер можно представить как узел с определенным количеством входных и выходных оптических каналов, между которыми и происходит деление мощности.

Наиболее широкое применение сплиттеры нашли в сетях операторов кабельного телевидения и в современных пассивных оптических сетях (PON). Существенное отличие в использовании делителей в сетях кабельного телевидения и в сетях PON заключается в том, что в сетях КТВ сигнал передается в одном направлении, а в сетях PON требуется дуплексная передача сигналов. Это отличие предъявляет более жесткие требования к качеству оптических компонентов.

Сплиттеры планарного типа PLC



Оптические планарные сплиттеры/делители PLC (Planar Lightwave Circuit) предназначены для объединения и разделения мощности оптических сигналов равномерно между всеми выходами. Устройства полностью пассивны. Благодаря отсутствию потребности в электропитании устройства получили широкое распространение в сетях, построенных на основе технологии PON и FTTx.

Оптические сплиттеры PLC торговой марки UPNET выпускаются в конфигурациях 1xM (M = 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 32, 64) и 2xN (N = 2, 4, 8, 16, 32, 64). Отличаются высокой стабильностью характеристик в диапазоне длин волн от 1260 до 1650 нм. Созданы на основе планарных волноводов.

Технология производства оптических сплиттеров PLC достаточно проста и имеет несколько основных этапов. Первый из них заключается в нанесении на подложку отражающего слоя-оболочки. На данный слой наносится материал волновода, на котором в последствии формируется маска для травления. Результатом процесса травления является система волноводов, являющаяся, по сути, оптическим делителем. Система планарных волноводов покрывается вторым отражающим слоем-оболочкой. Необходимое количество разветвлений PLC достигается сочетанием делителей 1x2. Полученный кристалл соединяется с оптическими волокнами и фиксируется в корпусе.

Особенности:

- Низкое значение допустимой неравномерности деления оптической мощности между выходными портами

- Возможность интегрирования в оптические модули и муфты

- Установка в различные типы корпусов, в т.ч. в стоечный 19" 1U/2U

- Низкие потери уровня сигнала



Сплиттеры сварного типа

Оптические сварные сплиттеры предназначены для деления мощности оптических сигналов на части в заданных пропорциях.

Устройства могут быть двух видов: торцевые и биконические. В биконических излучение передается через боковую поверхность. В торцевых излучение передается через торцы соединенных волноводов. Наибольшее распространение получили биконические разветвители, в которых оптические волноводы совмещаются так, чтобы необходимая доля оптического сигнала передавалась через боковые поверхности.

Особенностью оптических сплиттеров сварного типа является возможность неравномерного деления оптического сигнала. Например, возможно производство сплиттеров 1x3 с отношением деления уровня оптической мощности 20%/30%/50%. Эта особенность используется в сетях кабельного телевидения и системах PON, где разные ответвления сети имеют различный оптический бюджет линии.

Сплиттеры сварного типа не позволяют передавать сигналы с широким спектром длин волн.

Сварные сплиттеры делятся на однооконные, двухоконные и трехоконные. В зависимости от "оконности" делители могут с минимальными потерями пропускать сигналы на длинах волн, которые используются в сетях PON -- 1310, 1490 и 1550 нм.

Особенности:

- Возможность деления уровня оптической мощности в любом соотношении (с шагом 1%)

- Высокая точность деления сигнала

- Установка в различные типы корпусов, в т.ч. в стоечный 19" 1U

- Низкие потери уровня сигнала

Оптический циркулятор -- это 3-портовое устройство с изолированными однонаправленными портами, которое разделяет встречные световые потоки за счет эффекта поляризации и распределяет их по соответствующим портам.

Циркуляторы используют для организации дуплексного канала связи по одному волокну независимо от источника излучения. Наиболее часто циркуляторы применяют при уплотнении каналов в сетях 10 Gigabit Ethernet.

Устройства передают сигнал с порта 1 на порт 2 и с порта 2 на порт 3.

Особенности:

- Низкие вносимые потери

- Используются парами и по спецификации должны соответствовать длинам волн, на которых работают применяемые трансиверы

- Полностью пассивное устройство

- Высокий уровень изоляции порта 1 от порта 3

- Независимость от протоколов передачи

- Скорость передачи не ограничена



Оптические кроссы

Оптические кроссы или оптические распределительные устройства (Optical Distribution Frame) используются для распределения волоконо-оптических кабелей, подведенных на узел связи, обеспечивая удобство подключения активного и пассивного телекоммуникационного оборудования. Для упорядочивания и ровной укладки оптических волокон внутри кросса используются сплайс-кассеты. Оптические адаптеры монтируются либо на сменных планках емкостью 4/8 портов каждая, либо непосредственно на лицевую панель кросса.

Настенные кроссы

Настенный кросс (Optical Distribution Frame, ODF, оптическое распределительное устройство) предназначен для распределения волокон кабеля. Использование оптического кросса позволяет упростить коммутацию телекоммуникационного оборудования. Настенные кроссы обладают небольшой емкостью портов и могут быть установлены как на узлах связи, так и в других точках распределения -- в подъездах многоквартирных домов, на чердаках и пр.

Настенный кросс представляет из себя металлический короб, в котором размещаются элементы крепления и распределения оптических кабелей и волокон. Для защиты точек распределения оптических волокон вне узлов связи используются антивандальные оптические кроссы настенного типа, которые имеют более прочную конструкцию и оснащены замком.

Основные части настенного кросса:

- Корпус

- Сплайт-кассеты

- Набор пигтейлов и адаптеров

- Панель для установки адаптеров

- Замок (опционально)

Особенности:

- Количество портов от 4 до 96

- Любые типы оптических адаптеров

- Различные типы корпусов: мини, микро, 1 или 2 дверцы

Возможность транзитного монтажа кабеля

- Возможность любой конфигурации

Стоечные кроссы

Кроссы стоечного типа 19" (Optical Distribution Frame, ODF, оптическое распределительное устройство) используются для распределения волоконо-оптического кабеля, подведенного к телекоммуникационной стойке для обеспечения удобного подключения активного телекоммуникационного оборудования и пассивных систем.

Кроссы стоечного типа используются, как правило, при распределении кабелей с большим числом волокон и применяются на узлах связи.

Кроссы стоечного типа представляют собой металлические блоки высотой от 1U до 4U. Кроссы могут комплектоваться крепежом для установки в стандартную стойку 19". Установка оптических кроссов в стойки вместе с активным телекоммуникационным оборудованием делает коммутацию еще более удобной.

На передней части кросса устанавливаются панели суммарной емкостью до 192 оптических портов. Наибольшее распространение получили оптические кроссы с адаптерами SC, LC и FC.

Основные части стоечного кросса:

- Корпус

- Комплект креплений в стойку 19"

- Панели для установки адаптеров

Сплайс кассеты

Набор пигтейлов и адаптеров

Термоусадочные трубки

- Крепежный набор (хомуты, винты, клипсы)

Особенности:

- Количество портов от 4 до 144

- Любые типы оптических адаптеров

- Корпуса высотой от 1U до 4U с возможностью установки в стандартную стойку 19"

- Наличие корпусов с монтажными полками

- Наличие корпусов с выдвижными механизмами

- Возможность использования кабеля-ввода

- Совместная установка в стойки с активным коммутационным оборудование обеспечивает быстроту и удобство инсталляций

- Возможность любой конфигурации

Оптические шнуры

Оптические шнуры предназначены для монтажа и коммутации активного или пассивного телекоммуникационного оборудования. Шнуры изготавливают с различными типами коннекторов: ST, FC, SC, LC и с различными типами полировки поверхности наконечника: UPC (Ultra Physically Contact) и APC (Angled Physically Contact).

Оптические шнуры могут быть как одномодовые, так и многомодовые.

При изготовлении оптических шнуров строго соблюдаются все международные нормы и стандарты качества, предъявляемые к основным характеристикам оптических шнуров, таким как прямые и обратные потери, максимальный радиус кривизны, смещение вершины феррула, положение торца волокна в ферруле, устойчивость к механическим воздействиям.

Патч-корды

Патч-корды -- это оптические шнуры, оконцованные коннекторами ST, FC, SC, LC с различными типами полировки. Устройства предназначенны для коммутации активного или пассивного телекоммуникационного оборудования.

Одномодовые и многомодовые оптические шнуры изготавливаются из:

-- оптических волокон с буферным покрытием диаметром 0, 9 мм

-- одноволоконного кабеля толщиной 2 мм или 3 мм

-- двухволоконных кабелей 2 х 4 (мм) и 3 х 6 (мм)

При изготовлении патч-кордов соблюдаются международные нормы и стандарты качества (IEC и TELCORDIA). К наиболее важным характеристикам патч-кордов относятся прямые и обратные потери, максимальный радиус кривизны, смещение вершины феррула, положение торца волокна в ферруле, устойчивость к механическим воздействиям.

Современные оптические шнуры допускают изгиб с радиусом, равным 40 радиусам изгибаемого оптического волокна. В проектах FTTH используются патч-корды с повышенной гибкостью и прочностью.

Особенности:

- Оконцовка оптическими коннекторами с двух сторон

- Любое сочетание оптических коннекторов

- Наличие симплексных и дуплексных кабелей

- Буферное покрытие 0, 9 мм

- Любая длина

Оптические аттенюаторы

Оптический аттенюатор предназначен для внесения в волоконно-оптическую линию затухания заданной величины. Намеренное внесение затухания в линию используется в случаях, когда требуется снизить мощность сигнала перед оптическим приемником.

Использование аттенюаторов позволяет применять приемо-передающее оборудование с одинаковыми характеристиками на волоконно-оптических линиях с различным затуханием. Широкое применение получили два вида аттенюаторов -- фиксированные и переменные.

Фиксированные аттенюаторы имеют установленное изготовителем значение затухания, величина которого может составлять 0, 5, 10, 15 или 20 (дБ). Затухание может вноситься посредством воздушного зазора фиксированной величины или посредством специального поглощающего фильтра, встроенного в аттенюатор. Такие аттенюаторы позволяют соединить два оптических патч-корда (тип "мама"-"мама") или патчкорд и оптическую розетку (тип "мама"-"папа").

Переменные аттенюаторы допускают регулировку величины затухания в пределах от 0 до 25 (дБ) для многомодовых и одномодовых волокон с точностью установки величины затухания 0, 5 дБ. Регулировка достигается путем изменения величины воздушного зазора между торцами феррул соединяемых коннекторов.

Оптические аттенюаторы поставляются в индивидуальной упаковке и сопровождаются кратким отчетом о тестировании. Для оптических аттенюаторов с фиксированным значением вносимого затухания указывается результат тестирования на двух длинах волн -- 1310 и 1550 нм.

Оптические аттенюаторы используются в различных сферах -- телекоммуникации, кабельное телевидение, системы телеметрии и пр.

Оптические адаптеры

Оптические адаптеры предназначены для соединения оптических волокон, оконцованных коннекторами различных типов. Оптические адаптеры позволяют с высокой точностью соединять и центрировать относительно друг друга коннекторы SС, LC, FC, ST, а также различные их сочетания.

Для обеспечения точности соединения в оптических адаптерах используются специальные втулки -- центраторы, которые в большинстве случаев изготавливаются из диоксида циркония. Для соединения коннекторов с разными диаметрами феррул (SC-LC, LC-FC) используются два центратора и корпус с точной геометрией.

Оптические адаптеры имеют металлический или пластиковый корпус. Для надежного закрепления коннекторов используют штыревые фиксаторы, а пазы под «ключ» предохраняют коннекторы, соединенные в адаптерах, от осевого сдвига.

Оптические адаптеры используются для соединения двух коннекторов, а также для подключения коннектора к розетке отличающегося типа.

Оптические коннекторы

Оптические коннекторы используют при оконцовке оптических шнуров различных типов, а также выводов оптических устройств, таких как циркуляторы, сплиттеры, мультиплексоры и другие. В телекоммуникациях и сетях кабельного телевидения наибольшее распространение получили коннекторы типов LC, SC, FC, ST.

Оптический коннектор состоит из корпуса, внутри которого расположен керамический наконечник (феррула) с прецизионным продольным концентрическим каналом. В коннекторах типов SC, FC и ST используют феррулы с внешним диаметром 2, 5 мм, в коннекторах типа LC -- 1, 25 мм. Феррулы коннекторов изготавливают из диоксида циркония, обладают повышенной стойкостью к истиранию и царапинам. Торец феррулы полируется для наиболее плотного соединения коннекторов, снижения затухания и обратного отражения в точке их соединения.

Наиболее распространенные типы полировки -- UPC (Ultra Physically Contact) и APC (Angled Physically Contact). При полировке UPC плоскость торца феррулы перпендикулярна оптическому волноводу волокна. При полировке APC плоскость торца феррулы наклонена под углом 8°.

В телекоммуникациях стандартно используют оптические коннекторы с полировкой UPC, обозначаемые синим цветом, реже APC, обозначаемые зеленым цветом.

Особенности:

- Малые вносимые потери

- Малое обратное отражение

- Устойчивость к внешним механическим, климатическим и другим воздействиям

- Незначительное ухудшение параметров после многократных повторных соединений

- Высокая точность физических размеров

- Высококачественный материал феррул

Размещено на Allbest.ru