Złącza światłowodowe

ITpedia

Wśród kilkunastu typów produkowanych złączy światłowodowych wyróżnia się dwie grupy kontaktowych złączy optycznych: jedną do łączenia pojedynczych włókien i drugą do jednoczesnego łączenia pary włókien, niezbędnych w tworzeniu przeciwbieżnych pierścieni optycznych lub w połączeniach redundancyjnych.

Ze względu na konstrukcję złączy pojedynczych największą popularność rynkową zdobyły złączki z gwintowaną obudową typu FC (Fiber Connector), z tuleją bagnetową typu ST (Straigh Tip) oraz złączki wtykane o prostokątnym przekroju typu SC (Subscriber Connector). Te ostatnie stanowią podstawową ­konstrukcję potrzebną do łączenia kilku światłowodów jednocześnie. Własności optyczne wszystkich trzech rodzajów złączy są porównywalne, a straty wtrąceniowe na złączu nie powinny przekraczać wartości 0,5 dB. Dobre połączenie daje straty na złączu poniżej 0,1 dB.

W celu minimalizacji strat złącza włókna światłowodowe zwykle stykają się odpowiednio wypolerowanymi powierzchniami czołowymi, stosowanymi w technice łączenia stykowego PC (Physical Contact), bądź pod niewielkim kątem w technice łączenia kątowego APC (Angled Physical Connector), w celu wyeliminowania odbić. Szereg różnorodnych typów złączy światłowodowych oraz technik łączenia powierzchni rdzenia tworzy kombinację złączy: FC/PC, FC/APC, ST/PC, ST/APC, SC/PC, SC/APC. Osobną rodzinę złączy dla światłowodów wielomodowych stanowią miniaturowe SMA (Subminiature Assembly) oraz wiele złączy podwójnych.

Spis treści

Złączki typu PC

Preferowana obecnie technika stykowego kontaktu PC (Physical Contact) powierzchni czołowych włókien pozwala uzyskiwać najmniejsze straty na złączu optycznym, zachowując równocześnie wysoki poziom odbicia wstecznego (tłumienie odbiciowe). W złączach tego typu tłumienie wsteczne wynosi nie mniej niż 40 dB (40 dB dla złączy Super PC, 50 dB w złączach Ultra PC i ok… 60 dB dla złączy kątowych Angled PC). Utrzymanie takich parametrów wymaga wysokiej precyzji wykonania czoła włókna, jego polerowania i zachowania odpowiedniej krzywizny otaczającej włókno ferruli.

Geometria złączy stykowych. Uzyskanie odpowiednich parametrów geometrycznych ma na celu zagwarantowanie właściwego kontaktu fizycznego między dwoma włóknami umieszczonymi w ferruli usztywniającej włókna złączek. Efekt ten uzyskuje się przez dokładne polerowanie powierzchni sferycznych włókien tak, aby łączone powierzchnie stykały się centralnie w tulei osiującej. Wyeliminowanie szczeliny powietrznej uzyskuje się przez delikatny docisk łączonych włókien: włókna uginają się aż do momentu kontaktu tulei. Fizyczny kontakt włókien musi być trwały i utrzymany w czasie, niezależnie od zmian temperatury, nacisków czy wibracji. Właściwy docisk włókien sprężyną złączy zapewnia fizyczny kontakt, niezależnie od zmian temperaturowych otoczenia.

Na jakość procesu polerowania sferycznego wpływają dwie krańcowe sytuacje. Zbyt długie polerowanie powierzchni powoduje efekt podcięcia, co oznacza powstawanie szczeliny powietrznej, a tym samym wzrost odbicia wstecznego całego połączenia. W przypadku zbyt krótkiego polerowania znaczne siły działające w trakcie łączenia włókien powodują cofanie się włókna.

Standardy międzynarodowe precyzują trzy kluczowe wielkości fizyczne, pozwalające określać jakość wypolerowanych powierzchni: promień krzywizny (promień sfery uformowanej na wypolerowanej tulei osiującej), wysokość włókna (odległość wystawiania lub podcięcia włókna po wypolerowaniu w stosunku do tulei osiującej) oraz przesunięcie najwyższego szczytu (przesunięcie polerowania i wierzchołka, niecentryczność wierzchołka i polerowania).

Złączki tradycyjne ST i SC

W przeszłości najczęściej używanymi do budowy połączeń w sieciach lokalnych były pojedyncze złącza wtykane, z obudową okrągłą ST (Single Termination) lub prostokątną SC (Subscriber Connector). Dla większości aplikacji lokalnych zarówno wymiary, jak i jakość połączeń są wystarczające. Mechanizm mocujący tych złączy działa na zasadzie mechanizmu bagnetowego. Istotną wadą złączy ST jest brak automatycznego pozycjonowania w przypadku realizacji połączeń z optycznym dwukanałowym systemem szkieletowym. Dwukierunkowy tor transmisyjny zbudowany z dwóch włókien wymaga stosowania dwóch kompletnych połączeń (i czterech złączy ST). W celu zabezpieczenia się przed błędnym podłączeniem konieczne jest więc oznaczenie poszczególnych włókien optycznych różnymi kolorami nasuwanych koszulek ochronnych.

Złącze SC, w porównaniu z ST, ma szereg udoskonaleń. Zgodnie z specyfikacjami IEC i EIA/TIA 568 złącze SC jest również produkowane jako dupleksowe, co gwarantuje wymaganą polaryzację łączonych pierścieni szkieletu sieci bez dodatkowych oznaczeń, a zamiana kanału nadawczego z odbiorczym jest niemożliwa. W każdym połączeniu należy jednak zwrócić uwagę, aby odpowiednikiem oznaczenia B była pozycja A w kanale nadawczym oraz analogicznie w kanale odbiorczym – odpowiednikiem pozycji B był kanał A (B–nadawanie, A–odbiór). Dzięki dupleksowej konstrukcji złącza SC prawidłowe dopasowanie nadajnika do odbiornika następuje automatycznie podczas wykonywania podłączenia. Istotną wadą złączy dupleksowych SC są duże rozmiary obudów, utrudniające konstrukcję rozbudowanych węzłów sieci.

Złączki dupleksowe MT-RJ

Typy złączy światłowodowych
Typy złączy światłowodowych

Najnowszy optyczny system łączeniowy MT-RJ dla włókien światłowodowych jest wynikiem wspólnych prac konsorcjum MT-RJ (firmy Siecor, US Connec, Fujikura i AMP, zajmujące się elementami pasywnymi, oraz HP i AMP, zajmujące się elementami aktywnymi), utworzonego na początku 1997 r. Obecnie jest to powszechnie akceptowany dwukanałowy sposób łączenia traktów optycznych o podwyższonej gęstości upakowania złączy. Kształt MT-RJ i gęstość upakowania są wzorowane na 8-pozycyjnym wtyku miedzianym RJ45, a stosunkowo proste gniazdo MT-RJ pasuje do większości powszechnie używanych miedzianych zestawów instalacyjnych. Ze względu na niewielkie wymiary zewnętrzne złącze MT-RJ może być umieszczone zarówno w prostych, jak i skośnych zestawach instalacyjnych.

Bezpieczeństwo użytkowania

Korzystanie z nowoczesnych produktów optycznych w bezpośrednim otoczeniu abonenta będzie coraz częstsze. Niestety może to powodować nowe zagrożenia związane z promieniowaniem laserowym. Dotyczy to w szczególności wzroku. Aby temu zapobiec, należy rygorystycznie przestrzegać następujących reguł:

  • zawsze przed włączeniem zasilania urządzenia światłowodowego należy najpierw przeczytać instrukcję jego obsługi, upewniając się co do zakresu emitowanych częstotliwości fal optycznych, generowanej mocy wyjściowej i klasy bezpieczeństwa sprzętu;
  • podczas obsługi serwisowej lub innych czynności technicznych zawsze winny być używane okulary ochronne;
  • nigdy nie należy włączać urządzenia optycznego do sieci bez uprzedniego sprawdzenia, czy jego wyjście optyczne jest faktycznie połączone z kablem światłowodowym, a drugi koniec kabla włączony do właściwego urządzenia;
  • nigdy nie wolno zaglądać do światłowodu działającego w sieci lub przyłączonego do urządzenia optycznego. Światło większości laserów (1310 nm, 1550 nm) może spowodować nieodwracalne uszkodzenie wzroku.

Światło o długości 780 nm może być częściowo widoczne, lecz potencjalnie jest tak samo szkodliwe jak podczas transmisji w pozostałych oknach optycznych włókna. Do identyfikacji promieni należy używać jedynie optycznych detektorów światła i mierników mocy optycznej. Pomocą w określaniu stopnia szkodliwego oddziaływania promienia laserowego na organizm człowieka są klasy urządzeń laserowych, będące jednocześnie metryką przyrządu optycznego emitującego światło. Dla laserowych źródeł promieniowania i innych urządzeń optyki laserowej definiuje się pięć klas bezpieczeństwa: I, Iia, II, IIIa, IIIb.

-
-