Разъемные соединения

Для разъемного соединения двух волокон на их концы устанавливают коннекто­ры (connector, plug), они же вилки, которые вставляют в соединительные розет­ки (receptacle), изображенные на рис. H.4.

Коннектор имеет два функциональных элемента — корпус 1 и наконечник 2. Наконечник (ferrule), закрепляемый на волокне, обеспечивает его центровку в розетке. От материала, из которого изготовлен наконечник, зависит качество коннектора — уровень вносимых потерь. Лучшим материалом считается керами­ка — допуски при ее обработке минимальны, затем идет нержавеющая сталь, са­мые дешевые коннекторы имеют пластмассовый наконечник. Волокно закрепля­ется в наконечнике либо с помощью эпоксидного клея (традиционный способ), либо с помощью обжима соответствующей детали коннектора. Выступающий кончик волокна скалывают и полируют. Полировка необходима для того, чтобы стыкуемые волокна в наконечниках могли как можно ближе придвигаться друг к другу, а шероховатости поверхностей не вносили бы дополнительных потерь. Наконечник закрепляется в корпусе коннектора либо неподвижно, либо относи­тельно свободно. Корпус обеспечивает закрепление кабеля и фиксацию коннек­тора в розетке. «Плавающее» закрепление наконечника защищает сам оптиче­ский стык от механических воздействий на корпус коннектора и кабель.

Рис. H.4. Разъемное соединение

Розетка состоит из корпуса и центрирующей вставки. Корпус розетки 3 обес­печивает ее крепление на панели и фиксацию коннекторов. Вставка 4 обеспечи­вает точное взаимное позиционирование наконечников коннекторов. Она может закрепляться жестко или «плавающе». Материал вставки — керамика или брон­за — влияет на качество соединителя, им определяется точность позиционирова­ния наконечников.

Коннекторы и розетки имеют ключи, не допускающие азимутального враще­ния соединяемых волокон друг относительно друга. Этим обеспечивается повторяемость характеристик при многократных циклах подключения/отключения. Относительное вращение будет приводить к изменению потерь, обусловленных эллиптичностью и эксцентричностью волокон.

Из-за особенностей лазерных источников, применяемых с одномодовым во­локном (а в Gigabit Ethernet — и с многомодовым), критичен уровень обратных отражений. Для его уменьшения применяют разные подходы к обработке торце­вых поверхностей (рис. H.5). Плоская полировка торцов (flat finish) из-за неиз­бежного отклонения плоскости торца от перпендикулярности к оси волокна не гарантирует отсутствия воздушного зазора между стыкуемыми волокнами. При этом из-за френелевского отражения уровень обратных отражений получается около -11 дБ. Сферическая полировка обеспечивает физический контакт воло­кон — PC (Physical Contact finish), при этом уровень обратных отражений сни­жается до -(30-40) дБ (коннекторы Super PC) и даже -(40-50) дБ (Ultra PC). Лучшие характеристики (до -65 дБ) обеспечивает угловая сферическая полиров­ка АРС (Angled Physical Contact finish).

Рис. H.5. Стыковка торцов: а — плоских, 6 — сферических (PC)

Коннекторы разных типов различаются по сложности и трудоемкости их уста­новки, что критично для оконцовки в «полевых» условиях. Коннекторы сильно различаются и по цене. При их сравнении следует учитывать не только цену са­мого коннектора, но и цену (наличие или возможность аренды) инструментов и приспособлений, риск испортить коннектор, трудоемкость установки и возмож­ность ее выполнения в конкретных условиях. При установке коннекторов ста­рых моделей было две трудоемких операции — эпоксидная вклейка волокна и полировка торца. Работа с эпоксидным клеем — грязная и вредная, а сушка кон­нектора в печке занимает 10-30 минут (без печки —сутки). Вместо эпоксидного компаунда применяют и быстросохнущий клей иного состава, для сушки кото­рого не требуется печка. Ручная полировка, особенно при эпоксидной вклейке, занимает много времени. Машинная выполняется быстро, но требуется специ­альный станок. Для контроля качества требуется специальный микроскоп. По­лировка может окончиться и неудачно, и коннектор окажется загубленным.

Новая обжимная технология фиксации волокна исключает применение клея. Коннекторы с технологией LightCrimp фирмы AMP устанавливаются гораздо проще, но для этого обязательно требуется специальный обжимной инструмент. Для этих коннекторов проще и полировка. Однако по технологии LightCrimp пока выпускают только многомодовые коннекторы.

Следующим шагом в развитии технологии стало исключение и процесса по­лировки. В коннекторах MT-RJ (AMP) отрезки волокна (fiber stub) закреплены в наконечнике и должным образом обработаны при изготовлении. Волокно сты­куют с этими отрезками так же, как и в сплайсе CoreLink (с помощью ключа). Здесь нет ни клея, ни полировки, не требуется специальный обжимной инстру­мент, а коннектор к тому же может переустанавливаться до 10 раз.

По типу соединяемых волокдн разъемы делятся на одномодовые и многомодо-вые. Для одномодовых требуется более высокая точность позиционирования (из-за малого диаметра сердцевины волокна). Здесь для наконечников коннекто­ров и центрующих вставок, розеток обычно используют керамику, которую мож­но обрабатывать с меньшими допусками. В таких коннекторах часто применяют «плавающий» наконечник, чтобы внешние механические воздействия не приво­дили к нарушению позиционирования. Некоторые типы коннекторов выпускают с внутренним диаметром наконечника 125, 126 и 127 мкм, что связано с допус­ком на наружный/диаметр оболочки волокна. При сборке таких коннекторов подбирают наконечник с минимальным диаметром, который удается надеть на конкретное волокно. Этим достигается наибольшая точность центровки. Для снижения уровня обратных отражений применяют наконечники с полировкой PC и АРС. По этим причинам одномодовые коннекторы дороже многомодовых вариантов коннекторов того же типа. Одномодовые коннекторы можно исполь­зовать и для многомодового волокна, но это слишком дорого. Обратный вариант недопустим.

Цветовая маркировка (по TIA/EIA-568A): многомодовые коннекторы и адап­теры (розетки) — бежевые, одномодовые — синие.

По количеству соединяемых волокон коннекторы делятся на одинарные (симп­лексные), дуплексные (двойные) и многоканальные. В оптических коннекторах используются разные механизмы фиксации. Поворотные фиксаторы — байонет-ные (ST) или винтовые (FC) — не позволяют получать дуплексные конструк­ции с высокой плотностью портов. Гораздо удобнее фиксация «тяни-толкай» (push-pull), применяемая в разъемах SC (одиночных и дуплексных), или защел­ка (latch), как в FDDI и MT-RJ.