Arten von mechanischen Glasfasersteckverbindern. Anschlüsse und Glasfaserverbindung für Heimnetzwerk

Basisdaten zu FOCL für den Entwurf von Telekommunikationssystemen

Mit Glasfaser können Sie die Kommunikation ohne Regeneratoren (Signalverstärker) bis zu 120 km für Singlemode- und bis zu 5 km für Multimode-Kabel organisieren.

Als Signale in optischen Kabeln werden keine elektrischen Impulse verwendet, sondern Moden (Lichtflüsse). Die Wände des zentralen Kerns sind Dielektrika und haben die reflektierenden Eigenschaften von Glas, wodurch sich Lichtströme im Kabel ausbreiten.

Singlemode- und Multimode-Fasern

Es ist üblich zu teilen Glasfasern(Kabel und Patchkabel) in zwei Typen:

Einzelmodus (Single Mode), abgekürzt: SM;

Multimode (Multimode), abgekürzt: MM.

Gleichzeitig haben beide Arten ihre Vor- und Nachteile, wodurch jede von ihnen für verschiedene Zwecke verwendet werden kann.

Singlemode-Lichtwellenleiter (SM)

8/125, 9/125, 10/125 ist die Kennzeichnung von Singlemode-Glasfaser-Patchkabeln. Die erste Zahl in der Markierung ist der Durchmesser des zentralen Kerns und die zweite der Durchmesser der Hülle. Es ist erwähnenswert, dass die Durchmesser von FOCL (faseroptische Übertragungsleitung) in Mikrometern (Mikrometer) gemessen werden.

Ein Singlemode-Kabel verwendet einen fokussierten, eng fokussierten Laserstrahl mit einem Lichtwellenbereich von 1.310-1.550 µm (1310-1550 nm).

Da der Durchmesser des zentralen Kerns klein genug ist, bewegen sich die Lichtmoden darin nahezu parallel zur Mittelachse. Daher gibt es praktisch keine Signalverzerrungen in der Faser, und die geringe Dämpfung ermöglicht die Übertragung eines optischen Pulses über Entfernungen von bis zu 120 km ohne Regeneration mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Gbit/s und mehr.

Es gibt Singlemode-LWL:

Unvoreingenommene Dispersion (Standard, SMF);

Dispersion verschoben (DSF);

Und mit verschobener Varianz ungleich Null (NZDSF).

Multimode-Lichtwellenleiter (MM)

Multimode-Stufenfaser

Multimode-Faser mit Gradientenkoeffizienten

Multimode-Fasern sind beispielsweise mit 50/125 oder 62,5/125 gekennzeichnet. Dies deutet darauf hin, dass der Durchmesser des zentralen Kerns 50 oder 62,5 µm betragen kann und der Durchmesser des Mantels derselbe ist wie der des Einmodentyps - 125 µm.

Ein Multimode-Kabel nutzt gestreute Strahlen von LEDs oder einem Laser mit einem Lichtwellenbereich von 0,85 µm - 1.310 µm (850-1310 nm).

Da der Durchmesser des zentralen Kerns eines Multimode-Patchkabels größer ist als der eines Singlemode-Patchkabels, erhöht sich die Anzahl der Pfade für die Ausbreitung von Lichtmoden. Mehrere Lichtströme bewegen sich gleichzeitig entlang verschiedener Bahnen, von denen sie reflektiert werden Spiegelfläche zentrale Vene.

Die gestufte Multimode-Faser hat jedoch eine ziemlich hohe Intermode-Dispersion (allmähliche Erweiterung des optischen Strahls infolge von Reflexionen), was die Signalübertragungsentfernung auf 1 km und die Übertragungsrate auf 100 - 155 Mbps begrenzt. Die Betriebswellenlänge beträgt typischerweise 850 nm.

Multimode-Gradientenindexfasern zeichnen sich durch eine geringere Intermode-Dispersion aufgrund einer sanften Änderung des Brechungsindex in der Faser aus. Damit können Sie ein optisches Signal über Entfernungen von bis zu 5 km mit Geschwindigkeiten von bis zu 155 Mbit/s übertragen. Arbeitswellenlänge - 850 nm und 1310 nm.

Unterschiede zwischen Singlemode- und Multimode-Glasfasern

Die Signaldämpfung spielt bei Singlemode- und Multimode-Lichtwellenleitern eine ziemlich wichtige Rolle. Dies ist der Grund für die kurze Arbeitsdistanz von Multimode-Fasern (1-5 km). Trotz der Tatsache, dass anscheinend mehr Lichtströme durch ein Multimode-Kabel fließen, Durchsatz solcher Kabel und Patchkabel ist geringer als die von Singlemode-Kabeln.

Ein eng gerichteter (Singlemode-) Strahl in Singlemode-Fasern dämpft um ein Vielfaches weniger als ein gestreuter (Multimode-) Strahl in Multimode-Fasern, wodurch die Entfernung (bis zu 120 km) und die Geschwindigkeit erhöht werden können des übertragenen Signals.

Optische Anschlüsse

Ein optischer Stecker oder Stecker (Optical Connector) ist ein preiswertes und effektive Methode Lichtwellenleiter schalten. Es bietet zuverlässige Verbindung und Integrität der übertragenen Pakete.

Heute auf dem Markt gibt es große Menge verschiedene Arten Anschlüsse für FOCL. Alle von ihnen haben unterschiedliche Parameter und Zwecke. Das Andocken von zwei gleichen oder unterschiedlichen Steckern erfolgt über einen optischen Adapter.

Verschiedene Arten von optischen Steckverbindern haben andere Form und Verbindungstechnik. Auch bei der Herstellung können solche Steckverbinder verwendet werden Verschiedene Materialien ob es sich um Metalle oder Polymere handelt.

Die wichtigsten Arten von optischen Steckverbindern (Steckverbindern)

SC-Anschlüsse

SC ist der beliebteste optische Steckverbinder.

Das Gehäuse des SC-Steckers besteht aus Kunststoff, Kreuzung- rechteckig. Das Verbinden und Trennen dieses Steckverbinders erfolgt linear, im Gegensatz zu den FC- und SC-Steckverbindern, bei denen die Verbindung rotatorisch ist. Dadurch wird neben einem speziellen "Riegel" eine ziemlich starre Fixierung in der optischen Buchse gewährleistet. SC-Steckverbinder werden hauptsächlich in Festinstallationen verwendet. Der Preis ist etwas teurer als bei FC- und SC-Steckern.

Singlemode-SC-Anschlüsse sind blau markiert, in grau- Multimode-Anschlüsse, in grün- Singlemode-Steckverbinder mit APC-Polierklasse (abgeschrägtes Ende).

LC-Anschlüsse

Der optische LC-Steckverbinder sieht ähnlich aus wie der SC-Steckverbinder, ist jedoch kleiner, wodurch Cross-Connects einfach mit LC-Steckverbindern implementiert werden können. optische Anschlüsse Hohe Dichte. Die Fixierung in der optischen Buchse erfolgt mit einer Verriegelung.

FC-Anschlüsse

FC-Steckverbinder bestehen aus einem Keramikkern und einer Metallhülse. Die Fixierung in der optischen Buchse erfolgt aufgrund Gewindeanschluss. FC-Steckverbinder bieten geringe Verluste und ein Minimum an Rückreflexionen und werden aufgrund der zuverlässigen Fixierung zur Organisation der Kommunikation auf sich bewegenden Objekten und Kommunikationsnetzen verwendet Eisenbahnen und andere kritische Anwendungen.

ST-Anschlüsse

ST-Steckverbinder zeichnen sich durch Einfachheit und Zuverlässigkeit im Betrieb, einfache Installation und relativ niedrigen Preis aus. Äußerlich den FC-Steckern ähnlich, aber im Gegensatz zu FC, bei dem die Fixierung in der Buchse über eine Schraubverbindung erfolgt, gehören ST-Stecker zur Kategorie der BNC-Stecker (die Verbindung erfolgt über einen Bajonettstecker). ST-Steckverbinder sind vibrationsempfindlich und unterliegen diesen Einschränkungen.

ST-Steckverbinder werden hauptsächlich verwendet, um optische Geräte mit Amtsleitungen und in lokalen Netzwerken zu verbinden.

DIN-Anschlüsse

Der DIN-Stecker ähnelt dem FC-Stecker, ist aber kleiner. Keramikkern mit 2,5 mm Durchmesser ragt darüber hinaus Plastikbehälter, die wiederum über eine Verriegelung verfügt, die verhindert, dass sich der Kern um sich selbst dreht. DIN-Steckverbinder werden häufig in Messgeräten verwendet.

Anschlüsse E-2000

E-2000 ist einer der komplexesten optischen Steckverbinder. Das Anschließen und Trennen erfolgt linear (Push-Pull) und das Öffnen - mittels eines speziellen Schlüsseleinsatzes. Daher ist es fast unmöglich, einen solchen Stecker versehentlich zu entfernen.

Die E-2000-Steckverbinder haben spezielle Stecker in ihrem Design, die das Ende des Steckers automatisch schließen, wenn es von der optischen Buchse getrennt wird, wodurch verhindert wird, dass Staub ins Innere gelangt.

E-2000-Steckverbinder zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit und Montagedichte aus. Der quadratische Querschnitt des Steckverbinders gewährleistet eine einfache Implementierung von Duplex-Verbindungen.

Steckverbinder mit hoher Dichte

Anschlüsse MT-RJ

MT-RJ-Steckverbinder werden als Duplex-Paare hergestellt.

Anschlüsse VF-45 (SJ)

Der Schaft des Verbinders ist etwa in einem Winkel zur Verbindungsebene der Fasern geneigt. Der VF-45 (SJ) Stecker ist mit einer selbstsichernden Staubschutzkappe ausgestattet.

MU-Anschlüsse

Analog des SC-Steckers, kleiner. Der Zentralisator ist aus Keramik mit einem Durchmesser von 1,25 mm, die restlichen Teile sind aus Kunststoff.

Farben der optischen Anschlüsse (Anschlüsse).

FC und ST - vernickeltes Messing

SC und LC Duplex oder Simplex Multimode - beige oder grau

SC- und LC-Duplex- oder Simplex-Einzelmodus - blau

SC/APC-Simplex (Simplex) - grün

Poliersorten für optische Steckverbinder

Vielleicht sind die Hauptmerkmale optischer Steckverbinder die Einfügungsdämpfung und die Rückreflexion. Optische Dämpfung hat mehr starker Einfluss auf die Signalqualität als Rückreflexion.

Der Rückflussdämpfungsindex hängt in erster Linie von der Querauslenkung der Adern der angeschlossenen Lichtwellenleiter ab.

Das Polieren von optischen Steckverbindern sorgt dafür, dass die optischen Fasern fest miteinander verbunden sind, und verringert den Luftspalt, was wiederum die Rückreflexion des Signals verringert.

Es gibt 4 Politurgrade: PC, SPC, UPC und APC.

Polieren von PC, SPC, UPC:

RS (Physischer Kontakt)

Die PC-Klasse umfasst handpolierte Steckverbinder sowie entsprechend hergestellte Steckverbinder Klebetechnik. Anwendungsgeschwindigkeit - bis zu 1 Gbit/s.

SPC (Super Physically Contact)

Mechanisches Polieren der Enden optischer Steckverbinder. Bietet eine engere Passform und die Verwendung in Systemen mit Geschwindigkeiten von mehr als 1,25 Gbit/s.

UPC (Ultra Physically Contact)

Automatisches Polieren. Die Ebenen der angeschlossenen Steckverbinder passen noch enger als bei PC und SPC, daher werden solche Steckverbinder in Informationsübertragungssystemen mit Geschwindigkeiten von 2,5 Gb / s und höher verwendet.

Polieren von APC (Angled Physically Contact):

Die Kontaktfläche dieser Steckverbinder ist um 8 - 12 Grad von der Senkrechten abgeschrägt. Dieses Schleifverfahren wird verwendet, um den Energiepegel des reflektierten Signals zu reduzieren (mindestens 60 dB). APC-Anschlüsse werden nur in Verbindung mit anderen APC-Anschlüssen verwendet und können nicht in Verbindung mit anderen Arten von Anschlüssen (PC, SPC, UPC) verwendet werden. Unterscheiden sich in der grünen Markierung der Kunststoffspitzen.

Arten von optischen Patchkabeln

Simplex (SX) und Duplex (DX) Patchkabel

Optische Patchkabel können Simplex (für eine Verbindung) und Duplex (für zwei Verbindungen) sein.


Patchkabel SC-SC simplex (SX)		Patchkabel SC-SC Duplex (DX)

Übergangs-Patchkabel

Um von einem Typ zu wechseln optischer Stecker auf der anderen Seite sind optische Übergangs-Patchkabel. Die Notwendigkeit ihrer Verwendung ergibt sich häufig, wenn Geräte für verschiedene Zwecke und Produktion umgeschaltet werden. Dazu werden Übergangs-Patchkabel mit verschiedenen optischen Anschlüssen abgeschlossen: zum Beispiel an einem Ende - LC, am anderen Ende - FC.

Übergangs-Patchkabel sind Simplex und Duplex.

Patchkabelfarben

Der Mantel optischer Patchkabel ist je nach Lichtwellenleiter unterschiedlich und hat eine Farbe:

gelb - für Singlemode-Glasfaser;
orange - für Multimode-Fasern mit einem Durchmesser von 50 Mikrometern;
blau, schwarz - für Multimode-Fasern mit einem Durchmesser von 62,5 Mikrometern.

Abweichungen von den allgemein akzeptierten Farbkodierung kann bei der Herstellung von Duplex-Patchkabeln sein.

Kennzeichnung von optischen Patchkabeln

Normalerweise zeigt die Kennzeichnung von optischen Patchkabeln Folgendes an:

Steckertyp: normalerweise SC, FC, LC, ST, MTRJ;
Fasertyp: Singlemode (SM) oder Multimode (MM)
Polierklasse: PC, SPC, UPC oder APC;
Faseranzahl: eine (simplex, SX) oder zwei (duplex, DX);
Durchmesser der lichtleitenden Ader und Puffer: üblicherweise 9/125 für Singlemode-Patchkabel und 50/125 oder 62,5/125 für Multimode-Patchkabel;
Patchkabellänge.

Ein von Endstadien FOCL-Installation- Dies ist die Verkabelung und der Anschluss der eingehenden Glasfaserkabel direkt am Zielort: im Serverraum, Rechenzentrum etc. Dazu wird das Kabel in das optische Kreuz eingeführt und die Fasern mit den Steckern verbunden. In diesem Stadium wird eine solche Gruppe wie optische Komponenten verwendet - dies sind Pigtails und alle Arten von Klemmen. Sie sind auch unter dem Namen gruppiert passive faseroptische Ausrüstung.

Zopf- Dies ist ein Stück optisches Kabel, das nur auf einer Seite mit einem Stecker abgeschlossen ist.
Patchkabel Anschlüsse an beiden Enden hat, können sich die Steckertypen unterscheiden (adaptives Patchkabel) oder gleich sein (Verbindung).
Optischer Adapter- Dies ist in der Tat eine Steckdose, an die ein Pigtail oder ein Patchkabel angeschlossen wird.
Was ist wichtig zu beachten?
Es scheint, dass beim Anschließen des Steckers an den optischen Adapter nichts kompliziert ist. So stecken Sie einen Stecker in eine Steckdose. Allerdings nein.
Betrachten wir es zumindest aus technologischer Sicht. Was ist ein Kit - Patchkabel/Pigtail + Adapter? Dabei handelt es sich um die Verbindung zweier Lichtleitfasern, deren Dicke etwa der Dicke eines menschlichen Haares entspricht. In diesem Fall verursacht eine Verschiebung der Verbindung sogar um 1 Mikron einen Leistungsverlust.
Das heißt, eine Querverbindung sollte Folgendes bieten:
passt perfekt Kerne (optische Fasern);
schützt diesen perfekten Kontakt vor äußere Einflüsse- Verschiebungen, das Auftreten eines Luftspalts usw.;
mechanischer Schutz der Fasern bei wiederholtem Verbindungsabbruch;
mechanischer Schutz des Kabels im Stecker beim Biegen, Herausziehen etc.

Insbesondere aus diesem Grund wurden so viele Arten von optischen Steckverbindern geschaffen. Jeder Hersteller war bestrebt, den perfekten Steckverbinder für seine Geräte zu entwickeln.
Aber das ist nicht die ganze Schwierigkeit.
Um eine genaue Verbindung zu gewährleisten, sind die Kabelschuhe der optischen Anschlüsse darf keine Risse haben(wenn der Riss die Faser kreuzt, wird ein solcher Stecker ersetzt), sollte nicht staubig und schmutzig sein. Selbst wenn Sie es nur mit dem Finger berührt haben, muss die Spur vorsichtig mit einem Alkoholtuch abgewischt werden. Jedes Staubkorn, jede Verschmutzung usw. - Dies ist Dämpfung, Dämpfung des Signals, Rückreflexionen.
Daher werden optische Stecker regelmäßig mit Alkohol abgewischt und Buchsen mit Druckluft ausgeblasen oder mit Spezialstäbchen gereinigt.
In der Abbildung rechts - die Spitze des Steckers nach dem Berühren des Fingers und nach der Reinigung.
Die mechanische Festigkeit der Verbindungen wird bei jedem Steckverbindertyp auf unterschiedliche Weise bereitgestellt, aber im Wesentlichen ist es:
insbesondere strapazierfähiges Material Steckerspitze - Keramik, Cermets;
Schutzkappen aus Kunststoff und Metall über den Anschlüssen;
Riegel und Riegel Positionen sowohl in optischen Adaptern als auch in "Steckern";
Kevlar und andere Verstärkungsfäden unter dem Mantel des Kabelsegments, das zum Stecker führt.

Arten von optischen Patchkabeln, Pigtails, Adaptern
Die Klassifizierung von optischen Pigtails, Patchkabeln und Adaptern ist im Allgemeinen gleich und basiert auf den folgenden Parametern:
Stecker (Buchse) Standard;
Art des Schleifens;
Fasertyp - Multimode oder Singlemode;
Steckertyp - Single-Go-Duplex.

Als Ergebnis verschiedener Kombinationen all dieser Typen wird eine große Vielfalt an Modifikationen von Verbindern und Adaptern erhalten. Dieses Bild ist noch lange nicht alles:

Was bedeuten all diese Buchstaben?

Lass uns nehmen typische Kennzeichnung eines optischen Patchkabels. Z.B, .

SC und LC sind die Arten von Anschlüssen. Hier haben wir es mit einem Patchkabel zu tun - einem Adapter, da zwei verschiedene Typen Verbinder;
UPC- Art des Schleifens;
Multimode- Fasertyp, hier Multimode-Faser, kann auch mit der Abkürzung MM bezeichnet werden. Singlemode wird als SingleMode oder SM bezeichnet;
Duplex- zwei Stecker in einem Gehäuse, für eine engere Anordnung. Der umgekehrte Fall ist Simplex, ein Anschluss.

Duplex-Beispiel:

Arten des Polierens (Schleifens) von Glasfasersteckern

Schleifen oder Polieren LWL-Anschlüsse entwickelt, um einen perfekt engen Kontakt zwischen den Faserkernen zu gewährleisten. Es sollte keine Luft zwischen ihren Oberflächen sein, da dies die Signalqualität verschlechtert.

An dieser Moment Arten des Polierens verwendet werden, wie z PC, SPC, UPC und APC.

PC- der Vorläufer aller anderen Arten des Polierens. Der nach dem PC-Verfahren (einschließlich manuell) verarbeitete Stecker ist eine abgerundete Spitze.

Bitte beachten Sie, dass die Abbildung zeigt, dass die Verbindung von Steckverbindern mit einem flachen Ende mit dem Auftreten eines Luftspalts behaftet ist. Während die abgerundeten Enden fester verbunden sind.

Kann in Nahbereichsnetzen mit niedrigen Datenübertragungsraten verwendet werden.

SPC- eine verbesserte Version von PC, aber das Schleifen erfolgt nur maschinell.

UPC- ein fast flacher (aber nicht ganz flacher) Steckverbinder, der durch hochpräzise Oberflächenbehandlung hergestellt wird. Es bietet ein hervorragendes Reflexionsvermögen (im Vergleich zu PC und SPC) und wird daher aktiv in optischen Hochgeschwindigkeitsnetzen eingesetzt.

Stecker mit diesem Steckertyp sind meistens blau.

APC- ein nach einem ganz anderen Prinzip verarbeiteter Verbinder: Die Enden sind in einem Winkel von 8 Grad abgeschrägt. Diese Oberflächenpolitur ergibt die besten Ergebnisse. Rückreflexionen des Signals verlassen die Faser fast sofort, wodurch Verluste reduziert werden.

APC polierte Steckverbinder werden in Netzwerken mit verwendet hohe Anforderungen an die Signalqualität: Sprach-, Videodatenübertragung. Als Beispiel - Kabelfernsehen.

Stecker mit diesem Steckertyp sind grün.

Beachtung!
APC-Erdungsanschlüsse ungeeignet an Steckverbindern mit unterschiedlichen Oberflächen (PC, SPC, UPC) und verursachen gegenseitige Beschädigungen.
PC-, SPC-, UPC-Polituren sind untereinander kompatibel.

Vergleich von Spitzenform und Echoweg in polierten UPC- und APC-Steckverbindern:

Die Abhängigkeit der Leitungsverluste von der Art der Politur des optischen Steckers ist in der Tabelle angegeben:

Wie Sie sehen können, ist das Polieren mit UPC (gerundete Enden) und APC (abgeschrägte Enden) am effektivsten. Daher werden am häufigsten Patchkabel und Pigtails mit dieser Schleifart verwendet.

Arten von optischen Steckverbindern

In der Praxis funktionieren unsere Glasfaserinstallateure in den allermeisten Fällen bei Typen FC, LC, SC. Wir werden vorerst nicht auf seltenere Arten von Steckverbindern eingehen.

federbelastete Verbindung, wodurch "Einkerbung" und fester Kontakt erreicht werden;
Metallkappe - starker Schutz;
der Stecker ist in die Buchse geschraubt und kann somit auch bei versehentlichem Ziehen nicht herausspringen;
Wackeln am Kabel hat keinen Einfluss auf die Verbindung.

Allerdings ist es nicht gut geeignet für enge Steckverbinder - es braucht Platz zum Ein-/Ausschrauben.

Günstiger und bequemer aber weniger zuverlässiges Analogon von FC. Einfach zu verbinden (Einrasten), Stecker können fest platziert werden.

Die Kunststoffhülle kann jedoch brechen, und Signaldämpfung und Rückreflexionen werden selbst durch Berühren des Steckers beeinträchtigt.

Im Allgemeinen am häufigsten verwendet, aber auf wichtigen Autobahnen nicht empfohlen.

Reduziertes Analogon von SC. Aufgrund seiner geringen Größe wird es für Querverbindungen in Büros, Serverräumen usw. verwendet. - im Innenbereich, wo erforderlich Hohe Dichte Anschlusspositionen.

Der Urheber der Entwicklung dieser Art von Steckverbindern – der führende Hersteller von Telekommunikationsgeräten, Lucent Technologies (USA) – sagte zunächst das Schicksal des Marktführers für seinen Nachwuchs voraus. Im Grunde ist es so. Vor allem, wenn man bedenkt, dass es sich bei dieser Art von Steckverbinder um Verbindungen mit erhöhter Montagedichte handelt.

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Glücklicherweise handelte es sich diesmal nicht um einen Unfall, sondern um geplante Arbeiten, sodass der Prozess, könnte man sagen, in stattfand Gewächshausbedingungen.

Normalerweise wird ein optisches Kabel in ein spezielles Kreuz entdrahtet, jede Faser auf einen eigenen Port, von wo aus sie bereits mit Geräten oder einem anderen Kreuz geschaltet wird. Diesmal war es jedoch notwendig, zwei Kabel zusammenzuschweißen und optische Querverbindungen zu umgehen. Der Prozess ähnelt im Allgemeinen dem Kabelbruchschweißen, mit der Ausnahme, dass das Kabel nicht zuerst aus dem Kreuz gezogen werden muss.

So sehen zwei funktionierende optische Cross-Countrys aus, die Sie loswerden und die Kabel direkt anschließen müssen. Im Moment laufen die Daten entlang der gelben Patchkabel zwischen den Kreuzen.

Optisches Kreuz von innen. Kabel vorsichtig aus der Kassette entwirren und herausziehen.

Farbige Verkabelung ist eine optische Faser von einem Kabel, nur solange sie isoliert ist. Die Faser selbst ist farblos, und die Isolierung ist speziell gefärbt, um zwischen den Fasern zu unterscheiden.

Ein Kabel kann viele Fasern enthalten. Es können 4 und 12 und 38 sein. In der Regel wird zur Datenübertragung ein Faserpaar verwendet, eine Faser in jede Richtung. Auf einem solchen Paar können je nach Ausstattung an den Enden der Glasfaserstrecke 155 Mbit/s bis mehrere zehn Gbit/s übertragen werden.

In diesem Kabel befinden sich 12 Fasern, die in 4 Stück in 3 farbigen (weiß, grün, rot) Modulen verpackt sind.

Da der Faserspleiß ein potenziell brechbarer Bereich ist, ist dieser Teil des Kabels in einer optischen Hülle verpackt. Vor dem Schweißen werden die Kabel durch spezielle Bohrungen in die Kupplung geführt.

Jetzt können Sie den Schweißvorgang starten. Zunächst wird die Isolierung mit Präzisionswerkzeugen von der Faser entfernt und der Glasfaserkern selbst freigelegt.

Vor dem Verschweißen ist es notwendig, dass das Faserende möglichst eben ist, d.h. ein sehr präziser rechtwinkliger Schnitt ist erforderlich. Dafür gibt es eine spezielle Maschine.

Küken! Der Spaltwinkel sollte um nicht mehr als 1 Grad von der Ebene abweichen. Übliche Werte- von 0,1 bis 0,3 Grad.

Reste von sauberen Fasern werden sofort entfernt. Dann findet man seine Feigen auf dem Tisch, aber sie können sich leicht unter die Haut bohren, abbrechen und dort bleiben.

Und hier ist das wichtigste Gerät in diesem Prozess - ein Schweißer. Beide Fasern werden in speziellen Rillen in der Mitte des Geräts auf beiden Seiten platziert (im Bild - blaue Farbe) und mit Klammern gesichert.

Danach der schwierigste Teil. Drücken Sie die „SET“-Taste und schauen Sie auf den Bildschirm. Das Gerät selbst positioniert die Fasern, richtet sie kurzfristig aus Lichtbogen Löten Sie sofort die Fasern und zeigen Sie das Ergebnis. Der gesamte Vorgang ist schneller als ich diese drei Sätze oben geschrieben habe und dauert etwa 10 Sekunden.

Ein Wärmeschrumpfschlauch mit einem Metallstab wird auf die Faser gelegt, um die Schweißstelle zu verstärken, und die Faser wird in derselben Vorrichtung nur in ihrem oberen Teil in den Ofen gelegt.

Jede Faser wird dann sauber in der Hülsenkassette platziert. Kreativer Vorgang.

Und das Ergebnis.

Zur Abdichtung der Kabeleinführung in die Muffe werden Schrumpfschläuche aufgezogen, die mit einem speziellen Fön bearbeitet werden. Rohr ab hohe Temperatur komprimiert und verhindert, dass Wasser und Luft in die Kupplung eindringen.

Und Feinschliff. Auf die Kupplung wird eine Kappe aufgesetzt und mit speziellen Befestigungselementen befestigt. Jetzt sind weder Feuchtigkeit noch Hitze noch Frost schrecklich. Solche Kupplungen können jahrelang im Sumpf schwimmen, ohne das darin befindliche Kabel zu beschädigen.

Der gesamte Prozess des Zusammenspleißens von zwei 12-Faser-Kabeln dauert etwa anderthalb Stunden.

Nun, jetzt kennen Sie alle Feinheiten dieses Prozesses, Sie können sicher ein Schweißgerät kaufen und alles, was Sie wollen, mit Glasfasernetzen verflechten.

Bei allen Vorteilen von Glasfasern müssen diese für die Installation von Netzwerken verbunden werden. Es ist die Komplexität dieses Prozesses für Quarzglas-Lichtleiter, die der Hauptlimitierungsfaktor in der Faseroptiktechnologie ist.

Trotz aller technischen Fortschritte der letzten Jahre können Laien nur Kabel anschließen, die keine besonderen Qualitätsanforderungen haben. Ernsthafte Arbeiten an der Installation von Autobahnen von regionaler Bedeutung erfordern teure Ausrüstung und hochqualifiziertes Personal.

Aber um eine hausinterne Verkabelung der „letzten Meile“ zu schaffen, sind solche Schwierigkeiten nicht mehr nötig. Die Arbeit steht Spezialisten ohne ernsthafte Ausbildung (oder überhaupt ohne) zur Verfügung, eine Reihe von technologischen Geräten kostet weniger als 300 US-Dollar. In Kombination damit kommen die enormen (ich habe keine Angst vor diesem Wort) Vorteile von Glasfaser rüber Kupferkabel mit Luftdichtungen machen es zu einem sehr attraktiven Material für Heimnetzwerke.

Lassen Sie uns die Arten und Methoden zum Verbinden von Glasfasern genauer betrachten. Zunächst ist eine grundsätzliche Trennung von Spleißen (einteilige Verbindungen) und optischen Steckern erforderlich.

In relativ kleinen Netzwerken (bis zu mehreren Kilometern Durchmesser) sind Spleiße nicht erwünscht und sollten vermieden werden. Heute ist die Hauptmethode ihrer Herstellung das Funkenerosionsschweißen.

Das Prinzip des Glasfaserschweißens.

Eine solche Verbindung ist zuverlässig, dauerhaft und führt eine vernachlässigbare Dämpfung in den optischen Pfad ein. Das Schweißen erfordert jedoch eine sehr teure Ausrüstung (im Bereich von mehreren zehntausend Dollar) und eine relativ hohe Qualifikation des Bedieners.

Dies liegt an der Notwendigkeit einer hochpräzisen Ausrichtung der Faserenden vor dem Schweißen und der Aufrechterhaltung stabiler Parameter des Lichtbogens. Außerdem ist es notwendig, glatte (und senkrecht zur Faserachse) Enden (Spaltungen) der zu verschweißenden Fasern vorzusehen, was an sich schon eine ziemlich schwierige Aufgabe ist.

Dementsprechend ist es nicht sinnvoll, solche Arbeiten "von Zeit zu Zeit" selbst durchzuführen, und es ist einfacher, die Dienste von Spezialisten in Anspruch zu nehmen.

Außerdem wird häufig ein ähnliches Verfahren verwendet, um Kabel abzuschließen, indem Kabelfasern mit kleinen Stücken flexibler Kabel mit bereits installierten Steckverbindern verschweißt werden (wörtlich: Schweineschwanz). Doch mit der Verbreitung von Klebeverbindungen verliert das Schweißen beim Abschluss von Leitungen allmählich an Bedeutung.

Die zweite Möglichkeit, dauerhafte Verbindungen herzustellen, ist mechanisch oder mit speziellen Verbindern (Spleißen). Der ursprüngliche Zweck dieser Technologie ist eine schnelle temporäre Verbindung, die verwendet wird, um die Leitungsleistung im Falle einer Unterbrechung wiederherzustellen. Im Laufe der Zeit begannen einige Unternehmen, für „Reparatur“-Spleiße eine Garantie von bis zu 10 Jahren und bis zu mehreren zehn Verbindungs-Trenn-Zyklen zu geben. Daher ist es ratsam, sie in eine separate Methode zum Erstellen dauerhafter Verbindungen zu trennen.

Das Funktionsprinzip des Spleißes ist recht einfach. Die Fasern werden in einem mechanischen Leiter fixiert und mit speziellen Schrauben näher zueinander gebracht. Für einen guten optischen Kontakt wird an der Verbindungsstelle ein spezielles Gel mit quarzglasähnlichen optischen Eigenschaften verwendet.

Trotz der äußerlichen Einfachheit und Attraktivität ist die Methode nicht weit verbreitet. Dafür gibt es zwei Gründe. Erstens ist es in Bezug auf Zuverlässigkeit und Haltbarkeit dem Schweißen immer noch deutlich unterlegen und nicht für Backbone-Telekommunikationskanäle geeignet. Zweitens ist es teurer als die Montage von Klebeverbindern und erfordert eine teurere technologische Ausrüstung. Daher wird es bei der Installation lokaler Netzwerke selten verwendet.

Das einzige, was diese Technologie nicht erreicht, ist die Arbeitsgeschwindigkeit und nicht die Genauigkeit äußeren Bedingungen. Aber das reicht heute eindeutig nicht aus, um den Markt komplett zu erobern.

Betrachten Sie lösbare Verbindungen. Während die Reichweitengrenze von Hochgeschwindigkeits-Twisted-Pair-Stromleitungen von den Steckverbindern abhängt, sind die zusätzlichen Verluste in Glasfasersystemen recht gering. Die Dämpfung in ihnen lässt etwa 0,2-0,3 dB (oder ein paar Prozent) übrig.

Daher ist es durchaus möglich, Netzwerke mit komplexer Topologie ohne die Verwendung aktiver Geräte zu erstellen, indem Fasern auf herkömmliche Stecker umgeschaltet werden. Die Vorteile dieses Ansatzes machen sich besonders in kleinen, aber verzweigten Netzen der „letzten Meile“ bemerkbar. Es ist sehr praktisch, ein Faserpaar für jedes Haus vom gemeinsamen Backbone abzuzweigen und die verbleibenden Fasern in der "Durchgangs"-Anschlussdose zu verbinden.

Was ist das Wichtigste bei einer lösbaren Verbindung? Natürlich der Stecker selbst. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Faser im Zentriersystem (Stecker) zu fixieren und die Faser vor mechanischen und klimatischen Einflüssen zu schützen.

Die Hauptanforderungen an Steckverbinder sind wie folgt:

Einführung einer Mindestdämpfung und Rückreflexion des Signals;

minimale Abmessungen und Gewicht bei hoher Festigkeit;

Langzeitbetrieb ohne Verschlechterung der Parameter;

einfache Installation am Kabel (Glasfaser);

einfaches Verbinden und Trennen.

Heute sind mehrere Dutzend Arten von Steckverbindern bekannt, und es gibt keinen, der strategisch auf die Entwicklung der gesamten Branche ausgerichtet wäre. Aber die Grundidee aller Gestaltungsmöglichkeiten ist einfach und ziemlich offensichtlich. Es ist notwendig, die Achsen der Fasern genau auszurichten und ihre Enden fest aneinander zu drücken (Kontakt herzustellen).

Das Funktionsprinzip des LWL-Steckverbinders vom Kontakttyp.

Der Großteil der Stecker wird in einem symmetrischen Muster hergestellt, wenn ein spezielles Element zum Verbinden der Stecker verwendet wird - ein Koppler (Stecker). Es stellt sich heraus, dass zuerst die Faser in der Spitze des Steckers fixiert und zentriert wird und dann die Spitzen selbst im Stecker zentriert werden.

Somit ist ersichtlich, dass das Signal durch die folgenden Faktoren beeinflusst wird:

Interne Verluste - verursacht durch Toleranzen bei den geometrischen Abmessungen der Lichtwellenleiter. Dies sind die Exzentrizität und Elliptizität des Kerns, der Durchmesserunterschied (insbesondere beim Verbinden von Fasern unterschiedlicher Art);

Externe Verluste, die von der Qualität der Steckverbinder abhängen. Sie entstehen aufgrund der radialen Winkelverschiebung der Spitzen, der Nichtparallelität der Endflächen der Fasern, des Luftspalts zwischen ihnen (Fresnel-Verluste);

Umgekehrte Reflexion. Tritt aufgrund des Vorhandenseins eines Luftspalts auf (Fresnel-Reflexion). Lichtstrom in entgegengesetzter Richtung an der Glas-Luft-Glas-Grenzfläche). Gemäß dem TIA / EIA-568A-Standard wird der Rückwärtsreflexionskoeffizient normalisiert (das Verhältnis der Leistung des reflektierten Lichtflusses zur Leistung des einfallenden Lichts). Es sollte nicht schlechter als -26 dB für Singlemode-Anschlüsse und nicht schlechter als -20 dB für Multimode sein;

Verschmutzung, die wiederum sowohl externe Verluste als auch Rückreflexion verursachen kann.

Trotz des Fehlens eines offiziell von allen Herstellern anerkannten Steckertyps sind ST und SC tatsächlich üblich, sehr ähnlich in ihren Parametern (Dämpfung 0,2-0,3 dB).

LWL-Anschlüsse.

ST. Vom englischen Straight Tip Connector (gerades Verbindungsstück) oder informell Stick-and-Twist (Einführen und Drehen). Es wurde 1985 von AT&T, jetzt Lucent Technologies, entwickelt. Das Design basiert auf einer Keramikspitze (Ferule) mit einem Durchmesser von 2,5 mm und einer konvexen Endfläche. Der Stecker wird durch ein federbelastetes Bajonettelement (ähnlich wie bei BNC-Steckern für Koaxialkabel) an der Buchse befestigt.

ST-Anschlüsse- der billigste und gebräuchlichste Typ in Russland. Es ist etwas besser als das SC und dank seines einfachen und robusten Designs an schwere Bedingungen angepasst. Metallstruktur(ermöglicht mehr Möglichkeiten für den Einsatz von Brute Force).

Als Hauptnachteile sind der Beschriftungsaufwand, der Verbindungsaufwand und die Unmöglichkeit der Herstellung eines Duplexsteckers zu nennen.

SC. Vom englischen Subscriber Connector (Subscriber Connector) wird manchmal auch die inoffizielle Entschlüsselung Stick-and-Click (insert and snap) verwendet. Es wurde von der japanischen Firma NTT unter Verwendung der gleichen Keramikspitze wie bei ST mit einem Durchmesser von 2,5 mm entwickelt. Aber die Hauptidee ist ein leichter Kunststoffkörper, der die Spitze gut schützt und ein reibungsloses Verbinden und Trennen in einer linearen Bewegung ermöglicht.

Dieses Design ermöglicht eine hohe Montagedichte und lässt sich leicht an praktische Doppelsteckverbinder anpassen. Daher werden SC-Steckverbinder für den Aufbau neuer Systeme empfohlen und ersetzen nach und nach ST.

Darüber hinaus sollten zwei weitere Typen erwähnt werden, von denen einer in einer verwandten Branche verwendet wird und der andere allmählich an Popularität gewinnt.

FC. Sehr ähnlich wie ST, aber mit Gewindeverschluss. Es wird von Telefonisten aller Länder aktiv genutzt, außer in lokale Netzwerke kommt praktisch nie vor.

LC. Neuer "Miniatur"-Stecker, baugleich mit SC. Bisher ist es ziemlich teuer, und seine Verwendung ist für "billige" Netzwerke bedeutungslos. Als Hauptargument „für“ nennen die Macher eine hohe Redaktionsdichte. Dies ist ein ernsthaftes Argument, und in ferner Zukunft (nach Telekommunikationsstandards) ist es durchaus möglich, dass es der Haupttyp wird.

Um Netzwerke zu verbinden, die sich in befinden verschiedene Gebäude, in einen einzigen Informationsraum, kommt man nicht ohne den Aufbau eines Backbones aus Kabelleitungen. Abhängig von der erforderlichen Daten- oder Signalübertragungsrate, Entfernungen zwischen Ports aktiver Geräte für den Backbone, verschiedene Technologien und Übertragungsmedien: Koaxialkabel, Twisted-Pair-Kabel, optische Kabel und drahtlose Technologien.

Aus funktionaler Sicht am meisten, wenn die Entfernungen zwischen Netzwerken mehr als 150 Meter betragen und wenn Daten mit 10 MBit/s übertragen werden müssen Die beste Option heute ist die Bewerbung optische kabel und Bau von Glasfaser-Kommunikationsleitungen (FOCL). Das Datenübertragungsmedium in FOCL ist eine optische Faser (Faser).

Der Aufbau der Lichtleitfaser ist schematisch in Abbildung 1 dargestellt, a und b - Kern und Mantel der Lichtleitfaser; c, d und e - Puffer, Stärkung und schützende Hülle. Beim Aufbau eines Backbones in SCS erlauben die Standards die Verwendung von zwei Arten von Glasfasern: Singlemode- und Multimode-Fasern.

Die Vorteile der Verwendung optischer Kabel liegen auf der Hand, dies sind eine große Bandbreite, die derzeit nur durch die Fähigkeiten der Endgeräte begrenzt ist, ein niedriger Dämpfungspegel, der die Verwendung einer Kommunikationsleitung in einer Entfernung von mehreren zehn Kilometern ohne Verstärkung des optischen Signals ermöglicht, gute Sicherheit von Informationen, die nicht von der Leitung gelesen werden können, ohne ihre Integrität zu verletzen, und vieles mehr. Aber FOCL hat auch Nachteile, von denen einer einige Schwierigkeiten beim Verbinden einzelner Kabelabschnitte ist. Und eine der wichtigsten Arbeiten nach dem Verlegen des Kabels, die die Anwesenheit hochqualifizierter Spezialisten im Unternehmen erfordert, ist der Anschluss von Glasfasern.

Heutzutage gibt es viele Technologien zum Verbinden von Glasfasern. In diesem Artikel werde ich zwei davon betrachten - dies ist das Lichtbogenschweißen, das mit einem Schweißgerät und einer mechanischen Verbindung in einer speziellen Hülse durchgeführt wird - ein Spleiß (nicht zu verwechseln mit einer Kabelhülse, die zum Verbinden von zwei oder mehr optischen Kabeln verwendet wird).

Spleißen von Lichtwellenleitern

Zum Verschweißen von Lichtwellenleitern wird eine spezielle Schweißmaschine verwendet. Dies ist eine komplexe Vorrichtung, die ein Mikroskop zum Ausrichten von Fasern, Klemmen mit V-Nuten für z sichere Fixierung Fasern und Mikroantriebe zur Automatisierung des Prozesses, Lichtbogenschweißen, eine Schrumpfkammer zum Erhitzen von Schutzschläuchen, ein Mikroprozessor zur Steuerung der Vorrichtung und ein Qualitätskontrollsystem.

Die Technologie des Glasfaserschweißprozesses besteht aus folgenden Schritten:

Entfernen der Schalen in Abb. 1 c-d mit einem Pufferschicht-Stripper - ein Werkzeug, das für die Arbeit mit Fasern verschiedener Durchmesser ausgelegt ist.
Faservorbereitung zum Schweißen. Zunächst wird an einem der Enden ein Schrumpfschlauch angebracht, der zum Schutz der Schweißstelle notwendig ist. Anschließend werden die abisolierten Faserenden mit einem alkoholgetränkten, fusselfreien Tuch entfettet. Nach dem Entfetten wird das Faserende mit einem speziellen Gerät - einem Spaltgerät - abgespalten. Der Spaltwinkel sollte 90°±1,5° betragen, sonst bilden sich an der Schweißstelle Inhomogenitäten, die zu starker Dämpfung und Rückreflexionen führen. Nach der Spaltung werden die Lichtwellenleiter in die Schweißmaschine eingelegt.
Schweißen. Zuerst werden die Fasern in der Maschine ausgerichtet. Wenn das Gerät automatisch ist, dann schätzt es selbst den Spaltwinkel, justiert die Fasern relativ zueinander und führt nach Bestätigung durch den Bediener den Schweißvorgang durch. Wenn das Gerät nicht automatisch ist, werden alle diese Vorgänge manuell von einem Spezialisten ausgeführt. Beim Schweißvorgang werden die Fasern durch einen Lichtbogen erhitzt und geschmolzen, dann zusammengeführt und die Schweißstelle zusätzlich erwärmt, um Eigenspannungen abzubauen.
Schweißqualitätskontrolle. Der Schweißautomat wertet die vom Mikroskop empfangenen Bilder aus und liefert eine grobe Schätzung der Schadenshöhe. Genauer lässt sich das Ergebnis mit einem optischen Reflektometer beurteilen – einem Gerät, mit dem Sie Inhomogenitäten und den Grad der Dämpfung auf der gesamten Strecke erkennen können.
Schutz der Schweißstelle. Die an einem Ende des Kabels angebrachte Schutzhülle wird an die Schweißstelle verschoben und etwa eine Minute lang in einen Schrumpfofen gelegt. Nach dem Abkühlen wird die Hülse in die schützende Spleißplatte des Kopplungs- oder optischen Verteilerrahmens gelegt, wo der technologische Bestand der Faser platziert wird.

Mechanische Verbindung von Lichtwellenleitern - mechanischer Spleiß

Zur mechanischen Verbindung wird Lichtwellenleiter verwendet spezielles Gerät- Spleiß, dessen schematischer Aufbau in Abbildung 2 dargestellt ist.

Der Spleiß besteht aus einem Körper (a), in den durch spezielle Kanäle und Führungen die abgebrochenen Enden der Fasern (d) eingeführt werden. Die Führungen werden zum präzisen Verbinden der Enden in einer mit Immersionsgel (e) gefüllten Kammer verwendet, was notwendig ist, um die Übersprechdämpfung und die Dichtheit der Verbindung zu minimieren. Der Brechungsindex des Gels liegt nahe dem des Faserkerns, wodurch die Rückreflexion minimiert wird. Von oben wird das Gehäuse durch einen Deckel (b) verschlossen.

Die Technologie des Prozesses zum Verbinden von Glasfasern unter Verwendung eines mechanischen Spleißes besteht aus den folgenden Schritten:

1. und 2. Ähnlich wie Punkt 1 und 2 bei Verwendung von Faserspleißen. Die Enden der Fasern werden gereinigt, entfettet und ihre Enden werden abgeschlagen. Auch die Spaltwinkeltoleranzen sind sehr eng. Der Unterschied zwischen einem mechanischen Spleiß und einem geschweißten Spleiß besteht darin, dass die Verwendung eines Schrumpfschlauchs nicht erforderlich ist, da der mechanische Spleiß die Funktion des mechanischen Schutzes von Lichtwellenleitern übernimmt.

3. Mechanische Verbindung. Die vorbereiteten Faserenden werden von verschiedenen Seiten durch die Seitenkanäle des Spleißes in eine mit Immersionsgel gefüllte Kammer eingeführt. Die Fasern werden vor dem gegenseitigen Kontakt eingeführt. Nach dem Einsetzen schließt sich der Spleißdeckel und fixiert die Verbindungsstelle sicher.

4. Verlegung. Der konfektionierte Spleiß wird auf der Spleißplatte der Kupplung oder des Kreuzes installiert, zusammen mit ihm wird die technologische Faserzuführung platziert.

Die Qualität der mechanischen Verbindung kann mit einem optischen Tester oder Reflektometer überprüft werden.

Vergleich der Verwendung von Spleißen oder mechanischem Spleißen von Lichtwellenleitern

Jede der beiden vorgestellten Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Zu den Tugenden Schweißverbindung kann auf geringes Übersprechen zurückgeführt werden, hohe Zuverlässigkeit und schnelle Geschwindigkeit Glasfaserverbindungen. Der Nachteil sind die hohen Kosten für die Ausrüstung (Schweißmaschine), die Verfügbarkeit eines qualifizierten Bedieners, die Notwendigkeit von größere Fläche zur Durchführung von Arbeiten und Stromversorgung (bzw. Aufladen) der Schweißmaschine.

Die Vorteile einer mechanischen Verbindung sind Einfachheit und geringe Installationszeit, eine kürzere Länge des technologischen Lagers der Faser, die Nachteile sind mehr hohes NiveauÜbergangsdämpfung.

Anwendung der im Artikel beschriebenen Anwendungsmethoden

Beim Bau langer Autobahnabschnitte ist es sinnvoll, eine Schweißverbindung zu verwenden. In Fällen, in denen es erforderlich ist Hohe Qualität B. beim Bau von Hochgeschwindigkeits-Glasfaserleitungen für Rechenzentren, wo niedrige Dämpfungs- und Rückreflexionsparameter erforderlich sind.

Das Spleißen mit einem mechanischen Spleiß wird am häufigsten für temporäre Verbindungen verwendet, beispielsweise zur dringenden Reparatur von Kabelschäden, zur Installation von kostengünstigen Leitungen und bei Arbeiten an schwer zugänglichen Stellen.