Типы оптических разъёмов

Волоконно-оптические разъемы когда-то были громоздкими и сложными в использовании. Благодаря стандартизации и упрощению оптоволоконных разъемов производителями, оптические разъемы с лучшими производительностями становятся более удобными в использовании. Повышение удобства использования способствовало увеличению использования оптических систем. В этом руководстве проведет краткий анализ современного рынка оптических разъемов и подробно расскажет о них.

Рынок оптических разъёмов

Вот гистограмма рынка оптических разъемов США с 2014 по 2025 год (млн. долл. США) от Grand View Research. После анализа графика легко сделать вывод: в целом, рост этих пяти обычно используемых оптических разъемов имеет устойчивую тенденцию; конкретно говоря, LC разъемы по-прежнему занимает основный рынок оптических разъемов с 2014 по 2025 г. (предсказуемо), и потребность в разъемах MTP/MPO в ближайшие годы будет расти.

Рисунок 1: Рынок оптических разъёмов

Стандарты на оптические разъемы

В качестве оптического компонента, волоконно-оптические разъемы соответствуют нескольким стандартам в области телекоммуникаций и электротехники. Вот таблица, которая представляет часть стандартов, которым соответствуют оптические разъемы:

Типы оптических разъёмов

Основываясь на разных методах классификации, оптические разъёмы могут разделить на разные типы. В соответствии с концевой поверхностью штырька разъема, их можно разделить на PC, UPC и APC. Согласно различным средствам передачи, оптические разъемы могут разделить на одномодовые и многомодовые оптические разъемы. На рынке было представлено несколько оптических разъемов, но лишь немногие представляют большую часть рынка, такие как разъемы LC, SC, FC, ST и MTP/MPO.

Рисунок 2: Пять распространенных типов оптических разъемов

Разъём LC

Разработанный Lucent Technologies, оптический разъём LC стал повсеместным оптическим соединителем для современных оптических телекоммуникационных приложений, особенно для соединений с оптическими трансиверами SFP и SFP+. В качестве одного популярного разъема SFF (малого форм-фактора), оптический разъем LC имеет наконечник 1,25 мм, что делает его идеальным для прокладки кабелей высокоплотной кабельной системы. Существуют одномодовый разъем LC и многомодовый разъем LC. И на основе конструкции разъема, разъем LC также может разделить на LC duplex и simplex разъем.

Разъем SC

В отличие от разъема LC, оптические разъемы SC используют круглое 2,5-мм наконечник для удержания одномодового волокна (SMF). И он имеет “квадратная форма” корпус разъема, который является источником названия “квадратный разъем”. Благодаря своей отличной производительности, оптический разъем SC остается вторым наиболее распространенным разъемом для приложений, поддерживающих поляризацию. Оптоволоконный разъем SC идеально подходит для применений передачи данных и телекоммуникаций, включая точку-точку и пассивную оптическую сеть.

Разъем MPO/MTP

Оптический разъем MPO/MTP представляет собой многоволоконный разъем, который объединяет волокна от 12 до 24 волокон в одном прямоугольном наконечнике. Он часто используется в оптических параллельных соединениях 40G и 100G. По сравнению с другими оптическими разъемами, упомянутыми выше, оптические разъемы MPO/MTP более сложны. Поскольку имеются key-up и key-down, male и female MPO/MTP разъемы.

ST Разъем

Оптический разъем ST был создан и лицензирован AT&T, и до сих пор остается одним из самых популярных разъемов. Он имеет вносимые потери около 0,25 дБ и удерживает волокно с керамическим подпружиненным 2,5 мм наконечником, который остается на месте с байонетным креплением на половину. Волоконно-оптический разъем ST обычно используется в приложениях как для дальних, так и для коротких расстояний, например, в кампусах и для построения многомодовых оптоволоконных приложений, корпоративных сетевых сред и военных приложений.

Разъем FC

Оптический разъем FC был первым оптоволоконным соединителем, который использовал керамический наконечник, но в отличие от пластикового корпуса разъема SC и LC, он использует круглую резьбовую арматуру из никелированной или нержавеющей стали. Торцевая поверхность разъема FC опирается на выравнивающий ключ для правильной вставки, а затем затягивается в adaptor/jack с использованием цангой с резьбой. Несмотря на дополнительную сложность в производстве и установке, разъем FC по-прежнему является предпочтительным разъемом для точного измерительного оборудования, такого как OTDR, а также для одномодового оптоволокна.

Simplex vs Duplex оптический разъем

Симплексное соединение означает, что сигналы отправляются в одном направлении. Например, сигнал передается через два симплексных разъема и один симплексный оптоволоконный кабель от устройства A до устройства B. Он не может вернуться с устройства B на устройство A по тому же маршруту. Но пересмотренная передача может быть достигнута через дуплексные разъемы и дуплексный оптоволоконный кабель, который называется дуплексным соединением. Кроме того, симплексное оптический разъем часто соединяется с одной прядей из стекловолокна или пластмассового волокна, в то время как дуплексный оптический разъем должен соединяться с двумя прядями волокна.

Потеря соединения оптического разъема

Потеря разъема и сращивания вызвана многими факторами. Например, концевые зазоры будут влиять на вносимые потери и возвратные потери. Следовательно, оптические разъемы будут использовать несколько технологий полировки, чтобы обеспечить физический контакт концов волокон для минимизации обратного отражения. Кроме того, свет от волокна с большей числовой апертурой (numerical aperture-NA) будет более чувствительным к угловатости и концевому зазору, поэтому передача от волокна с большим NA к одному из меньших NA будет иметь более высокие потери, чем наоборот. Другими словами, соединение больших волокон с меньшими приводит к значительным потерям, не только из-за меньшего размера сердцевины, но также из-за меньшего NA большинства маленьких сердцевинных волокон.

Применения опических разъемов

По сути, волоконно-оптические кабели с оптическими разъемами в основном используются в телекоммуникационных областях, от небольших или средних офисов до гипермасштабных центров обработки данных. Согласно диаграмме, телекоммуникации составляли наибольшую долю рынка с точки зрения выручки в 2018 году, который, как ожидается, продолжит свое доминирование с точки зрения размера к 2025 году. Кроме того, рост облачных приложений, аудио-видео услуг и услуг Video-on-Demand (VoD) также будет стимулировать спрос. В растущей ИТ-отрасли по-прежнему наблюдается постоянный рост мирового спроса на доступную энергоэффективную, экономическую и высокоуровневую сетевую инфраструктуру.

Рисунок 3: Анализ рынка приложений для опических разъемов

Кроме того, нефть & газ, военные & аэрокосмические и медицинские применения должны продемонстрировать значительные темпы роста, благодаря растущему внедрению многомодового и пластикового оптического волокна (Plastic Optical Fiber-POF) в этих сегментах приложений. Например, вооруженные силы используют технологию оптического разъема для широкого спектра запросов на землю, море, воздух и космос, такие как в модулях оборудования для испытаний авионики и в системах наземной поддержки в истребителях.

Чаво

Для волокон 125um, я должен выбрать наконечник с отверстием 125,5 или 126um? Какая разница?

126um - рекомендуемый размер наконечника с отверстием для одномодового волокна 125um. Для критических ситуаций выравнивания доступно около 125,5 мкм наконечников, но отверстие 126 мкм позволяет некоторое эпоксидное соединение вокруг волокна для вставки волокна без поломки.

Как тестируются оптоволоконные разъемы?

Как правило, испытания имеют два аспекта: полевые испытания и заводские испытания. Заводские испытания могут использовать систему профилирования для обеспечения правильности общей полированной формы оптических разъемов. Оптический микроскоп может быть использован для наблюдения за дефектами. Полевые испытания включают использование специального ручного оптического микроскопа для проверки загрязнения и пятен, а также некоторые другие тесты для проверки параметров.

Как правильно выбрать оптический разъем?

Патч-корды могут быть приобретены с различными конфигурациями (SC-SC, SC-LC и т. д.). Тип устанавливаемого оборудования будет определять потребности ваших разъемов. Существуют также различные адаптеры и конфигурации патч-кордов, которые могут использоваться для подключения оборудования на основе оптического волокна.

Когда и как чистить оптические разъемы?

Всякий раз когда разъем не подключен, он должен быть закрыт, чтобы защитить конец наконечника от грязи. Перед подключением и тестированием, рекомендуется очистить оба конца безворсовыми салфетками, смоченными изопропиловым спиртом. Существуют специальные растворители, салфетки и тампоны для чистоты, следуя инструкциям производителя по очистке, это мудрый выбор. Руководство по очистке оптических разъемов поможет вам очистить оптоволоконные разъемы.