Типы оптических разъёмов

Оптическое волокно и оптоволоконный интернет. Что это и как подключить?

По каждому проводку передаётся свет, который передаёт данные. Оптический кабель способен передавать одновременно данные, кроме интернет-соединения, также телевидения и стационарного телефона.

Потому оптоволоконная сеть позволяет пользователю совмещать все 3 услуги одного провайдера, подключая роутер, ПК, телевизор и телефон к единому кабелю.

Оптический кабель состоит из мельчайших волокон, диаметр которых составляет тысячные доли сантиметра. Эти волокна передают оптические лучи, которые переносят данные, проходя через сердечник каждого волокна, состоящий из кремния.

Оптические волокна дают возможность установить соединение не только между городами, но и между странами и континентами. Связь по интернету между разными материками поддерживается через оптоволоконные кабели, проложенные по океанскому дну.

Какие разъемы используются в модулях SFP и SFP+

Первое, что стоит отметить. В современных модулях SFP, SFP+, XFP и других вообще не используются круглые коннекторы: ни FC, ни ST. Не думайте, что производители оборудования думают о вашем комфорте, просто эти коннекторы имеют металлический корпус и крайне неудобны при производстве трансиверов.

Задумываясь о покупке модуля SFP, вам придется выбирать между пластиковыми квадратными LC и SC. Конечно, только в том случае, когда возможность выбора существует.

Чаще всего ее просто нет. Если трансивер для передачи данных использует два волокна, то разъем будет LC и никаких других вариантов сейчас не предусмотрено.

Для примера, слева на фото вы видите такой модуль SFP. Габаритные размеры SFP просто не позволяют разместить два SC, они не умещаются в ширину корпуса.

Выбор типа оптического коннектора для трансиверов SFP возможет, если вы хотите приобрести модуль по технологии WDM, работающий по одному оптическому волокну. В этом случае он может быть оборудован как SC, так и LC разъемом.

В случае решения SFP для работы на скорости 1 Гигабит, мы рекомендуем SC. Причина кроется в гораздо большей распространенности таких модулей. У каждой компании, занимающейся поставками SFP на российский рынок, такие модули есть в наличии. LC придется еще поискать, они не всегда бывают на складах.

В случае решения SFP+ на скорости 10 Гигабит, выбирать не придется. Так исторически сложилось, что все такие модули сразу компонуются разъемами LC. Никаких объективных причин этому нет, просто все привыкли именно к такой формуле: “SFP+ WDM = LC”.

За характерный внешний вид у некоторых сетевиков такие модули получили прозвище “Кутузов”. По фото справа не сложно догадаться, почему.

Устройство и место оптического коннектора

Неотъемлемым компонентом любой оптической сети, впрочем, как и медной, являются разъёмные соединители. В сетях, построенных на базе оптического волокна, они называются коннекторными соединениями и состоят из двух основных компонентов: двух оптических коннекторов и розетки (адаптера) для их соединения.

Рисунок 1 – Структура разъемного оптического соединения

Оптическая розетка (адаптер) – это приспособление со сквозным продольным отверстием и крепежными элементами для коннекторов определенного типа с обеих сторон. Назначением оптической розетки является точное сведение ферул двух коннекторов и фиксация их в таком положении для обеспечения передачи данных.

В зависимости от диаметра ферулы соединяемых коннекторов, диаметр сквозного отверстия может быть 2,5 мм (например, для FC, SC, ST коннекторов) или 1,25 мм (например, для LC и E2000 коннекторов).

Оптические адаптеры устанавливаются в оптическом кроссе, распределительных ящиках и т.д. В виде оптических адаптеров выполнены также выходы SFP модулей приемо-передающей аппаратуры, а также выходы контрольно-измерительных приборов.

Оптический коннектор – это часть оптического разъема, представляющая собой кабельное окончание.

Рисунок 2 – размещение адаптеров (розеток) и коннекторов в оптическом кроссе)

Рисунок 4 – схема подключения оптического кабеля к приемо-передающей аппаратуре

Как видно из рисунка 4, к оптическому кроссу можно отнести кабельное окончание и оптические розетки, установленные на оптической патч панели, а также коммутационные патч-корды.

Качество оптического кросса напрямую зависит от характеристик прохождения оптического сигнала через разъемный соединитель, а именно от потерь и отражения сигнала в нем. Поэтому высокое качество применяемых в кроссе или распределительном ящике конструктивных элементов, качественное монтажное оборудование и профессионализм монтажника гарантируют отличные характеристики сети, высокую и стабильную скорость доступа и как следствие – удовлетворенность абонентов.

И если с розетками и патч-кордами все понятно – достаточно просто купить этот элемент уже проверенного качества, то с оптическими коннекторами не все так однозначно. Ведь существует несколько способов оконечивания оптического кабеля. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их более детально.

Оптические шнуры (Оптический патч корд)

Оптический патч корд или оптический соединительный шнур (от англ. patch cord – шнур соединительный) — это коммутационный шнур, являющийся одной из основных частей СКС (Структурированной Кабельной Системы). Оптические шнуры являются отрезком оптического кабеля с оптическими коннекторами на обеих концах, и предназначены для коммутации двух распределительных устройств (кроссов), либо распределительные устройства с активным оборудованием между собой. Построение волоконно-оптических коммутационных систем для передачи информации не представляется возможным без оптических патч кордов.

Оптические шнуры являются главным средством соединения при построении оптоволоконных сетей.
Все соединительные патч корды (оптические шнуры) делятся между собой по типу волокна на одномодовые и многомодовые. Наши шнуры маркируются цветом по общепринятому международному стандарту:– одномодовые 9/125 (SM – single mode) шнуры – Θ желтым цветом;– многомодовые 50/125 (MM – multi mode)  шнуры – Θ оранжевым цветом;– многомодовые 62.5/125 (MM – multi mode)  шнуры – Θ серым цветом + синий и чёрный (американо-японский стандарт) Θ  Θ

Для изготовления готового соединительного или переходного оптического шнура, отрезок оптического кабеля необходимой длины, с двух сторон оконцовывается оптическими коннекторами.
Наиболее распространенные типы коннекторов – FC, SC, LC, и ST.
Тип коннектора непосредственно является признаком, который определяет будущее предназначение оптического шнура (патч-корда). В зависимости от установленных коннекторов различают два типа оптических патч кордов:
Соединительный патч корд оптический (имеет на разных концах коннекторы одного типа);
Переходной патч корд оптический (имеет на разных концах  коннекторы разных типов).
Мы изготавливаем оптические шнуры из дуплексного (duplex) и симплексного (simplex) оптического кабеля.

Технология монтажа FAST Connector (быстрого коннектора, механического коннектора)

Несмотря на то, что оптические Fast коннекторы разных производителей построены по одному принципу, отличия все же между ними некоторое есть. В основном отличия заключаются в способе фиксации кабеля. Поэтому сама технология установки не значительно отличается в зависимости от производителя конкретного коннектора. Разберем технологию установки на примере Fast коннектора производства компании Tempo Communication (США).

Рисунок 27 – комплект поставки быстрого коннектора Tempo Communication

Рисунок 28 – Монтаж оптического Fast коннектора: удаление верхней оболочки кабеля

Рисунок 29 – Удаление буферного слоя с оптического волокна

Рисунок 30 – Удаление буферного слоя с оптоволокна

Рисунок 31 – Выполнение скола оптического волокна при помощи прецизионного скалывателя Greenlee 920CL

Рисунок 32 – Выполнение скола оптического волокна при помощи прецизионного скалывателя стороннего производителя

Компания Tempo адаптировала свои скалыватели 920CL к работе с Fast коннекторами. Так, в качестве аксессуара к ним поставляется специальный держатель для патчкордного кабеля. В этом случае не требуется отмерять 20 мм перед снятием буферного слоя. Его удаление происходит как изображено на рисунке 30. Далее, этот же держатель устанавливается в скалыватель 920CL для выполнения скола.

При установке волокна в скалывателе (за исключением Greenlee 920CL) следует обеспечить, чтобы 250-ти микронный буфер волокна заканчивался напротив цифры «10» мерной линейки (рис. 7). Таким образом, расстояние от окончания буферного слоя (акрилового лака) до окончания волокна после скола будет 10 мм.

В случае, если Fast коннектор используется для оперативного восстановления работоспособности сети с последующей заменой на Splice On коннектор или пигтейл, то скол можно выполнить и при помощи более дешевого ручного скалывателя. Пока в коннекторе достаточно иммерсионного геля, коннектор будет обеспечивать допустимые характеристики соединения. Вместе с тем стоит учитывать, что качество скола ручным скалывателем значительно хуже, чем прецизионным. Соответственно, если в случае высыхания геля в смонтированном при помощи прецизионного скалывателя коннекторе просто повысятся потери и отражение, то в случае использования ручного скалывателя он перестанет работать вовсе. И выход из строя произойдет намного раньше. Обычно период жизни коннектора в этом случае составляет не более 1 – 1,5 месяцев. Такого срока вполне достаточно, чтобы найти время и возможность заменить механическое соединение более надежным – сварным.

Рисунок 33 – Вставка оптического волокна в Fast коннектор

Рисунок 34 – Фиксация волокна в коннекторе

После этого необходимо слегка прижать корпус разъема к волокну, чтобы волокно в месте изгиба (рис 33) выровнялось.

Рисунок 35 – Фиксация кабеля в коннекторе и окончательная сборка коннектора

Вывод: как видите, установка быстрого коннектора очень проста, требует минимум инструментов и может быть выполнена в очень короткие сроки. Вместе с тем, недолговечность такого соединения накладывает некоторые ограничения на применение этой технологии. Поэтому наиболее предпочтительным применением Fast коннекторов является оперативное устранение поломок, когда нет «под рукой» сварочного аппарата.

Соединение оптоволокна

И тут сразу же встает вопрос – как соединить оптоволокно. Конечно, соединить его можно и для этого используют несколько способов. Первый с помощью специальных небольших «Пигтейлов» (Pigtail). Для этого берут два конца провода и засовывают внутрь. Внутри уже есть небольшой кусок подобного стекла. Далее идёт сварка с помощью специального оборудования.

Второй способ — это обычная сварка. Для этого случая нужен профессионал, который специализируется на сварке «оптики». Несмотря на очень высокоточную сварочную машину, задача специалиста: точно направить два проводка так, чтобы центральная жила и внешняя отражающая оплетка сварились точно вместе. Нужно понизить шанс потерь сигнала на этом участке.

Если сварка будет не точной или что-то пойдет не так, то на этом участке будет потери сигнала, помехи, скорость будет ниже, а дальность передачи данных будет меньше. При попадании в стекло примесей можно свести на нет хоть какую-то передачу информации, а свет будет почти 100 % тухнуть именно в этом месте.

Теперь надеюсь вы понимаете, что самостоятельно объединить два оптоволоконных кабелей в домашних условиях – невозможно. Потому что даже с высокоточным аппаратом иногда сварка даёт сбои и приходится переделывать.

Источник

Какие разъемы используются в модулях XFP

Модуль XFP по ширине больше, чем SFP или SFP+, но все равно он не достаточно широкий, чтобы уместить два SC разъема. Вдобавок, XFP по высоте меньше — 8,4 миллиметра. Учитывая, что высота коннектора SC равна 8,3 миллиметра, произвести XFP трансивер с разъемом SC теоретически невозможно.

В модулях XFP используются исключительно LC разъемы, и никакой другой.

Многие, кто уже искал такие модули в интернете, сейчас воскликнут: “Как же так? Вот ведь модуль XFP — 10GBASE-LR XFP SC SMF! У него в артикуле написано, что он SC!”.

Этот модуль на фото слева. Внешне видно, что он выполнен под коннекторы LC. Просто кто-то ошибся в названии.

Не тратьте свое время зря и не пытайтесь найти такие модули, их не может существовать даже теоретически.

Чуть ниже вы найдете таблицу, в которой указаны возможные типы коннекторов для оптических трансиверов с разными интерфейсами.

Подключение и соединение оптических кабелей

Все работы, которые описаны ниже, обычно делают мастера за приличную плату, хотя как вы сможете убедиться, они довольно несложны при наличии оборудования и инструмента. На мой взгляд, освоить соединение оптики также нетрудно, как и правильную пайку привычных медных проводов.

Правда такая необходимость возникает редко, но будем смотреть с прицелом на будущее, возможно уже скоро оптоволокно вытеснит медь повсеместно, и оконечные устройства будут подключаться к нему напрямую, а не через ONT.

Установка оптических коннекторов

Рассмотрим, как монтируются наиболее распространенные коннекторы типа SC. Подавляющее большинство модемов и розеток используют именно это тип. Для монтажа нам понадобится набор специального инструмента и материалов.

Хотя и стоит он прилично, но все равно дешевле аппарата для сварки оптоволокна. Такие наборы обычно снабжаются и подробными инструкциями, так что мы приведем примерный порядок операций для ознакомления.

Этапы установки коннектора на кабель следующие:

Соединение оптоволокна механическим соединителем

Это способ проще предыдущего берутся куски оптоволоконного кабеля, со смонтированными в промышленных условиях коннекторами (пиг-тэйлы), и стыкуются механическими соединителем. Недостаток метода в потерях сигнала на соединениях, оно сравнимо со снижением интенсивности света в самих коннекторах (понятно, что от коннекторов отказаться нельзя). Так что лучше все же либо сваривать, либо монтировать волокно в коннектор.

На примере соединителя SNR-Link опишем выполнение работ.

На этом работа заканчивается. Как видно на фото ниже, тест данного соединения показывает потерю 0,028 дБ, это соизмеримо с потерями в коннекторе, хотя по паспортным данным у соединителя допускаются потери до 0,04 дБ. Кстати приспособление является многоразовым.

Сварка проводов

Как мы уже говорили лучше всего сваривать провода или пиг-тейлы, это тоже несложно вся проблема только в стоимости аппарата. Покажем, как происходит сварка поэтапно.

По окончании сварки аппарат показывает результат — какие потери будут на данном стыке. На изображении ниже они выделены овалом, всего лишь 0,01 дБ.

Процесс тоже занимает несколько секунд

Извлекаем из печи готовый сваренный оптоволоконный кабель (осторожно, он будет горячим)

Как видите все довольно несложно, если у вас не кривые руки, научиться сваривать оптоволокно можно быстро достаточно лишь прочесть мануал к аппарату для сварки (наша статья тоже подходит) или получить 10 минутный инструктаж. Отмечу, что так быстро приобрести навыки соединения обычных проводов с помощью паяльника и припоя гораздо сложнее.

Надеемся, что наша статья рассказала все про оптический кабель, как подключить его, соединить, согласовать работу оптоволоконного модема с другими устройствами. Даже если вы не собираетесь самостоятельно монтировать сети или коннекторы, зная, как это делается, вы сможете найти причину поломок и пути для их устранения. Пусть интернет в вашем доме всегда будет быстрый и без перебоев.

Наиболее распространенные типы оптических разъемов

Разъем FC

Деталь оптического соединителя FC (Ferrule Connector)

• «FC» означает… Ferrule Connector.
• Краткая история: Это был первый оптический разъем с использованием керамического наконечника, разработанный Nippon Telephone and Telegraph. Его использование становится все менее распространенным в пользу разъемов SC и LC.
• Особенности: резьбовое соединение разъема является виброустойчивым; поэтому он используется в приложениях в движении. Он также используется в точных приборах (таких как рефлектометры) и очень популярен в кабельном телевидении.
• Оптические характеристики: для одномодовых волокон. Его вносимые потери достигают 0,3 дБ.

Разъем ST

Деталь оптического разъема ST (Straight Tip)

• «ST» означает… Straight Tip.
• Краткая история: разработан в США компанией AT&T и используется в профессиональной среде, такой как корпоративные сети, а также в военной области.
• Особенности: Его форма напоминает японский соединитель FC, за исключением его фитингов BNC-типа (поворотный замок, также называемый байонетным фитингом).
• Оптические характеристики: для многомодовых волокон. Его вносимые потери достигают 0,25 дБ.

Разъем LC

Деталь оптического разъема LC (Lucent Connector или Little Connector)

• «LC» означает… Lucent Connector или Little Connector.
• Краткая история: Разработано Lucent Technologies и выпущено в 1997 году.
• Особенности: Фитинг двухтактный (напоминает RJ45). Надежнее и компактнее, чем у типа SC, что позволяет еще большую плотность разъемов в стойках, панелях и FTTH.
• Оптические характеристики: для одномодовых и многомодовых волокон. Потери 0,10 дБ.

Разъем SC

Деталь оптического разъема SC (Subscriptor Connector или Square Connector)

• “SC” stands for… Subscriptor Connector или Square Connector
• Краткая история: Разработано Nippon Telegraph and Telephone, оно стало самым популярным из-за снижения производственных затрат.
• Особенности: Быстроразъемная установка. Он компактен, что позволяет большую плотность разъемов на инструмент. Используется в FTTH, телефонии, кабельном телевидении и т. д.
• Оптические характеристики: для одномодовых и многомодовых волокон. Потери 0,25 дБ.

Смысл системы и история возникновения

Ещё несколько десятилетий назад, передача оптосигнала считалась фантастикой. Многие хотели применять на практике очень высокую скорость передачи данных, на которую способен только свет.

Подробная технология начала использоваться, к примеру, для общения между проходными судами. Фотофон был невостребованным, пока не начали использовать для эксперимента лазер, и не добились прорыва в технологии волоконно-оптических сетей.

В середине 20 века началось активное использование оптоволоконных технологий. В 1980 году ученым удалось изобрести стекловолоконный провод, который мог передавать световой сигнал. Именно с этого момента ученые начали использовать такую технологию в телекоммуникации.

Установленные стандарты передачи через волокно используют основные этапы перемещения информации:

1. Сигнал создается из электрического.
2. Происходит ретрансляция с сохранением силы, но без искажений.
3. Сигнал принимает устройство.
4. Он преобразуется обратно в электрический.

Оптический кабель для телевизора состоит из 2 частей: сердцевина и оболочка.

При использовании провода нужно учитывать сложность в соединении – там, где был произведен разрез. Такие процедуры проводят с использованием высокоточной аппаратуры. Поэтому в домашних условиях применяют готовые провода определенной длины.

Как передается информация

Оптоволокно состоит из центральной жилы и двух оболочек, но нас интересует именно первая оболочка. Первую обычно делают из стекла. Передача данных происходит путем световых пучков. Но встает проблема того, что свет, как и любая другая волна начнет затухать.

Поэтому первая верхняя оболочка должна полностью отражать свет. Использовать зеркала или металлическое напыление дорого, поэтому в свое время был придуман другой способ. Для этого используется отражающий слой с другой плотностью и структурой. Поэтому свет, отражается от данной поверхности и летит дальше.

По сравнению с витой парой – оптоволокно имеет огромное количество преимуществ:

Подобные кабеля используют для подключения целых домов, а также для прокладывания сетей в крупных городах на большое расстояние. Так как при этом не нужно постоянно устанавливать повторители на расстояние затухания сигнала.

Монтаж оптических коннекторов при помощи пигтейлов

Рисунок 5 – оптические пигтейлы: а) в плотном буфере; б) в свободном буфере

Обычно пигтейлы имеют диаметр буферной оболочки 0,9 мм. Причем поставляются они как в плотном буфере (рис 5а) так и в свободном буфере (рис.5б). Основная разница между этими двумя типами буферного слоя состоит в его удалении. Плотный буфер удаляется только вместе с акриловым 250 мкм покрытием волокна. Плавающий буфер пигтейла удаляется отдельно от лакового покрытия волокна.

Рисунок 6 – сплайс кассета оптическая

Для экономии места в сплайс-кассете, некоторые операторы требуют удалять 900 микронную оболочку с кабеля перед монтажом.

Сплайс кассета – это конструктивный элемент любого оптического распределительного бокса или оптической муфты. Она имеет посадочные места для установки КДЗС, а также место для размещения запаса волокна с допустимым радиусом изгиба.

Также пигтейлы отличаются по типу использованного в них оптического волокна, по типу корпуса и полировке установленного оптического разъема.

Рисунок 7 – оптический бокс (ODF): а) на стороне оператора; б) на стороне абонента

Для оконечивания оптоволокна при помощи пигтейла, необходимо проделать следующее:

Как видите, процедура достаточно простая. Применение такого способа монтажа коннекторов на оптоволокно вполне оправдано на кроссе оператора, или больших распределительных боксах. Вместе с тем на абонентской стороне все не так просто.

Во-первых, на абонентской стороне чаще всего оконечивается только одно, ну максимум два волокна. Использование большого ODF (как изображено на рисунке 7а) не имеет смысла.

Во-вторых, в маленьком абонентском ящике намного меньше места, что приводит к большим изгибам волоконно-оптического кабеля. И если для пигтейлов, которые чаще всего выполнены на базе менее чувствительного к изгибам волокна стандарта G.657 это не сильно критично, то для волокна кабеля (другого стандарта) – это ощутимо. В месте изгиба волокна появляются дополнительные потери сигнала. Это можно легко проверить, просветив такое волокно визуализатором повреждений (источник красного света).

Рисунок 8 – потеря мощности оптического сигнала в месте макроизгиба

Поэтому на абонентской стороне рекомендуется оконечивать кабель при помощи Splice-On коннекторов (КДЗС при этом размещается в хвостовике самого коннектора) с минимальным количеством петель запаса.

Типы полировки

Полировка оптического волокна: PC, UPC и APC

• PC: Physical Contact (Физический контакт). Обойма скошена и обработана на ровной поверхности. Это позволяет избежать пустых пространств между наконечниками соединяемых разъемов и обеспечивает вносимые потери в диапазоне от -30 дБ до -40 дБ. Его использование все чаще выпадает.
• UPC: Ultra Physical contact (Ультра физический контакт). Они аналогичны PC разъемам, что позволяет снизить возвратные потери до предела от -40 до -55 дБ благодаря более четкой кривой скоса. Текущий тренд использует его в мертвых строках, чтобы позволить операторам выполнять тесты сетей, например, с помощью рефлектометра.
• APC: Angled Physical Contact (Угловой физический контакт). Наконечник заканчивается плоской наклонной поверхностью под углом 8 градусов, что делает его разъемом, обеспечивающим наилучшую оптическую связь, поскольку он снижает возвратные потери до -60 дБ, что позволяет увеличить количество пользователей в одномодовых волокнах. По этой причине, в сочетании с постоянно снижающимися производственными затратами, APC стал наиболее часто используемым видом полировки.

Преимущества оптического выхода

Использование такого выхода на телевизоре обусловлено некоторыми преимуществами:

• передаваемый сигнал не подвергается воздействию электромагнитных помех;
• собственные электромагнитные излучения полностью отсутствуют;
• создается гальваническая развязка между несколькими приборами.

Каждое из преимуществ оказывает большое влияние на звуковоспроизводящую систему. Дело в том, что производители техники много времени тратит на соединение блоков между собой без помех.

Оптическое соединение на телевизоре стало определенным стандартом для каждого ТВ-устройств, DVD проигрывателя, компьютерных карт и игровых консолей. Оптосоединение обеспечивает высококачественный способ передачи звука с телевизора или иной аппаратуры без потери качества.