4. Оптические шнуры

Используются два основных типа оптических шнуров:

• армированные оптическими соединителями на обоих концах (patchcord);

• армированные оптическим соединителем на одном конце (pigtail)

Шнуры patchcord применяются для стыка оптического оконечного оборудования с ап­паратурой оптических систем передачи, для коммутации оптических волокон, а также для измерительных целей.

Шнуры pigtail применяются преимущественно для концевой заделки ОВ линейных ОК. В качестве шнуров pigtail могут быть использованы и коммутационные оптические соеди­нительные шнуры patchcord, разрезаемые на две части.

В оптических шнурах используются, в основном, одноволоконные ОК диаметром от 0,9 мм до 3 мм, для локальных оптических сетей применяются дуплексные (сдвоенные) ОК. В последнее время увеличивается объем применения шнуров pigtail, выполненных на осно­ве волокна с дополнительным защитным буферным покрытием (диаметром 900 мкм).

Оптические шнуры различаются типом и количеством используемых в них ОВ, типами соединителей и видом их полировки, диаметром и длиной кабеля. Шнуры различаются цве­том оболочки кабеля:

• желтый цвет — с одномодовым ОВ;

• красный или серый — с многомодовым ОВ.

Для армирования оптических шну­ров используются разъемные оптиче­ские соединители различных типов, по­зволяющие производить их многократ­ную расстыковку/стыковку (до 500...1000 раз) без заметного ухудшения оптиче­ских характеристик. Наиболее широко используются оптические соединители типа FC, SC, ST (рис. 5.9), менее распро­странены соединители FDDI, DIN, Е2000 и др.

Рис. 5.9. Оптические шнуры, армированные соединителями FC, SC, ST

Основой конструкции разъемных оптических соединителей является сис­тема «втулка-гильза», в которой две втулки с заделанными в них ОВ стыку­ются в гильзе, размещаемой в корпусе соединительной розетки (адаптере). Диаметр втулки равен 2,499 мм, что позволяет обес­печить совместимость (за счет применения соответствующих адаптеров, рис. 5.10) опти­ческих соединителей различного конструктивного исполнения.

Рис. 5.10. Типовые розетки (адаптеры) оптических соединителей: а) и б) FC различных исполнений крепления; в) ST; г) SC; д) FC-SC

Цилиндрическая прецизионная втулка, в которой заделывается ОВ, изготавливается из керамики (окиси циркония), имеющей близкий к кварцевому стеклу коэффициент теп­лового расширения, что обеспечивает стабильность характеристик соединения в широком диапазоне температур, а также высокую износостойкость. С целью снижения стоимости соединителя (преимущественно для соединителей, используемых в локальных сетях пере­дачи данных) могут использоваться втулки из пластмассы или нержавеющей стали (характеристики соединителя, в том числе надежность и износоустойчивость, в этом случае существенно ниже). ОВ вклеивается во втулку с помощью эпоксидного клея, после отверж­дения которого торец ОВ скалывается и шлифуется. В нерабочем состоянии оптическая вилка закрывается защитным колпачком.

На основе втулки диаметром 2,499 мм выпускаются различные типы оптических соеди­нителей, отличающиеся исполнением корпуса: FC (Fiber Connector), SC (Subscriber Connec­tor), ST (Straight Tip), FDDI (Fiber Distributed Date Interface), DIN (Digital Interface Network) и др. Оптический соединитель характеризуется величиной вносимого затухания и затухания обратного отражения.

Данные наиболее широко используемых оптических соединителей приведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5. Основные конструктивные данные оптических соединителей

Технические характеристики	FC	SC	ST	FDDI
Типичная область применения: телекоммуникации, локальные сети, кабельное ТВ	+ +	+ + +	+	+
Вносимые потери	≤0,5 дБ
Затухание обратного отражения: шлифовка PC, шлифовка АРС	≥40дБ ≥60дБ		≥40дБ
Радиус сферической поверхности: шлифовка PC, шлифовка АРС	10...2 5 мм 5 мм …12 мм		10...25 мм
Тип и цветовая маркировка шнура: одномодовый многомодовый	Желтый Оранж., серый	Желтый Оранж., серый	Желтый Оранж., серый	Оранж., серый
Типовая цветовая маркировка корпуса или втулки соединителя: шлифовка PC, шлифовка АРС	Черный ^1) Зеленый	Голубой ^1) Зеленый	Голубой ^1) –	Бежев., синий –
Фиксация сочленения «вилка-адаптер»	Резьба	Защелка	Байонет	Защелка
Материал корпуса соединителя	Металл	Пластмасса	Металл	Пластмасса
Материал втулки соединителя	Керамика	Керамика	Керамика, пластмасса	Керамика, пластмасса
Материал адаптера соединителя	Металл	Пластмасса	Металл	Пластмасса
Материал гильзы соединителя	Керамика	Керамика	Керамика, пластмасса	Пластмасса
Конструкция крепления адаптера на коммутационной панели	Винты Гайка	Винты Защелка	Гайка	Винты
Условия эксплуатации: температура, относительная влажность воздуха, кол-во сочленений — расчленений, допустимый радиус изгиба ОК, прочность на растяжение	-25... +70 °С до 95 % при 25 °С ≥500 ≥40 мм >4Н
Примечание. ^1) Синий или бежевый для многомодового исполнения

Вносимые соединителем потери определяются:

• погрешностями геометрии ОВ;

• разницей коэффициентов преломления ОВ;

• загрязнением торцевых поверхностей сочленяемых ОВ;

• неточной юстировкой ОВ друг относительно друга;

• наличием воздушного зазора между стыкуемыми ОВ.

Значения вносимых современными соединителями потерь не превышают 0,5 дБ, что, в основном, определяется эксцентриситетом сердцевины ОВ относительно наружного диа­метра втулки.

Величина обратного отражения соединителя преимущественно обуславливается видом его шлифовки, используются следующие виды шлифовок (рис. 5.11):

• плоская шлифовка (без аббревиатуры в обозначении соединителя);

• шлифовка PC (Physical Contact — физический контакт), с разновидностями:

• SPC (Super Physical Contact — суперкачественный физический контакт);

• UPC (Ultra Physical Contact — ультракачественный физический контакт);

- шлифовка АРС (Angle Physical Contact — угловой физический контакт).

Рис. 5.11. Виды шлифовки оптических соединителей: 1 — передаваемый по ОВ оптический сигнал; 2 — отраженный оптический сигнал на стыке ОВ в соединителе

При плоской шлифовке между торцами ОВ из-за микронеровностей поверхностей стыкуемых втулок имеется воздушный зазор. Затухание отражения при прохождении оп­тического сигнала через такую границу составляет около 15 дБ, в связи с чем плоская шлифовка применяется только при сооружении локальных оптических сетей на основе многомодовых ОВ.

Шлифовка PC осуществляется на торцевой поверхности оптических втулок в виде части сферы, что исключает воздушный зазор в месте стыка, затухание отражения — не хуже 40 дБ. Улучшенная шлифовка поверхности SPC, UPC обеспечивает затухание от­ражения порядка 50...55 дБ, в то же время при многократном расчленении/сочленении таких соединителей (чему сопутствует появление микроцарапин на шлифованной по­верхности) обратное отражение может ухудшиться до значения, типичного для стан­дартной шлифовки PC.

Шлифовка АРС обеспечивает обратное отражение не хуже 60 дБ за счет наклона кон­тактной поверхности порядка от перпендикуляра к оси ОВ. Отражения оптического сиг­нала выводятся при этом из сердцевины ОВ во внешнюю среду. Соединители со шлифов­кой АРС наиболее целесообразно использовать в оптических линиях, по которым преду­сматривается работа аналоговых и высокоскоростных цифровых систем передачи.

Производятся также миниатюрные оптические соединители SFF (Small Form Factor) ти­па LC, MT-RJ, VF-45, Opti-Jack, MU на основе втулки уменьшенного диаметра 1,249 мм и корпуса, аналогичного корпусу соединителя SC или RJ45, являющегося стандартным в структурированных кабельных системах (СКС).

Оптические шнуры, выпускаемые крупнейшим российским производителем — «Теле­ком Комплект Сервис» (Москва), имеют кодировку:

ШО-AA-XX-CC/DD-YY, где

• ШО — аббревиатура слов «шнур оптический», для дуплексного (спаренного) шнура перед аббревиатурой добавляется цифра «2»;

• АА — тип волокна оптического шнура (SM — одномодовое волокно, ММ — много-модовое волокно с диаметром сердцевины 50 мкм, ML — многомодовое волокно с диаметром сердцевины 62,5 мкм);

• XX — наружный диаметр оптического шнура: 0,9 мм, 2,4 мм или 3,0 мм;

• CC/DD — типы оптических соединителей на одном и на другом концах оптического шнура;

• YY — длина оптического шнура pachcord: 01; 02; 03; 05; 07; 10; 20 или 30 м; длина оптического шнура pigtail составляет 1,5 м, в коде заказа длина шнура pigtail не ука­зывается.

Пример записи при заказе одиночного оптического одноволоконного шнура pigtail диа­метром 3 мм, со стандартным одномодовым ОВ, армированного соединителем типа FCPC:

Шнур оптический IIIO-SM-3,0-FCPC

Пример записи при заказе дуплексного оптического одноволоконного шнура patchcord диаметром 2,4 мм, со стандартным одномодовым ОВ, армированного с обеих сторон соеди­нителями типа FCPC, длиной 5 м:

Шнур оптический 2IIIO-SM-2,4-FCPC/FCPC-05

Оптические шнуры, помимо «Телеком Комплект Сервис» (Москва), производят также: «Волоконно-оптическая техника» (Москва), «Лентелефонстрой» (С.-Петербург), «Оптические телекоммуникации» (Москва), «Перспективные технологии» (С.-Петербург), «Перспективные технологии плюс» (С.-Петербург), «Поиск-ТР» (Москва), «ССКТБ-ТОМАСС» (Москва).