Tuleja światłowodowa - klucz do precyzji i wydajności złączy światłowodowych

Złącza światłowodowe składają się z ceramicznych, plastikowych i metalowych części, które zabezpieczają i dokładnie dopasowują końce światłowodów do współpracujących z nimi adapterów. Zazwyczaj przybierają one formę cylindrycznych struktur z otworami w ich środkach w celu bezpiecznego wyrównania.

Gdy tuleja złącza nie jest dokładnie dopasowana do adaptera, powstaje szczelina powietrzna, która zmniejsza przenoszenie mocy przez połączenie. Może to być spowodowane kilkoma czynnikami, w tym niedopasowaniem średnicy otworu, zmianami współosiowości, niewspółosiowością boczną lub niewspółosiowością kątową, co zmniejsza przenoszenie mocy przez połączenia.

Precyzja

Powierzchnie tulei odgrywają istotną rolę w wydajności połączeń światłowodowych, działając jako punkt, w którym kable stykają się ze sobą lub z nadajnikami/odbiornikami, a światło powinno swobodnie przechodzić między tymi punktami bez utraty tłumienia (utraty mocy).

Precyzja jest kluczem do osiągnięcia tego celu, począwszy od cylindryczności otworu, przez który wprowadzany jest światłowód. Jeśli nie jest on dokładnie wyrównany z rdzeniem, niedopasowanie wzdłużne i straty transmisji dramatycznie wzrastają.

Równie ważna jest koncentryczność rdzenia tulei; pomiar ten opisuje, jak ściśle rdzeń pasuje do środka otworu i musi idealnie pasować do otaczającej go okładziny, aby zapewnić optymalną redukcję strat transmisji. Wszelkie odchylenia mogą powodować niewspółosiowość między środkiem rdzenia a okładziną, co zwiększa straty transmisji.

W Ilsintech po włożeniu włókna przeprowadzamy dokładne kontrole, aby zapewnić prawidłowe umieszczenie rdzenia w otworze. Aby zminimalizować ruch między komponentami i zmniejszyć potencjalne straty wtrąceniowe.

Materiał

Tuleja znajduje się w złączu, w którym umieszczony jest kabel światłowodowy. Po połączeniu światło powinno przemieszczać się bez znaczącej utraty mocy; zapewnienie, że tak się stanie, zależy od tego, czy jego powierzchnia jest gładka i nieuszkodzona.

Wybór materiału tulei ma kluczowe znaczenie dla jej ogólnej wydajności. Ceramika oferuje najlepszą kontrolę wymiarów i trwałość, gdy jest precyzyjnie szlifowana do odpowiedniego rozmiaru; ponadto jej stabilność środowiskowa zapewnia długoterminowe korzyści w zakresie wydajności. Ceramika dobrze łączy się również z elementami szklanymi, co czyni ją idealnym materiałem na tuleje.

Niska jakość powierzchni może skutkować takimi problemami, jak niewspółosiowość boczna, w wyniku której otwory ferruli nadawczej i odbiorczej znajdują się poza środkiem względem siebie, zamiast być odpowiednio wyrównane, co prowadzi do utraty mocy, ponieważ część światła transmisyjnego może nie dostać się do docelowej okładziny światłowodu, co skutkuje zmniejszeniem mocy.

Przed 2005 r. najczęściej stosowanym złączem było wielomodowe złącze ST, będące znakiem towarowym AT&T. To urządzenie z mocowaniem bagnetowym wykorzystuje 2,5-milimetrową ceramiczną tuleję z mocowaniem bagnetowym, która utrzymuje kabel światłowodowy. Choć stosunkowo łatwe w użyciu i charakteryzujące się doskonałą wydajnością, jego wyższa tłumienność wtrąceniowa niż w modelach SC lub LC wymaga adapterów współpracujących w celu uzyskania najlepszych wyników.

Polerowanie

Polerowanie powierzchni czołowej włókna/ferruli ma zasadnicze znaczenie dla tworzenia wysokiej jakości złączy światłowodowych, ponieważ zapewnia brak defektów lub nieregularności, które mogłyby uniemożliwić przepływ światła. Zaciskanie mechanicznie łączy włókno z ferrulą, a polerowanie przygotowuje je optycznie. Polerowanie zapewnia również najlepsze możliwe połączenie, zapewniając optyczne wyrównanie światła.

Istnieje wiele czynników wpływających na dokładność polerowania, takich jak rodzaj zastosowanego przyrządu, materiał użytych padów polerskich i grubość warstwy polerskiej. Ceramika cyrkonowa jest jednym z najlepszych wyborów ze względu na doskonałą kontrolę wymiarów i trwałość, oferując tolerancje i spójność.

Polerowanie jest niezbędne, ponieważ zapewnia pierwszą szansę na skorygowanie niedopasowania w wyrównaniu rdzenia, co może powodować znaczne straty wtrąceniowe i powrotne. Niedopasowanie może również powodować problemy w zakresie wyrównania ferruli, powodując, że okładzina wystaje z otworu, powodując niewspółosiowość po obu stronach.

Aby temu zaradzić, ferrula UPC została ulepszona w stosunku do swojego poprzedniego odpowiednika LC, z mniejszą powierzchnią i ciaśniejszym stożkowym kształtem główki, który zmniejsza ORL spowodowane przez szczeliny powietrzne między końcówkami. Co więcej, przyrządy do polerowania zostały zaprojektowane tak, aby precyzyjnie przytrzymywać tuleje podczas polerowania, zapewniając lepszą jakość produktu końcowego.

Tolerancje od końca do końca

Tolerancje ferrul odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu jakości połączenia optycznego, ponieważ określają, jak ciasno włókna pasują do swoich otworów i jak duży ruch między ferrulami a adapterami przyczynia się do strat wtrąceniowych. Precyzyjne tolerancje umożliwiają dokładne dopasowanie średnic otworów do średnic rdzenia optycznego w celu optymalnego wyrównania ferrul nadawczych i odbiorczych, przy czym wszelkie niewspółosiowości w obu kierunkach prowadzą do utraty transmisji światła, co negatywnie wpływa na jakość sygnału.

Obecnie na rynku dostępny jest szeroki wybór złączy światłowodowych, z których każde oferuje inne korzyści. Niektóre z nich mają konstrukcję bagnetową, podczas gdy inne są wtykane lub zatrzaskiwane. Niektóre złącza zawierają również metody utrzymywania tulejek razem, podczas gdy niektóre wykorzystują kołnierze oznaczone kolorami, aby ułatwić instalację i identyfikację.

Złącza ST są wyposażone w kwadratową tuleję z technologią sprężynową, która zabezpiecza włókno wewnątrz, co wymaga precyzyjnego osadzenia w celu prawidłowego połączenia, ale może zakłócać sygnały, gdy ktoś przypadkowo pociągnie za kabel. Zapewniają jednak doskonałą wydajność tłumienia wtrąceniowego na włókno, jednocześnie wytrzymując środowiska o dużym natężeniu ruchu.

Inną opcją jest złącze LC z okrągłą tuleją i systemem push-and-pull do łączenia z adapterami. Choć jest ono bardziej wytrzymałe niż złącze ST, jego wyższe straty tłumienia na włókno ograniczają jego zastosowanie w aplikacjach o dużym natężeniu ruchu danych.