Волоконные ферулы - ключ к точности и производительности волоконно-оптических соединителей

Волоконно-оптические соединители состоят из керамических, пластиковых и металлических деталей, которые обеспечивают надежное и точное прилегание концов оптического волокна к сопрягаемым адаптерам. Обычно они имеют форму цилиндрических конструкций с отверстиями по центру для надежного выравнивания.

Когда ферула соединителя не совпадает точно с его адаптером, образуется воздушный зазор, который снижает передачу мощности через соединение. Это может быть вызвано несколькими факторами, включая несовпадение диаметров отверстий, изменение концентричности, боковое смещение или угловое смещение, снижающее передачу мощности через соединение.

Точность

Поверхности ферул играют важную роль в производительности волоконно-оптических соединений, выступая в качестве точки, где кабели встречаются друг с другом или с передатчиками/приемниками, и свет должен свободно проходить между этими точками без потерь на затухание (потерю мощности).

Ключевым фактором в достижении этой цели является точность, начиная с цилиндричности отверстия, через которое вставляется оптическое волокно. Если оно не точно совпадает с сердцевиной, резко возрастает продольное рассогласование и потери при передаче.

Концентричность сердечника ферулы имеет не меньшее значение; это измерение показывает, насколько плотно сердечник прилегает к центру отверстия и должен идеально совпадать с окружающей его оболочкой для оптимального снижения потерь при передаче. Любое отклонение может привести к смещению центра сердечника и облицовки, что увеличивает потери при передаче.

В компании Ilsintech после вставки волокна мы проводим тщательный осмотр, чтобы убедиться в правильном размещении сердечника в отверстии. Это позволяет минимизировать перемещение между компонентами и снизить вероятность потерь при вставке.

Материал

Ферула находится внутри разъема, в который вставлен волоконно-оптический кабель. При их соединении свет должен проходить без значительных потерь мощности; чтобы это произошло, необходимо убедиться, что их поверхность гладкая и неповрежденная.

Выбор материала ферулы имеет решающее значение для ее общей производительности. Керамика обеспечивает наилучший контроль размеров и долговечность при точной шлифовке до нужного размера; кроме того, ее экологическая стабильность обеспечивает долгосрочные эксплуатационные преимущества. Керамика также хорошо соединяется со стеклянными компонентами, что делает ее идеальным выбором материала для ферул.

Низкое качество поверхности может привести к таким проблемам, как боковая несоосность, когда отверстия передающего и приемного феррулов смещены относительно друг друга, а не выровнены должным образом, что приводит к потере мощности, поскольку часть передаваемого света может не попасть в оболочку оптического волокна, что приводит к снижению мощности.

До 2005 года чаще всего использовался многомодовый коннектор ST под торговой маркой AT&T. В этом устройстве с байонетным креплением используется 2,5-миллиметровый керамический наконечник с байонетным креплением, на который крепится волоконно-оптический кабель. Несмотря на относительную простоту использования и отличные эксплуатационные характеристики, его более высокие вносимые потери по сравнению с моделями SC или LC требуют использования переходников для достижения наилучших результатов.

Полировка

Полировка торцевой поверхности волокна/феррула необходима для создания высококачественных волоконно-оптических соединителей, поскольку она гарантирует отсутствие дефектов или неровностей, которые могут препятствовать прохождению света. Обжим механически скрепляет волокно с ферулой, а полировка оптически подготавливает его. Полировка также обеспечивает наилучшее соединение, обеспечивая оптическое выравнивание света.

На точность полировки влияют различные факторы, такие как тип используемой оснастки, материал используемых полировальников и толщина полировальной пленки. Циркониевая керамика является одним из лучших вариантов благодаря превосходному контролю размеров и долговечности, обеспечивая допуски и постоянство во всем.

Полировка необходима, поскольку она дает первый шанс исправить несоответствия в выравнивании сердечника, которые могут вызвать значительные вносимые и возвратные потери. Несоответствие может также вызвать проблемы с выравниванием феррула, в результате чего облицовка может выступать из отверстия, вызывая несоответствия с обеих сторон.

Для решения этой проблемы ферулы в стиле UPC были усовершенствованы по сравнению с предыдущим аналогом LC за счет меньшей площади поверхности и более плотной формы конусной головки, что уменьшает ORL, вызванное воздушными зазорами между наконечниками. Кроме того, полировочные приспособления разработаны для точной фиксации ферул во время полировки, что повышает качество конечного продукта.

Допуски от конца к концу

Допуски ферул играют ключевую роль в обеспечении качества оптического соединения, поскольку они определяют, насколько плотно волокно прилегает к отверстиям и насколько сильные перемещения между ферулами и адаптерами способствуют потерям при вставке. Точные допуски позволяют точно выровнять диаметры отверстий в пределах диаметра оптического сердечника для оптимального совмещения передающего и приемного феррулов, при этом любые смещения в любом направлении приводят к потере передачи света, что негативно сказывается на качестве сигнала.

Сегодня на рынке представлен целый ряд волоконно-оптических разъемов, каждый из которых обладает своими преимуществами. Некоторые из них имеют байонетную конструкцию, в то время как другие подключаются или защелкиваются. В некоторых соединителях также используются методы фиксации феррулов, а в некоторых - цветовая кодировка для облегчения установки и идентификации.

Соединители ST имеют квадратный наконечник с пружинной технологией для фиксации волокна внутри, что требует точной посадки для правильного соединения, но может прервать сигналы, если кто-то случайно потянет за кабель. Однако они обеспечивают превосходные показатели вносимых потерь на волокно, выдерживая высокую интенсивность движения.

Другой вариант - разъем LC с круглым наконечником и системой push-and-pull для сопряжения с адаптерами. Хотя он более долговечен, чем ST, его более высокие потери затухания на волокно ограничивают его использование в приложениях с высокой плотностью потока данных.