Оптический патч-корд и их ключевые особенности. Оптические патч-корды: назначение и виды

В настоящее время без структурированной кабельной сети (СКС) невозможно представить ни одно предприятие, магазин или квартиру. Патч-корды являются одним из самых распространенных элементов СКС. По сути это кусок многожильного кабеля, обжатый с обоих концов коннекторами. Нередко патч-корды называют коммутационными шнурами.

Их основная задача заключается в соединении различных устройств . Коммутационные шнуры для удобства пользователей изготавливают в разных цветах. Использование патч-кордов разных цветов помогает сократить время локализации проблемного участка структурированной кабельной сети и устранения проблемы.

Что такое патч-корд

Патч – корд (коммутационный шнур) представляет из себя электрический или оптоволоконный кабель для подключения или соединения между собой электрических устройств . Они различаются по типам и длине. Обе стороны кабеля обязательно должны быть обжаты соединительными разъемами. Эти специфические разъемы называют коннекторами.

Для объединения двух рабочих станций часто применяют кроссовер. Он также является коммутационным шнуром, но с перекрестной схемой соединения. Другим названием такого соединения является «кроссовое соединение».

Патч-корды могут быть любых размеров, но не должны превышать длины в 5 м по стандарту ANSI EIA TIA 568B.1. Для открытых офисов допускаются патч-корды большей длины.

Область применения

Чаще всего патч-корд применяют для подключения рабочих станций к СКС, также для соединения сетевого и серверного оборудования.

Основа из многожильных проводов является главным преимуществом коммутационного шнура в сравнении с обычным кабелем UTP с цельным проводом. Улучшаются такие параметры кабеля, как устойчивость к излому и его гибкость. При этом, у гибкого коммутационного шнура происходит ухудшение основных электрических параметров, что, в конце концов, сказывается на скорости передачи информации.

В зависимости от области применения выделяют следующие виды патч-кордов: для телефонных сетей, коммутационные (для роутера, коммутатора и прочего аналогичного оборудования) и оптоволоконные (оптоволоконный кабель, оконцованный с обоих концов оптическими коннекторами).

Какие бывают

Классификация патч-кордов может быть проведена по различным признакам и параметрам.

Чаще всего патч-корды классифицируют:

Длина, а также цвет подбираются с учетом личных предпочтений. При этом важно знать, что длины патч-корда и магистральной линии должны суммироваться, и суммарная длина должна соответствовать существующим стандартам структурированной кабельной сети. Сейчас максимальная длина сегмента СКС не должна превышать 100 м.

Между кабелем и патч-кордом имеются различия. Кабеля закрепляются неподвижно и остаются без движения в течении длительного периода, на патч-корды же наоборот, постоянно оказывается определенная механическая нагрузка, может произойти их скрутка. При неаккуратном обращении с патч-кордом, кабель в нем может быть поврежден, что в значительной степени снизит его параметры. Многожильные патч-корды более приспособлены к постоянным воздействиям.
Использование экранирования для коммутационного шнура не является обязательной необходимостью. Экран защиты позволяет защитить кабель от воздействия внешних электромагнитных волн. Заземление является обязательным условиям применения FTP патч-кордов.

В компьютерных сетях нередко используют литые патч-корды. Основное их отличие заключается в наличии пластмассового колпачка. Он может быть припаян прямо к кабелю, в отличие от обычного, в котором он может беспрепятственно перемещаться по всей длине. Литой патч-корд может быть только заводского производства, его невозможно изготовить в домашних условиях.

В условиях ограниченного пространства на сетевых объектах удобны для использования по своей конструкции плоские патч-корды.

Видео: Обжимка кабеля UTP 5

Категории патч-кордов

Каждый заводской патч-корд проходит процедуру сертификации, по результатам которой ему присваивается определенная категория. Категория определяет, где может быть использован данный патч-корд, какую скорость передачи данных он может поддержать.

Сегодня в основном используются экранированные патч-корды категории 5e . Их отличает обеспечение качественного соединения в СКС любого размера. Они прекрасно поддерживают скорость передачи данных, до 100 Мбит/сек, которая является необходимым минимумом в настоящее время.

Для организации гигабитной локальной сети патч-корд 5 категории не подойдет, обязательно необходим патч-корд 6 категории. В его основе кабель, каждая из восьми жил которого состоит из семи медных проволок, изолированных в прочном полиэтилене.Патч-корд 6 категории имеет немного больший внешний диаметр кабеля (6.2 мм), что нужно учитывать при его прокладке.

Основные характеристики

Каждый патч-корд обладает рядом характеристик. К основным относятся материал оболочки, диаметр и тип проводника, а также средняя скорость распространения сигнала. Кроме основных, выделяют передаточные, геометрические и механико-климатические характеристики.

К передаточным характеристикам причисляют коэффициент затухания и коэффициент хроматической дисперсии на опорных длинах волн.

Толщина оболочки, номинальный диаметр кабеля и номинальная масса являются базовыми геометрическими параметрами патч-корда.

Среди механико-климатических характеристик выделяют радиус изгиба, допустимые растягивающее и раздавливающее усилия, стойкость к кручениям и ударам, температуры эксплуатации и монтажа.

Значения данных характеристик зависят от конкретного производителя патч-кордов.

Схема подключения

Существуют две основные схемы подключения: прямая и перекрестная.

Прямая схема подключения используется для соединения рабочих станций со свитчами, а также для соединения свитчей между собой через порт Uplink.

Перекрестная или кроссовая схема подключения необходима для непосредственного соединения двух рабочих станций. Также с помощью перекрестной схемы происходит подключения сетевых концентраторов между собой без использования порта Uplink . Ниже приводится схема подключения кабелей. Нумерация контактов на разъеме слева направо, если держать коннектор вверх контактами и кабелем к себе.

Прямая разводка.
Перекрестная разводка
Контакт
Цвет провода
Контакт
Контакт
Цвет провода
Контакт
1
бело-оранжевый
1
1
бело-оранжевый
3
2
оранжевый
2
2
оранжевый
6
3
бело-зеленый
3
3
бело-зеленый
1
6
зеленый
6
6
зеленый
2
5
бело-синий
5
5
бело-синий
5
4
синий
4
4
синий
4
7
бело-коричневый
7
7
бело-коричневый
7
8
коричневый
8
8
коричневый
8

Почему лучше заводской патч-корд?

Изготовление патч-корда своими руками совсем несложное занятие, да и себестоимость его будет в разы меньше чем заводского. Странно. Неправда ли? Почему же заводские патч-корды изготовляемые миллионами стоят на порядок выше самодельного патч-корда?

Разница заключается в том, что производитель тестирует на соответствие определенным параметрам каждый патч-корд и по результатам проверки забраковывает часть своей продукции. Покупая заводской патч-корд, клиент платит за уверенность в безупречном функционировании СКС.

В СКС главные места потери ее параметров - это места соединений. А каждый патч-корд влияет сразу на два соединения. Неправильная разводка жил провода может испортить характеристики целой сети. Возможно при некачественной обжимке возникновение наводки в ней. Ведь восемь расплетенных проводов витой пары выступают в качестве параллельных антенн, в результате чего каждая пара создает свои помехи и получает помехи соседних пар.

Конечно, случаются форс-мажорные ситуации, когда необходимо в кратчайшие сроки подключить новое устройство к локальной сети, либо заменить поврежденный кабель. Единственным выходом из данных ситуаций будет изготовление временного патч-корда своими руками.

Исходя из этого, необходимо делать выбор в пользу заводских патч-кордов. Причем, очень важно тщательно изучить всех производителей данной продукции и выбрать производителя с наилучшим качеством.

Таким образом, патч-корды играют значительную роль в обеспечении надежности и производительности СКС.

Опыт показывает, что использование патч-кордов низкого качества (в частности самодельных), несмотря на экономию на этапе создании локальной сети, в будущем в процессе ее эксплуатации приводит к ощутимым дополнительным расходам. Из-за применения низкокачественных патч-кордов нередко происходят отказы и простои. А одно из главных качеств СКС именно надежность. Поэтому рекомендуется использовать патч-корды только проверенных производителей.

Данная статья создана специально для тех, кто хочет быстро, и не вдаваясь в подробности, разобраться с классификацией волоконно-оптических патч кордов.

Что такое волоконно-оптический патч корд?

Волоконно-оптический соединительный кабель, который часто называют волоконно-оптический патч-корд или оптоволоконный кабель перемычка, является отрезок волоконно-оптического кабеля с оптическими разъёмами на обоих концах. Он применяется в соединение в двух основных областях: компьютер рабочей станции - выход волоконно-оптической патч-панели или оптический кросс – рапределительный центр. Оптические патч-корды применяются только внутри помещений.

Наиболее распространённые типы оптических патч-кордов.

Волоконно-оптические патч корды можно разделить на различные типы в зависимости от типа оптического волокна, структуры, типа оптических разъёмов, полировки и длины.

Волоконно-оптический кабель:

Одномодовое оптическое волокно соединительных кабелей (SM ): одномодовый оптический патч корд состоит из отрезка волоконно-оптического кабеля с диаметром сердцевины 9/125 мкм , оконцованного с обеих сторон одномодовыми оптическими коннекторами. Оболочка одномодового волоконно-оптического кабеля, как правило, имеет желтый цвет.

Многомодовое оптическое волокно соединительных кабелей (MM ): многомодовый оптический патч корд состоит из отрезка многомодового волоконно-оптического кабеля с диаметром сердцевины 62,5/125 мкм или 50/125 мкм оконцованного с обеих сторон многомодовыми оптическимми коннекторами. Оболочка многомодового волоконно-оптического кабеля, как правило, имеет оранжевый цвет, а коннекторы – серый.

10GIG многомодовый волоконно оптический соединительный кабель (такие как OM2, OM3 ): 10Gib многомодовые оптически волокна 50/125 мкм специально разработаны и оптимизированы для лазеров VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser – полупроводниковые лазеры на вертикальных резонаторах) на основе 10Gib Ethernet. Они имеют обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием и обеспечивают пропускную способность в три раза выше традиционных оптических волокон с диаметром сердцевины 62,5/125 нм. 10Git расчитан на расстояния до 300 метров с использованием длины волны 850нм. Оболочка такого кабеля имеет, как правило, цвет морской волны.

Структура волокон кабеля.

Simplex оптические шнуры: волоконно-оптический кабель имеет одно волокно и один разъём на каждом конце.

Duplex оптические шнуры: двойной оптический патч корд имеет два волокна с двумя разъёмами на каждом конце. Каждое волокно помечается маркером для обозначения полярности.

Ленточные оптические шнуры: ленточные кабель имеет с одной стороны один разъём, такой как MTP (12 волокон), а с другой несколько симлекных волоконно оптических кабелей с разъёмами SC, LC, FC и т.д.

Различия по типам оптических коннекторов.

Оптические шнуры с одинаковыми разъёмами: волоконно-оптический патч корд имеет на обоих концах одинаковые оптические разъёмы.
Переходные оптические шнуры: волоконно-оптический патч корд имеет на разных конца разные оптические коннекторы, что обеспечивает возможность соединения оборудования с разными оптическими адаптерами.

Различия по типу полировки.

Волоконно-оптические разъёмы разработаны и отполированы до различных форм. Это делается для того, чтобы свести к минимуму обратное отражение. Это особенно важно при использование одномодового оптического волокна. Обратно отражение в зависимости от полировки может иметь следующие значения: -30 дБ, -40 дБ, -50 дБ и -60 дБ.

PC (Physical Contact): Типичное обратное отражение <-40дБ для одномодовых и многомодовых оптических волокон.

UPC (Ultra физической Contact): Типичное обратное отражение <-50дБ для одномодового оптического волокна. (обычно коннектор SC, LC синего цвета, а хвостовики на FC и ST – чёрного)

APC (Angled Physical Contact), угловая полировка: Типичное обратное отражение <-60дБ для одномодового оптического волокна. (коннектор SC, LC и хвостовики на FC и ST зелёного цвета)

Размеры оптического кабеля.

Вы можете выбирать для конкретной задачи разный диаметр волоконно-оптического кабеля.

250 мкм голого волокна
900 мкм жесткие волокна буфер
1,6 мм волоконно-оптического кабеля
2.0 мм волоконно-оптического кабеля
3.0 мм волоконно-оптического кабеля

Специальные типы волоконно-оптических соединительных кабелей.

G.653 Одномодовое со смещенной дисперсией (DSF )
G.654 Одномодовое со смещенной длиной волны отсечки.
G.655 Одномодовое с ненулевой смещенной дисперсией (NZDSF )
G.656 Одномодовое с ненулевой дисперсией для широкополосной передачи данных.
G.657 Одномодовое с уменьшенными потерями на малых радиусах изгиба.
С огнестойкой малодымной оболочкой (LSZH )

Другие возможные названия волоконно-оптических соединительных кабелей.

Оптоволоконный патч-корд, волоконно-оптические перемычки, волоконные перемычки, волоконно-оптические перемычки, перемычки дуплекс волокна, шнуры оптические соединительные.

Методы очистки волоконно-оптических патч кордов.

Специальные машинки для очистки коннекторов.
Изопропиловый спирт и безворсовые салфетки.
Пыльник
Тампон очиститель

Более подробный материал по оптическим коннекторам вы можете найти здесь:

Один из заключительных этапов монтажа ВОЛС - это разводка и подключение входящего оптоволоконного кабеля непосредственно в точке назначения: в серверной, дата-центре и т.д. Для этого кабель заводится в оптический кросс и волокна подсоединяются к разъемам. На этом этапе используется такая группа, как оптические компоненты - это , пигтейлы, и всякого рода зажимы. Их также объединяют под названием пассивное оптоволоконное оборудование .

Пигтейл - это кусок оптического кабеля, оконцованный коннектором только с одной стороны.
Патчкорд имеет коннекторы на обоих концах, типы разъемов при этом могут отличаться (переходной патчкорд) или быть одинаковыми (соединительный).
Оптический адаптер - это, собственно, розетка, в которую подключается пигтейл или патч-корд.
Что важно учитывать?
Может показаться, что на стадии подключения коннектора в оптический адаптер нет ничего сложного. Как воткнуть вилку в розетку. Однако, нет.
Давайте посмотрим хотя бы с точки зрения технологии. Что представляет собой комплект - патчкорд/пигтейл + адаптер? Это стыковка двух оптических волокон, толщина которых примерно равна толщине человеческого волоса. При этом сдвиг соединения даже на 1 микрон вызывает потерю мощности.

То есть кроссовое соединение должно обеспечить:
идеально точное соприкосновение сердечников (оптоволокна);
защиту этого идеального соприкосновения от внешних влияний - сдвигов, возникновения воздушного зазора и т.п.;
механическую защиту волокон при многократном соединении-разъединении;
механическую защиту кабеля в коннекторе при изгибе, выдергивании и т.д.

В частности, именно поэтому создано столько типов оптических коннекторов. Каждый производитель стремился создать идеальный разъем именно под свое оборудование.
Но это еще не все сложности
Для обеспечения точного соединения наконечники оптических коннекторов не должны иметь трещин (если трещина пересекает оптоволокно, такой коннектор заменяется), не должны быть пыльными и грязными. Даже если вы просто прикоснулись к нему пальцем - след нужно тщательно вытереть спиртовой салфеткой. Каждая пылинка, загрязнение и т.д. - это ослабление, затухание сигнала, обратные отражения.
Поэтому оптические коннекторы регулярно протираются спиртом, а розетки - продуваются сжатым воздухом или очищаются специальными палочками.
На рисунке справа - наконечник коннектора после прикосновения пальца и после очистки.
Механическая прочность соединений обеспечивается в каждом типе разъемов по-разному, но в основном это:
особо прочный материал наконечника коннектора - керамика, металлокерамика;
защитные пластиковые и металлические колпачки над разъемами;
защелки и фиксаторы положения как в оптических адаптерах, так и в "вилках";
кевларовые и другие армирующие нити под оболочкой отрезка кабеля, ведущего к разъему.

Виды оптических патчкордов, пигтейлов, адаптеров
Классификация оптических пигтейлов, патчкордов и адаптеров в целом одинакова и основана на следующих параметрах:
стандарт коннектора (разъема);
тип шлифовки;
тип волокна - многомодовое или одномодовое;
тип коннекторов - одинарный иди дуплекс.

В результате различных комбинаций всех этих типов получается огромное множество модификаций коннекторов и адаптеров. На этой картинке далеко не все:

Что означают все эти буквы?

Возьмем типичную маркировку оптического патчкорда. К примеру, .

SC и LC - это типы коннекторов. Здесь мы имеем дело с патчкордом - переходником, так как два разных типа разъема;
UPC - тип шлифовки;
Multimode - вид волокна, здесь многомодовое волокно, еще может быть обозначено аббревиатурой MM. Одномодовое маркируется как SinglеMode или SM;
Duplex - два разъема в одном корпусе, для более плотного расположения. Обратный случай - это Simplex, один коннектор.

Пример Duplex:

Типы полировки (шлифовки) оптоволоконных разъемов

Шлифовка или полировка оптоволоконных разъемов призвана обеспечить идеально плотное соприкосновение сердечников оптоволокна. Между их поверхностями не должно быть воздуха, так как это ухудшает качество сигнала.

На данный момент используются такие типы полировки, как PC, SPC, UPC и APC .

PC - прародитель всех остальных видов полировки. Разъем, обработанный методом PC (в том числе вручную), представляет собой скругленный наконечник.

Обратите внимание, на рисунке видно, что соединение коннекторов с плоским торцом чревато возникновением воздушной прослойки. В то время как скругленные торцы соединяются более плотно.

Может применяться в сетях небольшой дальности, предполагающих небольшую скорость передачи данных.

SPC - улучшенный вариант PC, но шлифовка производится только машинным способом.

UPC - почти плоский (но не свосем) разъем, который производится с применением высокоточной обработки поверхности. Дает отличные показатели отражательной способности (по сравнению с PC и SPC), поэтому активно применяется в высокоскоростных оптических сетях.

Коннекторы с этим типом разъема чаще всего - синие.

APC - разъем, обработанный по совсем другому принципу: концы скошены под углом 8 градусов. Такая полировка поверхности дает самые лучшие результаты. Обратные отражения сигнала практически сразу покидают покидают оптоволокно, и благодаря этому снижаются потери.

Разъемы с полировкой APC применяются в сетях с высокоми требованиями к качеству сигнала : передача голосовых, видеоданных. Как пример - кабельное телевидение .

Коннекторы с этим типом разъема - зеленого цвета.

Внимание!
Коннекторы с шлифовкой APC не подходят к разъемам с другой полировкой (PC, SPC, UPC) и вызывают взаимное повреждение.
Полировки PC, SPC, UPC взаимно совместимы.

Сравнение формы наконечника и пути отраженного сигнала в разъемах с полировкой UPC и APC:

Зависимость потерь на линии от типа полировки оптического коннектора изложена в таблице:

Как видим, полировка UPC (скругленные торцы) и APC (скошенные торцы) - эффективнее всего. Поэтому патчкорды и пигтейлы с этим типом шлифовки чаще всего применяются.

Типы оптических разъемов

На практике наши монтажники оптоволоконных сетей в подавляющем большинстве случаев работают с типами FC, LC, SC. На более редких видах коннекторов мы пока останавливаться не будем.

подпружиненное соединение, за счет чего достигается "вдавливание" и плотный контакт;
металлической колпачок - прочная защита;
коннектор вкручивается в розетку, а значит, не может выскочить, даже если случайно дернуть;
шевеление кабеля не влияет на соединение.

Однако плохо подходит для плотного расположения разъемов - необходимо пространство для вкручивания/выкручивания.

Более дешевый и удобный, но менее надежный аналог FC. Легко соединяется (защелка), разъемы могут располагаться плотно.

Однако пластиковая оболочка может сломаться, да и на затухание сигнала и обратные отражения влияют даже прикосновения к коннектору.

В общем, используется наиболее часто, но не рекомендован на важных магистралях.

Уменьшенный аналог SC. За счет малого размера применяется для кроссовых соединений в офисах, серверных и т.п. - внутри помещений, там где требуется высокая плотность расположения разъемов.

Автор разработки этого типа коннектора - ведущий производитель телекоммуникационного оборудования, Lucent Technologies (США) - изначально прогнозировал своему детищу судьбу лидера рынка. В принципе, так оно и есть. Особенно учитывая то, что этот тип разъема относится к соединениям с повышенной плотностью монтажа.

В следующих выпусках:

Еще статьи по теме "Оптоволоконные сети":

сайт

Оптический коммутационный шнур или оптический патчкорд - один из составных компонентов современной сети ВОЛС, предоставляющей возможность высокоскоростного подключения к интернету, передачи голосовых сообщений по технологии VoIP, просмотра телепередач в HD-качестве, проведению видеоконференций, создания локальной сети на предприятиях. По сути, оптический патч-корд является отрезком одномодового или многомодового оптоволоконного кабеля самой разной длины (от 0.5м), который, в основном, в заводских условиях оборудован наконечниками с двух сторон.

В обязанности коммутационного шнура входит:

соединение активного оптического оборудования как с линией в здании абонента, так и основной оптоволоконной сетью (ONT-роутер и прочее);
расключение кроссов и внутрикроссовых соединений.

Различия между патчкордами заключается в следующем:

тип оптического волокна (одномодовое или многомодовое);
марка коннектора (в зависимости от марки кабеля используется тот или иной вид соединения);
длинна кабеля;
прямое назначение изделия (зависит от марки применяемого коннектора);
способ полировки оптического коннектора (PC, SPC, UPC и APC), от которого напрямую зависит затухание в оптическом кабеле. Самым распространенным способом машинной полировки считается UPC. Он позволяет минимизировать потери в оптоволоконной сети до 0.2дБ.

Для изготовления оптических коммутационных шнуров, в качестве буферной оболочки, используются материалы, которые не поддерживают процесс горения, выделяют малое количество дыма, полностью лишены содержания галогена и обеспечивают диапазон рабочей температуры окружающей среды от -40 до +75ºС.

Виды и типы оптических патчкордов

Как и все остальные изделия, каждый коммуникационный шнур предназначен для выполнения определенного рода задачи и поэтому делится на виды. По сути, оптический патч-корд можно классифицировать по нескольким признакам:

марка оптического волокна, применяемая при изготовлении коммутационного шнура (SM - одномодовый оптический патчкорд или MM - многомодовый оптический патчкорд);
структура патч-корда (Simplex - одинарный кабель, оконцованный с каждой стороны коннекторами и Duplex - два кабеля Simplex, соединенных между собой специальными защелками);
тип разъемов, применяемых для соединения:

FC - коннектор, применяемый для одномодового оптоволокна (выполнен из никелированной латуни с резьбовым соединением);
LC - тип разъема, используемый для обеспечения надежного соединения непосредственно в коммуникационном шкафу;
SC - коннектор, предназначенный как для одномодового, так и для многомодового патч-корда со специальной защелкой, обеспечивающей надежное соединение;
MTRJ - предназначен исключительно для коммутации одновременно двух концов оптического кабеля в кроссе;

маркировка назначения коммутационного кабеля:

соединительный оптический патчкорд - SC/SC, LC/LC;
переходной - LC/SC, FC/LC;

длина коммутационного кабеля (может составлять от 0.5 до 100м).

Основные данные по ВОЛС для проектирования систем телекоммуникаций

Оптическое волокно позволяет организовывать связь без регенераторов (повторителей сигнала) до 120 км у одномодовых и до 5 км у многомодовых кабелей.

В качестве сигналов в оптических кабелях используются не электрические импульсы, а моды (световые потоки). Стенки центральной жилы - диэлектрики и имеют отражающие свойства стекла, благодаря которым световые потоки распространяются внутри кабеля.

Одномодовые и многомодовые волокна

Принято разделять оптоволоконные волокна (кабеля и пачкорды) на два типа:

Одномодовые (Single Mode), сокращённо: SM;

Многомодовые (Multi Mode), сокращённо: MM.

При этом оба типа имеют свои преимущества и недостатки, а значит каждый из них может быть использован для реализации различных целей.

Одномодовые оптические волокна (SM)

8/125, 9/125, 10/125 - это маркировка одномодовых оптоволоконных пачкордов. Первая цифра в маркировке - диаметр центральной жилы, а вторая - это диаметр оболочки. Стоит отметить, что диметры ВОЛС (волоконно-оптической линии передач) измеряются в мкм (микрометрах).

В одномодовом кабеле используют сфокусированный узконаправленный лазерный луч с диапазоном световых волн 1,310-1,550 мкм (1310-1550 нм).

Благодаря тому, что диаметр центральной жилы достаточно мал, световые моды двигаются в ней практически параллельно центральной оси. Поэтому в волокне практически отсутствуют искажения сигнала, а малое затухание позволяет передавать оптический импульс на расстояния до 120 км без регенерации на скоростях до 100 Гбит/с и выше.

Различают одномодовые оптические волокна:

С несмещённой дисперсией (стандартное, SMF);

Со смещённой дисперсией (DSF);

И с ненулевой смещённое дисперсией (NZDSF).

Многомодовые оптические волокна (MM)

Многомодовое волокно со ступенчатым коэффициентом

Многомодовое волокно с градиентным коэффициентом

Многомодовые волокна имеют маркировку, например, 50/125 или 62,5/125. Это говорит о том, что диаметр центральной жилы может быть 50 или 62,5 мкм, а диметр оболочки такой же, как и у одномодового типа - 125 мкм.

В многомодовом кабеле используют рассеянные лучи от светодиодов или лазера с диапазоном световых волн 0,85 мкм - 1,310 мкм (850-1310 нм).

Из-за того, что диаметр центральной жилы многомодового патч-корда больше, чем у одномодового, количество путей для распространения световых модов увеличивается. Сразу несколько световых потоков двигаются по различным траекториям, отражаясь от зеркальной поверхности центральной жилы.

Однако, многомодовые волокна со ступенчатым коэффициентом преломления имеет достаточно высокую межмодовую дисперсию (постепенное расширение оптического луча в результате отражений), что ограничивает расстояние передачи сигнала до 1 км и скорость передачи до 100 - 155 Мбит/с. Рабочая длина волны, как правило, 850 нм.

Многомодовые волокна с градиентным коэффициентом преломления характеризуются меньшей межмодовой дисперсией вследствие плавного изменения показателя преломления в волокне. Это позволяет передавать оптический сигнал на расстояния до 5 км со скоростью до 155 Мбит/с. Рабочая длина волны - 850 нм и 1310 нм.

Отличия одномодовых и многомодовых оптических волокон

В одномодовом и многомодовом оптоволокне достаточно важную роль играет затухание сигналов. Этим и обусловлено малое рабочее расстояние многомодовых волокон (1-5 км). Несмотря на то, что казалось бы, по многомодовому кабелю движется больше световых потоков, пропускная способность таких кабелей и патч-кордов ниже, чем у одномодовых.

Узконаправленный (одномодовый) луч в одномодовых волокнах затухает в несколько раз меньше, чем рассеянный (многомодовый) в многомодовых волокнах, что позволяет увеличивать расстояние (до 120 км) и скорость передаваемого сигнала.

Оптические коннекторы

Оптический разъем, или коннектор (Optical Connector) - это недорогой и эффективный способ коммутации оптоволоконных кабелей. Он обеспечивает надежное соединение и целостность передаваемых пакетов.

Сегодня на рынке присутствует большое количество различных типов коннекторов для ВОЛС. Все они имеют различные параметры и назначение. Стыковку двух одинаковых либо разных коннекторов производят при помощи оптического адаптера.

Различные типы оптических коннекторов имеют разную форму и технологию соединения. Также при производстве таких разъемов могут быть использованы различные материалы, будь то металлы или полимеры.

Основные типы оптических коннекторов (разъёмов)

Коннекторы SC

SC-наиболее популярные оптические разъёмы.

Корпус разъёма SC выполнен из пластика, в поперечном сечении - прямоугольный. Подключение и отключение данного коннектора производятся линейно, в отличие от коннекторов FC и SC, в которых подключение вращательное. Благодаря этому, а также специальной «защёлке», обеспечивается достаточно жёсткая фиксация в оптической розетке. Разъёмы SC используются, в основном, на стационарных объектах. По цене несколько дороже разъёмов FC и SC.

Синим цветом маркируются одномодовые SC-разъёмы, серым цветом - многомодовые разъёмы, зелёным цветом - одномодовые разъёмы с классом полировки APC (со скошенным торцом).

Коннекторы LC

Оптический разъём LC внешне похож на разъём SC, но меньше него по размерам, благодаря чему при помощи LC-разъёмов легко реализуются кроссовые оптические соединения высокой плотности. Фиксация в оптической розетке осуществляется при помощи защелки.

Коннекторы FC

Разъёмы FC выполнены из керамической сердцевины и металлического наконечника. Фиксация в оптической розетке происходит за счёт резьбового соединения. Разъёмы FC обеспечивают низкий уровень потерь и минимум обратных отражений, а благодаря надёжной фиксации используются для организации связи на подвижных объектах, сетях связи железных дорог и других ответственных применениях.

Коннекторы ST

Разъёмы ST характеризуются простотой и надежностью в эксплуатации, легкостью установки и относительно невысокой ценой. Внешне похожи на разъёмы FC, но, в отличие от FC, в которых фиксация в розетке осуществляется при помощи резьбового соединения, разъёмы ST относятся к разряду BNC-коннекторов (соединение осуществляется при помощи разъёма байонет). ST-разъёмы чувствительны к вибрации и применяются с этими ограничениями.

Разъёмы ST используются, в основном, для подключения оптического оборудования к магистральным линиям и в локальных вычислительных сетях.

Коннекторы DIN

Разъём DIN похож на разъём FC, но имеет меньшие размеры. Керамический сердечник диаметром 2,5 мм, выступает за пределы пластикового корпуса, который, в свою очередь, имеет фиксатор, препятствующий вращению сердечника вокруг своей. Разъёмы DIN часто используются в измерительном оборудовании.

Коннекторы Е-2000

Е-2000 - один из наиболее сложных оптических разъёмов. Подключение и отключение осуществляется линейно (push-pull), а открытие - посредством специальной вставки-ключа. Поэтому, ошибочно вынуть такой коннектор практически не представляется возможным.

Разъёмы E-2000 имеют в своей конструкции специальные заглушки, которые автоматически закрывают торец разъёма при его отключении от оптической розетки, благодаря чему исключается попадание пыли внутрь.

Разъёмы Е-2000 отличает высокая надежность и плотность монтажа. Квадратное сечение разъёма обеспечивает лёгкую реализацию дуплексных соединений.

Разъемы с увеличенной плотностью монтажа

Коннекторы MT-RJ

Разъёмы MT-RJ изготавливаются в виде дуплексных пар.

Коннекторы VF-45 (SJ)

Хвостовик разъёма наклонён примерно под углом от плоскости соединения волокон. Разъём VF-45 (SJ) оборудован самозащёлкивающейся противопылевой шторкой.

Коннекторы MU

Аналог разъёма SC, меньший по размерам. Центратор - керамический, диаметром 1,25 мм, остальные части пластиковые.

Цвета оптических коннекторов (разъёмов).

FC и ST - никелированная латунь

SC и LC дуплексный или симплексный многомодовый - бежевый или серый

SC и LC дуплексный или симплексный одномодовый - синий

SC/APC симплексный (simplex) - зеленый

Классы полировки оптических коннекторов

Пожалуй, главными характеристиками оптических разъемов являются вносимое затухание и обратное отражение. Оптическое затухание оказывает более сильное влияние на качество сигнала, чем обратное отражение.

Показатель обратного затухания зависит, прежде всего, от поперечного отклонения сердцевин соединяемых оптических волокон.

Полировка оптических разъёмов обеспечивает плотность соединения оптических волокон друг с другом и уменьшает воздушный зазор, что, в свою очередь, уменьшает обратное отражение сигнала.

Существует 4 класса полировки: PC, SPC, UPC и APC.

Полировка PC, SPC, UPC:

РС (Physically Contact)

К классу PC относятся коннекторы ручной полировки, а также разъёмы, изготовляемые по клеевой технологии. Скорость применения - до 1 Гбит/с.

SРС (Super Physically Contact)

Механическая полировка торцов оптических коннекторов. Обеспечивает более плотное прилегание и использование в системах со скоростями более 1,25 Гбит/с.

UPC (Ultra Physically Contact)

Автоматическая полировка. Плоскости соединяемых коннекторов прилегают ещё более плотно, чем в PC и SPC, поэтому такие коннекторы используются в системах передачи информации со скоростями 2,5 Гбит/с и выше.

Полировка APC (Angled Physically Contact):

Контактная поверхность данных разъёмов скошена на 8 - 12 градусов от перпендикуляра. Такой способ шлифовки применяется для снижения уровня энергии отраженного сигнала (не менее 60 дБ). Коннекторы АРС используются только совместно с другими коннекторами APC и не могут применяться в соединении с другими видами коннекторов (PC, SPC, UPC). Отличаются зеленой маркировкой пластиковых наконечников.

Виды оптических патчкордов

Симплексные (SX) и дуплексные (DX) патчкорды

Оптические патчкорды могут быть симплексными (на одно соединение) и дуплексными (на два соединения).


Патчкорд SC-SC simplex (SX)		Патчкорд SC-SC duplex (DX)

Переходные патчкорды

Для перехода с одного типа оптического коннектора на другой служат переходные оптические патчкорды. Необходимость их применения возникает достаточно часто, при коммутации оборудования различного назначения и производства. Для этого переходные патчкорды оконцовываются разными оптическими коннекторами: например, с одного конца - LC, с другого конца - FC.

Переходные патчкорды бывают симплексными и дуплексными.

Цвета патчкордов

Оболочка оптических патчкордов отличается, взависимости от типа оптического волокна, и имеет цвет:

жёлтый - для одномодового волокна;
оранжевый - для многомодового волокна с диаметром 50 мкм;
синий, чёрный - для многомодового волокна с диаметром 62,5 мкм.

Отличия от общепринятой цветовой маркировки могут быть при изготовлении дуплексных патчкордов.

Маркировка оптических патчкордов

Обычно, в маркировке оптических патчкордов указывается:

тип коннекторов: обычно SC, FC, LC, ST, MTRJ;
тип волокна: одномодовое (SM) или многомодовое (MM)
класс полировки: PC, SPC, UPC или APC;
количество волокон: одном (simplex, SX) или два (duplex, DX);
диаметр светопроводящей сердцевины и буфера: обычно 9/125 у одномодовых патчкордов и 50/125 или 62,5/125 у многомодовых патчкордов;
длина патчкорда.