Типы оптических патч-кордов - выбор подходящего вида и модели

Волоконная оптика массово применяется в различных областях науки и техники. Впервые она начала использоваться в телекоммуникациях как средство доставки информационного сигнала от разъема до разъема активного сетевого оборудования. Волоконный световод эффективен как чувствительный элемент датчиков физических величин. Практически обязательными компонентами в этих случаях являются коммутационные оптические шнуры патч-корды, которым соединяют световоды линейных стационарных кабелей и выполняют их подключение к интерфейсам активного оборудования при формировании кабельных трактов.

Основные параметры, учитываемые при подборе оптоволоконных патч-кордов

Выбор модели оптического патч-корда затрудняет множество доступных производителей, обилие типов серийных коннекторов и разнообразие областей применения волоконной оптики. Это расширяет перечень применяемых критериев выбора. Приведем основные из них:

● длина кабеля шнура;
● количество волокон и их тип (одномодовое, многомодовое, изгибостойкое);
● тип коннектора;
● тип полировки одномодовых разъемов, которые представлены стандартными SPC, UPC и APC в зависимости от качества обработки торцевой поверхности волокна и его исполнении по углу наклона. Важно с точки зрения обеспечиваемого уровня обратных отражений, к которым чувствительны оптические передатчики с РОС-лазерами в качестве излучателя;
● исполнение шнура - в комбинированных шнурах, которые дополнительно берут на себя функции шнуровых адаптеров, разные концы кабеля армируются различными типами оптических вилок. Это позволяет согласовать механически несовместимые типа разъемов – пример симплексного одномодового переходного шнура типа SC-FC приведен на рисунке ниже.

Остальные параметры (категория по широкополосности многомодового волокна, диаметр оболочки, уровень защиты коннектора от воздействия влаги и пыли и аналогичные им) рассматриваются как опциональные. Они учитываются в отдельных нишевых областях.

Оптические шнуры массового применения

Рассматриваемые далее волоконно-оптические шнуры используются:
1. в составе физического уровня офисных информационных систем;
2. как средство коммутации оборудования на узлах операторов связи,
3. как элемент цепей передачи сигнала сетей доступа.

Для офисных информационных систем характерны большие объемы применения многомодовой техники. Поэтому как обязательный параметр при выборе шнура указывают категорию широкополосности волокон: ОМ3, ОМ4 и ОМ5. Она в явном виде отмечается цветом оболочки шнурового кабеля.

Для предотвращения ошибок коммутации отдельные вилки шнура снабжаются индивидуальной маркировкой. Ее функции возлагаются на цифровые клипсы и цвет защитного хвостовика, остальные средства встречаются редко. Эти элементы помогают обеспечить правильную полярность кабельного тракта.

Пример многомодового дуплексного шнура с волокном категории ОМ3 и вилками LC, снабженного цифровыми клипсами, приведен на рисунке.

Линейная часть сетей операторов связи строится на одномодовых кабелях. Одномодовые шнуры кодируются стандартным желтым цветом внешней оболочки. Типичный одномодовый дуплексный шнур с симплексными коннекторами SC показан на рисунке.

При подборе модели оптико-волоконного патч-корда для оператора связи и офисной информационной системы в первую очередь выбирают длину кабеля, тип коннектора и количество волокон.

Шнуры с коннекторами LC получили наибольшее распространение. Эффективность эксплуатации патчкорда с такими вилками увеличивается при наличии элементов защиты рычажной защелки от механического повреждения. Значение ее применения увеличивается при загрузке коммутационного поля более чем на две трети от максимальной.

Функции элемента защиты берет на себя дополнительный козырек хвостовика, который может выполняться как индивидуальным, так и групповым для пары вилок. Конструкцию коннектора с защитой защелки показывает рисунок.

Оптические патч-корды для оконечного участка сетей доступа

Задачу подключения к сети Интернет многоквартирных домов и индивидуального загородного жилья решает сеть доступа оператора связи. Она реализуется по технологии PON пассивных оптических сетей. Оконечный участок сети доступа обозначают термином последняя миля. «Последние метры» последней мили удобно выполнять длинными патч-кордами.

В основу схемы построения линейной части сети доступа по технологии PON положена работа приемника и передатчика на единственное одномодовое волокно через внутренний оптический разветвитель сетевого интерфейса. При правильном выборе этого элемента взаимное влияние передатчика и приемника друг на друга мало.

При небольшом расстоянии от распределительной коробки до места установки роутера монтажники для сокращения количества сварок устанавливают вместо линейного кабеля длинные симплексные оптические шнуры, параметры световодов которых нормируют спецификации группы G.657.

Обращение к изгибостойкому волокну данной разновидности позволяет минимизировать рост макроизгибной составляющей потерь, которая сильно растет в случае характерных для этой области инсталляции стесненных условиях прокладки и изгибах кабеля с малым радиусом.

Для минимизации вредного влияния обратных отражений на высокоскоростной оптический передатчик в конструкцию таких шнуров закладывают угловые коннекторы (в исполнении APC). Пример такого шнура с вилками SC демонстрирует рисунок.

Шнуры для центров обработки данных

Типовым средством реализации линий волоконно-оптической связи машинного зала ЦОДов становится параллельная оптика. Суть этого технического приема - передача высокоскоростных цифровых потоков происходит одновременно по нескольким волокнам. Схема параллельной передачи задает конструкцию шнуров. Конкретную модель шнура для кабельных трактов параллельной передачи определяет:

● тип оптического коннектора (MTP/MPO или разъемы группы VSFF следующего поколения);
● исполнение оптически активной поверхности наконечников (обычный или угловой физический контакт, в том числе для многомодовых шнуров);
● схемы установки групповых вилок MTP/MPO на разных концах шнурового кабеля.

Стандарты на кабельные системы ЦОД фиксируют, что установка групповых вилок выполняется по схемам А и В. Они связаны с ориентацией ключевых выступов наконечника коннекторов, которая может быть одинаковой и оппозитной.

Отдельный учет кодировки А и В определен невозможностью автоматического обеспечения правильной полярности формируемого тракта. Сказывается рядная схема расположения волокон в вилке MTP/MPO.

Пример шнура категории ОМ4 с вилками MTP, который предназначен для построения параллельных кабельных трактов, приведен на рисунке.

Кабельная система машинного зала ЦОДов, которая основана на принципах параллельной оптики, должна поддерживать также передачу сигналов дуплексных сетевых интерфейсов. Эту задачу решают различными способами. Один из них – с помощью разветвительного шнура. Представление о конструкции шнура типа MPO-12LC категории ОМ3 дает рисунок

При определении типа такого оптического патч-корда требуется дополнительно указать количество дуплексных коннекторов, а также длину отдельных отводов дуплексных или симплексных коннекторов от основного многоволоконного кабеля.

Еще одна особенность организации работы дуплексных оптических интерфейсов по многоволоконным трактам - необходимость обеспечения их правильной полярности. Сказывается особенность наконечников вилок MPO/MT – из-за рядного характера размещения волокон полярность не гарантируется автоматически. Получение конфигурации кабельного тракта, которая необходима для корректного функционирования линии, обеспечивается шнурами с вилками изменяемой полярности.

Оптические патч-корды для промышленности

Шнуры, штатно эксплуатируемые в условиях производства, имеют иную по сравнению с офисной техникой конструкцию, на которую дополнительно влияет также степень жесткости внешних воздействий. Стандарт ISO/IEC 11801 делит промышленные условия по степени их вредного влияния на технику на легкие и тяжелые с отнесением к уровням MICE2 и MICE3. В рамках этой классификации офисные условия относят к уровню MICE1. Промышленная техника отличается от офисной:

1. повышенной защитой кабеля и коннекторов от механических усилий;
2. устойчивостью к воздействиям агрессивных химических жидкостей;
3. частым исполнением в комбинированной форме с элементами передачи токов дистанционного питания по дополнительным медным проводникам;
4. возможностью коммутации популярных в промышленной автоматике кварц-полимерных и чисто полимерных волокон с увеличенным диаметром сердцевины (200/280 и 980/1000 мкм).

Уровень защиты поверхностей оптического контакта разъема от воздействия пыли, агрессивных газов и жидкостей вплоть до IP66 достигается применением соответствующих герметичных кожухов. Пример вилки дуплексной одномодовой вилки LC защищенного промышленного разъема с креплением на панельной части с помощью накидной гайки показан на рисунке. На коммутационной панели или активном сетевом оборудовании предусматривается соответствующая ответная часть.

Отдельно укажем на то, что конструкция некоторых защитных элементов позволяет выполнять их установку на вилки шнуров непосредственно в полевых условиях.

Основным средством защиты волокон шнура в первую очередь от сдавливающих условий служит дополнительная внешняя полимерная оболочка. В особо тяжелых условиях применяется гибкая гофрированная металлическая трубка, которая интегрируется в структуру сердечника шнурового кабеля и размещается под тонкостенной внешней оболочкой.

Материал внешней оболочки шнурового кабеля подбирается с учетом условий предполагаемой области применения. Например, при подключении к подвижным механизмам применяется износостойкий полиуретан.