Złącza optyczne - najpopularniejsze modele
| TechnikaNa rynku dostępnych jest wiele różnych modeli i typów złączy światłowodowych. Tak szeroki wachlarz katalogowy może wprawić w zakłopotanie i utrudnić wybór odpowiedniego produktu. Warto zatem zapoznać się z poniższym tekstem, w którym przedstawiono podstawowe typy złączy optycznych wraz z ich krótką charakterystyką.
Zadaniem złącza optycznego jest połączenie ze sobą dwóch fragmentów światłowodu w taki sposób, aby możliwa była transmisja sygnału przy możliwie niskim tłumieniu. Niniejszy przegląd koncentruje się na złączach rozłączanych, tzn. takich, które są zdolne do wielokrotnego oraz szybkiego łączenia oraz rozłączania światłowodu. Złącze optyczne pozwalają na precyzyjne połączenie dwóch fragmentów rdzenia światłowodu w taki sposób, aby umożliwić niemal bezstratną transmisję sygnału pomiędzy nimi. Sygnałem tym jest fala świetlna, w przeciwieństwie do złączy elektrycznych, gdzie przesyłany jest sygnał elektryczny. Transmisja sygnału świetlnego wymaga znacznie większej precyzji w dopasowaniu mechanicznych elementów złącza.
Niemal każdy z najpopularniejszych standardów złączy występuje w dwóch różnych wariantach: UPC (Ultra Physical Contact) i APC (Angled Physical Contact). Różnica między nimi polega na kącie spolerowania czoła ferruli: przy UPC czoło jest płaskie, zaś przy APC jest ono spolerowane pod kątem 8º dla ograniczenia skali zjawiska odbicia sygnału. Przekłada się to na różnicę w zachowaniu sygnału odbitego w złączu – w złączu typu UPC odbija się on z powrotem do źródła, zaś w złączu typu APC pochłaniane jest przez płaszcz włókna. Co do zasady złącza APC są zazwyczaj droższe, charakteryzują się jednak niższym poziomem tłumienia sygnału.
Złącze SC
Złącze typu SC (Standard Connector) zostało wprowadzone do użytku w połowie lat 80. ubiegłego wieku przez przedsiębiorstwo NTT (Nippon Telegraph and Telephone). Charakteryzuje się kwadratowym przekrojem oraz mechanizmem zatrzaskowym typu push-pull, podobnym do mechanizmów stosowanych w przewodach audio/ video. Prawidłowe zestawienie połączenia sygnalizowane jest charakterystycznym odgłosem klikania. W złączu znajduje się ceramiczna ferrula o średnicy 2,5 mm, dwukrotnie większa od tej znajdującej się w nowszym złączu typu LC.
Początkowo złącze to znajdowało zastosowanie w sieciach typu Gigabit Ethernet, zaś w 1991 roku zostało umieszczone w specyfikacji EIA/TIA-568A, opisującej kategorie okablowania dla sieci telekomunikacyjnych.
Popularność tego standardu rosła wraz ze spadkiem jego ceny, powodowanym malejącymi kosztami produkcji. Ze względu na bardzo dobrą charakterystykę ten rodzaj złącza na dekady zdominował wszelkiego typu sieci światłowodowe i do dziś cieszy się znaczną popularnością.
Współcześnie główną wadą tego rozwiązania jest stosunkowo duży rozmiar złącza w porównaniu do bardziej nowoczesnych konektorów, takich jak LC oraz MPO.
Złącze LC
Złącze LC przez wielu uznawane jest za następcę złącza SC. Autorem tego rozwiązania jest firma Lucent Technologies, stąd też pochodzi jego nazwa (Lucent Connector). Obiegowo funkcjonuje jednak inne rozwinięcie tego skrótu, nawiązujące do rozmiarów złącza – Little Connector. Urządzenie to ma ferrulę o średnicy 1,25 mm, czyli połowę mniejszą niż w przypadku SC. Dzięki temu model ten cieszy się dużą popularnością w urządzeniach telekomunikacyjnych, szczególnie gdy konieczna jest duża gęstość upakowania połączeń. Można je znaleźć m.in. w dużej części dostępnych na rynku modeli transceiverów optycznych.
Złącze FC
Złącze FC (Ferrule Connector) było historycznie pierwszym konektorem korzystającym z ceramicznej ferruli. W przeciwieństwie do wyposażonych w plastikową obudowę złączy LC oraz SC, FC ma okrągłą metalową gwintowaną obudowę. Zamknięcie złącza wymaga dokręcenia kołnierza obudowy. Pomimo większej złożoności i czasochłonności zestawiania połączenia, złącze FC wciąż cieszy się pewną popularnością, szczególnie w przypadku instalacji narażonych na wysoki poziom wibracji.
Ferrula - co to takiego?Ferrula jest sztywnym walcem wykonanym najczęściej ze spieku ceramicznego. Umieszcza się w niej włókno optyczne. Dokładność jej wykonania (centryczność oraz wielkość otworu na włókno światłowodowe) ma zasadniczy wpływ na jakość całego złącza optycznego, którego ferrula jest elementem. Dla zastosowań sieci teletransmisyjnych stosuje się złącza z ferrulami o średnicach 1,25 mm (np. złącza LC, MU) oraz 2,5 mm (np. złącza SC, ST, FC). |
Złącze ST
Złącze ST na pierwszy rzut oka wygląda niemal identycznie jak złącze FC, różni się jednak mechanizmem zamykającym. Wyposażone jest w element blokujący typu bagnetowego oraz sprężynkę utrzymującą włókno. Na przestrzeni lat popularność tego standardu dość mocno spadła, z podobnych względów jak w przypadku złącza FC. Dodatkowo złącze to nie ma wersji APC, co jeszcze bardziej ogranicza jego potencjalne zastosowanie. Obecnie spotkać je można m.in. w sieciach korporacyjnych oraz zastosowaniach militarnych, gdzie szybkość zestawiania połączenia pełni istotną funkcję. Obecnie bardzo często złącza te zastępowane są przez SC oraz LC.
Złącze MPO
Złącze MPO (Multi-fiber Push-On) umożliwia integrację wielu rdzeni światłowodu za pomocą jednego złącza. Pojedyncze złącze może pomieścić nawet do 36 linii światłowodowych. Ze względu na swoją złożoność konektory te nie są stosowane w urządzeniach elektroniki użytkowej, jednak cieszą się dużą popularnością w serwerowniach i centrach danych. Umieszczenie wielu linii światłowodowych w jednym złączu pozwala na znaczącą oszczędność miejsca. Pomimo wysokich kosztów pojedynczego elementu, cena tego typu instalacji w przeliczeniu na jedną linię światłowodu jest bardzo konkurencyjna w porównaniu do rozwiązań opartych na klasycznych pojedynczych konektorach.
Złącza VSFF
Kategoria złączy VSFF (Very Small Form Factor) obejmuje stosunkowo nowe modele układów, zaprojektowane z myślą o miniaturowych rozmiarach, pożądanych w przypadku aplikacji o dużej gęstości upakowania połączeń światłowodowych, jak np. w przypadku dużych centrów danych. Do najpopularniejszych konektorów z tej kategorii zaliczyć można złącza typu SN, CS oraz MDC.
Złącze SN to konektor typu duplex opracowany przez firmę SENKO. W otworze montażowym o rozmiarach złącza LC zmieścić można cztery konektory typu SN lub trzy złącza typu MDC. Złącze CS pozwala na ograniczenie rozmiaru konektora o ok. 40% w porównaniu do LC.
Podsumowanie
Wybór odpowiedniego złącza optycznego nie jest łatwym zadaniem. Na rynku obecnych jest około setki różnych modeli, choć w zasadzie jedynie kilka z nich pełni funkcję pewnego rodzaju standardowych rozwiązań. W przypadku przyłączania modułów SFP niemal zawsze korzysta się ze złączy LC, moduły typu QFSP28 niekiedy wyposażone są również w typ MPO. Przy instalacjach o dużej gęstości połączeń częstym wyborem są układy MPO oraz złącza typu VSFF, takiej, jak CS lub SN.
Damian Tomaszewski
