Разъемы оптических патч-кордов - типы коннекторов и их применение

В современных телекоммуникациях доминирующее положение занимает волоконно-оптическая техника. Ситуацию в целом не меняет реализация физического уровня оконечных участков сетей доступа и локальных сетей на кабелях из витых пар, где они более выгодны в силу целого ряда причин.

В процессе эксплуатации волоконно-оптических систем задействуется большое количество шнуров различного назначения. С их помощью производится коммутация стационарных частей кабельных трактов, а также подключения к разъемам аппаратуры.

Любой шнур представляет собой отрезок оптического кабеля, один или оба конца которого армированы вилками оптических разъемов (коннекторов). При этом монтажный шнур (пигтейл) с односторонней оконцовкой приваривается к волокнам оптического кабеля, а обычный шнур (патч-корд) с двумя вилками используется для коммутации.

Конструкция оптического разъема

Подавляющее большинство оптических разъемов построено по симметричной схеме и предполагают применение двух вилок, наконечники которых вставляются в розетку (адаптер) с линейной и пользовательской стороны. Розетка дополнительно содержит центратор на основе бронзовой или керамической разрезной гильзы и элементы крепления вилок (коннекторов) в рабочем положении.

Основные отличия разъемов:

• исполнение наконечника (феррула): цилиндрический или прямоугольный;
• материал наконечника: обычно циркониевая керамика, заметно реже используется металл;
• диаметр круглого наконечника: 2,5 или 1,25 мм;
• конструкция элементов крепления коннектора в рабочем положении после подключения к розетке (гайки различного вида, внутренние и внешние защелки и т.д.);
• возможность эксплуатации в симплексном или дуплексном вариантах.

Ранее встречались коннекторы, которые реализуют иные схемы соединения световодов, но в настоящее время они практически вытеснены из эксплуатации.

Еще один классифицирующий признак коннектора – установка на многомодовые и одномодовые световоды. Конструктивно такие коннекторы идентичны и отличаются друг от друга только допусками на геометрические параметры наконечника.

Разъем типа FC

FC используется преимущественно в одномодовом исполнении. Основной компонент коннектора данной разновидности - керамический наконечник диаметром 2,5 мм. Применение в качестве крепления на розетке металлической накидной гайки определяет возможность использование только в симплексном исполнении. На вилке предусмотрен направляющий выступ, который при подключении входит в соответствующую прорезь розетки.

Комбинация накидной гайки и направляющего выступа определяет хорошую устойчивость коннектора к вибрациям, что важно при эксплуатации в жестких условиях (военная техника, подвижной состав метро и т.д.).

На рисунке ниже показан одномодовый коннектор FC с угловым исполнением торцевой поверхности армирующего наконечника, на что указывает хвостовик зеленого цвета.

Потенциально возможна дополнительная подстройка наконечника осевым вращением для минимизации вносимых потерь, но на практике эта опция не задействуется.

Разъем типа SC

Также основан на наконечнике диаметром 2,5 мм, отличается применением пластикового корпуса с внутренним фиксатором, подключается к розетке линейным движением. Отключение возможно только тянущим усилием за корпус, при попытке отключения за кабель фиксатор не открывается.

Пластиковый корпус коннектора позволяет эффективно закодировать его тип: бежевый – многомодовый, голубой – одномодовый, зеленый – одномодовый с угловым исполнением оптически активной поверхности APC для минимизации обратных отражений.

Коннектор может эксплуатироваться в симплексном и дуплексном вариантах, для формирования дуплексной вилки используются штатные фиксаторы корпуса или внешняя обойма.

Представление о конструкции дуплексного одномодового коннектора SC с внешним фиксатором одиночных вилок в дуплексную дает рисунок.

Пример патч-корда с разъемом SC из каталога https://lan-art.ru/opticheskie-patch-kordy-sc-sc/

В настоящее время SC в симплексном варианте массово применяется как абонентский коннектор в сетях доступа, реализованных по технологии пассивных оптических сетей PON.

Разъем типа LC

Разработан в 1995 году, один из первых малогабаритных коннекторов, получивших широкое распространение на практике. В настоящее время - основной тип дуплексного оптического разъема. При необходимости может эксплуатироваться в симплексном варианте.

Имеет пластиковый корпус, который окрашивается в стандартные цвета. Фиксация в розетке выполняется рычажной защелкой по образцу электрического модульного разъема RJ45. Защелка может выполняться как прямой, так и реверсной.

Одномодовый симплексный коннектор LC показан на рисунке.

Удобство эксплуатации на панелях высокой плотности в ЦОД заметно расширяют две опции:

1) Первая из них предусматривает установку длинной мягкой или жесткой тяги, наличие которой делает отключение при высокой степени загрузки панели заметно более простым.

2) Вторая опция обеспечивает изменение полярности панели. Это достигается разнообразными способами, но чаще всего используется перевод защелок на противоположную сторону дуплексной вилки, а также разворот каждой вилки на 180°.

Разъем типа MPO

Групповой (иначе многоканальный) разъем MPO сконструирован на основе армирующего наконечника MT, изготовленного из стеклонаполненного полифениленсульфида с минимальным коэффициентом линейного расширения и отличающегося высокой износостойкостью. Позволяет коммутировать одновременно до 72 волокон, но реально их количество не превышает 32.

Вместо MPO сейчас применяют его вариант MTP. Внесенные в него усовершенствования увеличивают в несколько раз стабильность параметров вносимого затухания и обратных потерь.

Разъем доступен в одномодовом и многомодовом исполнениях и в двух вариантах: МРО-12/МРО-24 и МРО-16/МРО-32 (цифровой индекс обозначает количество одновременно сращиваемых волокон). Эти разъемы несовместимы между собой, основное внешнее отличие - положение колирующего ключа, который у МРО-16/МРО-32 смещен вбок относительно оси симметрии.

Коннектор подключается к розетке линейным движением и фиксируется в рабочем положении внутренней защелкой. Розетка только удерживает вилки, для их взаимного выравнивания использованы штифты на одной из вилок, которые в собранном состоянии разъема входят в ответные гнезда второй вилки.

Вилка имеет разборную конструкцию. Это позволяет при необходимости менять ее гендерность. Разъем MPO/MTP является стандартным групповым соединителем кабельной системы ЦОД.

Внешний вид шнура с вилками МРО/МТР в вариантах папа (с центрирующими штырьками) и мама (с отверстиями) показан на рисунке.

Миниатюрные разъемы MDC и SN

Очень похожие даже внешне миниатюрные дуплексные разъемы MDC и SN созданы на основе наконечников диаметром 1,25 мм и предназначены для использования в ЦОД. По параметру плотности конструкции превосходят LC более чем в три раза, ориентированы на построение кабельных трактов по схеме Base8 и в процессе коммутации подключаются к счетверенной розетке.

Отличаются минимальным количеством деталей в конструкции, что прямо следует из рисунка, где показаны одномодовый дуплексный коннектор MDC и пара этих коннекторов, подключенных к вилке.

Будущее на оптических волокнах

Эволюция оптических разъёмов — это не просто шаг в сторону компактности и скорости. Это фундамент для всей цифровой экосистемы, где данные движутся с минимальными потерями, а сети становятся всё более «умными». Именно через такие физические соединения строятся инфраструктуры, по которым работают облачные сервисы, дата-центры и нейросетевые системы, анализирующие петабайты информации в реальном времени. Без надёжных оптических трактов невозможно представить ни искусственный интеллект, ни будущее связи как таковое.