Четыре теста для обеспечения качества оптоволоконных патч-кордов, которые вы должны знать!

Чтобы предоставить клиентам высококачественные оптоволоконные патч-корды , производители проводят ряд испытаний в процессе проектирования и производства. Эти испытания крайне важны для любого типа оптоволоконной сети. Конечным пользователям, а не только поставщикам, необходимо понимать суть испытаний оптоволоконных патч-кордов, чтобы лучше оценить их качество и гарантировать их надежность. В этой статье будут представлены четыре испытания: 3D-тестирование, тестирование вносимых потерь (IL), тестирование обратных потерь (RL) и тестирование торцевой поверхности. Оптоволоконные патч-корды, прошедшие эти четыре испытания, как правило, отличаются высоким качеством, что гарантирует конечным пользователям уверенность в качестве.

3D-тестирование — критически важный тест для обеспечения работоспособности оптоволоконных коннекторов. При производстве оптоволоконных патч-кордов поставщики используют 3D-интерферометр (оптический интерферометр) для проверки торцов оптоволоконных коннекторов и строгого контроля их размеров. 3D-тестирование в первую очередь измеряет радиус кривизны, смещение вершины и высоту волокна. Подробности приведены ниже:

Радиус кривизны — это радиус от оси наконечника до торцевой поверхности, как показано на рисунке ниже. Он также является радиусом кривизны торцевой поверхности наконечника. Для высококачественных коннекторов оптоволоконных патч-кордов требуется радиус кривизны в определённом диапазоне. Слишком малый радиус кривизны будет оказывать чрезмерное давление на волокно, в то время как слишком большой радиус кривизны не будет оказывать давления на волокно, что приведёт к образованию воздушного зазора между коннектором и торцевой поверхностью волокна. Как слишком большой, так и слишком малый радиус кривизны могут привести к рассеянию света или недостаточному физическому контакту, что не обеспечит оптимальных характеристик передачи. Только правильный радиус кривизны обеспечивает необходимое давление и отличную характеристику передачи.

 

Рисунок 1: Радиус кривизны 3D-теста

Смещение вершины — это расстояние между наивысшей точкой изгиба торца ферулы после шлифовки и полировки и осью сердечника волокна. Это критически важный фактор в процессе полировки, и неточная полировка может привести к смещению вершины.

 

Рисунок 2: Смещение вершины 3D-теста

 

Технические стандарты обычно требуют, чтобы смещение вершины оптоволоконных патч-кордов составляло ≤50 мкм. Большее смещение вершины создает воздушный зазор, что приводит к увеличению вносимых потерь (IL) и обратных потерь (RL) в оптоволоконном патч-корде. В идеале оптоволоконные коннекторы PC и UPC имеют практически нулевое смещение вершины, поскольку торец наконечника полируется перпендикулярно полируемой поверхности во время полировки, а вершина совпадает с осью сердечника волокна. Однако у оптоволоконных коннекторов APC торец расположен под углом 8 градусов к оси волокна, а не полностью перпендикулярен ей. Подробнее о PC/UPC/APC см. в статье «Какой коннектор выбрать: PC, UPC или APC?».

Высота волокна — это расстояние от торца волокна до поперечного сечения наконечника, или высота от сердцевины волокна до торца наконечника. Аналогично, высота волокна не должна быть слишком малой или слишком большой. Если высота волокна слишком большая, давление внутри волокна увеличивается при соединении двух волоконных коннекторов, что может привести к их повреждению. Если высота волокна слишком мала, при соединении двух волоконных коннекторов образуется зазор, что увеличивает вносимые потери. Это важно для систем передачи со строгими требованиями к вносимым потерям.

Рисунок 3: Высота волокна при 3D-тестировании

 

Значения, полученные с помощью 3D-интерферометра для оптоволоконных патч-кордов с различными методами и типами полировки, могут различаться, но все протестированные оптоволоконные патч-корды должны соответствовать или превосходить общепринятые отраслевые стандарты геометрии торцевых поверхностей. В следующей таблице приведены требования к геометрическим размерам торцевых поверхностей одномодовых оптоволоконных коннекторов MTP, основанные на стандартах IEC/PAS 61755-3-31 и IEC/PAS 61755-3-32.

 

Радиус кривизны волокна (RF)

 

проект	Требовать
Угол наконечника X (SX)	-0,2~0,2° (PC сумма APC)
Угол Y наконечника (SY)	±0,2°
Радиус X наконечника (RX)	≥2000 мм
Радиус Y наконечника (RY)	≥5 мм
Радиус кривизны волокна (RF)	≥1 мм
Высота волокна (H)	1000~3000 нм
Максимальная разница в высоте волокон (HA)	500 нм
Максимальная разница высот смежных участков (HB)	300 нм
Копланарность	≤2000 нм
Наклон ядра	-100нм~+ 200нм

Вносимые потери (IL) – это потеря мощности сигнала, вызванная установкой устройства в определённой точке системы передачи. Обратные потери (RL) – это потеря мощности, вызванная частичным отражением сигнала обратно к источнику во время передачи из-за разрывов в линии передачи. Подробнее об определениях вносимых и обратных потерь см. в статье «Краткий анализ вносимых и обратных потерь в оптоволоконных разъёмах».

Тестирование вносимых и обратных потерь имеет решающее значение как на этапе производства, так и на этапе монтажа. Поставщики оптоволоконных кабелей должны гарантировать, что вносимые и обратные потери их оптоволоконных патч-кордов соответствуют установленным стандартам. Например, стандарт TIA устанавливает максимальное вносимое затухание 0,75 дБ для оптоволоконных патч-кордов (максимально допустимое значение). Для большинства оптоволоконных патч-кордов, представленных на рынке, нормальный диапазон вносимых потерь составляет от 0,3 дБ до 0,5 дБ, а для некоторых более низких диапазонов вносимых потерь — от 0,15 дБ до 0,2 дБ. Производители оптоволоконных кабелей обычно используют тестеры вносимых и обратных потерь, чтобы убедиться, что результаты испытаний находятся в пределах нормы, гарантируя, что конечные пользователи получат качественную продукцию.

Конечные пользователи, помимо использования значений вносимых и обратных потерь, указанных в технических характеристиках продукта, в качестве справочного материала при проектировании волоконно-оптических линий связи и выборе другого оборудования или компонентов, могут также проводить собственные испытания при наличии соответствующих инструментов. Это эффективно помогает установщикам быстро диагностировать и выявлять неисправные компоненты системы. Оптические рефлектометры во временной области (OTDR) и оптические рефлектометры в частотной области (OFDR) широко используются для измерения обратных потерь.

Очистка оптоволокна подразумевает очистку торцевых поверхностей оптоволоконных разъёмов. Как сорок лет назад, так и сегодня, очистка торцевых поверхностей оптоволоконных разъёмов является неотъемлемым этапом обслуживания оптоволоконных кабелей. Производители обычно используют приборы для проверки торцевых поверхностей оптоволоконных кабелей на наличие загрязнений, царапин или трещин. Инженеры по оптоволокну часто используют инструменты для очистки оптоволокна (например, карандаши для очистки оптоволокна и кассеты для очистки) для очистки торцевых поверхностей волокон во время прокладки кабеля, чтобы гарантировать отсутствие загрязнений.

 

Рисунок 4: Испытание торцевой поверхности

 

Зачем проводить тестирование торцевой поверхности? Качественная торец оптоволоконного разъема крайне важна для обеспечения высококачественного оптоволоконного соединения. Если торец оптоволоконного разъема загрязнен (например, пылью), поцарапан или даже деформирован, это увеличит возвратные потери и может даже привести к необратимому повреждению оптоволоконного разъема, сделав его непригодным к использованию. Более того, пыль между торцевыми поверхностями может поцарапать поверхность, вызывая образование воздушных зазоров или смещение волоконных сердечников, тем самым снижая качество передачи оптического сигнала. Поскольку эти загрязнения не видны визуально, если торец не проверен и не очищен, они загрязнят подключенный разъем. Поэтому, даже если поставщик проверил и очистил торец оптоволоконного разъема перед отправкой, все равно необходимо очищать торец до и после подключения и отключения оптоволоконного разъема. Кроме того, если торец не будет использоваться повторно, его следует закрыть пылезащитным колпачком.

Подводя итог, можно сказать, что оптоволоконная отрасль повышает качество оптических разъемов, исследуя ключевые параметры, которые необходимо измерять, а отраслевые ассоциации и комитеты взяли на себя обязательство определить производственные стандарты для обеспечения качества оптоволокна. Если оптоволоконные патч-корды пройдут все четыре вышеуказанных испытания и их результаты будут соответствовать стандартам, они помогут обеспечить высокое качество передачи оптического сигнала. Конечным пользователям необходимо проверить, проводил ли поставщик эти испытания и может ли он предоставить соответствующие отчеты об испытаниях, подтверждающие, что значения параметров находятся в допустимом диапазоне.