Tìm hiểu về đầu dây nhảy quang

Đầu dây nhảy quang là gì?

Đầu dây nhảy quang là một thiết bị để kết nối có thể tháo rời (có thể di chuyển) giữa các sợi quang, Nó kết nối chính xác hai mặt cuối của dây nhảy quang để tối đa hóa sự ghép nối của quang vào sợi quang nhận và giảm thiểu tác động của liên kết quang lên sợi quang hệ thống.

Đầu dây nhảy quang bao gồm các phích cắm có chân chống để giữ sợi quang tại chỗ và một bộ điều hợp liên kết để căn chỉnh và kết nối các sợi để tạo thành một điểm kết nối.

Vào những năm 1970, măng xông được làm bằng kim loại hoặc nhựa cứng, sau nhiều thập kỷ phát triển, măng xông bằng sứ đã được giới thiệu để cải thiện sự liên kết và cung cấp hiệu suất suy hao chèn thấp hơn, chi phí thấp hơn, mật độ cao hơn và dễ kết thúc.

Đầu dây nhảy quang được cấu tạo bởi ba thành phần chính: ferrule, connector body và coupling mechanism.

• Ferrule: nó là một cấu trúc mỏng thực sự cố định sợi thủy tinh. Nó có một trung tâm rỗng để có thể giữ chặt sợi. Ferrules thường được làm bằng gốm, kim loại hoặc nhựa chất lượng cao.
• Connector Body: Là một cấu trúc bằng nhựa hoặc kim loại được sử dụng để cố định măng xông và gắn vào vỏ và tăng cường sức mạnh của chính cáp quang.
• Coupling Mechanism: Là một phần của thân đầu nối giúp cố định đầu nối tại chỗ khi kết nối với thiết bị khác, Nó có thể là kẹp chốt, đai ốc kiểu lưỡi lê hoặc thiết bị tương tự.

Hiệu suất

Hiệu suất quang học là đặc tính quan trọng nhất của đầu dây nhảy quang. Ngoài ra, cũng cần xem xét khả năng hoán đổi cho nhau, độ lặp lại, độ bền kéo, nhiệt độ và thời gian cắm.

Tính chất: Bao gồm suy hao chèn và suy hao trở lại

• Suy hao chèn (IL): Là mất kết nối, đề cập đến việc mất công suất quang hiệu dụng của liên kết. Suy hao chèn càng nhỏ càng tốt và giá trị nói chung không được vượt quá 0,5dB.
• Suy hao trở lại (RL): đề cập đến khả năng của đầu nối để ngăn chặn sự phản xạ của công suất quang liên kết và giá trị điển hình của nó không được nhỏ hơn 25dB. Trong ứng dụng thực tế, bề mặt của chốt được đánh bóng đặc biệt, có thể làm cho tổn thất trở lại lớn hơn, thường không nhỏ hơn 45dB.

Khả năng thay thế và lặp lại

• Đầu dây nhảy quang là thành phần thụ động phổ quát. Nói chung, cùng một loại đầu dây nhảy quang có thể được sử dụng trong bất kỳ sự kết hợp nào và có thể được sử dụng nhiều lần, và suy hao thường nhỏ hơn 0,2dB.

Sức căng

• Đầu dây nhảy quang thường yêu cầu độ bền kéo không thấp hơn 90N.

Nhiệt độ

• Đầu dây nhảy quang phải có thể sử dụng bình thường trong điều kiện nhiệt độ -40 ° C ~ + 75 ° C.

Thời gian phù hợp

• Về cơ bản, các đầu dây nhảy quang có thể được cắm và rút hơn 1.000 lần.

Environmental and Mechanical Performance (FC, SC, ST, LC, MU)

Phân loại đầu dây nhảy quang

Mặc dù có nhiều loại đầu dây nhảy quang khác nhau, có thể được phân loại theo các tiêu chuẩn khác nhau như Số lượng sợi, thể loại kết nối, thể loại quang, thể loại Polish 

Số sợi: Simplex vs Duplex Fiber vs Multiple fiber Connector

• Theo định nghĩa của ITU-T, dây simplex là dây có một sợi quang trong đó các tín hiệu chỉ có thể truyền theo một hướng tại một thời điểm. Một bên là máy phát và một bên là máy thu, không thể thay đổi được.
• Mặt khác, dây full duplex sử dụng hai sợi quang để liên lạc. Điều này cho phép một sợi quang truyền từ điểm A đến điểm B, và một sợi quang khác truyền từ B đến A. Do đó, có máy phát và máy thu ở cả hai đầu của một dây full duplex.
• Đầu nối Simplex thường kết nối một sợi quang thủy tinh hoặc nhựa, trong khi đầu dây duplex cần kết nối hai sợi quang.
• Đầu nối ST/SC/FC/LC/MU/E2000/SMA/DIN/BICONIC thường sử dụng đầu single, MT-RJ/VF-45/Optci-Jack/FDDI/ESCON sử dụng đầu duplex, đầu nối MTP/MPO là khác một chút, chúng sử dụng dây Multiple, như trong hình dưới đây.

Các thể loại kết nối

• Thường được sử dụng là các đầu nối FC, SC, ST, LC, MTP/MPO và các đầu nối cáp quang MT-RJ, MU, DIN, E2000, Biconic, FDDI, Deutsh 1000, SMA, Volition Opti-Jack hiện nay ít phổ biến hơn, điều này sẽ được mô tả chi tiết trong phần sau.
   

Các thể loại quang: Single-mode vs Multi-mode Fiber

• Single-mode có đường kính lõi nhỏ mà qua đó chỉ có một đường ánh sáng sẽ truyền qua. trong khi Multi-mode có nghĩa là dây có thể truyền nhiều đường ánh sáng.
• Single-mode mode sử dụng đầu nối 9/125, đề cập đến đường kính lõi và lớp bọc của dây (nghĩa là lõi là 9 µm và lớp bọc là 125 µm) cung cấp tốc độ truyền cao hơn và khoảng cách xa hơn so với dây Multi-mode.
• Multi-mode yêu cầu đầu nối 50/125 µm (OM2/OM3/OM4) hoặc 62,5 / 125 (OM1).
• Các đầu nối sợi quang như SC, LC và FC tương thích với cả Single-mode và Multi-mode.

Đường kính Ferrule

• Các đầu nối sợi FC, SC, ST có Đường kính Ferrule 2,5mm, trong khi LC, MU, E2000 là Đường kính Ferrule 1,25mm như hình dưới đây.

Thể loại Polish : Đầu dây nhảy quang APC/PC/UPC

• Đầu dây nhảy quang có thể được chia thành ba loại: đầu nối PC, UPC và APC. Mỗi loại được Polish thể hiện một mức độ phản xạ ngược khác nhau, phản xạ ngược là thước đo ánh sáng phản xạ ra khỏi đầu kết nối sợi quang, ánh sáng này được đo bằng decibel.

Các loại đầu kết nối Polish 
Đầu dây nhảy quang có sẵn với các bề mặt cuối được polish khác nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến mức độ suy hao trở lại (phản xạ ngược) của đầu nối.

Khi đầu nối được lắp đặt trên đầu dây nhảy quang, ánh sáng sẽ phản xạ từ dây nhảy quang trở lại nguồn, do đó làm nhiễu sóng đơn, công nghệ polish PC/UPC/APC được thiết kế để cải thiện hiệu quả của dây nhảy quang.

PC

PC (Physical Contact) là kiểu polish phổ biến nhất, thường được sử dụng cho sợi multi-mode OM1 và OM2. Đầu nối sợi PC được thiết kế để giảm thiểu khoảng cách không khí giữa các bề mặt đầu nối. Trong phong cách polish này, măng xông của đầu nối có hình dạng giống như một đầu hơi hình trụ, giúp giảm thiểu khe hở không khí giữa hai bề mặt của đầu nối. Thông qua việc polish  tiếp xúc vật lý, sự mất mát trở lại có thể được giảm thiểu xuống -40dB - tốt hơn so với kiểu polish phẳng ban đầu là khoảng -14dB, Ngày nay, kiểu polish  PC được coi là đã qua mặt, và kiểu UPC đang trở nên phổ biến.

UPC

UPC (Ultra Physical Contact) sử dụng phương pháp polish mở rộng tạo ra bề mặt sợi mịn hơn, dẫn đến phản xạ ngược (ORL) thấp hơn so với đầu nối chuẩn PC, gần -50dB hoặc cao hơn, cho phép sử dụng nó trong TV kỹ thuật số, điện thoại và hệ thống dữ liệu, Tuy nhiên, nó không đủ tốt vì hiệu suất tổng thể của trình kết nối suy giảm do kết nối và ngắt kết nối thường xuyên.

APC

APC đề cập đến Kết nối vật lý có góc cạnh, măng xông được đánh bóng với góc 8 độ mà mặt cuối mang các sợi chặt hơn và phản xạ ánh sáng theo một góc vào lớp phủ thay vì phản xạ trực tiếp đến các nguồn sáng, điều này gây ra suy hao quang học thành -60dB hoặc cao hơn.

Sự khác biệt giữa PC, UPC, APC

Connector Polish	Nominal Reflectance (dB)	Nominal Reflectance (%)
PC	-40dB	0.01%
UPC	-50dB	0.001%
APC	-60Db or higher	0.0001%

 

Sự khác biệt chính giữa PC / UPC / APC về ứng dụng, hình thức và hiệu suất, như được hiển thị trong bảng dưới đây:

Appearance	PC and UPC connectors are polished without angle
	UPC end-face has a slight curvature
	APC end face  polished 8 degree angle
	PC/UPC available in blue
	APC available in green color
Performance	PC at higher back reflection loss
	UPC provide better performance than PC  connectors
	UPC are better than APC connectors In terms of  insertion loss
	APC offer better performance in terms of return  loss
Applications	PC are widely used in FTTx and other WDM  systems
	PC are generally used in the telecom application
	UPC are a better choice for TV and data systems
	PC are not suitable for bandwidth-intensive  applications
	PC cost higher than PC and UPC connectors

 

*Lưu ý: Do góc của đầu nối APC, không thể kết nối nó với đầu nối UPC. chúng không thể thay thế cho nhau, có thể gây ra hiệu suất kém hoặc làm hỏng các đầu nối.
 

Đầu dây nhảy quang thường được sử dụng

Như chúng tôi đã đề cập trước đây, có nhiều loại đầu dây nhảy quang khác nhau, việc lựa chọn loại phù hợp phụ thuộc vào thiết bị và loại cáp quang mà bạn đang lắp đặt, các đầu nối này được tuân theo Tiêu chuẩn tương thích về kết nối sợi quang EIA / TIA-604 (FOCIS) Dưới đây là danh sách các loại đầu dây nhảy quang thường được sử dụng.

SC (Đầu nối Standard hoặc Đầu nối Subscriber)

SC được phát triển bởi Nippon Telegraph and Telephone (NTT), được bao phủ bởi tiêu chuẩn tương thích của đầu nối TIA FOCIS-3 (TIA-604-3). đầu nối SC dễ dàng được nhận ra bởi hình dạng vuông của nó, Đây là một đầu nối gắn vào với một chân sắt 2,5mm sử dụng tác động kéo đẩy với một ống măng xông có lò xo. Simplex hoặc duplex có sẵn, dễ dàng lắp đặt, nó là một lựa chọn phổ biến cho các thiết bị như bộ chuyển đổi quang điện, bộ chuyển đổi Ethernet công nghiệp.

Đầu SC sử trên bộ chuyển đổi quang điện

FC (Đầu nối Ferrule)

Không giống như đầu nối SC vuông, FC là đầu nối ren tròn và sử dụng vỏ thép không gỉ xung quanh chân sắt bằng sứ. Được bao phủ bởi TIA-604-4 (FOCIS-4), FC sử dụng một phím căn chỉnh và được siết chặt bằng chuyển động giống như vít. Khi đầu nối được lắp đặt, vị trí của nó được duy trì với độ chính xác hoàn toàn, phù hợp với môi trường rung động, FC đầu nối thường được sử dụng trong bộ chuyển đổi video hoặc ODF (Khung phân phối quang), simplex hoặc duplex có sẵn, nó đang dần được thay thế bởi SC và LC.

Đầu FC sử trên bộ chuyển đổi video

ST (Straight Tip)

Đầu nối ST tuân theo tiêu chuẩn TIA-604-2 (FOCIS-2), được AT&T giới thiệu vào cuối những năm 1980. Nó có một giá gắn lưỡi lê và một ống sắt hình trụ dài 2,5 mm (thường) bằng sứ để giữ sợi. Hầu hết các ống sắt đều bằng gốm, nhưng một số bằng kim loại hoặc nhựa. Có sẵn single-mode và multi-mode. bởi vì các ST được nạp vào lò xo, bạn phải đảm bảo rằng chúng được đặt đúng chỗ.

LC (Đầu nối Lucent)

LC là một trong những đầu nối hệ số hình thức nhỏ (SFF) phổ biến nhất, được cấp phép bởi Lucent Technologies, cung cấp thiết kế chống kéo và kích thước nhỏ hoàn hảo cho các ứng dụng mật độ cao. Có sẵn trong các phiên bản simplex hoặc duplex. Đầu nối LC được cung cấp với một măng xông 1,25mm. (Một nửa kích thước của SC, ST và FC), sử dụng cơ chế chốt độc đáo mang lại sự ổn định, hiệu suất mất chèn thấp và dễ dàng kết thúc bằng bất kỳ chất kết dính nào. Các module SFP mà chúng ta thường thấy tất cả sử dụng đầu nối LC.

Đầu LC sử trên module SFP