تشخیص و شناسایی کانکتور فیبر نوری

تشخیص و شناسایی کانکتور های فیبر نوری از روش های متفاوتی امکان پذیر می باشد که در این مقاله به بررسی جامع این موضوع می پردازیم. در راه توسعه فنآوری در صنعت فیبر نوری بسیاری از شرکت‌ ها و اشخاص حقیقی تا به امروز نسخه های متفاوتی از کانکتور های فیبر نوری با ویژگی های مناسب تر را اختراع و ارائه نموده اند.

هدف بیشتر آنها ارائه کانکتور فیبر نوری مناسب با افت کم ‌تر و هزینه مقرون به صرفه بوده  و برخی نیز به جهت ایجاد راه حل های نهایی و  رفع مشکلات تجهیزات و تسهیل فرایند سربندی و کاربری بوده اند ، در مجموع، حدود 100 مدل کانکتور فیبر نوری تا به امروز در صنعت فیبر نوری معرفی گردیده اند ، اما تنها تعداد اندکی از آنها نقش کلیدی و رقابت را دارا  می باشند.

تشخیص و شناسایی کانکتور فیبر نوری

فهرست مطالب

1. تشخیص کانکتور ها
   1. طراحی
   2. تاریخچه
   3. استاندارد ها
   4. کد رنگ بندی
2. ST
3. SC
4. FC
5. کانکتور LC  (کانکتور لوسنت)
6. LX-5
7. MU
8. MPO
9. کانکتورهای نظامی Ruggedized
10. Deutsch 1000
11. SMA
12. BICONIC
13. NEC D4
14. AMP
15. FDDI – ESCON
16. MT-RJ
17. Volition
18. Opti-Jack

طراحی کانکتور ها

بیشتر کانکتورهای فیبر نوری در واقع به صورت پلاگ یا به اصطلاح “نری“ می باشند ، کانکتورهای فیبر نوری معمولا دارای یک فرول می باشند که تار فیبر نوری در آن قرار می گیرد و برای اتصال در محل mating  یا تلاقی همتراز در داخل فرول تراز گردیده است.  کانکتورها جهت تلاقی و اتصال و قرار گیری رو در روی یکدیگر  به کمک یک آداپتور یا کوپلر Coupler با هم ترکیب می گردند که دو فرول در مرکز آنها با استفاده از مکانیزم هم ترازی و تنظیمی قرار گیری روبروی هم قرار می گیرند.

این مکانیزم اتصال، حداقل افت فیبر نوری در محل تلاقی را ایجاد می نماید . طراحی فرول بسیار حائز اهمیت می باشد ، چرا که آنها جهت اتصال مستقیم به دستگاه‌ های فعال شبکه مانند ماژول های دارای LED، VCSELs  و دتکتورها  detectors)) ،نیز  مورد استفاده می شود. فرول ها معمولا از سرامیک، پلاستیک یا فلز با کیفیت بالا ساخته می شوند.

از میان این مواد، فرول های ساخته شده از زیرکونیا Zirconium dioxide دارای بالاترین عملکرد، کیفیت و دوام در استفاده های متعدد می باشند. البته با کیفیت ترین و مقاوم ترین فرول ها فلزی می باشند که هر تولید کننده ای آنها را به دلیل هزینه تمام شده بالا تولید نمی نماید، یکی از پیشرفته ترین تولید کنندگان کانکتور های فیبر نوری با فرول فلزی شرکت دیاموند DIAMOND SA سوئیس می باشد که از مبتکران و مخترعان به نام به همراه کرنینگ CORNING و متز کانکت METZ CONNECT می باشد.

تاریخچه کانکتور های فیبر نوری

کانکتور فیبر نوری Deutsch 1000 که در پایین تصویر آن را مشاهده می فرمایید ، احتمالاً اولین کانکتور یا اتصال دهنده فیبر نوری تجاری موفق در صنعت فیبر نوری می باشد.  کانکتور دویچ  1000  فیبر استریپ شده را در داخل پین خود جای می دهد “pin vise”  ، قطعه جلویی بارگذاری می گردد و هنگام قرار گیری و اتصال در آداپتور ، به عقب رانده می شود. فیبر داخل قطره ای از مایع مطابق با شاخص در لنز پلاستیکی قرار  می گرفته است.

این راه حل در اواخر دهه 70 به عنوان اوج هنر صنعت نوری تلقی می گشت  و حدود 3 دسی بل از افت را به همراه داشت. بسیاری از کاربران آن را به عنوان اتصال دهنده در پنل جلویی front panel دستگاه های Tektronix OTDR به یاد می آورند.کانکتور  Biconic ، با بدنه زرد رنگ که نشانگر نسخه تک حالته یا SM می باشد .

Biconic توسط تیمی به سرپرستی جک کوک در آزمایشگاه های بل در موری هیل ، نیویورک ساخته شد ، ساختار آن  از پلاستیک پر از شده از شیشه وسیلیس می باشد که تقریباً به اندازه سرامیک سخت می باشد. این کانکتور اولین قدم در ساخت و تولید کانکتور های فیبر  نوری با فرول شناخته می شود.

ظهور فرول سرامیکی در اواسط دهه 80 در ژاپن ، طرح اتصالات را در صنعت فیبر نوری برای همیشه دگرگون نمود. فرول سرامیکی سخت ، دقیق و کارآمد بود. تار نوری دقیقاً به شکل تراز با دقت در میان فرول قرار می گیرد. اضافه شدن فرول های محدب PC (تماس فیزیکی) بین اتصالات باعث کاهش افت به سطوح کمتر از 0.3 dB برای هر دو نوع MM و SM گشت. امروزه انواع مختلفی از کانکتور های نوری با تماس فیزیکی UPC ، APC ارائه می گردند.

استاندارد کانکتور های فیبر نوری

شناسایی استاندارد های مرتبط به کانکتور های فیبر نوری امری ضروری در صنعت می باشد، شناخته شده ترین استاندارد و همچنین پر کاربردترین استاندارد در مورد کانکتور های فیبر نوری ، استانداردهای درهم آمیختگی TIA تحت FOCIS-x |TIA-604-x.

کد رنگ بندی کانکتور های فیبر نوری

کد رنگ بندی کانکتور های فیبر نوری از زمان تولید اولین فیبرهای نوری، رنگ های نارنجی، مشکی و خاکستری نشانگر فیبر های نوری مالتی مد و رنگ زرد نشانگر فیبر سینگل مد می باشد. هنگامی که کانکتور های فلزی مانند کانکتور های FC و ST، جهت کد گذاری رنگ بندی مسیر  را دشوار نمودند، اغلب Boot های رنگی پشت بدنه کانکتور نمایان گر نوع فیبر نوری بوده اند. با توجه به استاندارد کد رنگ بندی TIA-568 از رنگ بژ برای بدنه کانکتور های فیبر مالتی مد، رنگ آبی برای فیبر های نوری سینگل مد و رنگ سبز نیز برای کانکتور های سینگل مد APC مورد استفاده می باشند.

کانکتور فیبر نوری ST

کانکتور ST توسط شرکت AT & T ارائه گردید و تا سال های 2005 نیز همچنان از  پر کاربردترین کانکتور های فیبر نوری برای شبکه‌های مالتی مُد به شمار می رفت. این کانکتور دارای افت ورودی حدود 0.25 دسی بل می باشد و قطر فرول آن 2.5 mm میلی متر می باشد بدنه آن توسط هوزینگ فلزی با سر پیچ شونده در محل اتصال آداپتور قرار می گیرد که تکنسین ها معمولا آنها را با نام های کانکتور “Set and Twist“ ، „Stab and Twist“ ویا “Single Twist” نیز میشناسند. بیشتر فرول های کانکتور SCسرامیکی می باشند، اما برخی از آن‌ها از جنس فلز یا پلاستیک می باشند. کوپلر ST دو کانکتور  جهت ارتباط آنها به کار می‌رود.

کانکتور های  ST/FC/FC/FDDI/ESON دارای فرول های هم اندازه 2.5 میلی ‌متری یا حدود 0.1 اینچ می باشند ، بنابراین این کانکتورها میتوانند با استفاده از آداپتورهای هیبرید با یکدیگر ترکیب و اتصال داده شوند. این امر انجام سنجش و تست  را تسهیل می بخشد.  کانکتور  ST تحت  TIA-604-2 در استاندارد تعریف گردیده است. کانکتور ST بیشتر در صنعت انتقال قدرت ، تجهیزات پست های فشار قوی و بیشتر تجهیزات و شبکه های صنعتی مورد استفاده می باشد.

کانکتور فیبر نوری SC

کانکتور SC در میانه دهه هشتاد بوسیله Nippon Telegraph & Telephone  طراحی و عرضه گردید ، اگرچه در ابتدا به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نگرفت زیرا بسیار گران قیمت بود. کانکتور SC دارای یک افت اتصال معمولی 0.25 دسی بل است و برای 1000 چرخه قطع-اتصال میتواند مورد کاربری قرار گیرد.

کانکتور SC فیبرها را به طور دقیق با توجه به فرول کمی پهن سرامیکی با قطر 2.5 میلیمتری هم تراز می نماید و از یک سیستم push-pull مشترک استفاده می می نمایند، نام این سیستم ها کانکتور “Set and Click” و “Stab and Click” می باشد. این سیستم در ابتدا در برنامه های Gigabit Internet  مورد استفاده قرار می گرفت، اما با کانکتورهای کوچکتر جایگزین شد. در حال حاضر با در انواع سینگل مد و مالتی مُد در برنامه های کاربردی CATV و شبکه های تلفن همراه مورد استفاده قرار می گیرد. کانکتورSC  دارای استاندارد TIA-568-A می باشد.

کانکتور فیبر نوری FC

کانکتور FC نیز توسط شرکت Nippon Telephone and Telegraph (NTT) طراحی گردید، این کانکتور دارای یک فرول سرامیکی 2.5 میلی متری از جنس زیرکونیا می باشد که با مکانیسم مهره پیچ در محل خود قرار می گیرد. این کانکتور در هر دو حالت سینگل مُد و مالتی مُد در دسترس می باشد.

با این حال به طور گسترده ای در پروژه های سینگل مُد و شبکه های مخابراتی فیبر نوری با سرعت بالا استفاده می گردد. به خاطر بدنه مستحکم در محیط های با ارتعاش بالا نیز استفاده می شود. افت ورودی آن 0.3 دسی بل می باشد و امروزه بیشتر کاربرد نظامی را دارا می باشد. کانکتور FC اغلب جایگزین کانکتورهای SC و LC  می شود.

کانکتور فیبر نوری LC (کانکتور لوسنت)

کانکتور LC که به عنوان کانکتور کوچک نیز شناخته می شود، توسط کمپانی Lucent Technologies طراحی و ارائه شده است و به طور گسترده ای در برنامه های سینگل مد مورد استفاده قرار می گیرد چراکه عملکرد بسیار خوبی دارد و می تواند به راحتی با هر سربندی سازگار باشد. این کانکتور دارای یک فرول سرامیکی 1.25 mm می باشد که از مکانیسم push-pull استفاده می نماید و دارای افت ورودی معمولی 0.10 دسی بل می باشد.

کانکتور LC فضای مورد نیاز برای پچ پنل ها را تا 50% در مقایسه با کانکنتورهای SC یا ST  کاهش می دهد، بنابراین این کانکتور را در برنامه های ارتباطی با تراکم و ظرفیت بالا مانند شبکه های مراکز داده یا دیتا سنترها ، پروژهای FTTH ، فیبر نوری توزیعی ، شبکه های محلی، شبکه های پردازش داده و CATV استفاده می شوند. کانکتورهای LC,MU,LX-5 از فرول های یکسان استفاده می نمایند.

کانکتور فیبر نوری LX-5

کانکتور LX-5 ساختاری مشابه LC دارد، البته دارای شاتر در انتهای فیبر می باشد. LX-5 در TIA استاندارد FOCIS-13 |  TIA-604-13 تعریف گردیده است.

کانکتور فیبر نوری MU

کانکتور MU  در ظاهر مشابه کانکتور  SCدر ابعاد کوچک با فرول 1.25 میلی متر می باد . کانکتور MU دارای محبوبیت بیشتری در ژاپن و شرق دور می باشد. MU در اتصال متقابل استاندارد TIA تحت FOCIS-17 و (TIA-604-17) تعریف گردیده است.

کانکتور فیبر نوری MPO

کانکتور فیبر نوری Multi-fiber Push-on به اختصار MPO یا مالتی فیبر بدین معنی که چندین تار نوری در آن قرار گرفته اند جهت مصارف خاص در مراکز داده ارائه گردیده است. ظرفیت فیبر های نوری MPO  از 8 شروع و 12 تا 24 فیبر و همچنین امروزه تا 48  فیبر را در یک فرول مستطیل با حفره های بسیار کوچک در خود جای میدهد. این کانکتور دارای نسخه های UPC و APC نیز می باشد. افت ورودی نرمال این کانکتور 0.25 dB می باشد.

همچنین نوع قطبیت یا polarity آن نیز بسیار مورد اهمیت می باشد MPO یک کانکتور 12 فیبره برای کابل های ریبون می باشد که اغلب آن را به نام کانکتور array میشناسند. فرایند چینش بر اساس استاندارد رنگ بندی TIA-598-C می باشد.

کانکتور های MPO/MTP بیشتر در مدل 12 تایی و 24 تایی مورد کاربری قرار می گیرند. کاربرد اصلی MPO برای preterminated cable  و systems cabling  می باشد. همچنین برای لینک‌های مالتی مُد با سرعت بالاتر (40 تا 100Gb/s)استفاده می‌شود که از نور موازی استفاده می نمایند.  مدل ثبت شده آن MTP است، بیشتر در زیر ساخت شبکه های مرکز داده مورد استفاده قرار می باشند و ظرفیت بالای انتقال را نیز ارائه می نماید.

MPO به معنی قرارگیری چندتایی نوری می باشد. این اتصال گاهی اوقات با نام MTP نیز شناخته می شود که یک نام با ثبت تجاری می باشد. کانکتور MPO در TIA تحت FOCIS-5|TIA-604-5 برای ظرفیت 12 تایی  و FOCIS-18 برای ظرفیت 16 تایی تعریف و پوشش داده شده است.

کانکتورهای نظامی Ruggedized

کانکتور های(Ruggedized )  اغلب برای استفاده تاکتیکی و نظامی توسعه یافته اند، اما امروزه به طور گسترده ای در برنامه های میدانی و ارتباطات سریع مورد استفاده قرار می گیرند، جایی که کابل ها و اتصالات ناهموار مورد کاربری می باشند ، کاربری در پروژه هایی مانند اکتشاف نفت و گاز یا استفاده در مسابقات و میدان های ورزشی جهت انتقال تصاویر توسط شبکه های تلویزیونی، این کانکتورها به طور کلی اتصالات چند قطعه ای می باشند و برخی از آنها برای کارایی بیشتر و مقاومت در برابر خاک و محیط های خشن از فناوری اتصال دهنده های با گسترش پرتو یا افزایش بیم بهره  می برند. نمونه هایی از این اتصالات MIL-C-38999 ، TFOCA ،Hughes و X-Beam می باشند.

کانکتور Deutsch 1000

Deutsch 1000  اولین کانکتور فیبر نوری موفق  تجاری می باشد. در واقع این کانکتور یک  ” pin vise” است که فیبر استریپ شده (stripped) را نگه‌ می دارد. هنگامی که کانکتور به یک آداپتور mating متصل می شود، قسمت جلویی هم تراز شده و به عقب رانده می ‌شود. فیبر در داخل یک کابل درآپ index در یک لنز پلاستیکی قرار می گیرد.

این شیوه راه ‌حل ای بود که در اواخر دهه ۷۰ با حدود ۳ دسیبل افت پیشتاز در صنعت مورد کاربری قرار می گرفت.

کانکتور فیبر نوری SMA

کانکتور SMA توسط شرکت Amphenol  توسعه یافته که مخفف sub miniature assembly و  یک کانکتور مایکروویو به شمار می آید. مدل 905  این کانکتور دارای فرول ای به ضخامت 1/8 اینچ می باشد که در توسط یک آداپتور در ماشین اتصال به کانکتور ملحق شده است.

زمانی که آداپتور به اندازه کافی جهت قرارگیری فیبر مناسب نباشد با کاهش میزان قطر ، افت قرارگیری نیز در  آداپتور Delrin با تغییر قرارگیری فیبر در فرول مناسب تر می گردد، این کانکتور نوعی کانکتور با سربندی آسان در محل به شمار می رفت .

کانکتور SMA همچنان در برخی از سیستم‌ های نظامی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کانکتور BICONIC

کانکتور  biconic دارای بدنه زرد رنگ در فیبر سینگل مُد و مشکی در فیبر مالتی مُد می باشد. این کانکتور از پلاستیک پر شده از شیشه تشکیل شده است ‌که تقریبا به اندازه سرامیک سخت می باشد.

این کار با فیبری که به صورت یک فرول شکل گرفت آغاز شد و تا زمانی ادامه یافت که شرکت توانست 5/125 میکرون را وارد قالب پلاستیکی نماید که در آن فیبر با اپوکسی به فرول چسبیده بود.معمولا میزان افت در کانکتور biconic مالتی مُد بین 0,5-1 dB و در سینگل مد 0.7dB یا بیش تر می باشد.

جک کوک سا ها بعد از آزمایشگاه Bell بازنشسته گردید ، سپس مجوز ثبت را از شرکت AT&T باز پس گرفت و Dorran Photonics  را برای ساخت کانکتورهای Biconic که بعداً به شرکت فیبر نوری 3M تبدیل شد ، مجهز کرد. کانکتور BICONIC در اتصال متقابل استاندارد TIA تحت FOCIS-1 و (TIA-604-1) تعریف گردیده است.

کانکتور NEC D4

کانکتور NEC D4 اولین کانکتوری می باشد که از سرامیک یا ترکیب سرامیک  و فولاد در داخل آن استفاده شده است. این کانکتور دارای فرول کوچک ‌تری نسبت به فرول کانکتور های SC یا FC می باشد. از کانکتور NEC D4 به طور گسترده ای در شبکه ‌های telco در دهه ۸۰ تا اوایل دهه ۹۰ استفاده می گشت.

کانکتور فیبر نوری AMP

کانکتور فیبر نوری AMP Optimate  در اوایل دهه 80 محبوبیت گسترده ای داشت. ای کانکتور از یک فرول پلاستیکی مخروطی و پیچ شونده بهره می برد و  نمامی اندازه های فیبر نوری از جمله فیبر پلاستیکی را پشتیبانی می نماید.

برخی از انواع این کانکتور ممکن است هنوز در سیستم های صنعت آب و برق یا نیرو و یا پروژه های صنعتی مورد استفاده باشند.

FDDI – ESCON

کانکتور های FDDI و ESCON از جمله کانکتور های دو طرفه و داپلکس می باشند که به کانکتور داپلکس SC  شبیه می باشند و در شبکه های خاصی ترکیب و مورد استفاده بوده اند. در این شبکه ها عموما برای اتصال به تجهیزات از پریز دیواری استفاده می‌ شود، اما بقیه شبکه دارای کانکتور ST یا SC می باشند.

در داخل هر دو کانکتور FDDI و ESCON از فرول 2.5 میلی متر استفاده شده است بنابراین می توان آن ها را  به وسیله آداپتور هیبرید با کانکتورهای SC یا ST  ترکیب نمود.

کانکتور MT-RJ

کانکتور MTRJ  یک کانکتور داپلکس یا دو رشته ای یا با توانایی نگهداری دو فیبر در یک زمان می باشد. بدنه و فرول های آن از پلاستیک ساخته شده است و دارای نسخه های نرینگی و مادگی می باشد که با پین در جای خود مستحکم می شوند.

MTRJ  تنها با فیبر نوری مالتی مُد عملکرد مناسبی ارائه می نماید. و آغاز ابداع آن  نیز با طراحی کانکتور های MPO همراه بوده است. کانکتور MTRJ در استاندارد TIA تحت FOCIS-12  و TIA-604-12 تعریف می گردد.

کانکتور Volition

کانکتور volition یک کانکتور داپلکس ارزان قیمت می باشد که در آن فرول بکار نرفته است. این کانکتور فیبر را  مانند اسپلایس در داخل شیار V شکل به صورت هماهنگ و هم تراز قرار می دهد. دارای نرینگی و مادگی پلاگ و جک می باشد اما فقط نوع جک آن قابلیت سربندی را ارائه می نماید.. کانکتور volition در استاندارد TIA تحت FOCIS-7  و TIA-604-7 تعریف می گردد.

کانکتور Opti-Jack

کانکتور panduit پندویت Opti-jack  یک کانکتور داپلکس با طراحی بسیار هوشمند می باشد که دو نوع از فرول های کانکتور ST یا دو فرول 2.5 mm میلی متری را در یک بسته هم اندازه اتصالات RJ-45 جای داده است.

این کانکتور دارای نرینگی و مادگی پلاگ و جک می باشد. کانکتور Opti-jack تحت FOCIS-6  و TIA-604-6 تعریف می گردد.

کانکتور های فیبر نوری

البته تعداد بیشتری از انواع  کانکتور های فیبر نوری وجود دارند به عناوان مثال – TRW یک اتصال دهنده ساخته شده است که دارای شکاف مکانیکی داخلی است.

Kodak با LAMDEK ، یک اتصال پرتو گسترش یافته با استفاده از فناوری لنزهای قالب از دوربین های و عدسی های خود و بسیاری دیگر از کانکتور های نوری که در صنعت های محتلف مورد استفاده می باشند.

در اینجا لیستی از برخی از کانکتور های فیبر نوری مربرط دهه های گذشته که از لیست آداپتورها و کانکتور های فیبر نوری برگرفته از FOTEC آورده شده است:

انواع کانکتور های فیبر نوری

AMP Optimate single fiber connector

SMA ( 905 & 906 Style, NATO Standard)

Augat OK & CL Series

H-P HFBR-4000

H-P HFBR-0500

AMP Optimate DNP

Deutsch 1000

Deutsch 4000

Siecor

ITT FOT/OCN 101/201

WECO LB1B

Biconic:WECO LA1A, Dorran,Auto Conn,OFTI

NRC fiber holder

Bare fiber adapter

Radiall F705-017-000

Switchcraft

Diamond, Interoptics

Stratos, Holtek

Hughes

NEC D4

GTE Expanded Beam

Hughes Contact

AMP Optimate Duplex

Deutsch 6000 Expanded Beam

Plessey

Plessey Ferrule

NTT FC

LEE TEC Single Mode

Amphenol Bayonet

G+H/Breechlok Contact

Sumitomo Mini BNC

Deutsch 3000, Expanded Beam SMA

AT&T ST

Lamdek (Kodak)

Philips 2000 Series

Radiall Optoball F-714

Seimens LWL (DIN 47255)

Socapex

ITT FOSCLN5C

AT&T Rotary Splice

T&B Ansley (Plastic Fiber)

Amphenol Mini Bayonet (906-200-5000)

Radiall VFO 710

Diamond Interoptic Din

Cannon duplex (FOTC)

FDDI Duplex

Serti Bayonet Biconic

Sony Seiko

Methode Size 16 Contact

Dupont Duplex

TELLAB/MOLEX

IBM DUPLEX

NTT SC-P

NTT SC2-P

European RACE

Diamond ES2000

Amphenol MFM

H-P HFBR-4516

AMP Mini DNP

Siemens SV400

F07 Duplex

Panduit OptiJack

MIL-T029504/14

Lucent LC

MT-RJ

3M Volition

Broadcom POF

کابل های فیبر نوری

کابل های شبکه مسی

تجهیزات فیبر نوری