Контрольная работа: Соединение оптических волокон

Волокна вставляют в отверстие, а пустые пространства заполняют выравнивающим клеем, который затвердевает под действием ультрафиолетового излучения. Поверх направляющих надевают защитную трубку из нержавеющей стали.

В 1981 г. компания GTE освоила выпуск механических сростков, основу которых составляют две вставки из эластомерного полистирола (рис. 8).

Эластомерные вставки Стеклянная трубка

Рис. 8

Одна из вставок имеет по всей длине V-образный желобок с углом 60⁰ , а вторая - плоскую поверхность. Сложенные вставки центрируют и прижимают предварительно заготовленные волокна. Надетая поверх стеклянная трубка фиксирует сросток. Свободные пространства заполняют затвердевающим клеем.

Точной подстройки можно добиться во вращаемом механическом сростке компании AT&T, внедренном в 1985 г. (рис. 9).

Децентрированные волокна Стеклянные втулки

Рис. 9

В этом сростке для подготовки торцов волокон используют полировку. Сросток можно легко подстраивать путем вращения двух стеклянных втулок, в которые вставляются волокна. Втулки закрепляются в треугольных муфтах. После выравнивания волокон свободные пространства заполняют затвердевающим клеем.

С открытой крышкой С закрытой крышкой

И, наконец, в 1988 г. компания 3М освоила выпуск сростка оптических волокон: Fibrlock (рис. 10).

Рис. 10

В этом сростке волокна выравнивают и зажимают в V-образном элементе из алюминиевого сплава. Сжимание производится с помощью пластмассовой крышки. Все рустоты заполняются выравнивающим веществом.

Без активной подстройки все расмотренные механические сростки обеспечивают величину затухания при сращивании одномодовых световодов не более 0,2 дБ. При подстройке потери на сростке не превышают 0,05 дБ.

Многоволоконные соединители целесообразно использовать при сращивании волокон ленточных кабелей.

Фирмой AT&T разработан быстрый ленточный сросток, который обеспечивает одновременное соединение 12 волокон в полевых условиях.

Все сростки в ленте полируют одновременно, зачищают и укладывают в пазы на гравированной полимерной подложке. Поверх накладывают гравированную крышку и зажимают пружинами. Через отверстстие в крышке заполняют все пустоты выравнивающим веществом. Средние потреи при сращивании многомодовых волокон составляют менее 0,3 дБ и для одномодовых волокон - 0,5 дБ.

Коннекторы . Оптические коннекторы - это механическое устройство предназначенное для многократных соединений. Они обеспечивают быстрый способ переконфигурации оборудования, проверки волокон, подсоединения к источникам и приемникам света.

Перед установкой коннектора торец волокна зачищают, а затем скалывают или полируют. Коннекторы в основном создают большие потери, чем сростки, так как в них обычно не используется выравнивающее показатели преломления вещество, и они не подстраиваются.

Коннектор для соединения одиночных волокон состоит из двух основных частей: штекера и соединителя.

Штекер состоит из цилиндрической или конической втулки с волоконом внутри капилярного отверстия, проходящего по центральной оси втулки. Штекер имеет резьбовую крышку, которая удерживает штекер и соединитель вместе. Для приложения контролируемой нагрузки на границу волокон крышка может иметь пружину, для предотвращения поворота штекера внутри соединителя - ключ, для ограничения минимального радиуса изгибв волокна при вводе в штекер - защитную трубку, для предотвращения выдергивания волокна - рукав для снятия деформации.

Существует пять наиболее распространенных типов коннекторов: SMA, биконический, ST коннектор, FS и D4.

Коннекторы SMA (Sub-Miniature type A) применяются для соединения многомодовых световодов. SMA поставляется в двух моделях: 905 и 906. SMA штеккер состоит из цилиндрической втулки (диаметр для соответствующих моделях - 3,2 мм и 3,0 мм) изготовленной из полимера или алюминия, стали, латуни или керамики. В 906 модели для лучшего выравнивания применяется полимерная выравнивающая муфта, которая надевается на кончик втулки. SMA штекеры подсоединяются к своим соединителям посредством гайки с резьбой. Давление на стыке зависит от того, насколько туго завернута гайка, что предопределяет величину потерь на стыке.

Биконические коннекторы. Выпускаются компанией AT&T и используются для соединения как многомодовых, так и одномодовых световодов. Втулка такого коннектора имеет форму усеченного конуса, а соединяющая муфта имеет два соответствующих внутренних сужения, отчего коннектор получил название биконический. Сужения обеспечивают легкость вставки штекера и незначительное истирание втулки и муфты, что придает ему большую долговечность по сравнению с остальными четырьмя типами коннекторов. Втулку и муфту биконических коннекторов изготавливают из полимера или нержавеющей стали. Торцы волокон только полируются. Пружина, расположенная в штекере гарантирует контролируемую продольную нагрузку, действующую на муфту, независимо от силы завинчивания. Для предотвращения вращения втулки в муфте в штекере установлен ключ, который выравнивается с пазом на втулке.

ST коннектор выпускается компанией AT&T, представляет собой высококачественный малогабаритный соединитель, который нашел применение для стыковки как многомодовых, так и одномодовых световодов. Штекер ST коннектора состоит из цилиндрической втулки, изготовленной из полимера или нержавеющей стали, диаметром 2,5 мм. Втулки выравниваются разъединительной муфтой с поперечным сечением, напоминающим сечение поршневого кольца в бензиновых двигателях. Этим достигается равномерное распределение в муфте радиальной силы, которая действует на вставляемую втулку. Как и в биконических коннекторах в ST коннекторах муфта мягко расположена в корпусе соединителя. Наличие ключа и пружины, контролирующей силу на конце втулки, уменьшают вероятность повреждения волокон. В отличие от других четырех типов коннекторов ST коннектор имеет не резьбовую крышку, а защелкивающийся байонетный механизм. Поворот крышки на 45⁰ завершает соединение.

FC коннектор разработан японской компанией NTT и обеспечивает высококачественное соединение как многомодовых, так и одномодовых световодов. Коннектор имеет втулку диаметом 2,5 мм, которая изготавливается из керамики, нержавеющей стали или композита из оболочки из нержавеющей стали и керамической внутренности. Зачищенное волокно вставляется в отверстие в центре втулки, закрепляется и полируется. Как и ST коннектор FC коннектор имеет разъединительную муфту, мягко расположенную в корпусе соединителя, подпружиненную втулку и ключ.

Аналогичный по устройству коннектору FC, коннектор D4 разработан японской компанией NEC для использования в многомодовых и одномодовых световодах.Из большого разнообразия многоволоконных коннекторов необходимо дуплексные коннекторы, которые предназначены для одновременного подсоединения двух волокон к приемопередатчику. В этих коннекторах используются те же втулки и муфты, что и в одиночных коннекторах, только они располагаются в специальном корпусе.