Волоконно-оптические коннекторы в основном состоят из двух частей, в качестве примера возьмем наш стандартный коннектор SC/UPC. SC указывает тип интерфейса разъема, а UPC предполагает форму торца штыря.
Интерфейс разъема делится на SC, FC, LC, ST, MPO и многие другие типы. Мы обычно используем в проекте в основном LC, FC и SC. И форма конца штыря разъема в основном ПК, UPC и APC.
Отличие АПК от ПК, СКП
ПК (физический контакт)
Полированная передняя поверхность штифта имеет сферическую форму. Это гарантирует, что физический торец волокна находится в полном контакте, когда два конца соединителя встречаются, чтобы устранить влияние отражений Френеля на торец волокна системы, что приводит к величине обратных потерь 40 дБ или более.
UPC (ультра физический контакт)
По сравнению с торцом из поликарбоната, к торцу оптоволокна UPC промышленного стандарта предъявляются требования по геометрии для достижения обратных потерь 50 дБ или более. UPC основан на полировке торца ПК и оптимизации обработки поверхности, торец выглядит более выпуклым.
APC (угловой физический контакт)
Торцевая поверхность волокна обычно шлифуется до скоса под углом 8°, и отраженный свет отражается обратно на оболочку через угол скоса, а не прямо обратно к источнику света. Это сводит к минимуму обратные отражения, в результате чего обратные потери составляют 60 дБ и более.
Торцы трех разных разъемов показаны ниже. Разъем UPC был полностью заменен разъемом для ПК, поскольку в разъеме UPC потери выше, чем в разъеме для ПК. Разъемы ПК в повседневной жизни называются разъемами UPC.
Поэтому используются два типа торцевых поверхностей оптоволоконных соединителей: APC и UPC. Разница между APC и UPC заключается в том, что конец оптического волокна имеет скос под углом 8°, а обратные потери больше. По внешнему виду основные цвета двух разъемов явно отличаются. UPC синий, а APC зеленый.
Возвратные потери подвижных соединителей
- Определение обратных потерь (RL)
Разница между характеристиками передачи разъемов APC и UPC заключается в том, что обратные потери различны. Возвратные потери (RL) — это децибел отраженной назад оптической мощности относительно падающей оптической мощности оптического сигнала на активном разъеме.
Эту формулу также можно записать в виде RL = 10lg(P1/P0). Чем больше значение RL, тем меньше мощность отраженного света в волокно. Очевидно, что чем больше RL подвижного соединителя, тем лучше.
- Влияние обратных потерь на оптическую связь
В аналоговых оптических системах связи интенсивность оптического сигнала постоянно меняется. Если интенсивность отраженного сигнала в оптическом волокне больше, это неизбежно повлияет на нормальный сигнал. Следовательно, чем больше значение RL разъема в аналоговой оптической системе связи, тем лучше.
В цифровых оптических системах связи, использующих коды NRZ, существует только два типа мощности оптического сигнала (обозначающие «1» и «0» соответственно). Отраженный сигнал в оптическом волокне не влияет на передачу оптического сигнала до тех пор, пока он недостаточно силен, чтобы повлиять на определение сигнала «1». Поэтому в цифровых оптических системах связи, использующих коды NRZ, нет особых требований к значению RL активного разъема.
В настоящее время в системе оптической связи MAN с одним оптическим модулем 50G, 200G и 400G тип линейного кода в основном использует код PAM4. Код PAM4 имеет четыре значения интенсивности сигнала, представляющие 11, 10, 01 и 00. Если интенсивность отраженного сигнала в оптическом волокне велика, это может повлиять на оценку сигнала 01. Следовательно, линейный код, использующий систему связи с кодом PAM4, имеет определенные требования к разъему RL.
В реальной системе оптической передачи обычно имеется несколько активных соединений в волоконно-оптической линии передачи, и оптическая мощность отраженного сигнала, генерируемого каждым активным соединением, накапливается в волоконно-оптической линии. Следовательно, чем больше количество активных соединений в оптоволоконной линии, тем выше требования к обратным потерям для каждого разъема. Например, при использовании кода PAM4 для 40-километрового оптоволоконного канала, когда количество активных разъемов в канале составляет 2/4/6/8, обратные потери активных разъемов должны быть не менее 27 дБ/32 дБ/35 дБ/37 дБ соответственно.
- Влияние загрязнения торца ниппеля на обратные потери
Загрязнение торца соединителя приводит к увеличению обратных потерь. При тестировании вносимых потерь и обратных потерь подвижных соединителей UPC в существующей сети было обнаружено, что обратные потери соединителей более чувствительны к загрязнению торца. Около 20% активных соединителей в существующей сети имеют обратные потери ниже стандартных из-за загрязнения торца, в то время как на вносимые потери влияет только сильное загрязнение торца соединителя.
Вилочные и обратные потери подвижных соединителей UPC, торцы которых частично загрязнены, приведены в следующей таблице.
| Нет. | Вносимые потери (дБ) | Обратные потери (дБ) |
| 1 | 0.06 | 48.5 |
| 2 | 0.08 | 47.2 |
| 3 | 0.34 | 35.9 |
| 4 | 0.32 | 20.1 |
| 5 | 0.06 | 45.4 |
| 6 | 0.12 | 43.3 |
| 7 | 0.69 | 40.3 |
| 8 | 0.01 | 45.6 |
Сценарий применения коннектора APC
Разъем APC подходит для систем оптической связи с высокими требованиями к потерям из-за больших потерь. Такие как:
(1) CATV и другие аналоговые оптические системы связи;
(2) Системы городской оптической связи с линейным кодом типа PAM4 50G, 200G, 400G и выше;
Предыдущий анализ показывает, что сигналы PAM4 не требуют высокого уровня потерь в разъеме (не менее 37 дБ для 8 активных соединений на 40-километровом канале). Тем не менее, разъем APC рекомендуется, поскольку торец разъемов в реальных оптических каналах загрязнен. Например, система 50G SPN, управляемая оператором, использующим кабельную сеть уровня доступа (8 активных подключений по всему каналу). Поскольку используются линейные коды PAM4 и разъемы UPC, в некоторых системах возникают такие ошибки, как повышенное количество ошибок, отчеты о локальных ошибках и периодическое отключение портов 50G. Неисправность устраняется после замены разъема на АРС.
(3) Системы WDM, использующие волоконно-комбинационные усилители.
Торец волокна разъема APC скошен под углом 8°, а его площадь поперечного сечения больше, чем у разъема UPC. Большая площадь поперечного сечения волокна и большие обратные потери делают разъем APC более подходящим для передачи более высокой оптической мощности. В настоящее время в системах Super 100G WDM с одной несущей обычно используются оптоволоконные усилители комбинационного рассеяния; Рамановские волоконные усилители реверсируют выходную оптическую мощность до 30 дБм. Если используется разъем UPC, можно легко сжечь оптоволоконный конец разъема. Поэтому в руководствах по оборудованию, в которых используются рамановские оптоволоконные усилители, обычно явно требуется использование разъемов APC.
Разъемы APC и UPC одного интерфейса имеют практически одинаковый размер. Хотя они физически подключаемы, вносимые потери после соединения велики (более 4.0 дБ) из-за разницы в торцах контактов. Поэтому разъемы APC и UPC нельзя смешивать.
В настоящее время активные соединения UPC широко используются в операторском оптопроводном оборудовании. С увеличением системы связи типа PAM4 с линейным кодом и увеличением использования системы WDM с рамановским оптоволоконным усилителем нехватка активного соединения UPC становится все более очевидной, активный волоконно-оптический разъем должен быть заменен с UPC на APC как можно скорее.