Новости

Многоволоконные соединения повышенной плотности необходимы как в системах связи, так и в топливно-энергетическом, строительном и транспортном комплексах.

Дата публикации: 07/11/2011
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Малые размеры оптических волокон позволяют компактно уложить их в один оптический кабель, но использование одноволоконных соединителей порождает проблему масштабируемости.
Новые оптические разъемы увеличивают плотность межсоединений.
На приборостроительном заводе "ВИБРАТОР" разработана технология и освоено серийное производство 72-канальных предоконцованных шнуров и кабелей, в том числе для круглых кабелей на 72 волокна.
В материале Г.Буймистрюка, А.Рогова, Д.Агафоновой (ОАО «Приборостроительный завод «ВИБРАТОР») описаны методы, исключающие надломы и сломы волокон и наконечников. Многоволоконные соединения повышенной плотности являются инновационной техникой и находят все возрастающее применение как в системах связи (центры обработки данных, сети Интернет), так и в топливно-энергетическом, строительном и транспортном комплексах для распределенных волоконно-оптических датчиков - сенсорных сетей - в системах мониторинга технического состояния сооружений. Оптический разъемный соединитель типа МРО (Multi fiber Push On - многоволоконный стык) создан на основе базового многоволоконного МТ (Месhanical Transfer - механический переход) наконечника, в котором выравнивание массива волокон является критической высокой технологией.
Основные элементы этой технологии:
- высокоточное литье наконечника из термопласта;
- высокоточные стальные направляющие штыри;
- высокоточное многослойное встраивание волокон в наконечник;
- молекулярное упрочнение волокон и пластмассового наконечника.
В силу малоразмерности оптических волокон, в один оптический кабель можно компактно уложить их несколько сотен.
Однако оконцевание этих волокон одноволоконными соединителями типа FС или LС увеличивает занимаемый объем в несколько десятков раз, то есть порождает проблему масштабируемости. Оптические разъемные соединители должны быть эргономичными, т. е. соизмеримыми с размерами человеческих пальцев, то есть порядка 9-12 мм. Высокая плотность размещения волокон в одном много-волоконном соединителе - до 22 оптических волокон на 1 мм2 - решает проблему масштабируемости оптоволоконных межсоединений. Разработанные недавно многоволоконные соединители типа "микростык" еще в два раза уменьшают габариты и увеличивает плотность межсоединений. Многоволоконные МРО-разъемы могут соединяться с одной стороны с внешними измерительными датчиками (источниками оптических сигналов) с помощью одиночных соединителей FС/АРС, между собой - через проходную розетку, а с другой стороны - на приборной (коммутационной) кассете, - непосредственно стыковаться с матрицами лазерных диодов и матрицами фотодиодов.
Основным источником вносимых потерь в многоволоконных МРО-соединениях является смещение положения волокна в отверстиях МТ-наконечника.
Значение сдвига между центрами сердцевин стыкуемых волокон зависит от следующих факторов:
- зазора между направляющими штырьками и направляющими отверстиями;
- зазора между волокном и волоконным отверстием в МТ-наконечнике;
- смещения положений волоконных отверстий в МТ-наконечнике;
- смещения волоконных отверстий относительно направляющих отверстий;
- изгибам МТ-наконечника, вызванного усадкой применяемого клея.
Повышение точности литьевой формы, обеспечение отклонений отверстий на ±1 мкм относительно номинальных значений, а также минимальный размер окна МТ-наконечника, снижающий влияние усадки клея, - обусловливают снижение вносимых потерь до величин менее 0,1 дБ.
Кроме того, создание восьмиградусного торца МТ-наконечника и применение иммерсионного согласующего геля при стыковке МРО-соединителей в розетке (адаптере) обеспечивает снижение вносимых оптических потерь менее 0,04 дБ.
Поскольку в настоящее время изготовление прецизионных МТ-наконечников из металлов или керамики не достижимо, то применяют термопласты на базе полифениленсульфида (РРS), что, естественно, снижает надежность таких наконечников, а при многократных сочленениях возможны сломы участков наконечника.
Встраивание массива оголенных волокон в наконечник также вызывает надлом некоторых, чаще всего краевых, волокон, что при эксплуатации приводит к выходу из строя МРО-соединения. Повышается прочность очищенных волокон и пластмассового наконечника при нанесении на них молекулярные покрытий ТiO2 толщиной в десятки нанометров методом молекулярного наслаивания. Анализ показал, что использование такой нанотехнологии практически исключает надломы и сломы волокон и наконечников.
Классическая технология создания волоконно-оптической измерительной системы. (ВОИС) состоит из следующих основных этапов:
1. инсталляции массива волоконно-оптических датчиков на объекте;
2. протяжки оптического кабеля по предварительно выполненным каналам;
3. оконцевания массива волокон вилками разъемов;
4. установки оптоэлектронного трансиверного оборудования;
5. сборки коммутационно-приборных кассет и тестовые проверки.
При оконцевании, сборке и тестировании требуется квалифицированный персонал со специальной подготовкой и применение дорогого технологического и измерительного оборудования.
Новым в разработке линейных предоконцованных волоконно-оптических кабельных линий и шнуров для построения ВОИС стал подход к максимально полному исполнению технически сложных и ответственных операций в условиях специализированного производственного предприятия. До недавнего времени число каналов для МРО-соединителей было ограничено 24 каналами у всех производителей. Однако, благодаря инновационным технологиям изготовления базового компонента МРО-разъема - наконечника МТ - и его многоволоконного оконцевания с малыми оптическими потерями и высокой равномерностью по всем каналам, освоено серийное производство 72-канальных предоконцованных шнуров и кабелей, в том числе для круглых кабелей на 72 волокна. Серийное производство 72-канальных оптических линий с МРО-разъемами освоено на ОАО "Приборостроительный завод "ВИБРАТОР" по ТУ 4315-0216-05755097-2009 и декларации о соответствии № Д-ОК1661 от 29.10.2010 г. Малоразмерное оптическое оборудование на базе МРО-разъемов резко сократило продолжительность выполнения монтажных работ, заметно увеличило плотность конструкции оптического коммутационного оборудования.
Это важно для пользователей, владеющих небольшими по площади техническими помещениями, плюс - простота перехода на другой тип оптического разъема пользовательского интерфейса, возможность ввода линии в эксплуатацию сразу после прокладки кабеля и подключения вилок его разъемов к розеткам линейной стороны приборной кассеты без тестирования, паспортизации и других трудоемких операций. Многоволоконные МРО-соединения требуют и нового подхода к контролю состояния межсоединений в коммутационно-приборных кассетах, объединяющих сенсорную сеть мониторинга протяженных и сложных сооружений.
Новым подходом в таких ВОИС и сенсорных сетях становится построение интеллектуальных соединительных устройств для связных и сенсорных сетей.
Интеллектуализация таких систем и сетей позволит существенно улучшить управление и обслуживание оптических многоканальных измерительных комплексов.

Источник: «Фотоника», 2011, №4, с.28-31

Статьи по теме:

страницы: 1