W systemach komunikacji światłowodowej mimośrodowość-niewspółosiowość pomiędzy rdzeniem światłowodu, płaszczem lub tulejką złącza-jest jedną z najczęstszych przyczyn nadmiernych strat wtrąceniowych, odbitego sygnału i niestabilnej transmisji. Nawet niewielkie przesunięcie wynoszące zaledwie 1 μm może obniżyć wydajność na tyle, że wypchnie łącze poza specyfikację.
Co to jest ekscentryczność światłowodu?
Mimośród (zwany także błędem koncentryczności) opisuje przesunięcie pomiędzy idealną osią środkową a rzeczywistym położeniem:
Rdzeń względem okładziny
Rdzeń włókna względem środka tulei
Jednostka rdzenia kabla względem zewnętrznej powłoki
W normach takich jak TIA i IEC błąd koncentryczności-płaszcza rdzenia jest zazwyczaj ograniczony do wartości mniejszej lub równej 0,5 μm dla włókien jednomodowych (ITU-T G.652) i mniejszej lub równej 1,0 μm dla włókien wielomodowych (IEC 60793-2-10). W przypadku złączy mimośród żyła-kulejka bezpośrednio określa stratę na połączeniu - norma IEC 61755-3 klasyfikuje tulejki według klas w oparciu o mimośrodowość otworu:
| Stopień złącza | Mimośrodowość otworu okucia |
|---|---|
| klasa A | Mniejsza lub równa 0,5 µm |
| klasa B | Mniejsze lub równe 1,0 μm |
| Klasa C/D | Mniejsza lub równa 1,5–2,0 μm |
Ekscentryczność mocniej uderza w włókno jednomodowe-. Rdzeń ma tylko 8–9 μm średnicy, więc przesunięcie o 1 μm pochłania ponad 10% szerokości rdzenia. To samo przesunięcie w rdzeniu wielomodowym o grubości 50 μm wynosi około 2%-wciąż nie jest to idealne rozwiązanie, ale w praktyce znacznie więcej wybacza.
Dlaczego regulacja mimośrodu jest krytyczna
Tłumienie wtrąceniowe:Boczna niewspółosiowość pomiędzy współpracującymi rdzeniami jest najczęstszą przyczyną utraty złączy. Korygowanie ekscentryczności pozwala to kontrolować.
Stabilność sygnału:Nieskorygowana ekscentryczność światłowodu powoduje wahania odbieranej mocy, co zwiększa-wskaźnik błędów bitowych.
Niezawodność mechaniczna:Rdzenie umieszczone-pośrodku nierównomiernie obciążają punkty połączeń i interfejsy złączy, z czasem przyspieszając zmęczenie.
Zgodność:Centra danych, szkielety telekomunikacyjne i łącza przemysłowe mają specyfikacje zakładające dobrze-wycentrowane światłowód.
Regulacja mimośrodu ma jeszcze większe znaczenie w sieciach 400G/800G wykorzystujących wielo-złącza światłowodowe MPO/MTP, gdzie każde włókno w układzie musi samodzielnie spełniać wymagania dotyczące centrowania. Jeden zły kanał może przeciągnąć całe łącze równoległe.
Najczęstsze przyczyny ekscentryczności
Tolerancje produkcyjne przy ciągnieniu włókien, okablowaniu lub wierceniu tulejek
Niewłaściwe zdejmowanie, czyszczenie lub przycinanie przed łączeniem
Nierówny nacisk podczas polerowania złącza
Naprężenia mechaniczne, zginanie lub ściskanie kabla
Błąd wyrównania splicera lub dryft kalibracji
To powiedziawszy, wysoka strata nie zawsze wskazuje na ekscentryczność. Przed pójściem tą ścieżką sprawdź powierzchnię czołową pod kątem zanieczyszczeń i upewnij się, że kąt przycięcia nie przekracza 1 stopnia. Te dwa problemy są częstsze i łatwiejsze do naprawienia. Jeśli po oczyszczeniu i-ponownym przycięciu straty nadal są wysokie, zmierz mimośrodowość światłowodu bezpośrednio za pomocą światłowodu lub interferometru, aby potwierdzić, czy rzeczywistym problemem jest przesunięcie.
Metody regulacji mimośrodu krok-krok po{{1}
W praktyce regulacja mimośrodu oznacza zmniejszenie przesunięcia bocznego pomiędzy rdzeniem włókna a środkiem otworu tulejki do wartości poniżej 0,25 µm. Odbywa się to poprzez kombinację metod mechanicznych i optycznych: systemy aktywnego wyrównywania rdzenia (ACA) wykorzystują obrazowanie z kamery CCD do lokalizacji położenia rdzenia w czasie rzeczywistym, a następnie wprowadzają korekcję poprzez obrót tulejki, precyzyjne zaciskanie w celu fizycznego przesunięcia włókna w tulejce lub zastosowanie żelu dopasowującego indeks- na interfejsie w celu kompensacji resztkowego przesunięcia i ograniczenia utraty odbić Fresnela.
Produkcja-Centrowanie linii (do produkcji kabli)
Nowoczesne linie wykorzystują laserowe mierniki średnicy oraz-systemy skanowania rentgenowskiego/optycznego w celu monitorowania położenia rdzenia w czasie rzeczywistym. Proces jest w dużej mierze zautomatyzowany: czujniki śledzą koncentryczność-rdzenia, przekazują dane z powrotem do systemu, a położenie matrycy dostosowuje się w osiach X/Y za pomocą sterowania-w zamkniętej pętli, aby utrzymać mimośród w granicach tolerancji. Ręczna interwencja jest rzadko konieczna, chyba że wystąpi zakłócenie procesu.
Wyrównanie rdzenia łączenia termojądrowego
Wyrównanie rdzenia daje najlepsze wyniki w przypadku łączenia w terenie. Użyj-sklejarki do wyrównywania rdzeni (system PAS/CDS)-maszyna obrazuje oba rdzenie włókien i automatycznie je wyrównuje. Sprawdź szacowaną stratę w czasie rzeczywistym i-dostosuj ponownie, jeśli przekracza 0,05 dB. W przypadku łączy krytycznych wyrównanie mocy czynnej może jeszcze bardziej obniżyć straty.
Należy zwrócić uwagę na jedną rzecz: nie polegaj na-trybie wyrównywania okładzin w przypadku światłowodu jednomodowego. Jeśli samo włókno ma mimośrodowość-płaszcza rdzenia, wyrównanie płaszczy nie oznacza, że rdzenie są wyrównane i wystąpią niewyjaśnione straty, które będą trudne do wyśledzenia.
Strojenie i centrowanie tulejek złącza
Dla złączy SC, LC, FC:
Zmierz mimośrodowość za pomocą oscyloskopu światłowodowego lub interferometru
Użyj strojenia złącza (obracając tulejkę), aby skompensować przesunięcie
W przypadku łączy-o wysokiej precyzji: podczas montażu używaj aktywnego centrowania
Poleruj równomiernie. Nierówne lub nadmierne polerowanie powoduje nachylenie-czoła końcowego, co powoduje dodatkowe straty geometryczne poza istniejącym już mimośrodem. Jeśli po polerowaniu straty się pogorszą, prawdopodobną przyczyną jest przechylenie.
Najlepsze praktyki w zakresie dostosowywania pola
Wyczyść włókna 99% alkoholem izopropylowym i niestrzępiącymi się chusteczkami
Do prostopadłych powierzchni czołowych użyj-wysokiej jakości tasaka
Podczas instalacji należy unikać ciasnego zginania lub skręcania
Kalibruj spawarki i testery zgodnie z harmonogramem-dryft kalibracji wprowadza błąd systematyczny imitujący mimośrodowość, ale wymaga innej poprawki
Utrata dokumentów przed i po każdej regulacji mimośrodu w celu stworzenia wiarygodnej linii bazowej
Narzędzia do kontroli mimośrodu
Spawarka termojądrowa-z wyrównaniem rdzenia
Mikroskop do kontroli włókien
Mikrometr laserowy / tester koncentryczności
Precyzyjny tasak
Zestaw do polerowania złączy
OTDR i miernik mocy optycznej
Ekscentryczność nie przyciąga takiej uwagi, jak zanieczyszczenie lub utrata zgięcia, ale cicho pogarsza jakość łącza w sposób trudny do zdiagnozowania po fakcie. Rozwiązanie jest proste: dobrze wycentrować podczas produkcji, sprawdzić podczas łączenia, dostroić podczas zakończenia i mierzyć na każdym etapie.
W miarę jak szybkości transmisji danych wkraczają na obszar 400G/800G, a gęstość złączy stale rośnie, margines jest mniejszy, aby pokryć straty spowodowane złym centrowaniem. Dostosowanie mimośrodu światłowodu od razu pozwala uniknąć wielu problemów związanych z późniejszym rozwiązywaniem problemów.