
光ファイバーコネクタは、光ファイバーを接続し、光信号の効率的な伝送を可能にする装置です。光ファイバーコネクタを使用すると、スプライシングよりも迅速に接続および切断できます。
光ファイバーコネクタにはSC、LC、ST、MTPなどさまざまな種類があり、それぞれ特定の用途向けに設計されています。合計で約100種類の光ファイバーコネクタが市場に投入されています。[1]
これらのコネクタには、ファイバーを正確に位置合わせするためのフェルールや位置合わせスリーブなどのコンポーネントが含まれています。高品質のコネクタでは、ファイバーの反射や位置ずれによる光の損失がほとんどありません。
光ファイバーコネクタは、その特性に基づいてシングルモードとマルチモードのタイプに分類されます。業界標準により、さまざまなコネクタタイプやメーカー間の互換性が保証されます。これらのコネクタは、電気通信、データセンター、産業環境で使用されます。
応用
光ファイバー コネクタは、接続/切断機能が必要な光ファイバーを結合するために使用されます。光コネクタの製造には研磨および調整手順が組み込まれることがあるため、コネクタはサプライヤーの製造施設で光ファイバーに組み立てられることがよくあります。 ただし、パッチ パネルで長い配線を終端する場合など、関連する組み立ておよび研磨操作は現場で実行できます。
光ファイバーコネクタは、電話交換機、顧客構内配線、屋外設備アプリケーションで機器と光ファイバーケーブルを接続したり、ケーブルを相互接続したりするために使用されます。
ほとんどの光ファイバー コネクタはスプリング式であるため、コネクタを結合するとファイバー面が押し付けられます。その結果、ガラスとガラス、またはプラスチックとプラスチックの接触が実現し、結合されたファイバー間の空隙によって発生する信号損失が排除されます。
光ファイバーコネクタの性能は、挿入損失と反射損失によって定量化できます。これらのパラメータの測定は、現在 IEC 規格 61753-1 で定義されています。この規格では、挿入損失に A (最高) から D (最低) までの 5 つのグレード、マルチモードに M が与えられています。もう 1 つのパラメータは反射損失で、グレードは 1 (最高) から 5 (最低) までです。
さまざまな光ファイバーコネクタが利用可能ですが、SCコネクタとLCコネクタが市場で最も一般的なタイプのコネクタです。[2]一般的なコネクタの嵌合サイクルの定格は500~1,000回です。[3] コネクタの種類による主な違いは、寸法と機械的結合方法です。通常、組織は、一般的に使用する機器に応じて、1種類のコネクタを標準化します。
多くのデータセンターアプリケーションでは、小型(LCなど)およびマルチファイバー(MTP/MPOなど)コネクタが、大型で古いスタイル(SCなど)に取って代わり、ラックスペースあたりのファイバーポート数が増えています。[4]
屋外設備アプリケーションでは、コネクタを地下、屋外の壁、または電柱に設置する必要がある場合があります。このような環境では、保護エンクロージャがよく使用され、密閉型と自由通気性型の 2 つのカテゴリに大別されます。密閉型ケースは湿気や空気の侵入を防ぎますが、通気性がないため、日光やその他の熱源にさらされると高温になることがあります。一方、自由通気性エンクロージャは通気性がありますが、湿気、昆虫、空気中の汚染物質が侵入する可能性もあります。適切なハウジングの選択は、ケーブルとコネクタのタイプ、場所、および環境要因によって異なります。
種類
さまざまな時期に、さまざまな目的で、さまざまなタイプの光コネクタが開発されてきました。その多くは、以下の表にまとめられています。
注記
- ^ FCコネクタのフローティングフェルールは、優れた機械的絶縁を提供します。FCコネクタは、キーを合わせる必要があるため、またフェルールをジャックに挿入する際に光ファイバー端面を傷つけるリスクがあるため、プッシュプルタイプよりも慎重に嵌合する必要があります。FCコネクタはねじロック式のため、振動環境では使用しないでください。多くのアプリケーションで、FCコネクタはSCコネクタやLCコネクタに置き換えられています。[1]
- ^ FC/APCコネクタと偏波保持FC/PCコネクタのキー幅には、2mm(縮小またはタイプR)と2.14mm(NTTまたはタイプN)という互換性のない規格が2つあります。[12]キー幅が異なるコネクタとレセプタクルは、嵌合できないか、ファイバー間の角度調整が維持されません。これは偏波保持ファイバーでは特に重要です。一部のメーカーは、縮小キーにキー上の単一のスクライブマークを付け、NTTコネクタに二重のスクライブマークを付けています。
- ^ ab LCコネクタはサイズが小さいため、企業のネットワーク環境では SC コネクタに取って代わっており、小型フォームファクタのプラグ可能なトランシーバによく使用されています。
- ^ MPO(マルチファイバープッシュオン)は、4〜24本のファイバーを備えたリボンケーブル用のコネクタです。[17]シングルモードファイバー用のコネクタは、後方反射を最小限に抑えるために端が斜めになっていますが、マルチモードファイバーバージョンは通常、端が平らになっています。MTPは、仕様が改善されたMPOコネクタのバージョンのブランド名です。MTPコネクタとMPOコネクタは相互に接続します。
- ^ MT-RJ ( Mechanical Transfer Registered Jack ) は、 8P8C ( RJ45 ) コネクタに似たフォーム ファクタとラッチを使用します。2 本の別々のファイバーが 1 つの統合コネクタに含まれています。ST または SC コネクタよりも終端処理とインストールが簡単です。 [要出典]サイズが小さいため、フェースプレート上のポート密度は ST または SC コネクタの 2 倍になります。MT-RJ コネクタはAMPによって設計されましたが、後に EIA/TIA-604-12 で FOCIS 12 (Fiber Optic Connector Intermateability Standards) として標準化されました。ピン付きとピンなしの 2 つのバリエーションがあります。ピン付きのタイプは、コネクタの表面に 2 つの小さなステンレス鋼のガイド ピンがあり、パッチ パネルで MT-RJ パッチ コードのピンなしコネクタと嵌合するために使用されます。
- ^ SCコネクタのプッシュプル設計により、接続中にファイバー端面が接触して損傷する可能性が低減されます。これは、 GBIC を使用する古いネットワーク機器によく見られます。
- ^ SMA は サブミニチュアアセンブリの略です。
- ^ ab SMAコネクタは、1970年代にAmphenoleによってSMA RFコネクタの設計形状を使用して開発された、最初に広く使用された標準コネクタでした。[19] これは、大口径のマルチモードファイバーアプリケーション用に設計されており、現在でも産業や医療の分野で広く使用されています。通信アプリケーションに重要な機能が欠けているため、時代遅れと見なされています。
- ^ ST はストレートチップを指し、セラミックチップの側面が平行になっています。これは、2 つのアイスクリームコーンが重なったような位置にあった前身のバイコニック コネクタとは対照的です。
- ^ STコネクタには、セラミック フェルールの回転を防止するキーと、BNCシェルに似たバヨネット ロックがあります。挿入する前に、単一のインデックス タブを嵌合レセプタクルのスロットに正しく位置合わせする必要があります。その後、押してねじることでバヨネット インターロックを係合させ、移動の終わりでロックし、コア光接合部でスプリング式の係合力を維持します。
廃止されたコネクタ
接触
現代のコネクタは、通常、ファイバーとフェルールの端に物理的な接触研磨を使用しています。これはわずかに凸面であり、曲線の頂点がファイバーの正確な中心にあるため、コネクタを結合するとファイバーコアが互いに直接接触します。 [20] [21]製造元によっては、研磨品質にいくつかのグレードを設けています。たとえば、通常のFCコネクタはFC/PC(物理的な接触)と指定され、FC/SPCとFC/UPCはそれぞれスーパー研磨品質とウルトラ研磨品質を表します。研磨のグレードが高いほど、挿入損失が少なくなり、後方反射が低くなります。
多くのコネクタは、インターフェイスから反射した光がファイバーを逆戻りするのを防ぐために、ファイバー端面が斜めに研磨されています。角度があるため、反射光はファイバー コアに留まらず、クラッドに漏れます。斜め研磨コネクタは、他の斜め研磨コネクタとのみ結合する必要があります。APC 角度は通常 8 度ですが、一部の国では SC/APC が 9 度のものもあります。斜め研磨されていないコネクタと結合すると、挿入損失が非常に高くなります。一般的に、斜め研磨コネクタは、高品質のストレート フィジカル コンタクト コネクタよりも挿入損失が高くなります。「超」品質のコネクタは、接続時に斜めコネクタと同等の反射率を達成できますが、斜め接続では、ファイバーの出力端が切断されている場合でも、低い反射率を維持します。
角度付き研磨接続は、緑色のストレイン リリーフ ブーツまたは緑色のコネクタ本体の使用により、視覚的に区別されます。部品は通常、名前に「/APC」(角度付き物理的接触) を追加することで識別されます。たとえば、角度付き FC コネクタは、FC/APC または単に FCA と指定されます。角度なしバージョンは、FC/PC と指定されるか、ファイバー端面の「超」品質研磨を示すために FC/UPC または FCU などの特殊な指定で指定されます。FC/APC には、FC/APC-N (NTT) と FC/APC-R (縮小) の 2 つの異なるバージョンがあります。FC/APC-N コネクタ キーは、FC/APC-R アダプタ キー スロットには適合しません。
現場で取り付け可能なコネクタ
現場取り付け型光ファイバコネクタは、シングルモードファイバ 1 本を含む光ファイバジャンパーケーブルを接続するために使用されます。現場取り付け型光ファイバコネクタは、現場での復旧作業に使用され、さまざまなサイズのジャンパーコードを在庫する必要がなくなります。
これらのアセンブリは、シングルジョイントコネクタアセンブリとマルチジョイントコネクタアセンブリの 2 つの主要なカテゴリに分けられます。Telcordia GR-1081 [22] によると、シングルジョイントコネクタアセンブリとは、2 つの異なるファイバーが結合される場所が 1 つしかないコネクタアセンブリです。これは、コネクタアセンブリが工場で組み立てられた光ファイバーコネクタプラグから作られている場合に一般的に見られる状況です。マルチジョイントコネクタアセンブリとは、異なるファイバーを結合する複数の近接した接続があるコネクタアセンブリです。マルチジョイントコネクタアセンブリの例としては、スタブファイバータイプのコネクタプラグを使用するコネクタアセンブリがあります。
属性
優れたコネクタ設計の特徴:
- 挿入損失が低い - 0.75 dBを超えてはならない
- 一般的な挿入再現性、つまりプラグ接続間の挿入損失の差は 0.2 dB です。
- 高いリターンロス(インターフェースでの反射量が少ない) - 20 dB より高くする必要があります
- インストールの容易さ
- 低コスト
- 信頼性
- 環境に対する感受性が低い
- 使いやすさ
分析
- すべてのコネクタにおいて、接続する前にセラミック フェルールをクリーニングすると、傷が付くのを防ぎ、コネクタの寿命を大幅に延ばすことができます。
- 偏波保持光ファイバーのコネクタには、青色のストレインリリーフブーツまたはコネクタ本体が付いている場合があります。代わりに、青色のバッファチューブが光ファイバーに使用されることもあります。[23]
- 強化光ファイバコネクタ(HFOC)と強化光ファイバアダプタ(HFOA)は、屋外設備環境で使用される受動的な通信コンポーネントです。これらは、光ファイバー配線ネットワークから顧客へのドロップ接続を提供します。これらのコンポーネントは、台座クロージャ、[注1] [24]架空および埋設クロージャと端末、または光ファイバー配線ハブ(FDH)や光ネットワーク端末ユニットなどの顧客構内に設置された機器に装備される場合があります。
- これらのコネクタは、現場で接続可能で、OSP での使用向けに強化されており、FTTP (Fiber to the Premises) の展開とサービス提供をサポートするために必要です。HFOC は、雨、洪水、雪、みぞれ、強風、氷砂嵐など、米国全土に存在する気候条件に耐えられるように設計されています。周囲温度は、-40 °C (-40 °F) から 70 °C (158 °F) の範囲になります。
- Telcordia GR-3120 [25]には、HFOCおよびHFOAに関する業界の最新の一般的な要件が含まれています。
テスト
ガラス光ファイバーコネクタの性能は、コネクタとガラス光ファイバーの両方の影響を受けます。同心度許容差は、ファイバー、ファイバーコア、およびコネクタ本体に影響します。コアの光屈折率も変動します。研磨されたファイバーの応力により、過剰な反射損失が発生する可能性があります。ファイバーは、コネクタ内で長さ方向にスライドする場合があります。コネクタの先端の形状は、研磨中に不適切にプロファイルされる場合があります。コネクタ製造元はこれらの要因をほとんど制御できないため、使用中の性能は製造元の仕様を下回る場合があります。
光ファイバー コネクタ アセンブリのテストは、工場テストと現場テストという 2 つの一般的なカテゴリに分類されます。
工場テストは、プロセス チェックなどの統計的なものである場合があります。プロファイリング システムを使用して、研磨された全体的な形状が正しいことを確認したり、高品質の光学顕微鏡を使用して傷をチェックしたりします。挿入損失とリターン損失のパフォーマンスは、特定の基準条件を使用して、基準標準のシングルモード テスト リードに対して、またはマルチモード テスト用のエンサークルド フラックス準拠のソースを使用してチェックされます。テストと不合格 (歩留まり) は、製造コスト全体のかなりの部分を占める場合があります。
現場でのテストは通常、より簡単です。特殊な手持ち式光学顕微鏡を使用して、汚れや傷がないか確認します。パワー メーターと光源、または光損失テスト セット (OLTS) を使用してエンドツーエンドの損失をテストし、光時間領域反射計を使用して重要なポイント損失またはリターン損失を特定します。
参照
- ギャップ損失– 減衰源と原因
- 屈折率整合材料- フレネル反射を低減する液体/ゲル
- メカニカルスプライス– より永続的だが、依然として機械的な接続
- 光減衰器– 光ファイバー減衰器
注記
- ^ペデスタル端末クロージャは 、屋外設備(OSP)環境で使用される受動通信コンポーネントを収容することを目的としています。Telcordia GR-13 [1]によれば、これらのクロージャには、電話サービスやブロードバンドサービスの配信に使用される銅製端末ブロック、同軸タップ、または受動光ファイバー配線機器などのコンポーネントを収容することができます。
参考文献
- ^ abcdefghi 「コネクタ識別子」。光ファイバー協会。2010年。 2014年10月18日閲覧。
- ^ Silva, Mário Marques da (2016-01-06). ケーブルおよびワイヤレスネットワーク: 理論と実践。CRC Press。ISBN 9781498746830。
- ^ Alwayn, Vivek (2004). 「光ファイバー技術」 . 2011年8月15日閲覧。
- ^ 「ファイバーコネクタの種類 - LC vs SC vs FC vs ST vs MTP vs MPO」。Derek . 2021年12月20日閲覧。
- ^ 「SFF モジュール管理リファレンス コード テーブル」。SNIA。2020年11 月 11 日閲覧。
- ^ 「DMIデータシート」(PDF) 。DIAMOND SA。 2014年10月10日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2014年10月6日閲覧。
- ^ 「欧州連合知的財産庁(EUIPO):商標情報E-2000」 。 2019年12月8日閲覧。
- ^ abcdefg 「コネクタの歴史 - AFL Hyperscale」。AFL Hyperscale 。 2018年11月5日閲覧。
- ^ abcdefghi Keiser, Gerd (2003 年 8 月)。光通信の基礎。McGraw-Hill Networking Professional。p. 132– 。ISBN 0-07-141204-2。
- ^ TIA規格FOCIS-4、TIA-604-4-B
- ^ ab 「Fiber Optic Connectors」。2016年3月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年10月18日閲覧。
- ^ Sezerman, Omur; Best, Garland (1997 年 12 月)。「正確な位置合わせにより偏光が維持される」(PDF)。Laser Focus World。2016年12 月 7 日閲覧。
- ^ ab 「Small Form Factor Fiber Optic Connectors Tutorial」。Fiberstore。2014 年 6 月 3 日。2014 年10 月 18 日閲覧。
- ^ ab 米国特許 20140126875、Lou Guzzo、インマン、サウスカロライナ州 (米国)、「コネクタ フェルール ホルダー」、2014 年 5 月 8 日発行
- ^ abc 下地直子;山川 淳;椎野正人(1999). 「Mini-MPOコネクタの開発」(PDF)。古川評論(18):92.
- ^ 「よくある質問」。US Conec。2009年4月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年2月12日閲覧。
- ^ 「MTP/MPO ファイバー ソリューション」。
- ^ 「Amphenol Fiber Optics 製品カタログ、SMA 標準定義、131-132 ページ」(PDF) 。2019年 2 月 28 日閲覧。
- ^ Neal Weiss (2016 年 7 月 7 日)。「SMA コネクタとは何か、なぜ重要なのか?」Fiber Optic Center。2018年8 月 16 日閲覧。
- ^ 「光ファイバーコネクタの形状の重要性」(PDF)。Corning Cable Systems。2006 年 4 月。2016 年 3 月 4 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2014年 4 月 23 日閲覧。
- ^ Yin, Ling; Huang, H.; Chen , WK; Xiong, Z.; Liu, YC; Teo, PL (2004 年 5 月)。「光ファイバーコネクタの研磨」。International Journal of Machine Tools and Manufacture。44 (6): 659–668。doi :10.1016/ j.ijmachtools.2003.10.029。
- ^ 「GR-1081、現場取り付け型光ファイバーコネクタの一般要件」Telcordia。
- ^ 「偏波保持ファイバーパッチコードとコネクタ」(PDF) OZ Optics 2009年2月6日閲覧。
- ^ [2]、テルコルディア。
- ^ GR-3120、強化光ファイバーコネクタ (HFOC) および強化光ファイバーアダプタ (HOFA) の一般要件、Telcordia。
外部リンク
- 光ファイバーコネクタリファレンス
