کانکتور فیبر نوری

تعداد کاربران اینترنت همراه و افزایش دستگاه‌های متصل به اینترنت منجر به رشد چشم‌گیری در ترافیک اینترنت جهانی شده است. این مسئله، تأمین‌کننده‌های شبکه را مجبور به ارتقاء شبکه و معرفی بیشتر تجهیزات نوری مانند کابل‌های فیبر نوری، کانکتورهای فیبر نوری، گیرنده‌های فیبر نوری و ... کرده است.
یکی از بزرگترین نگرانی‌ها در سیستم فیبر نوری، استفاده از کانکتورهای فیبر نوری است. از آنجایی‌که کانکتورهای نوری زمانی به سختی استفاده می‌شد، سازندگان کانکتورهای فیبر نوری در سال‌های اخیر اقدام به ساده سازی و استاندارد‌سازی آن‌ها نموده‌اند. در این نوشتار نگاهی تحلیلی به کانکتورهای فیبر نوری جهت انتخاب صحیح آن‌ها خواهیم داشت.

کانکتور فیبر نوری چیست؟

کانکتور فیبر نوری قطعه‌ای در انتهای کابل فیبر نوری است که امکان اتصال یا قطع ارتباط سریعتر نسبت به اتصال یا Splicing را ایجاد می‌کند. کانکتور، هسته فیبر را به صورت مکانیکی برای عبور موفق نور، تراز می‌کند. بنابراین کانکتور فیبر نوری تأثیر مهمی بر قابلیت انتقال و عملکرد سیستم دارد. یک کانکتور نوریِ با کیفیت، افت ناشی از انعکاس یا تراز ناصحیح فیبر را بسیار کاهش می‌دهد. تنوع کانکتورهای فیبر نوری زیاد است. کانکتورهای متفاوت دارای خصوصیات متفاوت، مزایا و معایب متفاوت، کارایی متفاوت و همچنین عملکرد متفاوت هستند. اما همه کانکتورها از سه جزء اصلی تشکیل شده‌اند.

• فرول (Ferrule)
• بدنه کانکتور (Connector Body)
• وسیله اتصال (Coupling Device)

فرول Ferrule

فرول به عنوان مکانیزم هم‌ترازی عمل کرده، فیبر شیشه‌ای را نگه می‌دارد و دارای یک مرکز توخالی جهت محکم نگه داشتن فیبر است. فرول‌ها عموماً از فلز، سرامیک یا پلاستیک با کیفیت ساخته می‌شوند.

بدنه کانکتور Connector Body

بدنه کانکتور به عنوان Connector Housing نیز شناخته می‌شود، فرول را نگه داشته و به پوشش و ملزومات دیگر فیبر، متصل می‌کند. معمولا از فلز یا پلاستیک ساخته می‌شود.

وسیله اتصال Coupling Device

 بخشی از بدنه کانکتور است که کانکتور را در محل اتصال به وسایل دیگر، مانند ماژول ترنسیور، نگه می‌دارد.

ویژگی‌های کلیدی کانکتور فیبر نوری

هر کانکتور فیبر نوری داری دو پارامتر  غیر قابل چشم پوشی است:

• تلفات اضافی/تضعیفی Insertion Loss/attenuation
• تلفات بازگشتی/انعکاسی Return Loss/reflection (میزان تلفات توان سیگنال بازگشت داده شده یا منعکس شده در کابل است و این مفهوم را بیان می‌کند که کانال یا لینک کابل کشی شده چقدر عملکرد بهینه‌ای دارد)

یک کانکتور فیبر نوری خوب، باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:

• Insertion Loss پایین: هرچه Insertion Loss کمتر باشد، بهتر است. بطور کلی برای اطمینان از یک لینک ارتباطی با کیفیت، Insertion Loss نباید بیشتر از 0.5 dB باشد.
• Return Loss بالا:  هر چه Return Loss بیشتر باشد، Insertion Loss کمتر می‌شود.
• قابلیت اطمینان بالا: در محیط‌های بیرونی، ممکن است نیاز باشد که کانکتورها در فضای باز یا زیرِ زمین قرار گیرند. برای اطمینان از کیفیت انتقال نوری در این محیط‌ها به کانکتورهایی با قابلیت بالا نیازمندیم.
• سهولت استفاده: از آنجایی‌که یک کانکتور شاید هزار بار مورد استفاده قرار گیرد، کانکتورهایی با نصب آسان کمک زیادی به صرفه جویی در زمان و بهبود کیفیت کار کاربران می‌کنند.

بیشتر بخوانید:  تضعیف کننده‌های فیبر نوری Fiber Optic Attenuator

انواع کانکتور فیبر نوری

طبق روش‌های طبقه بندی مختلف، کانکتورهای فیبر نوری را می‌توان به انواع مختلفی تقسیم کرد. به عنوان مثال، با توجه به سطح انتهایی پین کانکتور ، آن‌ها به UPC ،PC و APC تقسیم می‌شوند. همچنین بر اساس روش‌های مختلف انتقال، کانکتورهای فیبر نوری به دو نوعسینگل مود و مالتی مود تقسیم می‌شوند. در مجموع در حدود صد نوع کانکتور فیبر نوری به بازار معرفی شده است. در تصویر زیر  مجموعه‌ای از کانکتورها که در بازار این صنعت پیشرو بوده‌اند نشان داده شده است.

در این جدول نقاط قوت و ضعف پرکاربردترین انواع کانکتورها ارائه شده است:

کانکتور SC

در اواسط دهه هشتاد توسط آزمایشگاه‌‍‌های   (NTT) Nippon Telegraph and Telephone توسعه داده شد، و یکی از اولین کانکتورهایی بود که پس از ظهور فرول‌های سرامیکی روانه‌ی بازار شد. SC به عنوان "کانکتور مربعی -square connector " نام‌گذاری شده است.  این کانکتور نوری با فرول 2.5 میلی‌متری با مکانیزم باز و بسته شدن فشاری و کششی به دلیل کارایی عالی به‌ طور وسیعی استفاده می‌شود. پین انتهای این کانکتور بیشتر از نوع PC و APC است. فرول سرامیکی این کانکتور امکان تراز صحیح و دقیق را فراهم می‌کند. قیمت پایین، مقاومت فشاری بالا و Insertion loss پایین از ویژگی‌های این کانکتور است.

کانکتور LC

به عنوان جایگزین مدرن کانکتور SC در نظر گرفته می‌شود. این کانکتورها دارای طراحی کاملاً ضد آب با اندازه کوچک و مناسب برای پروژه‌هایی با تراکم بالا هستند. نسخه‌های سیمپلکس و داپلکس برای این کانکتور موجود است. کانکتور LC دارای فرول1.25  میلی متر و از جنس زیرکونیوم با مکانیزم باز و بسته شدنِ گیره قفلی است.

کانکتور FC

این کانکتور در اصل توسط NTT ژاپن تولید شده است. در کانکتور FC از روکش فلزی و مکانیزم باز و بسته شدن پیچی استفاده می‌شود و دارای فرول 2.5 میلی متری است. این کانکتور دارای ساختاری ساده و عملکردی مناسب می‌باشد. با وجود پیچیدگی های اضافی در ساخت و نصب، هنوز هم کانکتورهای مورد استفاده برای تجهیزات اندازه گیری دقیق مانند OTDR هستند.

کانکتور ST

 زمان کوتاهی بعد از ورود کانکتور FC، کانکتور   STتوسطAT&T  توسعه یافت. این کانکتور دارای فرول 2.5 میلی متری جهت نگه داشتن فیبر است. بیشتر فرول‌ها سرامیکی اما برخی از آن‌ها فلزی یا پلاستیکی هستند. کانکتور ST دارای یک محفظه فلزی و از جنس نیکل است که از مکانیزم باز و بسته شدن فشار و چرخش استفاده می‌کند.

کانکتور MPO/MTP

 مخفف صنعت “Multi Fiber Push On” است که با مکانیزم باز و بسته شدن فشاری، اتصالات ثابت و تکرار شونده را فراهم می‌کند. این کانکتور مخصوص فیبرهای Ribbon تولید می‌شوند و توانایی نگهداری 8 تا 24 فیبر را دارا هستند و به طور گسترده در دیتاسنترها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دو نوع سینگل مود و  مالتی مودموجود هستند. همانطور که انتظار می رود، تضعیف این کانکتورها بالاتر از کانکتورهای دارای فرول سرامیکی است.

کانکتور MT-RJ

این کانکتور، یک کانکتور داپلکس است که با کابل فیبر نوری سینگل مود و یا مالتی مود استفاده می‌شود. دارای دو نوع نری و مادگی بوده و تلفات بازگشتی معمول برای این کانکتور در حالت 0.25dB ،SM و در حالت 0.35dB ،MM است.

کانکتور MU

مانند کانکتور SC مینیاتوری با یک فرول  1.25میلی متر و طراحی ساده و دارای بدنه‌ای کوچک است.

کانکتور DIN

مخفف  Deutsches Institut Für Normung یک موسسه آلمانی است. این کانکتور بیشتر در صنعت تلکام آلمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. دایره‌ای شکل و دارای فرول سرامیکی با قطر 2.5 میلی متر بوده و دارای مکانیزم باز و بسته شدن پیچی است. در حالت‌های سینگل مود و مالتی مود و به طور گسترده‌ای برای صفحه کلید PC، ابزار MIDI و سایر تجهیزات تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کانکتور E2000

مکانیزم باز و بسته شدن آن فشاری با شاتر اتوماتیک جهت حفاظت در برابر گرد و غبار و عوامل محیطی است. دارای فرول سرامیکی 2.5 میلیمتر بوده و به صورت سینگل مود از نوع APC و PC و مالتی مود از نوع PC موجود است.

کانکتور SMA

این کانکتور اولین کانکتوری است که در صنعت فیبر نوری مورد استفاده قرار گرفته است. دارای فرول استیل با قطر 4.22 میلیمتر است. جنس بدنه این کانکتور فلزی بوده و دارای مکانیزم باز و بسته شدن پیچی است. در حالت مالتی مود استفاده می‌شود. این کانکتور نسبت به کانکتورهای دیگر دارای افت بالایی است و بیشتر در صنعت پزشکی استفاده می‌گردد.

کانکتور D4

احتمالاً اولین کانکتوری است که از فرول سرامیکی یا ترکیب سرامیک و استیل استفاده کرده است. این کانکتور دارای فرولی با قطر 2 میلی متر می‌باشد و از کارایی بالایی برخوردار است.

کانکتور Uniboot LC  

در مقایسه با کانکتورهای LC، کانکتور Uniboot LC  می‌تواند فضای اشغالی کابل کشی را بیش از 60% کاهش دهد. به این علت که بدنه باریکتری دارد و دو فیبر را در یک بوت ترکیب می‌کند. کابل فیبر و کانکتور Uniboot LC نسبت به کابل فیبر سنتی LC مزایای بیشتری در تراکم کابل کشی دارد.

کانکتور LC قابل تعویض

 تغییر قطب فیبر می‌تواند بسیار وقت گیر و مشکل باشد به خصوص در فرایند پیچیده کابل کشی. کانکتورهای LC قابل تعویض همانطور که از نام آن‌ها پیداست می‌توانند به تکنیسین‌ها در جهت حل این مشکل کمک کنند. این نوع از کانکتورها اجازه می‌دهند تا قطبیت فیبر (polarity) از A-B به A-A بدون هیچ ابزاری تغییر کند.

کانکتور LC فوق العاده کم‌افت  Ultra Low Loss LC Fiber Connector

همانطور که در بالا گفته شد، افت فیبر نوری از مهم‌ترین پارامترها برای اندازه‌گیری کیفیت یک کانکتور است. کانکتور فیبر LC فوق العاده کم‌افت، با ماکزیمم تلفات بازگشتی 0.12 dB، می‌تواند انتقال نوری با کیفیت بالا را ارائه دهد.

بیشتر بخوانید: تبدیل فیبر نوری مالتی مود به سینگل مود

نگاهی به بازار کانکتور فیبر نوری

در سال‌های اخیر، بازار جهانی به سمت تکنولوژی فیبر نوری سوق پیدا کرده است و کابل‌های فیبر نوری به طور وسیعی جایگزین کابل‌های مسی شده‌اند که این مسئله تأثیر مثبتی بر روی بازار کانکتور فیبر نوری داشته است. در اینجا گزارشی در خصوص بازار کانکتور فیبر نوری در ایالات متحده آمریکا از سال 2014 تا 2025 ارائه شده است.

از این نمودار می‌توان فهمید که نیاز بازار به کانکتورهای MTP/MPO در سال‌های آینده رو به رشد است. کانکتور فیبر LC هنوز بخش اعظم بازار فیبر نوری را در اختیار دارد. همچنین کانکتورهای نوری با تراکم بالا، کیفیت بالا و کانکتورهای چندگانه هنوز قابلیت پیشرفت‌ چشمگیری دارند و می‌توان پیش‌بینی کرد که تقاضا برای کانکتورهای فیبر نوریِ با کیفیت که مدیریت و نصب آسانی را ارائه می‌دهند، رو به رشد است. افت پایین فیبر نوری و کارایی بالا روند جدید در ارتباطات نوری خواهد بود.