5.4.1 . Свойства коннектора
Коннекторы используются для гибкого соединения оптических устройств. В устройстве которое постоянно подключается и отключается, необходимо достичь оптических параметров которые обсуждались в разделе 5.2. Хороший коннектор для обеспечения низких потерь в течение своего срока службы должен обладать следующими механическими характеристиками
Повторяемость
Эффективность соединения коннекторов не должна сильно изменяться при повторны: подключениях.
Предсказуемость
Потери коннекторах определенным типом волокна должны быть закономерны и отно сительно независимы от навыков устанавливающего его лица.
Долговечность
Потери коннектора не должны возрастать со временем, повторные подключение также не должны ухудшать эту характеристику.
Высокая прочность
Коннектор должен быть способен противостоять значительным напряжениям при использовании. Напряжения могут возникать как при нормальном подключении и отключении коннекторов, так и при внешних воздействиях на кабель и/или коннектор из-за ударов коннекторов или ходьбе через кабели и т. д.
Защита от окружающей среды
Коннектор должен защищать оптическое сопряжение от грязи, влаги, химикатов, колебаний температуры, вибрации и т. д.
Простота установки
Волокно должно сравнительно легко и быстро подготавливаться и вставляться в коннектор.
Простота использования Подключение и отключение должны выполняться просто, требуя минимальных усилий и сноровки.
Экономичность
Стоимость коннекторов должна быть умеренной. Для достижения хорошей производительности компоненты должны быть высокоточными. Как правило, более дешевые - (часто пластиковые) коннекторы недостаточно точны для достижения высокой производительности.
При использовании коннекторов потери значительно больше, чем при использовании соединения волокон, поскольку повторно выравнивать волокна с требуемой степенью точности намного труднее. Активное выравнивание, использующееся для минимизирования потерь при соединении волокон, невозможно. Как показано в разделе 5.1.2, осевое смещение волокон привносит больше всего потерь в любое соединение. В результате для коннекторов можно ожидать потерь в пределах от 0,2 до 3 дБ.
5.4.2. Общее строение коннектора
Имеется много различных видов коннекторов. Основные принципы построения коннектора проиллюстрированы на рис. 5.15 и описаны ниже.
Большинство коннекторов построено по принципу стыкового соединения с максимально достижимым прижатием концов волокна друг к другу. Волокно закрепляется во втулке с размером отверстия, точно соответствующим диаметру оболочки волокна. Втулка обычно сделана из металла или керамики, ее назначение - центрировать и выровнять волокно, а также обеспечить механическую защиту конца волокна. Обычно волокно приклеивается ко втулке, затем его конец обрезается и полируется заподлицо с торцом втулки.
Втулки двух коннекторов соединяются с помощью точной гладкой муфты, известной также как адаптер, или сопрягающая розетка, которая обеспечивает необходимое осевое и угловое выравнивание. Муфты и втулки могут быть суженными, как в биконических коннекторах, в этом случае могут использоваться пластиковые коннекторы. Это потому, что при повторных подключениях и отключениях суженных компонентов они слегка изнашиваются из-за трения.
Рис. 5.15. Общее строение коннектора
Втулки крепятся в корпусе коннектора, обычно металлическом или пластиковом, с условием снятия напряжений волокна. Компоненты укрепления"кабеля и кожух обычно присоединяются к телу, и свободная от напряжений оболочка может предоставить соединению с коннектором дополнительную защиту. Телу коннектора обычно требуется также механизм закрепления его на сопрягающем адаптере. Он может быть выполнен в виде завинчивающегося соединения (типы SMA, FC и биконический), защелкивающегося байонетного соединения (коннекторы ST и SC).
Альтернативный тип коннектора использует подход с использованием линз. Такая схема показана на рис. 5.16. Для нацеливания выходящего из конца волокна пучка используется линза. Расстояние между волокном и линзой равно фокусному расстоянию линзы. Это создает параллельный пучок с диаметром линзы. Такая схема при использовании с аналогичным коннектором менее чувствительна к боковым смещениям и зазорам между коннекторами. Вдобавок она позволяет устанавливать поверх линз стеклянные окна, предохраняющие от грязи и царапин. Такие коннекторы более дорогие и используются, когда критична производительность в неблагоприятных условиях (например, в военных целях).
А так же с в спутниковом телевидении используют сопротивлением 75 ом с коннекторами F типа.
Сегодня рынок предлагает несколько вариаций F коннекторов, а так же разного вида переходники для телевидения.
Но прямой – классический вариант всегда остается актуальным.
Монтаж F коннектора на кабель очень простая процедура, но все же есть несколько моментов.
Как правильно соединить F коннектор с кабелем?
Монтаж F коннектора на кабель
1. Берем кабель и удаляем верхний шар изоляции от края на 1,5 см ровным краем.
2. Появившиеся проводки распутываем, выравниваем и отгибаем назад к изоляции.
3. Экран из фольги удаляем ровным краем до проводков.
4. Удаляем внутреннюю изоляцию отступив от края кабеля на 1 см и видим центральную медную жилу – немножко ее зачищаем.
5. Накручиваем F коннектор почасовой стрелки до упора внутренней изоляции. Центральная жила должна выступать из F коннектора примерно на 2-4 мм. – лишнее откусываем кусачками.
6. Смотрим во внутрь готового изделия чтобы ни один волосок внешней оплетки не касался центральной жилы, а она в свою очередь самого коннектора.
Коннектор - коннектор
Самый привычный для пользователей и операторов тип соединений это коннектор-коннектор. Соединение многоразовое и типичное. Позволяет переключать входы и выходы аппаратуры без специальных приспособлений. Во многом напоминает электрические штеккера и вилки.
В отличие от электрических соединений в соединении коннектор - коннектор понятие розетка-вилка (мама-папа) несколько изменено. Фактически соединяются два однотипных коннектора посредством специализированного гнезда.
Принцип действия достаточно прост для понимания, чего не скажешь о технологии изготовления. Задача соединения соединить два оптоволокна вплотную с отклонением от оси порядка микрона при этом ограничив усилие оператора, чтобы не допустить сколов в оптоволокне. Наконечники коннекторов выполняются из керамики и имеют прецизионную точность изготовления. Строго по центру керамического наконечника проходит оптоволокно.
Оптические разъемы
Существуют несколько стандартов оптических коннекторов: ST, SC, LC, FC, FDDI и др. Принцип работы у них одинаковый, различны только способы фиксации или тип крепления к гнезду. Рисунки поясняющие различия наиболее распространённых:
ST-коннектор
ST-коннектор(от англ. Straight Tip). Соединения оптоволоконных линий
Размеры и чертежи ОВ-разъёмов
Самый распространенный в локальных оптических сетях. Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом. Фиксация производится за счет поворота оправы вокруг оси коннектора (байонетное соединение), при этом вращения основы коннектора отсутствуют (теоретически) за счет паза в разъеме розетки. Направляющие оправы сцепляясь с упорами ST-розетки при вращении вдавливают конструкцию в гнездо. Пружинный элемент обеспечивает необходимое прижатие.
SC-коннектор
SC-коннектор(от англ. Subscriber Connector)
Сечение корпуса имеет прямоугольную форму. Подключение/отключение коннектора осуществляется поступательным движением по направляющим и фиксируется защелками. Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2.5 мм со скругленным торцом (некоторые модели имеют скос поверхности). Наконечник почти полностью покрывается корпусом и потому менее подвержен загрязнению нежели в ST-конструкции. Отсутствие вращательных движений обуславливает более осторожное прижатие наконечников.
LC-коннектор
Коннекторы типа LC - это малогабаритный вариант SC-коннекторов. Он также имеет прямоугольное сечение корпуса. Конструкция исполняется на пластмассовой основе и снабжена защелкой, подобной защелке, применяющейся в модульных коннекторах медных кабельных систем. Вследствие этого и подключение коннектора производится схожим образом. Наконечник изготавливается из керамики и имеет диаметр 1.25 мм. Встречаются как многомодовые, так и одномодовые варианты коннекторов. Ниша этих изделий - многопортовые оптические системы.
Тот же тип коннектора на два соединения:
FC-коннектор
FC-коннектор для соединения оптического волокна
Размеры и чертежи ОВ-разъёмов
FC-коннектор. В данном случае фиксация коннектора к гнезду резьбовое. Характеризуются отличными геометрическими характеристиками и высокой защитой наконечника. Получили широкое применение в межстанционных соединениях связи. Имеет тот же диаметр керамического наконечника что и ST-коннектор.
Гнездо для FC-коннектора закреплённое в оптическом кроссе
FDDI-коннектор
FDDI-коннектор. Спаренный коннектор для соединения ОВ
Для подключения дуплексного кабеля часто применяют FDDI-коннекторы. Конструкция исполняется из пластмассы и содержит два керамических наконечника. Для исключения неправильного подключения линка коннектор имеет несимметричный профиль.
Технология FDDI предусматривает четыре типа используемых портов: A, B, S и M. Проблема идентификации соответствующих линков решается за счет снабжения коннекторов специальными вставками, которые могут различаться по цветовой гамме или содержать буквенные индексы.
В основном данный тип используется для подключения к оптическим сетям оконечного оборудования.
Промышленностью выпускаются так же розетки-адаптеры для соединения различных типов коннекторов чертежи некоторых из них доступны по ссылке: "Розетки-адаптеры "
Буквы АРС, PC или UPC в обозначении или маркировки ОВ-коннекторов
В маркировке оптоволоконных коннекторов могут также присутствовать буквы АРС, PC или UPC. Аббревиатура АРС обозначает, что угол полировки торца изделия составляет 8°. Обычно оконечные с полировкой АРС изготавливаются с корпусом или хвостовиком зелёного цвета .
Рис. А. 13. Схема образования оптического контакта в месте соединения наконечников разъемов PC и АРС.
Затухание на соединении коннекторов оптоволокна. (оптиковолоконных, волоконно-оптических) линий
Производители коннекторов обещают следующие затухание на соединении:
| Тип коннектора | Потери (Дб) при 1300 нм | |
| Многомодовый | Одномодовый | |
| ST | 0.25 | 0.3 |
| SC | 0.2 | 0.25 |
| LC | 0.1 | 0.1 |
| FC | 0.2 | 0.6 |
| FDDI | 0.3 | 0.4 |
На практике такие хорошие затухания получаются не всегда.
Оконечить волокно коннектором можно и при монтаже стойки (необходим соответствующий инструмент и заготовки коннекторов), но на практике так не делают. В процессе монтажа станционного оборудования или оконечивания оптического кабеля используют готовые и оконеченные оптические шнуры, закупаемые вместе со стойкой или кроссом. Шнур разрезается пополам и каждая половина соединяется посредством сварки с оптоволокном кабеля. Соединения укладываются в кассету (сплайс-пластину) и прячутся в предназначенный для этого бокс. Наружу выводятся только коннекторы, которые вставляются в гнёзда, выведенные на лицевую панель кросса. Станционные операторы могут относится к этим гнёздам как к разъёмам типа "мама". Но по сути гнездо оптоволоконного кросса это просто трубка с необходимыми для данного типа коннектора креплением.
С теорией и более научно тема оптического соединения коннекторов раскрыта на странице "Оптические разъемы " из книги Листвиных "Рефлектометрия оптических волокон".
Так же о строении и принципах построения оптоволоконных коннекноров много информации есть на страницах книги Д.Бейли, Э.Райт Волоконная оптика. Теория и практика . По теме коннекторы из неё страницы → Коннекторы Свойства коннектора Общее строение коннектора Распространенные типы коннекторов Работа с коннекторами Косички
С интерфейсами сетей хранения данных обычно используются кабели с несколькими типами коннекторов. Каждый тип отличается количеством полос и номинальной скоростью.
По состоянию на начало 2011 года самой быстрой являлась скорость 10Gbps на полосу. Более высокие скорости достигались благодаря параллельному объединению полос, например 4x10 (QSFP 40Gbps), 10x10 (CFP 100Gbps), 12x10 (CXP 120Gbps) и т. д. Большинство современных реализаций 40GbE и 100GbE используют несколько полос 10GbE.
Коннекторы со скоростью 14Gbps на полосу появились во второй половине 2011. Эти коннекторы поддерживают 16Gb Fibre Channel (однополосный) и 56 Gb (FDR) InfiniBand (многополосный). Популярными коннекторами для подключения оптоволоконных кабелей являются SFP+ и QSFP+ (см. таблицу ниже). SFP+ используется для высокоскоростных однополосных соединений, а QSFP+ используется для высокоскоростных четырехполосных соединений. Многие в отрасли сейчас используют четырехполосные соединения для увеличения пропускной способности. В настоящее время однополосные SFP+ используются для 10GbE, а также 8Gb и 16Gb Fibre Channel. Четырехполосные QSFP+ используются для 40GbE и 40Gb (QDR) / 56Gb (FDR) Infiniband.
Во второй половине 2014 года стали доступны продукты с увеличенной плотностью передачи данных до 25/28 Gbps на полосу. Современные коннекторы поддерживают следующие скорости:
- SFP+ - 25/28 Gbps
- SFP+ 32GFC - 28Gbps
- QSFP+ -100 Gbps (4x25 Gbps)
- QSFP+ 32GFC - 128 Gbps (4x28Gbps)
- CFP - 250 Gbps (10x25 Gbps)
- CXP - 300 Gbps (12х25 Gbps)
Коннекторы SFP+ и QSFP+
| SFP | SFP+ | QSFP+ | |
|---|---|---|---|
| Ethernet | 1GbE | 10GbE, 25GbE | 40GbE, 100GbE |
| Fibre Channel | 1GFC, 2GFC, 4GFC | 8GFC, 16GFC, 32GFC | 64GFC, 128 GFC |
| InfiniBand | - | - | QDR, FDR, EDR |
Сравнение коннекторов
| Тип коннектора | Количество полос | Макс. скорость на полосу (Gbps) |
Общая макс. скорость (Gbps) |
Тип кабеля | Использование | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mini SAS | SAS | 4 | 6 | 24 | Медный | 3Gb/6Gb SAS |
| Mini SAS HD | SAS | 4, 8 | 12 | 48, 96 | Медный | 6Gb/12Gb SAS |
| Copper CX4 | CX4 | 4 | 5 | 20 | Медный | 10Gb Ethernet, SDR/DDR InfiniBand |
| Small Form-factor Pluggable | SFP | 1 | 4 | 4 | Медный, оптический | 1Gb Ethernet, 1Gb/2Gb/4Gb FC |
| Small Form-factor Pluggable enhanced |
SFP+ | 1 | 25 | 25 | Медный, оптический | 10Gb/25Gb Ethernet, 8Gb/16Gb/32Gb Fibre Channel, 10Gb/25Gb FCoE |
| QSFP | 4 | 5 | 20 | Медный, оптический |
Различные | |
| Quad Small Form-factor Pluggable enhanced |
QSFP+ | 4 | 25 | 100 | Медный, оптический | 10Gb/25Gb/40Gb/100Gb Ethernet, QDR/FDR/EDR InfiniBand, 64Gb/128Gb Fibre Channel |
| CXP | CXP | 10, 12 | 25 | 300 | Медный | 10Gb/25/40Gb/100Gb/250Gb Ethernet, 12xQDR/FDR/EDR InfiniBand |
| CFP | CFP | 10 | 25 | 250 | Оптический | 10Gb/25/40Gb/100Gb/250Gb Ethernet |
На схемах ниже показано, как используются кабели и коннекторы для разных интерфейсов. В некоторых случаях медные и оптоволоконные кабели используют похожие коннекторы, поэтому для обоих типов кабеля можно использовать одинаковый разъем. На схемах оптоволоконный кабель изображен оранжевым или желтым цветом, а медный кабель - серым. Разъемы могут быть монтированы в материнскую плату, сетевые адаптеры, коммутаторы и т. д.
Оптоволоконные кабели не имеют трансиверов, оптические трансиверы доступны отдельно. При размещении коммутаторов и сетевых адаптеров HBA, трансиверы не всегда имеются в устройстве, и их необходимо приобрести отдельно для использования оптоволоконных кабелей. Медные кабели как правило имеют аналог трансивера, перманентно присоединенный к кабелю.
Схемы коннекторов
| Тип | Схема | |
| Mini SAS | SAS | |
| Mini SAS HD | SAS HD |
|
| Copper CX4 | CX4 | |
| Small Form-factor Pluggable | SFP, SFP+ |
|
| Quad Small Form-factor Pluggable | QSFP, QSFP+ |
Mini SFP
Во второй половине 2010 года был представлен новый вариант SFP/SFP+ коннектора для обеспечения магистральных линий Fibre Channel с 64-портовыми блейд-модулями, а также для увеличения плотности портов центральных Ethernet коммутаторов. Новый коннектор под названием mSFP, mini-SFP или mini-LC SFP, имеет уменьшенный размер сердцевины по сравнению с традиционным SFP/SFP+ коннектором (с 6.25 до 5.25 мм). Хотя этот коннектор очень похож на стандартный SFP, он требует меньше места и используется в устройствах с повышенной плотностью портов. На фото можно увидеть разницу в размерах.
CXP и CFP
Коннекторы CXP (для медных кабелей) и CFP (для оптических кабелей) используются в основном для соединения коммутаторов между собой. Они предназначены для сетей Ethernet, но могут быть использованы и в сетях InfiniBand.
Коннекторы CFP поддерживают 10 полос по 10Gbps, что требует питания примерно в 35-40 ватт. CFP2 - это одноплатная, уменьшенная версия CFP. CFP2 также поддерживает 10x10, но требует меньше энергии. CFP4 коннектор поддерживает 4 полосы пропускания 25/28 Gbps для передачи данных на большие расстояния по оптоволоконному кабелю.
Mini SAS и Mini SAS HD
Коннектор Mini SAS (SFF-8088) - это четырехполосный коннектор, доступный сейчас на большинстве кабелей. Коннектор Mini SAS HD (SFF-8644) предоставляет удвоенную плотность коннектора Mini SAS, и доступен в четырех- и восьмиполосных конфигурациях. Коннектор Mini SAS HD используется для пассивных и активных медных кабелей и для оптических SAS кабелей.
Сравнение Mini SAS и Mini SAS HD:
CX4
Медный коннектор CX4 обычно использовался для работы с интерфейсом 10GBase-T или InfiniBand SDR/DDR. Также этот коннектор используется некоторыми производителями для стекирования коммутаторов. На данный момент CX4 практически полностью поглощен коннектором QSFP+.
QSFP+
Данный 4-полосный коннектор используется для сетей 40Gb и большинства InfiniBand соединений QDR (4x10Gb) и FDR (4x14Gb). С середины 2014 года данный коннектор также используется для 100Gb Ethernet (4x25Gb) и InfiniBand EDR (4x25Gb). Этот коннектор также используется для стекирования коммутаторов.
При построении телекоммуникационных сетей, в основе которых лежит витая пара, используется множество разнообразных коннекторов (разъемов, джеков). Чтобы не растеряться и сориентироваться при выборе, не помешает иметь о них хотя бы малейшее представление.
Джек - незаменимый элемент любой локальной сети, ведь с его помощью производится подключение активных электронных устройств. Именно поэтому их используют в процессе создания телефонной или компьютерной сети, а также телефонного аппарата. Основной характеристикой коннектора является его тип.
Разъемы RJ 45 - наиболее распространенный тип, чаще остальных используемый при построении локальных вычислительных сетей. Этому названию соответствует технический термин 8Р4С - джек, оснащенный восьмью контактами (ножами) и четырьмя фиксаторами. Хотя принято считать, что под названием RJ45 скрывается коннектор 8Р8С, который отличается от предыдущего габаритами и физическими характеристиками (8 ножей и 8 фиксаторов).
В зависимости от исполнения данный тип разъема может иметь защитный экран или не иметь. Экранированный джек FTP RJ45 необходимо использовать только с экранированной витой парой. В противном случае он не только теряет всякий смысл, но и становится невыгодным с экономической точки зрения. Основным отличием FTP-коннектора от неэкранированного разъема (UTP) служит наличие металлической оплетки, выполняющей функцию по отводу электромагнитных волн и от самого джека, и от кабеля.
Что касается конструкции, то все коннекторы практически идентичны, так как они состоят из пластикового корпуса, ножей и их фиксаторов.
Телефонные коннекторы
Представлены тремя типами модулей - RJ11, RJ14, RJ25. С пониманием маркировки данных коннекторов происходит полная неразбериха. Именно поэтому лучше всего делать свой выбор, отталкиваясь от количества ножей, которые содержит каждый джек. В общем, основные виды коннекторов характеризуются одинаковым форм-фактором и назначением (коммутации телефонных линий):
- RJ14 (6P4C) - подключается четырехжильный кабель;
- RJ25 (6P6C) - подключается шестижильный кабель.
В зависимости от ситуаций в телефонных джеках могут быть использованы кабели с меньшим числом проводов и форм-фактором. К ним относится модуль RJ9 (4Р4С), предназначенный для подключения телефонных трубок к самому аппарату.
Коннекторы BNC
- тип коннекторов, применяемый в системах видеонаблюдения для соединения коаксиала (электрического кабеля, в состав которого входят соосно расположенные центральный проводник и экран). Он считается самым надежным, даже несмотря на то, что его создали более шестидесяти лет назад.
Специальная обжимка BNC-коннектора требует определенных затрат, однако подобные расходы окупаются благодаря высокой надежности и долговечности данного типа джека. Большая часть сбоев в процессе работы камеры видеонаблюдения обусловлена некачественным соединением кабелей. Разъемы BNC обеспечивают грамотное подключение коаксиального кабеля, что предотвращает потери, возможные при передаче сигнала.
На сегодняшний день доступно огромное число коннекторов BNC. Особой популярностью пользуются штекеры или как их еще называют «соединения-папы». Не менее популярны гнездовые коннекторы (соединения-мамы). Среди широкого ассортимента этих изделий можно выделить угловые адаптеры и концевые заделки BNC. Разъемы, отделанные драгоценными металлами (серебром либо золотом), также востребованы, ведь такое исполнение существенно снижает сопротивление и предотвращает окисление.