Die Bedeutung der Endflächengeometrie von LWL-Steckern

Steckverbinder für optische Fasern sind grundlegende Komponenten in modernen Kommunikationsnetzen, die eine zuverlässige Signalübertragung gewährleisten. Die Endflächengeometrie dieser Steckverbinder spielt eine entscheidende Rolle bei der Minimierung optischer Verluste und der Gewährleistung einer langfristigen mechanischen Zuverlässigkeit. Normen wie IEC 61300-3-47, Grundlegende Prüf- und Messverfahren für die Endflächengeometrie von sphärisch polierten PC/APC-Ferrulen unter Verwendung der Interferometrie, und eine Reihe von IEC 61755-Normen, die das Polieren von Winkeln, die Ferrule-Geometrie, Materialien und andere Steckerteile abdecken, bieten präzise Richtlinien für die Bewertung und Aufrechterhaltung einer optimalen Endflächengeometrie. Dieser Artikel befasst sich mit der Bedeutung der Schlüsselparameter Krümmungsradius, Scheitelpunktversatz und Faserhöhe sowie mit Methoden zur Erzielung einer hochwertigen Endflächengeometrie.

 

Schlüsselparameter der Endflächengeometrie

1. Radius der Krümmung

Der Krümmungsradius (Radius of Curvature, ROC) bezieht sich auf die Krümmung der Endfläche der Ferrule des Steckers. Dieser Parameter ist entscheidend, um einen ordnungsgemäßen physischen Kontakt zwischen gesteckten Verbindern zu gewährleisten. Der Krümmungsradius ist definiert als der 3D-Radius der am besten passenden Kugel über dem definierten Passbereich.

Ein gut definierter ROC sorgt für eine konsistente und zuverlässige optische Leistung, indem er die Einfüge- und Rückflussdämpfung niedrig hält. Außerdem werden Luftspalten vermieden, die zu Signalverschlechterung und Reflexion führen können.

2. Apex-Versatz

Um den Apex-Offset zu messen, muss der Hochpunkt oder Apex der polierten Ferrule-Oberfläche definiert werden. Aufgrund möglicher Abweichungen in der Faser selbst, wie Vertiefungen oder Vorsprünge, wird die Sphärizität des Apex berücksichtigt. Der Apex-Offset wird als Abstand zwischen dem höchsten Punkt der Ferrule und dem Zentrum des Faserkerns quantifiziert.

Dieser Parameter ist entscheidend für die Minimierung von Spannungen und die Gewährleistung einer gleichmäßigen Druckverteilung beim Zusammenstecken von Steckern. Ein ordnungsgemäß kontrollierter Apex-Versatz verhindert eine Fehlausrichtung, die die Einfügungsdämpfung erhöhen und die mechanische Leistung beeinträchtigen könnte.

3. Faser Höhe

Die Faserhöhe gibt die relative Position des Faserkerns im Vergleich zur umgebenden Ferrule-Oberfläche an. Sie kann entweder vorstehend (positive Faserhöhe) oder zurückliegend (negative Faserhöhe) sein. Eine positive Faserhöhe gewährleistet einen ausreichenden Kontaktdruck und reduziert die Einfügedämpfung. Ein übermäßiger Vorsprung oder Rücksprung kann jedoch mechanische Beschädigungen oder Luftspalte verursachen, die die Signalintegrität beeinträchtigen. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Faserhöhe zu definieren: die kugelförmige Höhe und die planare Höhe.

Die sphärische Höhe bezieht sich darauf, dass die Endfläche des Steckers (sowohl Ferrule als auch Faser) eine durchgehende Kugel bildet. Sie wird gemessen als Höhenunterschied zwischen der Fasermitte und der theoretischen Höhe in der Kugelmitte, basierend auf dem Ferrule-Radius.

Die ebene Höhe beschreibt ein Szenario, bei dem die Steckerendfläche eine flache Faser in der Mitte einer kugelförmigen Ferrule aufweist. Sie ist definiert als der Höhenunterschied zwischen der Fasermitte und der Höhe in der Mitte der theoretischen Ebene, die durch die Verbindungspunkte auf der Ferrule gebildet wird. Die planare Höhe wird üblicherweise verwendet, um die Position der Faser nach dem Polieren zu bewerten.

 

 

 

 

 

 

Methoden zur Erzielung einer hochqualitativen Endflächengeometrie

Um eine hochwertige Endflächengeometrie zu erreichen, sind präzise Fertigungs- und Prüfverfahren erforderlich.

Polierprozesse sind entscheidend für das Erreichen der gewünschten ROC, des Apex-Offsets und der Faserhöhe. Automatisierte Poliermaschinen mit kontrollierten Parametern sorgen für gleichbleibende Ergebnisse, indem sie geeignete Polierfilme und -sequenzen verwenden und gleichzeitig Druck, Drehgeschwindigkeit und Dauer kontrollieren. Inspektionswerkzeuge sind ebenso wichtig, um die Einhaltung der IEC-Normen zu gewährleisten und Fehler frühzeitig zu erkennen. Interferometer können ROC, Apex-Offset und Faserhöhe messen, während hochauflösende Mikroskope Kratzer, Grübchen oder Ablagerungen erkennen.

Umweltkontrollen sind ein weiterer Schlüsselfaktor für die Erhaltung einer hochwertigen Endflächengeometrie. Verunreinigungen und ungleichmäßige Umgebungsbedingungen können die Polier- und Prüfergebnisse beeinträchtigen. Reinraumumgebungen minimieren die Verunreinigung durch Partikel, während eine stabile Temperatur und Luftfeuchtigkeit während der Bearbeitung gleichbleibende Ergebnisse gewährleisten. Darüber hinaus spielen Qualitätskontrollprotokolle eine entscheidende Rolle. Durch regelmäßige Kalibrierung der Geräte wird die Messgenauigkeit aufrechterhalten, und durch Stichprobenprüfungen wird sichergestellt, dass die Chargen den Normen entsprechen.

 

Schlussfolgerung

Die Endflächengeometrie von Glasfasersteckern hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung und Zuverlässigkeit von optischen Netzwerken. Parameter wie Krümmungsradius, Scheitelpunktversatz und Faserhöhe müssen in Übereinstimmung mit den Normen IEC 61300-3-47 und IEC 61755 sorgfältig kontrolliert werden. Durch den Einsatz von Präzisionspoliertechniken, fortschrittlichen Inspektionswerkzeugen und strengen Qualitätskontrollmaßnahmen können die Hersteller eine überragende Leistung der Steckverbinder und eine langfristige Zuverlässigkeit der Netzwerke gewährleisten. Diese Anstrengungen sind unerlässlich, um den wachsenden Anforderungen von Hochgeschwindigkeits- und Hochkapazitätskommunikationssystemen gerecht zu werden.

Die Fortschritte von SENKO bei der Herstellung von Steckverbindern und den Montageverfahren haben in der Branche Maßstäbe gesetzt, da sie die Produktion von Steckverbindern ermöglichen, die die internationalen Normen übertreffen. Durch innovative Designs, Präzisionsmechanik und Spitzentechnologie gewährleistet SENKO eine außergewöhnliche Endflächengeometrie, die die strengen Anforderungen der IEC-Normen übertrifft. Diese Fortschritte verbessern nicht nur die optische und mechanische Leistung der Steckverbinder, sondern tragen auch zur allgemeinen Zuverlässigkeit und Effizienz der globalen Kommunikationsnetze bei.