آشنایی با کانکتور PC، APC و UPC
احتمالا همه‌ی افراد هنگام بررسی و یا خرید پچ کورد، پیگتیل و یا اسپلیتر نوری و درحالت کلی هرکابل دارای کانکتوری با اصطلاحاتی همچون کانکتورهای UPC و PC ، APC برخورد کرده‌اند. در هنگام خرید کانکتور اولین مبحثی که به آن برمی‌خوریم مساله‌ی رنگی بودن کانکتورهای UPC و APC موجود در بازار می‌باشد. هنگامی که صحبت از کانکتورها می‌شود همراه اسم کانکتور مطرح شده، درباره‌ی APC بودن یا UPC بودن آنها نیز سوال می‌شود. حال در این مقاله که توسط بانک فیبر نوری نوشته شده است به مباحث زیر جهت بررسی کامل انواع سری‌های کانکتور می‌پردازیم. منظور از کانکتورهایPC ، UPC و APC چیست؟ تفاوت کانکتورهای UPC وکانکتورهای APC و PC در چیست ؟ یا بهتر است از کدام یک از این کانکتور های استفاده کنیم؟
کانکتور APC یا کانکتور UPC
درحالت‌های کلی اصولا کانکتورهای فیبرهای نوری را با توجهبه شکل ظاهری آنها با نام‌هایی همچون LC،ST،FC،DIN،SC دربازار عرضه می‌کنند که در مقاله‌ی انواع کانکتور فیبرنوری به توضیح تفصیلی آنها پرداختیم. اما مساله‌ای که فارغ از شکل ظاهری و اسامی ذکرشده‌ی بالا مطرح می‌شود کیفیت کانکتور متصل به فیبرنوری است و رابطه‌ی مستقیمی که با مقدار دقتی که در سنباده یا پولیش سری کانکتور (که به آن به اصطلاحFerrule می‌گویند) به کار رفته دارد.
پولیش: فیبرنوری برای کانکتورایز شدن نیاز به صیقل خوردن به شکل دقیق دارد که اصطلاحا به آن پولیش می‌گویند.
تفاوتی که درنحوه‌ی پولیش شدن فیبرها وجود دارد باعث ایجاد تفاوت درمیزان افت کانکتور و نتیجه‌ی عملکرد آن می‌شود.
انواع مدل کانکتورهای موجود در بازار
تا به امروز 4 نوع پولیش مورد استفاده قرار گرفته است:
- Flat-Surface
- PC یا Physical Contact
- UPC یا Ultra Physical Contact
- APC یا Angled Physical Contact
کانکتور های FLAT Connectors / FLAT
کانکتورهای Flat-Surface همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید به صورت کاملا مسطح پولیش می‌شوند. در هنگام اتصال دو فیبر تخت یعنی هنگامی که فیبر ها به واسطه‌ی کانکتور Flat-Surface به هم متصل می‌شدند یک شکاف هوا به طور طبیعی بین دو سطح شکل می‌گرفت که به علت وجود ناهمواری‌های کوچک در سطوح مسطح شکل می‌گرفت. انعکاس بازگشتی در اتصالات مسطح حدود 14- دسی بل یا تقریبا 4٪ است که برای حل این مشکل، اتصالات PC ایجاد شد.
کانکتور های PC Connectors / PC
در پی مشکلات کانکتورهای فلت که در قسمت قبل به آن اشاره کردیم،به مرور زمان پولیش PC مطرح شد. در این نوع پولیش کانکتور PC ، نوک هستۀ فیبر با انحنای کمی به شکل محدب درمی‌آید. این روش پولیش موجب کاهش میزان هوای موجود در شکاف محل اتصال شده و در نتیجه تلفات بازگشتی کمتری نسبت به حالت فلت پدیدار می‌شود. به طور معمول میزان تلفات بازگشتی در کانکتورهای PC حدود 40- dB می‌باشد.
اهمیت فرول در کانکتورهای سینگل مود به دلیل نازکتر بودن قطر هسته‌ی فیبرنوری دوچندان می‌شود. همانطور که در مقاله‌ی فیبرهای نوری سینگل‌مد به طور کامل تصریح شده بودقطر فیبرهای سینگل مد حدود 9 میکرون است که همین مساله اهمیت فرول در کانکتورهای مربوط به آن را دو برابر می‌کند. وقتی یک کانکتور به اتنهای یک فیبرنوری متصل می‌شود تلفات نوری اتفاق می‌افتد. کاهی برخی از این نورها مستقیماً به منبع نوری که آن را ایجاد کرده است منعکس می‌شوند که این بازتاب به منبع نور لیزر آسیب می‌رساند و این موضوع سبب ایجاد اختلال در سیگنال منتقل شده می‌شود.
برای کاهش این بازتاب‌ها می‌توانیم انتهای فرول‌های کانکتور را به گونه‌های متفاوتی صیقل دهیم. از این رو کانکتورهای فیبرنوری سینگل مود ( Single-mode ) در دو دسته‌ی زیر ساخته می‌شوند:
- Ultra Physical Contact ) UPC )
- Angled Physical Contac) APC )
عمده تفاوت کانکتور UPC و APC
با نگاه کردن دقیق و از نزدیک به سر کانکتورهای فیبرنوری یا همان Ferrule ها تفاوت ها به طرز مشهودی مشخص می‌شود. اصلی‌ترین تفاوت بین کانکتورهای UPC و APC در قسمت فرول آن‌هاست. در کانکتورهای UPC، فرول کاملا عمود بوده و هیچ زاویه‌ای ندارد،اما در کانکتورهای APC یک زاویه‌ی 8 درجه‌ای درقسمت فرول وجود دارد.
کانکتور های UPC Connectors / UPC
بعداز کانکتور PC نتیجه بر آن شد که اگر میزان انحنای سطح مقطع فیبر را بیشتر کنند، به صورتی که برآمدگی سر فیبر بیشتر شود و به حالت گنبدی شکل تبدیل شود نتیجه‌ی بهتری حاصل خواهد شد. زیرا با این کار تماس بین دو هسته‌ی دو فیبر بیشتر شده و به همین خاطر نام این مدل از کانکتور ها را Ultra Physical Contact یا UPC می‌گویند. رنگ استاندارد این کانکتورها به رنگ آبی است و در کانکتورهای UPC میزان افت کمتر از dB -50 می‌باشد. تلفات بازگشتی در اتصال با کانکتور UPC در حدود 55- دسی‌بل است که پایین‌تر از کانکتور PC استاندارد است. اتصالات UPC اغلب در سیستم‌های دیجیتال، CATV و تلفن‌های موبایل استفاده می‌شود.
کانکتور های APC Connectors / APC
سری بعد کانکتورها که به بازار ارائه شدند کانکتور های APC هستند در کانکنورهای APC علاوه بر وجود داشتن حالت گنبدی شکل بر روی نوک فیبر، یک برش با انحنای 8 درجه نیز روی آن صورت می‌گیرد. علت وجود این برش با انحنای 8 درجه، این است که این کج بودن سبب می‌شود که نور بازگشتی به جای اینکه به طور مستقیم به داخل هسته‌ی فیبر برگردد با زاویه ایجاد شده به قسمت روکش فیبر (Cladding) هدایت شود.
همین موضوع انعکاس نور بازگشتی به روکش فیبر موجب می‌شود که ORL کمتری حاصل شود و میزان افت به کمتر از 60-dB برسد. رنگ استاندارد کانکتورهای APC سبز می‌باشد و درکانکتورهای APC به دلیل وجود انحنامی توان اتصالات تنگ و با شعاع کوچکتر داشت. همانطور که در مطلب بالا به آن پرداختیم، در کانکتورهای APC نورهای بازگشتی از کانکتور که به سمت منبع هدایت می‌شوند، به دلیل وجود زاویه‌ی 8 درجه‌ای، به جای بازتاب مستقیم به سمت منبع به داخل روکش فیبر منعکس می‌شوند.
از کانکتورهای APC برای برخی کاربردهایی که حساسیت بیشتری نسبت به سایر کاربردها دارند استفاده می‌کنند، مثل کاربردهای FTTx و Frequency Radio) RF)، همچنین در کاربردهای اپتیکی پسیو نیز استفاده می‌شوند. به این دلیل که بسیاری از این سیستم ها از سیگنال های RF برای ارسال ویدئو استفاده می‌کنند.
توضیحاتی درباره‌ی نحوه‌ی عملکرد کانکتورهای APC و UPC
همانطورکه در توضیحات بالا ذکر شد، هنگامی که نور از کانکتوری در حال عبور است در اثر وجود ناهمگونی سر کانکتور، امکان عبور تمام پرتورهای نوری وجود ندارد و همین علت این موضوع است که برخی از پرتوها به سمت داخل برگشت می‌خورند.
Return Loss یا تلفات بازگشتی: تلفات ناشی از بازگشت پرتوهای نور به سمت هسته‌ی فیبر را با نام Return Loss یا تلفات بازگشتی یاد می‌کنند.
همان طور که در شکل پایین و در قسمت کانکتور UPC ملاحظه می‌کنید، سیگنال برگشتی مستقیما به سمت منبع فرستنده بازتاب داده می‌شود. این پدیده سبب خواهد شد تا سیگنال‌های اصلی دچار پراکندگی بیشتری شده و کیفیت ارسال دچار تغییرات نامطلوبی شوند.
برای اندازه‌گیری مقدار این Return Loss از واحد دسی بل میلی وات (dBm) استفاده می‌شود و چون مقدار اندازه‌گیری عددی منفی است، بنابراین بیشتر بودن این مقدار نشان از بهتر شدن مقدار Return Loss و در واقع کاهش تلفات دارد.
اما در کانکتورهای APC با توجه به زاویه‌ی ۸ درجه‌ای که در سر کانکتور یا فرول (Ferrule) وجود دارد، بازتاب نور طبق شکل پایین رخ می‌دهد و مانند کانکتورهای UPC مستقیما به سمت منبع فرستنده بازتاب نمی‌شود و مسیر سیگنال بازگشتی به سمت پوشش فیبر منحرف می‌شود. در نتیجه وضعیت تلفات بازگشتی یا Return Loss بهتری را دراین کانکتورها مشاهده می‌کنیم.
معمولا کانکتورهای APC بیشتر از 60 – dBm سیگنال برگشتی (Return Loss) را گزارش می‌کنند.
بعداز معرفی انواع کانکتورها و توضیحاتی در مورد شکل ظاهری و نحوه‌ی عملکرد آنها، سوالی که مطرح می‌شود این است که آیا بهتر است همواره از کانکتورهای APC استفاده شود؟
از کدام یک از کانکتورهای APC و UPC بیشتر استفاده کنیم؟
در برخی از کاربردها حساسیت بیشتری نسبت به تلفات بازگشتی وجود دارد که این کاربردها نیازمند استفاده از کانکتورهای APC هستند. بعنوان مثال، در محدوده‌هایی که طول موج نور بالاتر از 1500 نانومتر است، مانند سیگنال‌های رادیویی RF، نور منعکس شده می‌تواند سیگنال را تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل بیشتر شرکت‌های کابل کشی و ارائه دهنده ی FTTx برای کاربردهای بیرونی از کانکتورهای APC استفاده می‌کنند.
کانکتورهای APC معمولاً در کاربردهای نوری پسیو مثل GPON ها و شبکه‌های محلی نوری پسیو، POLANها مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا این سیستم‌ها از سیگنال‌های RF برای ارسال ویدئو استفاده می‌کنند. اما جدا از مبحث عملکرد نوری کانکتورهای APC و UPC، مساله‌ی سادگی و هزینه‌ی آنها نیز مورد بحث است.
با توجه به معیارهای جدید مطرح شده، سخت است که بگوییم کدام یک از کانکتورهای APC و UPC از دیگری برتر است. در حقیقت این موضوع مطرح است که انتخاب هریک از کانکتورهای APC یا UPC بسته به نیاز شما خواهد بود. پس به این نتیجه می‌رسیم که برای زمان‌هایی که به سیستم فیبرنوری با دقت بالا نیاز داریم، بهتر است ابتدا کانکتورهای APC را مد نظر قرار دهیم. اما برای سیستم‌های دیجیتالی با حساسیت کمتر، استفاده از کانکتورهای UPC نیز می‌تواند به همان اندازه عملکرد خوبی داشته باشد.
یکی از مواردی که باید به آن اشاره کرد این است که کانکتورهای UPC و APC نمی‌توانند جفت شوند. این کار نه تنها باعث ایجاد عملکردی ضعیف به دلیل عدم تماس کورهای فیبر می‌شود بلکه باعث خرابی هر دو کانکتور نیز می‌شود.
تفاوت Return Loss و Insertion Loss
- Return Loss : تلفات ناشی از بازگشت نور به سمت فرستنده
- Insertion Loss : مقدار افت توان نور در طی مسیر عبوری خود
بنابراین طبق تعاریف بالا، هرچه مقدار Return Loss (که با عدد منفی نمایش داده می‌شود) بیشتر باشد، نشان از تاثیرات منفی کمتر و عملکرد بهتر است، اما در مقابل آن هر چه مقدار عدد به دست آمده در Insertion Loss کمتر باشد وضعیت بهتری را به دلیل افت کمتر قدرت نور نمایش می‌دهد. بدیهی است که Insertion Loss کمتر باعث می شود تا نور با قدرت بیشتری در مسافت طولانی‌تری منتشر شود.
نکته ی حائز اهمیت که در ارتباط با کانکتور های APC و UPC باید بخاطر داشته باشید این است که کانکتورهای APC به رنگ سبز و کانکتور های UPC به رنگ آبی هستند.
این مقاله توسط بانک فیبر نوری نوشته شده است و برای گرد آوری مطالب فوق از سایت fiber-optic-components به عنوان سایت مرجع استفاده شده است.
نمونه کانکتورهای فیبر نوری موجود در بانک فیبر نوری با پولیش‌های مختلف توسط اسلایدشو زیر به نمایش گذاشته است. برای دریافت قیمت‌های به روز با بانک فیبرنوری تماس بگیرید.
محصولات مرتبط
فست کانکتور فیبر نوری
فست کانکتور فیبر نوری
فست کانکتور فیبر نوری
