اتصال­های فیبری
 
تعریف: اتصال­هایی که در انتهای کابل های فیبر نوری استفاده می‌شوند.
اتصالهای فیبری[۱] اغلب جزء نهایی کابلهای فیبر نوری هستند که اتصالی غیردائمی و جداشدنی را بین ادوات متصل شده به فیبر ایجاد می­کنند. مشابه آن را می­توان در اتصالات الکتریکی مشاهده کرد.
عمدتا یک اتصال، مجموعه­ای از یک تطبیق دهنده[۲] و دو فیش است، که به هر فیش، یک فیبر متصل شده است. فرایند اتصال فیبر به فیش بسیار ظریف و حساس­تر از اتصالات الکتریکی است بطوری که:
  • ابتدا انتهای فیبر تمیز می­شود و معمولا توسط دستگاه برش فیبر[۳] آماده­سازی می­شود. باید اطمینان حاصل کرد که موقعیت فصل مشترک فیبر صحیح باشد. یعنی عمود بر محور فیبر یا با یک زاویه معین مثل ۸ درجه در مقابل آن قرار گیرد. این فرایند باید توسط میکروسکوپ بازرسی شود.
  • انتهای فیبر باید به دقت در فیش قرار داده شود. مکان آن باید کاملا صحیح باشد. در طی این فرایند باید انتهای فیبر از هرگونه صدمه­ای مصون بماند. بسته به نوع اتصال فیبری، جزئیات روند کار که می­تواند شامل آماده­سازی، ­تمیزسازی فیش و پرداخت نوک فیبر باشد، دنبال شود. بیشتر اتصال­ها برای ثابت کردن فیبر به انواعی از اپوکسی[۴] یا دیگر چسب‌ها نیاز دارند.
  • در موارد حساس لازم است که اتلاف الحاق و یا اتلاف برگشت اندازه­گیری شود. زیرا در غیر این صورت تشخیص محل خطا بسیار دشوار خواهد بود.
چنین عملیاتی اغلب در کارخانه­ها انجام می­شود اما با در اختیار داشتن تجهیزات و همچنین محیط مناسب مثل اتاق تمیز در هر محلی قابل انجام است.
اگرچه اتصال­های فیبری از فیبرهای وارد شده محافظت می­کنند، اما حفاظت در برابر رطوبت هنوز به طور کامل صورت نمی­گیرد. بنابراین اتصال ها درون محفظه­هایی قرار داده می­شوند. این محفظه­های غیر قابل نفوذ به خوبی از اتصال در برابر رطوبت و گرد و خاک محافظت می­کنند اما جلوی پراکنده شدن حرارت ناشی از اتلاف اتصال را هم می­گیرند. این موضوع بخصوص در توان­های بالا حائز اهمیت می­شود.
اغلب از درپوش گرد و خاک، برای اتصالی که به فیش متصل نشده استفاده می­شود.

مشخصات اتصالات فیبر نوری
مشخصاتی که در ادامه به آنها اشاره می­شود مربوط به مجموعه اتصالات فیبری است که بسته به شرایط می­تواند بسیار متفاوت باشد:
  • یک اتصال، ارتباط قابل اطمینانی را با اتلاف اندک عرضه می­کند. اتلاف اتصال با واحد دسیبل dB توصیف و به آن اتلاف الحاق یا میرایی گفته می­شود. اندازه­گیری آن به صورت استاندارد IEC 61753-1 درآمده است و مقادیر معمول آن در حدود ۰٫۵ dB است. وقتی نور مکرراً به یک اتصال وارد و از آن خارج می­شود، ممکن است مقادیر اتلاف مختلفی را نشان دهد که به آن تکرارپذیری غیر­ایده­آل گفته می­شود.
  • اتلاف انعکاس یا اتلاف برگشت به میرایی نور در انعکاس از یک سطح واسط گفته می­شود که در برخی کاربردهای حساس، مناسب است. یعنی هرچه بیشتر باشد بهتر است. اتلاف ۲۰ dB یعنی انعکاسی کمتر از یک درصد، در برخی از اتصالات به سادگی قابل حصول است و گاه اتلاف برگشت بسیار بالا[۵] به بیش از ۵۰ dB می­رسد. باید توجه داشت که تلفات الحاق، معمولا بسیار بیشتر از آن چیزی است که از اتلاف برگشت انتظار می­رود. مخصوصا در اتصال فیبر با انتهای زاویه­دار نور به داخل فیبر برنخواهد گشت.
  • همچنین باید توجه داشت که انعکاس بر اثر فاصله هوایی بسیار کوچک بین فیبرهای متصل شده، افزایش می‌یابد (زاویه اشتباه نوک فیبر می­تواند یکی از عوامل آن باشد). وقتی عرض فاصله هوایی بسیار کمتر از طول موج نور باشد، انعکاس­های فرنل[۶] در هر دو حد واسط همدیگر را خنثی می­کنند.
  • در واقع انعکاس در دو انتهای فیبر توسط پوشش­های ضد انعکاس مهار می­شوند. اما این روش زیاد مرسوم نیست زیرا اگرچه تلاش‌های زیادی برای تولید آنها صورت می­گیرد اما پوشش­ها، ماهیتی شکننده دارند.
  • بسیاری از اتصالات فیبری در کاربردهای عادی به ندرت باز و بسته می­شوند. اما در برخی کاربردها باید امکان باز و بسته شدن در خلال طول عمر اتصال وجود داشته باشد. به این ویژگی چرخه جفت‌شدن[۷] می­گویند و از آنجاییکه اتصال بین دو انتهای فیبر باید بسیار دقیق و پاک باشد، همیشه به راحتی میسر نمی­شود.
  • سهولت و قابلیت اطمینان، دو عنصر اساسی در متصل شدن فیبرها است و حساسیت به شرایط محیطی مثل تمیزی و ارتعاشات بر حسب نوع اتصال متغیر است.
  • در برخی موارد قابلیت کنترل توان مناسب است.
  • اتصالات چندگانه­ای برای اتصال چندین فیبر وجود دارد.
  • ابعاد اتصالات نسبی است، خصوصا وقتی که لازم باشد تعداد زیادی از آنها در حجم کوچکی جا داده شوند.
    انواع اتصالات فیبر نوری
    انواع متداول اتصالات فیبری عبارتند از ST، FC، SC و LC که در زیر به اختصار به آنها اشاره می­شود:
    اتصالات ST
    رایج­ترین نوع اتصالات در شبکه فیبر نوری است که بر اساس فیبرهای چندمدی ساخته می­شود و معمولا در ساختمان‌ها بکار می­رود. در این اتصال فیبر درون بست[۸] استوانه­ای نسبتا بلندی از جنس سرامیک قرار می­گیرد که اتصال فیزیکی محکمی را در انتهای فیبر ایجاد می‌کند. اتصالات ST دارای پایه نصب فنری خنجر مانند هستند.
    اتصالات FC[9]
    این اتصالات مهار شده هستند و در استفاده از فیبرهای تک مد رایج هستند. این اتصالات حاوی بست معلقی به قطر ۵/۲ میلیمتر هستند که فیبر در آنها قرار داده شده است. البته این جای‌گذاری با خطر خراشیدگی نوک فیبر همراه است. اتصال FC، از نظر مکانیکی به خوبی جداسازی شده است و اجازه می­دهد که آنها را در محیط‌های پر ارتعاش بکار برد. اما در هنگام جا زدن باید با احتیاط عمل کرد. قفل آن جلوی چرخش فیبر را می­گیرد. این ویژگی در فیبرهایی که انتهای زاویه­دار دارند یا فیبرهایی که برای پرتوهای قطبیده استفاده می‌شوند اهمیت می­یابد. متاسفانه دو نوع غیرسازگار وجود دارد. یکی با کلیدی به عرض ۲ میلیمتر که از نوع R است و دیگری ۱۴/۲ میلیمتر از نوع N است.
    نوع استاندارد FC/PC حاوی یک استاندارد اتصال فیزیکی است که در آن سطح فیبر کمی گرد است. بطوریکه نوک فیبر پس از آنکه درون بست قرار داده شد، پرداخت می­شود. بست از نوع فنری است و نیروی خوبی را در هنگام اتصال اعمال می­نماید. برای کاهش اتلاف الحاق و افزایش اتلاف برگشت کیفیت پرداخت نوک فیبر را بالا می­برند بطوریکه دو نوع اتصال دیگر از این دست با نام‌های FC/SPC[10] و FC/UPC[11] بدست می­آید.
    اتصال FC/APC برای فیبرهای با انتهای زاویه­دار استفاده می­شود تا اتلاف برگشت بسیار زیادی را (حتی وقتی متصل نیست) حاصل شود که به بهای افزایش اتلاف الحاق محقق می شود. البته انتهای فیبری که انتهایش زاویه مشخصی داشته باشد، به سختی تولید می­شود و سطح دو فیبر زاویه­دار باید چنان با دقت قرار گیرند که روی هم چفت شوند.
    اتصالات FC معمولا در فیبرهای تک مد و قطبش­پذیر کاربرد دارد اما می­تواند با اتصالاتSC  و LC جایگزین شود.
    اتصالات [۱۲]SC
    اتصالات SC یا اتصالات مشترک، گیره­های فشاری/کششی هستند که برای فیبرهای تک مد مورد استفاده قرار می­گیرند. فیبر در یک بست سرامیکی قرار داده می­شود و جهت آن با یک کلید کنترل می‌شود. شکل مستطیلی آن، امکان تعیین جهت دورانی آنرا فراهم می­کند (مقایسه شود با اتصالات FC). سازوکار گیره­ای آن، احتیاط کمتری را در مقایسه با اتصالات FC طلب می­کند.
    اتصال SC بطور قابل توجهی در کاربردهای شبکه­ای فیبرهای تک مد بکار می­رود. همچنین در انواع دو رشته­ای هم در دسترس است.
    اتصالات LC[13]
    اتصالات LC یا شفاف، کوچک بوده و به اتصالات SFF[14] تعلق دارند. دارای بستی به قطر ۲۵/۱ میلیمتر بوده و اغلب برای فیبرهای تک مد مورد استفاده قرار می­گیرند. همچنین در انواع دو رشته­ای نیز در دسترس هستند.
     
    کاربرد اتصالات فیبری
    هم‌زمان با افزایش چشم‌گیر کاربرد فیبرهای نوری در صنعت ارتباطات، بکارگیری اتصالات فیبری هم در این زمینه، رشد فزاینده­ای داشته است و کاربرد آن از ساختمان مرکزی شرکت­های تلفن، زیرساخت­های اینترنت تا مصارف خانگی گسترش یافته است.
    آزمایشگاه‌ها هم از فیبرهای نوری و اتصالاتشان در ادوات اندازه­گیری مثل توان­سنج­ها و طیف­سنج­های فیبر نوری استفاده می­کنند. در چیدمان­های پیچیده مثل لیزرهای فیبری قفل مدی، کمتر از اتصالات فیبری استفاده می­شود. علت آن در اثرات مخرب ناشی از اتلاف برگشت هر چند بسیار کوچک آنها است. به همین خاطر اتصال مکانیکی یا اتصال هم‌جوشی گزینه­های بهتری در این زمینه هستند.
    اتصالات فیبرهای تک مدی آستانه تحمل کمتری داشته و به همین خاطر معمولا اتصال آنها به فیبر در کارخانه انجام می­پذیرد. اما اتصالات فیبرهای چند مدی را می­توان در محل استفاده اجرا نمود. البته هم‌جوشی اتصالات تک مد نوع دم-موشی[۱۵] به دسته فیبر هم در محل استفاده امکان‌پذیر هست، اما به قیمت اتلاف بیشتر.
 

[۱] Fiber Connectors
[۲] Adaptor
[۳] Fiber cleaver
[۴] Epoxy
[۵] HRL = high return loss
[۶] Fresnel
[۷] Mating Cycles
[۸] Ferrule
[۹] Fixed Connectors
[۱۰] Super Polish
[۱۱] Ultra Polish
[۱۲] Subscriber Connectors
[۱۳] Lucent connectors
[۱۴] Small Form Factor
[۱۵] Pig-tailed