適切な端面:ファイバ端面の形状が重要な理由

2017 年 10 月 18 日/一般

 

光ファイバー・コネクターの端面の汚れは、損失と反射を引き起こします。このため、最終的に接続する前に、端面をクリーニングして検査する必要があります。光ファイバー端面を適切にクリーニングして汚れを検査し、FI-7000 FiberInspector Pro を使用してテストしても、コネクターが合格レベルに達しないとしたらどうでしょうか?この場合、コネクター端面が端面形状パラメータを満たしていない可能性があります。

高すぎず、低すぎず

光ファイバー端面が形状パラメータを満たしていない場合、嵌合接続部に隙間やずれが生じて、高光損失を引き起こす可能性があります。光ファイバー端面が形状パラメータを満たしていない場合、嵌合接続部に隙間やずれが生じて、高光損失を引き起こす可能性があります。たとえば、光ファイバー端面形状の最も重要なパラメータとして業界規格で規定されているのが、光ファイバーの突出し量(光ファイバー・コアがフェルール表面から延出する高さ)です。この高さが高すぎると、嵌合時に光ファイバーが損傷する可能性があり、逆に光ファイバーがフェルールの中に埋め込まれた状態だと、隙間が生じて挿入損失が大きくなります。

マルチファイバー MPO の場合、光ファイバー高さのパラメータは一層複雑になります。これは、ファイバーの芯数が多いためです。MPO の各ファイバーは、光ファイバー突出し量のパラメータを満たす必要があるだけでなく、アレイ内のすべてのファイバー間、および 2 つの隣接ファイバー間で、ファイバー高さが最大差異パラメータ内でなければなりません。つまり、アレイ内の最も低いファイバーと最も高いファイバー、そして隣接する 2 本のファイバーの長さの差が大きすぎてはならず、それぞれ ≤500 nm と ≤300 nm 以内である必要があります(IEC PAS 61755-3-31 により定義されます)。

MPO コネクターにおいて、ファイバー高さの差異が重要である理由は、アレイ内の 1 本のファイバーが短すぎると、嵌合時にその特定のファイバーに隙間が生じ、挿入損失が発生する可能性があるためです。また、伝送に 8 本のファイバーを必要とし、非常に厳しい挿入損失の要件を設けている 40 や 100GBASE-SR4 のアプリケーションでは、隙間は絶対に防がなければなりません。

接触とアライメントは不可欠

端面の湾曲度が大きすぎると、接触面が小さくなり、パフォーマンスに影響するだけでなく、ガラスが変形するリスクが高まります。

パフォーマンスに影響を与える可能性がある端面形状パラメータは他にもあります。端面の湾曲部の直径、または全体の丸み具合も重要です。湾曲度が大きすぎると、接触面が小さくなり、パフォーマンスに悪影響を与えるだけでなく、ガラスが変形するリスクも高まります。

優れたコア・ツー・コアの嵌合を達成するには、端面の球面または頂点が精密に中央になければなりません。頂点が中央からずれている(オフセット)場合、良好な接続を行えません。

さらに、MPO に関しては、他にも考慮しなければならないことがあります。コネクターを嵌合する際には、適切なアライメントを行うために、ファイバーの X 軸と Y 軸のどちらの研磨角度も整合性がなければなりません。

IEC PAS 61755-3-31 から引用された右図は、MPO の 主な 4 つの端面形状パラメータを示しています。

IEC PAS 61755-3-31 から引用された右図は、MPO の 主な 4 つの端面形状パラメータを示しています(分かりやすいように、4 本のファイバーが示されています)。4 つのパラメータは、X 軸の(RX および GX)の研磨角度、Y 軸(RY および GY)の研磨角度、ファイバー突出し量(H)、すべてのファイバーにおけるファイバー高さの最大差異(HA)、そして隣接ファイバーの高さの最大差異(HB)です。当然ながら、24 ファイバー MPO などの多芯のファイバー・アレイでは、これらのパラメータを満たすことが一層難しくなります。

賢い選択をすれば、心配はありません

幸いなことに、業界で信頼できるメーカーが、シンプレックス、デュプレックス、および MPO コネクターのすべてが、必要な端面形状パラメータを満たすことを保証しているため、通常は端面の形状を心配する必要はありません。その一方で、どんなに品質の高い端面でも汚れる可能性があるため、クリーニングと検査は行わなければなりません。

また、よく知らないメーカーの安価な光ファイバーには注意が必要です。慎重に光ファイバー・コネクターをクリーニングしても、端面形状パラメータを満たしていなければ、必要とされるパフォーマンスを実現することはできません。