知識

光ファイバ通信システムでは、偏心{0}}ファイバ コア、クラッド、またはコネクタ フェルール間の位置ずれ-は、過剰な挿入損失、反射信号、不安定な伝送の最も一般的な原因の 1 つです。わずか 1 μm の小さなオフセットでも、リンクが仕様外になるほどパフォーマンスが低下する可能性があります。

光ファイバーの偏心とは何ですか?

偏心率 (同心率誤差とも呼ばれる) は、理想的な中心軸と以下の実際の位置の間のオフセットを表します。

クラッドに対するコア

フェルール中心に対するファイバコア

外側シースに対するケーブルコアユニット

TIA や IEC などの規格では、コア-クラッドの同心度誤差は通常、シングルモード ファイバの場合は 0.5 μm 以下（ITU-T G.652）、マルチモードの場合は 1.0 μm 以下（IEC 60793-2-10​​）に制限されています。{2}コネクタの場合、コアとフェルールの偏心は接続損失を直接決定します。IEC 61755-3 では、フェルールをボアの偏心に基づいてグレードに分類しています。

偏心はシングルモード ファイバーにさらに大きな影響を与えます。{0}}コアの幅はわずか 8 ～ 9 μm なので、1 μm のオフセットはコア幅の 10% 以上を消費します。 50 μm マルチモード コアの同じオフセットは約 2% です-まだ理想的ではありませんが、実際にははるかに許容範囲が広いです。

偏心調整が重要な理由

挿入損失:嵌合コア間の横方向の位置ずれは、コネクタの損失の最大の原因です。偏心を修正することでこれを抑制します。

信号の安定性:ファイバーの偏心が補正されていないと、受信電力が変動し、ビットエラー率が上昇します。{0}

機械的信頼性:中心を外れたコアは、スプライス ポイントとコネクタのインターフェースに不均一な応力を与え、時間の経過とともに疲労を加速させます。{0}

コンプライアンス：データセンター、通信バックボーン、産業リンクはすべて、適切に中心に配置されたファイバーを前提とした仕様になっています。{0}

MPO/MTP マルチファイバー コネクタを使用する 400G/800G ネットワークでは、アレイ内の各ファイバーが独自にセンタリング要件を満たさなければならないため、偏心調整はさらに重要になります。{2}} 1 つの不良チャネルが並列リンク全体に影響を与える可能性があります。

偏心の一般的な原因

ファイバーの線引き、ケーブル配線、またはフェルールの穴あけにおける製造公差

スプライス前の不適切な剥離、洗浄、または切断

コネクタ研磨時の圧力の不均一

ケーブルの機械的応力、曲げ、または圧縮

スプライサーの位置合わせエラーまたはキャリブレーションのドリフト

とはいえ、損失が大きいことが常に偏心を示しているわけではありません。そのパスに進む前に、端面の汚れをチェックし、劈開角度が 1 度以内であることを確認してください。これら 2 つの問題はより一般的であり、修正が簡単です。洗浄と再劈開後も損失が依然として高い場合は、ファイバー スコープまたは干渉計を使用してファイバーの偏心を直接測定し、オフセットが実際の問題であるかどうかを確認します。-

-ステップごとの-偏心調整方法

実際には、偏心調整とは、ファイバ コアとフェルール ボア中心の間の横方向のオフセットを 0.25 μm 未満に減らすことを意味します。これは、機械的方法と光学的方法の組み合わせによって行われます。アクティブ コア アライメント (ACA) システムは、CCD カメラ イメージングを使用してリアルタイムでコアの位置を特定し、その後、フェルールの回転、フェルール内のファイバを物理的に移動させる高精度圧着、または残留オフセットを補正してフレネル反射損失を削減するために界面での屈折率{2}}マッチング ゲルの塗布による修正をガイドします。

生産ラインのセンタリング（ケーブル製造用）-

最新のラインでは、レーザー直径ゲージと X 線/光学スキャン システムを使用してコアの位置をリアルタイムで監視しています。{0}このプロセスは大部分が自動化されています。センサーがコア-シースの同心度を追跡し、データをシステムにフィードバックし、閉ループ制御によってダイの位置を X/Y 軸で調整して-、偏心を許容範囲内に保ちます。プロセスの混乱が発生しない限り、手動介入が必要になることはほとんどありません。

融着接続コアの位置合わせ

コアの位置合わせにより、フィールド スプライシングに最適な結果が得られます。コア-位置合わせスプライサー（PAS/CDS システム）-を使用すると、両方のファイバー コアがイメージ化され、自動的に位置合わせされます。推定損失をリアルタイムで確認し、0.05 dB を超えている場合は再調整します。{4}クリティカルなリンクの場合、有効電力調整により損失をさらに低く抑えることができます。

注意すべき点が 1 つあります。シングルモード ファイバーのクラッド-アライメント モードに依存しないでください。-ファイバ自体にコア-クラッドの偏心がある場合、クラッドの位置を合わせてもコアの位置が揃っているとは限らず、追跡が難しい原因不明の損失が発生します。

コネクタフェルールの調整とセンタリング

SC、LC、FC コネクタの場合:

ファイバースコープまたは干渉計で偏心を測定

コネクタ調整 (フェルールを回転) を使用してオフセットを補正します

高精度リンクの場合: -組み立て中にアクティブなセンタリングを使用します

均一に磨きます。不均一または過剰な研磨により端面の傾きが生じ、すでに存在する偏心に加えて幾何学的な損失が追加されます。-研磨後に損失の数値が悪化する場合は、傾きが原因である可能性があります。

フィールド調整のベストプラクティス

99% イソプロピル アルコールと糸くずの出ないワイプで繊維をきれいにします-

垂直端面には高品質の包丁を使用してください。-

取り付け中に強く曲げたりねじったりしないでください

スプライサーとテスターをスケジュール通りに校正します-校正ドリフトにより、偏心と類似した系統的誤差が発生しますが、別の修正が必要です

信頼性の高いベースラインを構築するための偏心調整の前後での文書の紛失

偏心制御用ツール

コア-アライメント融着接続機

繊維検査顕微鏡

レーザーマイクロメータ・同心度測定器

精密包丁

コネクタ研磨キット

OTDRと光パワーメーター

偏心は汚れや曲げ損失ほど注目されていませんが、事後の診断が難しい形でリンクの品質を静かに低下させます。修正方法は簡単です。製造中にウェルを中心に配置し、接続中に検証し、終端中に調整し、すべてのステップで測定します。

データ レートが 400G/800G の領域に達し、コネクタ密度が上昇し続けるにつれて、センタリング不良によって生じる損失を吸収する余地が少なくなります。ファイバーの偏心調整を事前に行うことで、後でトラブルシューティングを行う手間が大幅に軽減されます。