Glasfaserstecker

Ein Glasfaserverbinder ist ein Gerät zum Verbinden von Glasfasern und ermöglicht so die effiziente Übertragung von Lichtsignalen. Im Vergleich zum Spleißen ermöglicht ein Glasfaserverbinder ein schnelleres Verbinden und Trennen .

Sie sind in verschiedenen Ausführungen wie SC, LC, ST und MTP erhältlich, die jeweils für spezifische Anwendungen entwickelt wurden. Insgesamt wurden etwa 100 verschiedene Arten von Glasfasersteckverbindern auf dem Markt eingeführt. ^{[ 1 ]}

Diese Steckverbinder umfassen Komponenten wie Aderendhülsen und Ausrichtungshülsen für eine präzise Faserausrichtung. Hochwertige Steckverbinder minimieren den Lichtverlust durch Reflexion oder Fehlausrichtung der Fasern.

Glasfasersteckverbinder werden aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften in Singlemode- und Multimode-Steckverbinder unterteilt. Industriestandards gewährleisten die Kompatibilität zwischen verschiedenen Steckverbindertypen und Herstellern. Diese Steckverbinder finden Anwendung in der Telekommunikation , in Rechenzentren und in industriellen Umgebungen.

Glasfaserverbinder werden zum Verbinden von Glasfasern eingesetzt, wenn eine sichere Verbindung und Trennung erforderlich ist. Aufgrund der Polier- und Justierprozesse, die bei der Herstellung von Glasfaserverbindern anfallen können, werden diese häufig im Werk des Herstellers auf die Glasfaser montiert. Die Montage- und Poliervorgänge können jedoch auch vor Ort durchgeführt werden, beispielsweise zum Anschluss langer Glasfaserstrecken an ein Patchpanel .

Optische Faserverbinder werden in Telefonzentralen , für die Verkabelung von Kundengebäuden und in Außenanlagen verwendet , um Geräte und Glasfaserkabel zu verbinden oder Kabel zu kreuzen.

Die meisten Glasfaserstecker sind federbelastet, sodass die Faseroberflächen beim Zusammenstecken der Stecker zusammengepresst werden. Der so entstehende Glas-Glas- oder Kunststoff-Kunststoff-Kontakt verhindert Signalverluste, die durch einen Luftspalt zwischen den verbundenen Fasern verursacht würden.

Die Leistungsfähigkeit von Glasfasersteckverbindern lässt sich anhand der Einfügedämpfung und der Rückflussdämpfung quantifizieren . Die Messung dieser Parameter ist in der IEC-Norm 61753-1 definiert. Die Norm definiert fünf Stufen für die Einfügedämpfung von A (beste) bis D (schlechteste) sowie M für Multimode-Fasern . Die Rückflussdämpfung wird ebenfalls in Stufen von 1 (beste) bis 5 (schlechteste) eingeteilt.

Es gibt eine Vielzahl von Glasfasersteckverbindern, wobei SC- und LC-Steckverbinder die gängigsten Typen auf dem Markt sind. ^{[ 2 ]} Typische Steckverbinder sind für 500–1000 Steckzyklen ausgelegt. ^{[ 3 ]} Die Hauptunterschiede zwischen den Steckverbindertypen liegen in den Abmessungen und der Art der mechanischen Verbindung. In der Regel standardisieren Unternehmen einen Steckverbindertyp, abhängig von den üblicherweise verwendeten Geräten.

In vielen Rechenzentrumsanwendungen haben kleine (z. B. LC) und Mehrfaser-Steckverbinder (z. B. MTP/MPO) größere, ältere Bauformen (z. B. SC) ersetzt, wodurch mehr Glasfaseranschlüsse pro Rack-Einheit möglich sind. ^{[ 4 ]}

Bei Anwendungen im Außenbereich müssen Steckverbinder unterirdisch, an Außenwänden oder Strommasten angebracht werden. In solchen Fällen kommen häufig Schutzgehäuse zum Einsatz, die sich in zwei Hauptkategorien einteilen lassen: hermetische (dichte) und atmungsaktive Gehäuse. Hermetische Gehäuse verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit und Luft, können sich aber aufgrund fehlender Belüftung bei Sonneneinstrahlung oder anderen Wärmequellen stark erhitzen. Atmungsaktive Gehäuse hingegen ermöglichen zwar die Belüftung, lassen aber auch Feuchtigkeit, Insekten und Verunreinigungen aus der Luft eindringen. Die Wahl des richtigen Gehäuses hängt vom Kabel- und Steckverbindertyp, dem Einsatzort und den Umgebungsbedingungen ab.

Im Laufe der Zeit und für verschiedene Zwecke wurden zahlreiche Arten von optischen Steckverbindern entwickelt. Viele davon sind in den folgenden Tabellen zusammengefasst.

Glasfasersteckertypen

Kurzname	Vollständiger Name	Kupplungstyp	Schraubengewinde	Ferrule-Durchmesser	Standard	Anwendungen und Notizen	Bild
Avio (Avim)	Zwischenwartung in der Luftfahrt	Schrauben				Luft- und Raumfahrt sowie Avionik
ADT-UNI		Schrauben		2,5 mm		Messgeräte
CS	Corning/Senko	Verriegelung, Druck-Zug-Mechanismus	—N / A	1,25 mm		Aufgeführt in SFF-8024 [ 5 ]
DMI	Diamant-Mikroschnittstelle [ 6 ]	Verriegelung, getrennt	—N / A	2,5 mm		Leiterplatten
LSH oderE-2000 [ 7 ]		Verriegelung, Druck-Zug-Mechanismus, integrierte Staubkappe	—N / A	2,5 mm	IEC 61754-15	Telekommunikation, DWDM-Systeme
EG CF08		Verriegelung, Druck-Zug-Mechanismus	—N / A		IEC 1754-8 [ 8 ]	Telekommunikations- und Kabelfernsehnetze
ELIO		Bajonett	—N / A	2,5 mm	ABS1379	PC oder UPC
ESCON	Verbindung von Unternehmenssystemen	Verriegelung, integrierte Abdeckung [ 1 ]	—N / A	2,5 mm		IBM-Großrechner und Peripheriegeräte
F07				2,5 mm	Japanischer Industriestandard (JIS)	LAN, Audiosysteme; für 200-µm-Fasern, einfache Feldkonfektionierung möglich, kompatibel mit ST-Steckverbindern
F-3000		Verriegelung, integrierte Licht- und Staubkappe	—N / A	1,25 mm	IEC 61754-20	Glasfaseranschluss (LC-kompatibel)
FC	Ferrule- Steckverbinder oder Glasfaserkanal [ 9 ]	Schrauben	M8×0,75 [ 10 ]	2,5 mm	IEC 61754-13 [ 8 ]	Datenkommunikation, Telekommunikation, Messgeräte, Einmodenlaser [ 11 ] [ A ] [ B ]
Fibergate		Verriegelung, integrierte Staubschutzkappe	—N / A	1,25 mm		Rückwandanschluss
FJ	Fiber-Jack [ 13 ] oder Opti-Jack [ 9 ]	Verriegelung [ 1 ]	—N / A	2,5 mm		Gebäudeverkabelung, Wandsteckdosen
LC	Lucent Connector, [ 9 ] Little Connector, [ 14 ] oder Local Connector [ 14 ]	Verriegeln	—N / A	1,25 mm	IEC 61754-20 [ 8 ]	Hochdichte Verbindungen, SFP- und SFP+-Transceiver , XFP-Transceiver . [ 11 ] Duplex LC ist in der Größe mit RJ-45 vergleichbar. [ C ]
Luxcis				1,25 mm	ARINC 801	PC- (gerader physischer Kontakt) oder APC-Konfigurationen (abgewinkelter physischer Kontakt)
LX-5		Verriegelung, integrierte Licht- und Staubkappe	—N / A		IEC 61754-23	Hochdichte Verbindungen; selten verwendet
M12-FO		Schrauben	M16	2,5 mm	EN 61754-27, ISO/IEC 61754-27	Maschinen-, Prozess- und Anlagenbau. Staub- und wasserdicht gemäß IP67.
MIC FDDI	Medienschnittstellenanschluss Glasfaserbasierte verteilte Datenschnittstelle	Schnappschuss	—N / A	2,5 mm
MPO oder MTP	Mehrfaser-Push-On/Pull-Off [ 9 ]	Schnappen, schieben, ziehen, geschlechtsspezifisch	—N / A	2,5 × 6,4 mm [ 15 ]	IEC-61754-7; [ 8 ] EIA/TIA-604-5 (FOCIS 5)	SM- oder MM-Mehrfaserband. Gleiche Aderendhülse wie MT, aber einfacher wiederverbindbar. [ 15 ] Wird für die Innenverkabelung und Geräteverbindungen verwendet. MTP ist ein Markenname für einen verbesserten Stecker, der mit MPO kompatibel ist. [ 16 ] [ D ]
MT	Mechanische Übertragung	Latch, geschlechtsspezifisch [ 1 ]	—N / A	2,5 × 6,4 mm		Vorkonfektionierte Kabelbaugruppen; Anwendungen im Außenbereich [ 15 ]
MT-RJ	Mechanischer Übertragungsanschluss, registrierte Buchse oder Medienanschluss - empfohlene Buchse [ 9 ]	Latch, geschlechtsspezifisch [ 1 ]	—N / A	2,45 × 4,4 mm	IEC 61754-18	Duplex-Multimode-Verbindungen [ E ]
MU	Miniatureinheit [ 9 ]	Verriegelung, Druck-Zug-Mechanismus	—N / A	1,25 mm	IEC 61754-6	Häufig in Japan [ 1 ]
SC	Teilnehmeranschluss, [ 9 ] quadratischer Anschluss [ 9 ] oder Standardanschluss	Verriegelung, Druck-Zug-Mechanismus	—N / A	2,5 mm	IEC 61754-4 [ 8 ]	Datenkommunikation und Telekommunikation (am weitesten verbreitet); GPON ; EPON ; GBIC ; MADI ; BiDi [ F ] [ C ]
SC-DC SC-QC	SC-Doppelkontakt SC-Quattro Kontakt [ 13 ]	Verriegelung, Druck-Zug-Mechanismus	—N / A	2,5 mm	IEC 61754-4	Datenkommunikation und Telekommunikation; GPON ; EPON ; GBIC
SMA  905 [ G ] F-SMA  I	Subminiatur A	Schraube, optional mit Schlüssel	⁠1/4⁠ ″-36 UNS  2B	3,17 mm [ 18 ]	IEC 60874-2	Industrielaser, optische Spektrometer, Militär; Telekommunikations-Multimode [ H ]
SMA  906 F-SMA  II	Subminiatur A	Schrauben	⁠1/4⁠ ″-36 UNS  2B	Abgestuft; 0,118 bis 0,089 in 3,0 bis 2,3 mm, typ.	IEC 60874-2	Industrielaser, Militär; Telekommunikations-Multimode [ H ]
SMC	Subminiatur C	Schnappschuss	—N / A	2,5 mm
ST oder BFOC	Gerade Spitze [ I ] [ 9 ] oder Bajonett-Glasfaserstecker	Bajonett	—N / A	2,5 mm	IEC 61754-2 [ 8 ]	Datacom [ J ]
F05		Einrasten, einclipsen	—N / A		JIS C 5974	Digitales Audio, verwendet in ausgewählten TOSLINK -Geräten
VF-45 SG	Volition Fiber	Verriegeln	—N / A	Keine, V-Nuten als Führung		Datacom
1053 HDTV	Broadcast-Connector-Schnittstelle	Schubkupplung	—N / A	1,25 mm Keramik		Audio & Daten (Rundfunk)
V-PIN	V-System	Schnappverschluss, Schiebe- und Zugmechanismus	—N / A			Industrielle und elektrische Versorgungsnetze; Multimode-Fasern mit 200 μm, 400 μm, 1 mm und 2,2 mm Durchmesser
MMC [ 20 ]		Schieben-Ziehen		6,33 mm × 1,83 mm		Rechenzentren, KI-Rechencluster

Veraltete Glasfasersteckertypen

Kurzname	Langer Name	Kupplungstyp	Schraubengewinde	Ferrule-Durchmesser	Standard	Anwendungen und Notizen	Bild
Biconic [ 1 ]		Schrauben		2,5 mm	TIA-604-1	Telekommunikation in den 1980er Jahren
D4 (NEC) [ 1 ]		Schrauben		2,0 mm		Telekommunikation zwischen den 1970er und den frühen 1990er Jahren
Deutsch 1000		Schrauben				Telekommunikation
DIN (LSA)		Schrauben		2,0 mm	IEC 61754-3 [ 8 ]	Telekommunikation in Deutschland in den 1990er Jahren, Messgeräte
OPTIMIEREN		Schrauben				Kunststofffaser
OptoClip II		Schnappkupplung (Druck-Zug-Kupplung)	—N / A	Keine – reine Faser verwendet	Eigentum von Huber & Suhner	Datacom und Telekommunikation, zuletzt hergestellt im Jahr 2005

Moderne Steckverbinder verwenden typischerweise eine spezielle Kontaktpolitur an Faser- und Aderendhülse. Diese leicht konvexe Oberfläche ist exakt auf der Faser zentriert, sodass die Faserkerne beim Stecken der Stecker direkten Kontakt zueinander haben. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Einige Hersteller bieten verschiedene Polierqualitäten an. So kann beispielsweise ein Standard-FC-Stecker die Bezeichnung FC/PC (für Physical Contact) tragen, während FC/SPC und FC/UPC für besonders hochwertige bzw. extrem hochwertige Polituren stehen . Höhere Polierqualitäten führen zu geringerer Einfügedämpfung und reduzierter Rückreflexion.

Viele Steckverbinder sind mit einer abgewinkelten Faserendfläche erhältlich, um zu verhindern, dass vom Kontakt reflektiertes Licht in die Faser zurückstrahlt. Durch den Winkel verbleibt das reflektierte Licht nicht im Faserkern, sondern dringt in den Fasermantel ein. Abgewinkelte Steckverbinder dürfen nur mit anderen abgewinkelten Steckverbindern verbunden werden. Der APC-Winkel beträgt üblicherweise 8 Grad, in einigen Ländern gibt es jedoch auch SC/APC-Steckverbinder mit 9 Grad. Die Verbindung mit einem nicht abgewinkelten Steckverbinder führt zu sehr hohen Einfügedämpfungen. Generell weisen abgewinkelte Steckverbinder höhere Einfügedämpfungen auf als hochwertige, gerade Steckverbinder. Hochwertige Steckverbinder können im verbundenen Zustand vergleichbare Rückreflexionswerte wie abgewinkelte Steckverbinder erreichen, jedoch behält eine abgewinkelte Verbindung auch dann eine geringe Rückreflexion bei, wenn das Ausgangsende der Faser getrennt ist.

Winkelpolierte Verbindungen sind optisch an einer grünen Zugentlastungshülse oder einem grünen Steckergehäuse erkennbar. Die Bauteile werden üblicherweise durch den Zusatz „/APC“ (Angled Physical Contact) im Namen gekennzeichnet. Beispielsweise kann ein abgewinkelter FC-Stecker die Bezeichnung FC/APC oder einfach FCA tragen. Nicht abgewinkelte Ausführungen werden als FC/PC oder mit speziellen Bezeichnungen wie FC/UPC oder FCU bezeichnet, um eine besonders hochwertige Politur der Faserendfläche zu kennzeichnen. Es gibt zwei verschiedene FC/APC-Versionen: FC/APC-N (NTT) und FC/APC-R (Reduced). Der Stecker eines FC/APC-N-Steckers passt nicht in den Steckplatz eines FC/APC-R-Adapters.

Vor Ort montierbare Glasfaserverbinder dienen zum Verbinden von Glasfaser-Patchkabeln mit einer einzigen Singlemode-Faser . Sie werden für Reparaturarbeiten vor Ort eingesetzt und machen die Lagerhaltung von Patchkabeln unterschiedlicher Größen überflüssig.

Diese Baugruppen lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: ein- und mehrgelenkige Steckverbinder. Gemäß Telcordia GR-1081 ^{[ 23 ]} handelt es sich bei einem eingelenkigen Steckverbinder um einen Steckverbinder, bei dem zwei verschiedene Fasern nur an einer Stelle miteinander verbunden sind. Dies ist typisch für Steckverbinder, die aus werkseitig montierten Glasfasersteckern bestehen. Ein mehrgelenkiger Steckverbinder hingegen weist mehrere eng beieinander liegende Verbindungen auf, die unterschiedliche Fasern miteinander verbinden. Ein Beispiel hierfür ist ein Steckverbinder mit einem Stub-Faserstecker.

Merkmale einer guten Steckerkonstruktion:

• Geringe Einfügungsdämpfung – sollte 0,75  dB nicht überschreiten
• Die typische Wiederholgenauigkeit beim Einstecken, also die Differenz der Einfügedämpfung zwischen zwei einzelnen Steckern, beträgt 0,2 dB.
• Hohe Rückflussdämpfung ( geringe Reflexion an der Grenzfläche) – sollte höher als 20 dB sein
• Einfache Installation
• Niedrige Kosten
• Zuverlässigkeit
• Geringe Umweltsensibilität
• Benutzerfreundlichkeit

• Bei allen Steckverbindern hilft die Reinigung der Keramikhülse vor jedem Anschluss, Kratzer zu vermeiden und die Lebensdauer des Steckverbinders erheblich zu verlängern.
• Steckverbinder an polarisationserhaltenden Fasern sind manchmal mit einer blauen Zugentlastungskappe oder einem blauen Steckverbinderkörper gekennzeichnet. Manchmal wird stattdessen ein blaues Pufferrohr an der Faser verwendet. ^{[ 24 ]}
• Gehärtete Glasfaserverbinder ( HFOCs ) und gehärtete Glasfaseradapter ( HFOAs ) sind passive Telekommunikationskomponenten für den Einsatz im Außenbereich . Sie ermöglichen die Anbindung von Kunden an Glasfaserverteilernetze. Diese Komponenten können in Verteilerkästen ^{[ Anmerkung 1 ] [ 25 ]} , oberirdischen und unterirdischen Verteilerkästen und -anschlüssen oder in Geräten beim Kunden, wie z. B. Glasfaserverteilerknoten (FDH) oder optischen Netzwerkanschlusseinheiten , verbaut sein .

Diese vor Ort steckbaren und für den Einsatz im OSP (Out-of-Site-Provider) robusten Steckverbinder werden für den FTTP-Ausbau (Fiber to the Premises) und die damit verbundenen Dienste benötigt. HFOCs (High-Forward Occupancy Connectors) sind so konstruiert, dass sie den in den USA vorkommenden klimatischen Bedingungen standhalten, darunter Regen, Überschwemmungen, Schnee, Graupel, starke Winde sowie Eis- und Sandstürme. Umgebungstemperaturen von −40 °C bis 70 °C sind möglich.

Telcordia GR-3120 ^{[ 26 ]} enthält die aktuellsten branchenweiten allgemeinen Anforderungen an HFOCs und HFOAs.

Die Leistung von Glasfasersteckverbindern wird sowohl vom Steckverbinder als auch von der Glasfaser beeinflusst. Toleranzen in der Konzentrizität wirken sich auf die Faser, den Faserkern und das Steckverbindergehäuse aus. Auch der Brechungsindex des Kerns unterliegt Schwankungen. Spannungen in der polierten Faser können zu erhöhter Rückflussdämpfung führen. Die Faser kann im Steckverbinder entlang ihrer Länge gleiten. Die Form der Steckverbinderspitze kann beim Polieren fehlerhaft sein. Da der Steckverbinderhersteller nur wenig Einfluss auf diese Faktoren hat, kann die tatsächliche Leistung im Betrieb deutlich unter den Herstellerspezifikationen liegen.

Die Prüfung von Glasfasersteckverbindern lässt sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Werksprüfung und Feldprüfung.

Die Werksprüfung ist mitunter statistischer Natur, beispielsweise eine Prozesskontrolle. Ein Profilierungssystem kann eingesetzt werden, um die korrekte Formgebung der polierten Oberfläche sicherzustellen, und ein hochwertiges optisches Mikroskop dient der Überprüfung auf Fehler. Die Einfügungsdämpfung und die Rückflussdämpfung werden unter spezifischen Referenzbedingungen, mit einer Referenz-Testleitung für Singlemode-Systeme oder mithilfe einer umschlossenen, flussmittelkonformen Quelle für Multimode-Tests geprüft. Prüfung und Ausschuss ( Ausbeute ) können einen erheblichen Teil der gesamten Fertigungskosten ausmachen.

Feldtests sind in der Regel einfacher. Ein spezielles Handmikroskop dient zur Überprüfung auf Verschmutzungen oder Beschädigungen. Ein Leistungsmesser und eine Lichtquelle oder ein optisches Dämpfungsmessgerät (OLTS) werden zur Messung der Gesamtdämpfung eingesetzt, und ein optisches Zeitbereichsreflektometer kann verwendet werden, um signifikante Punktverluste oder Rückflussdämpfungen zu ermitteln.

• Dämpfungsverlust – Dämpfungsquellen und -ursachen
• Brechungsindexanpassendes Material – eine Flüssigkeit/ein Gel zur Reduzierung der Fresnel-Reflexion
• Mechanische Spleißung – eine dauerhaftere, aber dennoch mechanische Verbindung
• Optischer Dämpfungsregler – Faseroptischer Dämpfungsregler

• Referenz für Glasfaserstecker