Анализ состояния оптических коннекторов согласно IEC 61300-3-35

IEC 61300-3-35 – это документ по стандартизации качества торца оптического коннектора, изданный Международной электротехнической комиссией (МЭК). В нем излагаются допустимые методы проведения проверки и изложены критерии оценки качества оптических коннекторов. Данный документ взят за основу большинством производителей устройств для видеоконтроля качества торца оптического коннектора.

Поле обзора и увеличение

Наиболее распространенным заблуждением пользователей является утверждение, что в стандартах описывается степень увеличения, которую должен обеспечивать оптический микроскоп. Термины «200X» и «400X» используются некоторыми производителями контрольно измерительного оборудования многие годы, однако это значение не имеет никакого отношения к документу МЭК и дает понимание о реальной возможности анализа качества коннектора только в сочетании с разрешающей способностью видео микроскопа и размере его дисплея.

Вместе с тем, в документе МЭК описывается способ рассмотрения торца волокна при использовании микросъемочной камеры. Доступная для просмотра при использовании микроскопа площадь торца называется «полем обзора» (Field of View – FOV) этого микроскопа.

Цитаты из документа IEC 61300-3-35, издание 1.0 (стр. 7)

«Микроскопы… должны быть откалиброваны для использования в приложениях либо с низким, либо с высоким разрешением». Раздел 4.4.1
«[Микроскопы с низким разрешением должны иметь]… поле обзора не менее 250 мкм².» Раздел 4.4.2
«[Микроскопы с высоким разрешением должны иметь]… поле обзора не менее 120 мкм².» Раздел 4.4.3

GVIS400: система высокого разрешения, Поле обзора: 860 мкм х 640 мкм. Превышение стандартов МЭК для поля обзора

GVIS300: система высокого разрешения, поле обзора: 630 мкм х 440 мкм. Превышение стандартов МЭК для поля обзора

Почему «поле обзора»?

Соответствие микроскопа требованиям по полю обзора гарантирует его способность провести анализ всех рекомендуемых IEC 61300-3-35 зон торца оптического коннектора.

Документ МЭК выделяет на торце коннектора четыре зоны. Для определения соответствия качества коннектора требованиям МЭК необходимо (автоматически или вручную) проанализировать количество и размеры посторонних частиц и дефектов в каждой из выделенных зон. Центр всех этих круговых зон располагается прямо в середине сердцевины оптического волокна. Тест считается пройденным, если в каждой из описанных зон не обнаружено дефектов, превышающих определенные размеры и/или количество для данной зоны.

Раздел 5.1

Зона	Диаметр (одномодовое волокно)	Диаметр (многомодовое волокно)
А (критическая)	От 0 до 25 мкм	От 0 до 65 мкм
В (покрытие)	От 25 до 120 мкм	От 25 до 120 мкм
С (связующая)	От 120 до 130 мкм	От 120 до 130 мкм
D (контактная)	От 130 до 250 мкм	От 130 до 250 мкм

Граница связующей зоны
Граница критической зоны многомодового волокна
Граница контактной зоны
Граница зоны покрытия
Граница критической зоны одномодового волокна

На рисунке показан относительный размер зон МЭК по сравнению с полным диаметром торца оптического волокна 1,25 мм.

Обратите внимание, что в документе МЭК не указываются какие-либо зоны, в которых могут обнаруживаться дефекты или посторонние частицы, за пределами зоны контакта.

Почему не увеличение?

Увеличение – это термин, показывающий, насколько большим будет изображение. Область в один микрон можно укрупнить в десять тысяч раз, что соответствует увеличению «10000X», но показанная площадь все равно будет иметь только один микрон в диаметре. В приведенном ниже примере на двух отдельных экранах показано «увеличенное» изображение 250 мкм (минимальное допустимое поле обзора для систем с низким разрешением).

Изображение 250 мкм показано на экране 100 мм Увеличение 400Х

Изображение 250 мкм показано на экране 1 метр. Увеличение 4000Х

Как показано выше, одна и та же область имеет разные уровни увеличения, в зависимости от ее отображения. Этот пример доказывает, что уровень увеличения является произвольным и, таким образом, не имеет значения. Однако видимая область установлена жестко, независимо от размера экрана, и, следовательно, является работающим масштабируемым стандартом (как указывается в документе МЭК).

Преимущества большого поля обзора

Специалистам настоятельно рекомендуется использовать устройства видеоконтроля с большим полем обзора, чем минимально необходимое значение МЭК. Это важно по двум основным причинам:

При проведении процедуры очистки следует обращать внимание на весь кабельный наконечник.
Повреждение кабельных наконечников и соединителей может повлиять на функциональность, даже если находится за пределами определяемой МЭК зоны.

Очистка и поле обзора

Как было показано выше в этом документе, стандарт IEC 61300-3-35 определяет только те зоны, которые не выходят за пределы диаметра 250 мкм с центром на сердцевине волокна. Основной идеей при осмотре и очистке волокна является удаление посторонних частиц из этой области, что делает коннектор пригодным для использования.

Проблема тут заключается в том, что в этом случае не рассматриваются посторонние частицы, находящиеся за пределами указанных МЭК зон. Находящиеся на периферии торца оптического волокна частицы при установке волоконного разъема в соединитель могут очень легко переместиться к его центру. Для устранения этой проблемы посторонние частицы за пределами зон стандарта МЭК можно определить, используя устройства видеоконтроля с более широким полем обзора. Как показано на рисунке ниже, определяемые МЭК зоны чистые, но значительное количество посторонних частиц находятся сразу же за зоной контакта и на краю разъема.

Повреждение наконечника и поле обзора

Кроме посторонних частиц за пределами определяемых стандартом МЭК зон, существуют другие факторы, которые могут вызвать неисправность оптического разъема. В приведенном ниже примере был поврежден наконечник; такой наконечник нельзя использовать в любой волоконно-оптической системе. Трещины в наконечнике могут расширяться за счет циклического изменения температуры, в конечном итоге входя в зоны МЭК. Благодаря широкому полю обзора специалисты смогут убедиться, что вся поверхность оптического разъема пригодна для использования в оптической сети.

Заключение

Документ IEC 61300-3-35 определяет стандарты для устройств видеоконтроля оптического волокна и для определения пригодности оптических коннекторов..
В документе МЭК нет никакого упоминания о кратности увеличения средств инспектирования оптических разъемов (т.е. не указывается, что микроскоп должен иметь способность увеличивать изображение в 200X, или 400X).
В документе МЭК устанавливаются требования к минимальному полю обзора (FOV) устройств видеоконтроля. Это 250 мкм²для систем с низким разрешением и 120 мкм² для систем с высоким разрешением.
Серия устройств видеоконтроля GVIS намного превышает стандарты FOV, указанные в документе IEC 61300-3-35.
В документе МЭК не устанавливаются критерии для любой части торца оптического волокна за пределами зоны 250 мкм².
Пользователи устройств видеоконтроля должны знать, что большее поле обзора (FOV) дает преимущества с точки зрения обеспечения качества по сравнению с тем, что изложено в спецификации МЭК. А именно, большее поле обзора способно дать пользователю более детальную информацию о качестве коннектора и его пригодности к эксплуатации.