Многоволоконный коннектор с вынесенной захватной частью
MULTI-FIBER CONNECTOR WITH EXTENDED GRIPPING PART

Область применения
Настоящее изобретение относится к многоволоконному оптическому коннектору.
Уровень техники
В телекоммуникационной отрасли и центрах обработки данных требуются все более высокие скорости обработки данных и производительность. В телекоммуникационной отрасли и центрах обработки данных широко применяются многоволоконные оптические коннекторы. Основу таких коннекторов составляет хорошо известная стандартная феррула формата МТ, в которой может размещаться от одного оптического волокна до нескольких десятков оптических волокон. Коннекторы, использующие феррулу формата МТ, такие как коннекторы форматов МРО и МТР, обычно устанавливаются на волоконно-оптические кабели в заводских условиях. МТР является зарегистрированной торговой маркой фирмы US Conec Ltd.
Примеры реализации многоволоконных оптических коннекторов описаны в патентах США №5,082,346 и №6,474,878.
На рынке имеется монтируемый в полевых условиях (или допускающий возможность монтажа в полевых условиях) коннектор формата МРО, известный под наименованием «коннектор формата МРО Unicam», поставляемый фирмой Corning Inc. См. также патент США №6,439,780.
Однако эти коннекторы, предназначенные для монтажа в полевых условиях, могут потребовать высокой квалификации монтажников и значительных затрат, поскольку операции при монтаже (например, полирование, юстировка) для таких многоволоконных коннекторов вызывают затруднения.
Сущность изобретения
В соответствии с первым из воплощений настоящего изобретения предлагается волоконно-оптический коннектор, предназначенный для оконцевания волоконно-оптического кабеля, содержащего множество оптических волокон, содержащий: наружный корпус коннектора, феррулу, в сущности, свободную от адгезива, хвостовик, и втулку, расположенную между феррулой и хвостовиком. Втулка включает область с вынесенной захватной частью, предназначенную для вынесенной фиксации множества оптических волокон за пределами феррулы.
В соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, волоконно-оптический коннектор дополнительно содержит упругий элемент, расположенный между хвостовиком и задней частью втулки, и промежуточный пружинный элемент, расположенный между передней частью втулки и задней частью феррулы. В некоторых воплощениях настоящего изобретения промежуточный пружинный элемент имеет усилие сжатия от примерно 340 грамм-сил до примерно 740 грамм-сил.
В соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, область с вынесенной захватной частью, предназначена для размещения зажимающего механизма, который фиксирует осевое положение множества оптических волокон в пределах втулки.
В соответствии с альтернативным воплощением настоящего изобретения, область с вынесенной захватной частью, предназначена для размещения адгезива, который фиксирует осевое положение множества оптических волокон в пределах втулки. В некоторых воплощениях настоящего изобретения адгезив содержит быстро отверждаемый адгезив.
В соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, втулка включает гребенку для укладки оптических волокон, расположенную в передней части втулки, причем гребенка для укладки оптических волокон включает ряд из желобков, при этом каждый из желобков предназначен для того, чтобы направлять расположенное в нем оптическое волокно. В некоторых воплощениях настоящего изобретения гребенка для укладки оптических волокон дополнительно включает наклонный участок, смежный с рядом желобков, причем наклонный участок включает постепенно повышающийся участок. В некоторых воплощениях настоящего изобретения гребенка для укладки оптических волокон разделяет потенциально спутанные волокна, располагает множество оптических волокон с постоянным шагом между ними, и обеспечивает возможность прямолинейной подачи ряда волокон в каналы феррулы в процессе введения кабеля.
В соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, предлагается волоконно-оптический коннектор, предназначенный для оконцевания волоконно-оптического кабеля, содержащего множество оптических волокон, содержащий: наружный корпус коннектора, феррулу, хвостовик, и втулку, расположенную между феррулой и хвостовиком. Втулка включает гребенку для укладки оптических волокон, расположенную в передней части втулки, причем гребенка для укладки оптических волокон включает ряд из желобков, при этом каждый из желобков предназначен для того, чтобы направлять расположенное в нем оптическое волокно в феррулу.
В соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, предлагается волоконно-оптический коннектор, предназначенный для оконцевания волоконно-оптического кабеля, содержащего одно или более оптических волокон, содержащий: наружный корпус коннектора, феррулу, хвостовик, и втулку, расположенную между феррулой и хвостовиком, упругий элемент, расположенный между хвостовиком и задней частью втулки, и промежуточный пружинный элемент, расположенный между передней частью втулки и задней частью феррулы.
В соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, предлагается волоконно-оптический коннектор, предназначенный для оконцевания волоконно-оптического кабеля, содержащего множество оптических волокон, содержащий: наружный корпус коннектора, феррулу, хвостовик, и втулку, расположенную между феррулой и хвостовиком. Втулка включает, по меньшей мере, два направляющих отверстия, предназначенных для закрепления штифтов, препятствующих перекосу, вставленных в эти направляющие отверстия, причем, штифты, препятствующие перекосу, после монтажа являются протяженными внутрь соответствующих каналов, выполненных в ферруле.
В некоторых воплощениях настоящего изобретения, наружный корпус коннектора выполнен так, чтобы коннектор можно было вставить в розетку формата МРО.
В некоторых воплощениях настоящего изобретения, феррула содержит феррулу формата МТ.
В некоторых воплощениях настоящего изобретения, хвостовик дополнительно включает монтажную конструкцию, предназначенную для присоединения защитного колпачка оптического волокна.
Приведенное выше описание сущности настоящего изобретения не раскрывает каждое из представленных воплощений или каждую из реализаций настоящего изобретения. Более детально примеры воплощений настоящего изобретения описаны в приведенном ниже подробном описании изобретения, со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1. Изометрический вид волоконно-оптического коннектора, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 2. Еще один изометрический вид волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 3. Волоконно-оптический коннектор, показанный на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, в разобранном виде.
Фиг. 4. Изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 5. Еще один изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 6. Еще один изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения..
Фиг. 7. Изометрический вид в разрезе втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 8. Изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в процессе введения оптических волокон, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 9. Еще один изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в процессе введения оптических волокон, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 10. Изометрический вид спереди втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, со вставленными оптическими волокнами, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 11. Вид сверху в разрезе части втулки и феррулы волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, со вставленными оптическими волокнами, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 12. Изометрический вид втулки и феррулы волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 13. Еще один изометрический вид втулки и феррулы волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 1, в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 14. Изометрический вид альтернативного волоконно-оптического коннектора, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 15. Еще один изометрический вид волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 16. Волоконно-оптический коннектор, показанный на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения, в разобранном виде.
Фиг. 17. Изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 18. Еще один изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 19. Еще один изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 20. Изометрический вид в разрезе втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 21. Изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в процессе введения оптических волокон, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 22. Еще один изометрический вид втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в процессе введения оптических волокон, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 23. Изометрический вид спереди втулки волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, со вставленными оптическими волокнами, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 24. Вид сверху в разрезе части втулки и феррулы волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, со вставленными оптическими волокнами, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 25. Изометрический вид втулки и феррулы волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Фиг. 26. Еще один изометрический вид втулки и феррулы волоконно-оптического коннектора, показанного на фиг. 14, в соответствии с еще одним из воплощений настоящего изобретения.
Настоящее изобретение допускает различные воплощения и модификации, особенности которых приводятся ниже в подробном описании примеров воплощения настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается подробно описываемыми примерами воплощения. Напротив, подразумевается, что настоящее изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативные воплощения, в масштабах настоящего изобретения, которые определены прилагаемой Формулой изобретения.
Подробное описание изобретения
Ниже приводится подробное описание изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи, которые являются частью настоящего описания, и на которых показаны конкретные варианты воплощения настоящего изобретения. При этом термины, обозначающие направление, такие как «верхний», «нижний», «передний», «задний», «ведущий», «опережающий», «ведомый» и т.д., применяются в отношении ориентации описываемых чертежей. Поскольку компоненты воплощений настоящего изобретения могут быть расположены в различных ориентациях, термины, обозначающие направление, применяются с целью иллюстрации и не являются ограничивающими. Следует понимать, что возможны иные воплощения изобретения и в них могут быть внесены различные конструктивные или логические изменения без отхода от масштабов настоящего изобретения. Поэтому, приведенное ниже подробное описание изобретения не следует понимать в ограничивающем смысле, а масштаб настоящего изобретения определяется прилагаемой Формулой изобретения.
Настоящее изобретение относится к волоконно-оптическому коннектору. Во многих воплощениях волоконно-оптический коннектор предназначается для оконцевания множества оптических волокон. В частности, многоволоконный оптический коннектор может быть предназначен для оконцевания в полевых условиях (это означает, что он может быть установлен и/или оконцеван в полевых условиях) или для оконцевания в заводских условиях. Многоволоконный оптический коннектор может использоваться для оконцевания плоского волоконно-оптического кабеля. Применяемая в многоволоконном оптическом коннекторе гребенка для укладки оптических волокон упрощает монтаж множества оптических волокон в полевых условиях, поскольку обеспечивает возможность прямолинейной подачи одновременно всех оптических волокон в феррулу коннектора. Кроме того, в многоволоконном оптическом коннекторе, в соответствии с настоящим изобретением, применяется способ вынесенной фиксации, при этом оптические волокна закрепляются за пределами феррулы, что исключает необходимость оставлять выступы оптического волокна и использовать гель для согласования показателей преломления. Кроме того, такая конструкция означает, что феррула коннектора, в сущности, свободна от адгезива, что позволяет оптическим волокнам передвигаться, колебаться и/или изгибаться внутри феррулы. Такой коннектор, предназначенный для оконцевания в полевых условиях может использоваться в различных применениях, включая оборудование для подведения оптоволокна к дому, оборудование для подведения оптоволокна к антенне, в локальных сетях, в центрах обработки данных, при высокопроизводительных вычислениях и многих других.
В соответствии с первым примером воплощения настоящего изобретения, предлагается волоконно-оптический коннектор 100, и его компоненты, показанные в нескольких видах на фиг. 1 - фиг. 13. Еще один пример воплощения волоконно-оптического коннектора 200, и его компоненты, показаны в нескольких видах на фиг. 14 - фиг. 26. Эти волоконно-оптические коннекторы допускают оконцевание как в полевых условиях, так и в заводских условиях.
Оптический коннектор 100 предназначен для соединения с розеткой. Например, розетка может представлять собой соединитель коннекторов, адаптер коннекторов и/или гнездо для коннектора. Также, как показано на фиг. 1, пример воплощения волоконно-оптического коннектора 100 выполнен в формате МРО (multi-fiber push-on - многоволоконный с продвижением вперед). Поэтому, в одном из воплощений настоящего изобретения, коннектор 100 совместим с серией коннекторов МТР™ (МТР™ является зарегистрированной торговой маркой фирмы US Conec Ltd, Hickory, NC). В одном из воплощений настоящего изобретения, коннектор 100 выполнен в соответствии с требованиями TIA/EIA Standard FOCIS-5. Однако, как станет очевидно из настоящего описания сведущим в данной области техники, также могут быть предложены оптические коннекторы других многоволоконных форматов.
Оптический коннектор 100 выполнен как многоволоконный оптический коннектор. В описываемых здесь примерах воплощений настоящего изобретения, коннектор 100 (и подробно описываемый ниже коннектор 200) включает, по меньшей мере, 12 оптических волокон. Как станет очевидно из настоящего описания сведущим в данной области техники, оптический коннектор 100 может быть модифицирован и включать меньшее количество оптических волокон или большее количество оптических волокон.
Оптический коннектор 100 может включать корпус 110 коннектора (или наружный корпус коннектора), в котором размещаются терминальные концы оптических волокон из волоконно-оптического кабеля 180. В этом примере воплощения настоящего изобретения, корпус 110 коннектора предназначен для соединения с розеткой формата МРО. На фиг. 1 показана первая сторона корпуса 110 коннектора, а на фиг. 3 показана вторая (противоположная) сторона корпуса 110 коннектора. Оптический коннектор 100 также включает втулку 130, феррулу 120 (см. фиг. 2) и хвостовик 160. По меньшей мере, часть хвостовика 160 (в данном воплощении настоящего изобретения это передняя часть 162), размещается внутри корпуса 110 коннектора.
В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, феррула 120 может представлять собой промышленную феррулу, такую как стандартная феррула формата МТ, поставляемая, например, фирмой US Conec (Hickory NC). В ферруле 120 располагаются зачищенные концы оптических волокон, подлежащих оконцеванию, которые заканчиваются у передней поверхности 122 в ряду близко расположенных отверстий или каналов. Феррула 120 выравнивает оптические волокна так, что они могут быть совмещены с другой феррулой (не показана). На передней поверхности феррулы 120 могут также быть предусмотрены ведущие отверстия 125 для направляющих штифтов (не показаны в данном воплощении настоящего изобретения). Кроме того, в показанном на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 11 - фиг. 13 воплощении настоящего изобретения феррула 120 несколько отличается от ее промышленных образцов, поскольку она имеет суживающийся корпус вблизи ее заднего конца (т.е. конца, расположенного ближе к втулке 130). Как это будет более подробно описано ниже, поскольку волоконно-оптический коннектор 100 является коннектором с вынесенной фиксацией, то феррула 120 может быть, в сущности, свободной от адгезива. Феррула 120 может быть выполнена из керамики, стекла, пластмассы или металлического материала. Выбор подходящих материалов для феррулы может быть сделан в соответствии с параметрами температурной стабильности.
Хвостовик 160 является опорной конструкцией и удерживает коннектор 100. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, хвостовик 160 включает переднюю часть 162, предназначенную для закрепления корпуса 110 коннектора (например, при помощи защелки или за счет плотной посадки). Передняя часть 162 может также включать вырез 163, предназначенный для размещения упругого элемента или основной пружины, такой как, пружина 155, которая создает усилие смещения. Например, пружина 155 волоконно-оптического коннектора 100 может создавать предварительную нагрузку с подходящим усилием на корпус коннектора, величиной до примерно 1200 грамм-сил. В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, пружина 155 может создавать предварительную нагрузку на корпус коннектора, величиной примерно 1100 грамм-сил. Хвостовик 160 может также включать часть 164 корпуса, которая может иметь достаточную длину для того, чтобы полностью закрывать любой участок волоконно-оптического кабеля 180 со снятой оболочкой кабеля. В альтернативном воплощении настоящего изобретения, часть корпуса хвостовика может быть существенно короче. Кроме того, хвостовик 160 может дополнительно включать монтажную конструкцию 175 (расположенную в области, противоположной передней части 162), которая предназначена для присоединения защитного колпачка оптического волокна (не показан), и которая может быть использована для защиты волоконно-оптического кабеля от потерь, связанных с изгибными напряжениями. В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, корпус 110 коннектора и хвостовик 160 могут быть сформованы или отлиты из полимерного материала, однако, могут быть использованы металл или иной материал с подходящей жесткостью.
Коннектор 100 дополнительно включает втулку 130, которая расположена и удерживается внутри корпуса коннектора. В соответствии с примерами воплощения настоящего изобретения, втулка 130 является многофункциональным элементом, который может обеспечить упорядоченный ввод оптических волокон в феррулу 120 и является несущей конструкцией для механизма 154 фиксации (см. фиг. 3), расположенного в области втулки с вынесенной захватной частью, который фиксирует положение оптических волокон в пределах коннектора 100. Механизм 154 фиксации обеспечивает вынесенную фиксацию оптических волокон, подлежащих оконцеванию, и расположен за пределами феррулы 120. Таким образом, оптические волокна не присоединены к ферруле, но имеют возможность осевого перемещения внутри направляющих каналов феррулы. В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, механизм 154 фиксации может быть расположен в области 146 с вынесенной захватной частью, которая включает углубление 134 (см., например, фиг. 5) во втулке 130. На противоположной от углубления 134 стороне может быть выполнена щель или отверстие 132, меньшего размера. При необходимости, в корпусе 131 втулки могут быть также предусмотрены дополнительные щели или отверстия (такие, как щели 138а и 138b, показанные на фиг. 4), предназначенные для размещения деталей зажимающего механизма. Механизм 154 фиксации может содержать механический зажим, который захватывает или зажимает оптические волокна, с тем, чтобы зафиксировать их положение в пределах втулки 130. В альтернативном воплощении настоящего изобретения, механизм 154 фиксации может содержать адгезивное присоединение, такое, как быстро отверждающийся под воздействием ультрафиолетового излучения или видимого света адгезив или термически активируемый адгезив, такой как, термоклей. Механизм 154 фиксации более подробно описывается ниже.
В частности, на фиг. 4 и фиг. 5 показаны вид снизу и вид сверху, соответственно, втулки 130. Втулка 130 включает гребенку 140 для укладки оптических волокон, которая поддерживает, выравнивает и направляет оптические волокна, подлежащие оконцеванию. Гребенка 140 для укладки оптических волокон включает верхнюю поверхность 145 (см. фиг. 5) и ряд из желобков 142 (см. фиг. 4), расположенных на нижней стороне поверхности 145, расположенной на конце втулки 130 (который после сборки оказывается ближайшим к ферруле), при этом каждый из желобков или каналов 142а - 142l предназначен для того, чтобы направлять и поддерживать одно оптическое волокно из волоконно-оптического кабеля 180. Гребенка 140 для укладки оптических волокон также включает наклонный участок 144, смежный с рядом из желобков 142 и расположенный между рядом из желобков 142 и основной частью корпуса втулки 130. Наклонный участок 144 включает постепенно повышающиеся конструкции 143, такие как зубцы или стенки, разделяющие отдельные желобки (см., например, вид в разрезе, показанный на фиг. 7), которые могут способствовать выравниванию отдельных оптических волокон в процессе введения оптических волокон (более подробно описанном ниже). Конструкция гребенки 140 для укладки оптических волокон разделяет потенциально спутанные оптические волокна, располагает ряд оптических волокон с постоянным шагом между ними и обеспечивает возможность прямолинейной подачи ряда волокон в каналы феррулы. Кроме того, конструкция гребенки для укладки оптических волокон, содержащая ряд желобков и постепенно повышающийся участок дает возможность точно расположить ряд оптических волокон при наблюдении за этим невооруженным глазом.
Втулка 130 также включает заднюю часть 135, имеющую отверстие 139 (см. фиг. 6 и фиг. 7), которое обеспечивает ввод волоконно-оптического кабеля 180 (см., например, фиг. 8 и фиг. 9). В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, задняя часть 135 включает протяженные несущие конструкции 135а и 135b (расположенные напротив друг друга вокруг отверстия 139). Кроме того, задняя часть 135 также предназначена для того, чтобы контактировать и служить опорой для упругого элемента/пружины 155 (см., например, фиг. 2 и фиг. 3). На задней части втулки 130 может быть выполнен контактный столбик или выступ 137, предназначенный для того, чтобы контактировать с пружиной 155 и концентрировать усилие пружины на втулке. Поэтому, после сборки коннектора 100, упругий элемент/пружина 155 будет расположена между втулкой 130 и хвостовиком 160 (см., например, фиг. 2).
В показанном на фиг. 4, фиг. 5 примере воплощения волоконно-оптического коннектора 100, втулка 130 может дополнительно содержать выступы 133, расположенные с каждой стороны от основной части 131 корпуса. Выступы 133 могут быть предусмотрены для ограничения относительного перемещения феррулы 120 когда коннектор 100 полностью собран. В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, когда коннектор 100 полностью собран, но не соединен с другим коннектором или розеткой, между выступами 133 втулки и задними полками 123 феррулы существует регулировочный зазор или пространство 129 (см. фиг. 11). Этот регулировочный зазор или пространство 129 предотвращает чрезмерное перемещение этих элементов относительно друг друга (и, следовательно, чрезмерное усилие, прилагаемое к торцам оптических волокон при подключении коннектора).
Для дополнительного контроля усилия, прилагаемого к торцам оптических волокон при подключении коннектора, между втулкой 130 и феррулой 120 может быть размещен небольшой пружинящий элемент 150 или промежуточная пружина, такая как плоская или пластинчатая пружина. В частности, пружинящий элемент 150 может опираться на полку или бортик 157 втулки (см., например, фиг. 7 и фиг. 13). В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, промежуточная пружина 150 может обеспечивать противодействующую силу (например, когда она противодействует или демпфирует усилие, прикладываемое к совмещаемым оптическим волокнам) величиной от примерно 300 грамм-сил до примерно 750 грамм-сил. Как показано на фиг. 12 и фиг. 13, феррула 120 включает столбик или выступ 127, расположенный на ее задней части (противоположной ее передней поверхности 122), который обеспечивает точку соприкосновения с пружинящим элементом 150 и позволяет центрировать усилие, прикладываемое пружинящим элементом 150. Пружинящий элемент 150 обеспечивает необходимое соотношение упругих усилий, которые должны быть приложены к оптическим волокнам, подлежащим оконцеванию, и позволяет сбалансировать усилия в коннекторе 100. Таким образом, после присоединения коннектора, пружинящий элемент 150 может изолировать феррулу. Ниже приводится более подробное описание работы небольшого пружинящего элемента/промежуточной пружины.
Фактическим усилием, приложенным к ряду торцов оптических волокон можно управлять путем регулировки усилия сжатия промежуточной пружины для создания изменяемой равнодействующей силы, приложенной к ряду оптических волокон. За счет применения такой конструкции, многоволоконный коннектор (коннекторы), в соответствии с настоящим изобретением, могут использовать силы упругости ряда оптических волокон, промежуточной пружины и основной пружины для достижения баланса сил, как это показано в следующем уравнении:
Где:
ms
F - это усилие основной пружины;
fa
F - это естественная сила упругости ряда оптических волокон;
is
F - это усилие промежуточной пружины.
В следующей таблице приведены требования к величине перемещения феррулы и контактным усилиям, в соответствии со стандартом TIA/EIA 604-5-А FOCIS-5 Туре МРО (для плоского кабеля, имеющего 12 оптических волокон):
В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, втулка 130 может быть сформована или отлита из полимерного материала, однако, могут быть использованы металл или иной подходящий материал. Например, втулка 130 может содержать цельную деталь, полученную при помощи инжекционного формования. Выбор подходящих материалов для втулки может быть сделан в соответствии с параметрами температурной стабильности.
Как указывалось выше, коннектор 100 допускает оконцевание как в заводских условиях, так и в полевых условиях. Например, оконцевание коннектора 100, показанного на фиг. 8 - фиг. 10 может производиться следующим образом.
Волоконно-оптический кабель 180 может быть продет через задний конец коннектора 100, включая защитный колпачок оптического волокна (не показан), хвостовик 160, пружину 155 и втулку 130. В данном примере воплощения настоящего изобретения, волоконно-оптический кабель 180 содержит плоский кабель, имеющий 12 оптических волокон. Эти оптические волокна обозначаются как оптические волокна 185, причем к каждому из концов 186 оптических волокон по отдельности имеется доступ, поскольку участок внешней оболочки плоского кабеля 180 был снят вблизи концов 186 оптических волокон. В одном из воплощений настоящего изобретения, оптические волокна 185, подлежащие оконцеванию в коннекторе могут содержать стандартные одномодовые или многомодовые оптические волокна, такие как, SMF 28, ОМ2, ОМ3, или плоский волоконно-оптический кабель ОМ4 (поставляются фирмой Corning Inc.). В одном из альтернативных воплощений настоящего изобретения, кабель 180 может дополнительно включать участок оболочки кабеля и силовые элементы. Силовые элементы могут быть напрессованы на заднюю часть хвостовика 160 при помощи общеупотребительного обжимного кольца или аналогичного устройства, для разгрузки натяжения оконцовываемого кабеля.
Как показано на фиг. 8, плоский волоконно-оптический кабель 180 может быть продет сквозь втулку 130, через заднюю часть 135, в направлении, указанном стрелкой 105, до тех пор, пока торцы оптических волокон не будут выступать на необходимую длину за пределы желобков 142 гребенки 140 для укладки оптических волокон. Конструкция втулки 130 ограничивает перемещение плоского волоконно-оптического кабеля 180 из стороны в сторону, предварительно совмещая оптические волокна с желобками гребенки 140 для укладки оптических волокон. По мере введения оптических волокон 185, наклонный участок 144 заставляет сгруппированные концы оптических волокон изгибаться или подниматься вверх, в направлении, указанном стрелкой 107.
Затем оптические волокна 185 могут быть зачищены на необходимую длину. В одном из воплощений настоящего изобретения, оптические волокна 185, могут быть зачищены на длину от 8 мм до 15 мм, предпочтительно, примерно на 11 мм.
Как показано на фиг. 9, затем плоский волоконно-оптический кабель 180 может быть вытянут назад (в направлении, указанном стрелкой 106), что заставляет каждое отдельное оптическое волокно опуститься или упасть (в направлении, указанном стрелкой 108) в отдельные желобки 142а - 142l для оптических волокон, в сущности, одновременно, по мере того, как незачищенная часть оболочки плоского кабеля скользит вниз по наклонному участку 144, позволяя оптическим волокнам 185 выпрямиться из их изогнутого/поднятого состояния. В альтернативном воплощении, для достижения того же результата, монтажник может сдвинуть втулку в направлении концов оптических волокон. Таким образом, как показано на фиг. 10, все отдельные оптические волокна 185 могут быть размещены в своих соответствующих отдельных желобках 142а - 142l, при этом исключается необходимость точного позиционирования каждого отдельного оптического волокна монтажником в полевых условиях.
После того как отдельные оптические волокна 185 размещены в отдельных каналах или желобках 142а - 142l, феррула 120 может быть надвинута на гребенку 140 для укладки оптических волокон втулки, как показано на фиг. 11, в результате, оптические волокна 185 располагаются в соответствующих каналах феррулы. Наружные размеры передней части втулки соответствуют вырезу в ферруле с достаточной точностью, поэтому теперь, оптические волокна могут быть плавно продвинуты вперед через каналы феррулы с большой уверенностью в том, что они не встретят на своем пути препятствий. В одном из воплощений настоящего изобретения, каждое из оптических волокон 185, может иметь диаметр порядка 125 мкм, а феррула 120 включает ряд вводных каналов 128, каждый из которых имеет отверстие диаметром порядка 250 мкм.
После этого концы оптических волокон могут быть продвинуты к переднему краю гребенки для укладки оптических волокон, что обеспечивает выравнивание и защиту концов оптических волокон. После этого промежуточная пружина и феррула могут быть надвинуты на гребенку для укладки оптических волокон в соответствующие им позиции. Далее, точно установленные концы оптических волокон могут быть продвинуты внутрь вводных каналов феррулы, до тех пор, пока торцы оптических волокон не будут выступать за пределы передней поверхности 122 феррулы.
Как показано на фиг. 11, концы 186 оптических волокон 185 выступают на некоторое расстояние за пределы передней поверхности 122 феррулы (для последующей обрезки и полирования). Такие выступы позволяют монтажнику впоследствии осуществить обрезку и полирование торцов оптических волокон.
После этого может быть приведен в действие механизм 154 фиксации, так, что оптические волокна 185 оказываются зафиксированными в области 146 с вынесенной захватной частью втулки. Как указано выше, в одном из воплощений настоящего изобретения, механизм 154 фиксации содержит механический зажим, который захватывает или зажимает оптические волокна, с тем, чтобы зафиксировать их положение в пределах втулки 130. Например, механизм 154 фиксации может содержать простую прижимную пластину или фиксатор. В альтернативном воплощении настоящего изобретения, может использоваться адгезивное присоединение. Подходящие адгезивы включают быстро отверждающиеся под воздействием ультрафиолетового излучения или видимого света адгезивы или термически активируемый адгезив, такой как, термоклей.
Например, для присоединения оптических волокон к внутренней поверхности углубления во втулке может быть использован быстро отверждающийся адгезив. В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, адгезив может содержать состав, который включает адгезив, имеющий вязкость от, примерно, 10 сантипуаз до, примерно, 5000 сантипуаз, краситель, который является растворимым в адгезиве, и предназначен для того, чтобы монтажник мог видеть, как адгезив распределяется внутри углубления, и отвердитель, предназначенный для того, чтобы состав отверждался под воздействием такого излучения, причем, предпочтительно, чтобы состав имел время начала отверждения до, примерно, 60 сек, с образованием второго цвета, более предпочтительно - до, примерно, 30 сек.
После этого хвостовик 160 и корпус 110 коннектора могут быть соединены с втулкой 130 и феррулой 120 посредством защелок или элементов в виде язычков.
Затем концы 186 оптических волокон могут быть подвергнуты обрезке и полированию. В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, для удержания собранного коннектора таким образом, что взаимное расположение втулки и феррулы в процессе обрезки и полирования остается постоянным, может быть использована зажимающая шайба. Далее, одним движением сверху вниз ряд оптических волокон обрезается у передней поверхности феррулы, в результате остаются сравнительно короткие (<500 мкм) выступающие части оптических волокон вдоль всего ряда оптических волокон. В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, может использоваться широко доступное устройство для обрезки VF-45 (поставляется фирмой 3М Company). В одном из предпочтительных примеров воплощения настоящего изобретения, после этого, концы 186 оптических волокон подвергаются полированию заподлицо или почти заподлицо с передней поверхностью 122 феррулы.
В процессе подключения, конструкция коннектора 100 может обеспечить надлежащее распределение усилий так, чтобы чрезмерные усилия не прикладывались бы непосредственно к оптическим волокнам, что могло бы привести к повреждениям. Благодаря применению вынесенного захвата оптических волокон, ряд оптических волокон на некоторой длине (в показанном на фиг. 1 - фиг. 13 воплощении - порядка 7 мм) между передней частью механизма 154 фиксации и передней поверхностью феррулы 122, имеют возможность сжатия вдоль своей оси по мере того, как усилие от присоединяемого коннектора прикладывается к торцам оптических волокон. По мере того, как усилие от присоединяемого коннектора прикладывается к отдельным оптическим волокнам, каждое из оптических волокон сдвигается назад внутри каналов феррулы, при этом возникает усилие сжатия, направленное вперед, на совмещаемые оптические волокна. Это усилие сжатия является необходимым для поддержания физического контакта между оптическими волокнами при расширении и сжатии конструкции, вызванном изменениями температуры.
В соответствии с альтернативным примером воплощения настоящего изобретения, предлагается волоконно-оптический коннектор 200, и его компоненты, показанные в нескольких видах на фиг. 14 - фиг. 26. Так же, как коннектор 100, пример воплощения волоконно-оптического коннектора 200 выполнен в формате МРО. Поэтому коннектор 200 может быть совместимым с серией коннекторов МТР™. В одном из воплощений настоящего изобретения, коннектор 200 выполнен в соответствии с требованиями TIA/EIA Standard FOCIS-5. Однако, как станет очевидно из настоящего описания сведущим в данной области техники, также могут быть предложены оптические коннекторы других многоволоконных форматов.
Оптический коннектор 200 выполнен как многоволоконный оптический коннектор. В описываемом здесь примере воплощения настоящего изобретения, коннектор 200 включает 12 оптических волокон. Как станет очевидно из настоящего описания сведущим в данной области техники, так же как и описанный выше коннектор 100, оптический коннектор 200 может быть модифицирован, и включать меньшее количество оптических волокон или большее количество оптических волокон.
Оптический коннектор 200 может включать корпус 210 коннектора (или наружный корпус коннектора), в котором размещаются терминальные концы оптических волокон из волоконно-оптического кабеля 280. В этом примере воплощения настоящего изобретения, корпус 210 коннектора предназначен для соединения с розеткой формата МРО. Оптический коннектор 200 также включает втулку 230, феррулу 220 (см. фиг. 15) и хвостовик 260. По меньшей мере, часть хвостовика 260 (в данном воплощении настоящего изобретения это передняя часть 262), размещается внутри корпуса 210 коннектора.
В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, феррула 220 может представлять собой промышленную феррулу, такую как стандартная феррула формата МТ, поставляемая, например, фирмой US Conec (Hickory NC). В ферруле 220 располагаются зачищенные концы оптических волокон, подлежащих оконцеванию, которые заканчиваются у передней поверхности 222 в ряду близко расположенных отверстий или каналов. Феррула 220 выравнивает оптические волокна так, что они могут быть совмещены с другой феррулой (не показана). На передней поверхности феррулы 220 могут также быть предусмотрены направляющие штифты 226, предназначенные для совмещения с другим коннектором или розеткой при соединении и недопущения перекосов. Эти направляющие штифты могут быть вставлены в ведущие отверстия 225 (см. фиг. 25). В данном примере воплощения настоящего изобретения, феррула 220 не имеет существенных отличий от ее стандартной формы.
Так же как описанный выше коннектор 100, волоконно-оптический коннектор 200 является коннектором с вынесенной фиксацией, поэтому феррула 220 может быть, в сущности, свободной от адгезива. Феррула 220 может быть выполнена из керамики, стекла, пластмассы или металлического материала. Выбор подходящих материалов для феррулы может быть сделан в соответствии с параметрами температурной стабильности.
Хвостовик 260 является опорной конструкцией для коннектора 200. Как показано на фиг. 14 и фиг. 15, хвостовик 260 включает переднюю часть 262, предназначенную для закрепления корпуса 210 коннектора (например, при помощи защелки или за счет плотной посадки). Передняя часть 262 может также включать вырез 263, предназначенный для размещения упругого элемента, такого как, пружина 255, которая создает усилие смещения. Например, пружина 255 волоконно-оптического коннектора 200 может создавать предварительную нагрузку с подходящим усилием на корпус коннектора, величиной от примерно 7,8 Н до примерно 11,8 Н. В данном примере воплощения настоящего изобретения, хвостовик 260 не включает крупный корпус. В альтернативных примерах воплощения, хвостовик 260 может включать крупный корпус, подобный показанному на фиг. 2 корпусу 164.
Кроме того, хвостовик 260 может дополнительно включать монтажную конструкцию 275 (расположенную в области, противоположной передней части 262), которая предназначена для присоединения защитного колпачка оптического волокна (не показан), и которая может быть использована для защиты волоконно-оптического кабеля от потерь, связанных с изгибными напряжениями. В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, корпус 210 коннектора и хвостовик 260 могут быть сформованы или отлиты из полимерного материала, однако, также могут быть использованы металл или иной материал с подходящей жесткостью.
Коннектор 200 дополнительно включает втулку 230, которая расположена и удерживается внутри корпуса коннектора. В соответствии с примерами воплощения настоящего изобретения, втулка 230 является многофункциональным элементом, который может обеспечить упорядоченный ввод оптических волокон в феррулу 220 и является несущей конструкцией для механизма 254 фиксации (см. фиг. 16), который фиксирует положение оптических волокон в пределах коннектора 200. Механизм 154 фиксации обеспечивает вынесенную фиксацию оптических волокон, подлежащих оконцеванию, и расположен за пределами феррулы 220. Таким образом, оптические волокна не присоединены к ферруле, но имеют возможность осевого перемещения внутри направляющих каналов феррулы. В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, механизм 254 фиксации может быть расположен в области 246 с вынесенной захватной частью, которая включает углубление 234 (см., например, фиг. 18) во втулке 230. На противоположной от углубления 234 стороне может быть выполнена щель или отверстие 232, меньшего размера (см., например, фиг. 17). При необходимости, в корпусе 231 втулки могут быть также предусмотрены дополнительные щели или отверстия (не показаны), предназначенные для размещения деталей зажимающего механизма. Так же, как и в описанном выше примере воплощения, механизм 254 фиксации может содержать механический зажим, который захватывает или зажимает оптические волокна, с тем, чтобы зафиксировать их положение в пределах втулки 230. В альтернативном воплощении настоящего изобретения, механизм 254 фиксации может содержать адгезивное присоединение, такое, как быстро отверждающийся под воздействием ультрафиолетового излучения или видимого света адгезив или термически активируемый адгезив, такой как, термоклей.
В частности, на фиг. 17 и фиг. 18 показаны вид снизу и вид сверху, соответственно, втулки 230. Втулка 230 включает гребенку 240 для укладки оптических волокон, которая выравнивает, направляет и поддерживает оптические волокна, подлежащие оконцеванию. Гребенка 240 для укладки оптических волокон включает верхнюю поверхность 245 (см. фиг. 18) и ряд из желобков 242 (см. фиг. 17), расположенных на нижней стороне поверхности 245, расположенной на конце втулки 230 (который, после сборки, оказывается ближайшим к ферруле 220), при этом каждый из желобков или каналов 242а - 242l предназначен для того, чтобы направлять и поддерживать одно оптическое волокно из волоконно-оптического кабеля 280. Гребенка 240 для укладки оптических волокон также включает наклонный участок 244, смежный с рядом желобков 242 и расположенный между рядом из желобков 242 и основной частью корпуса втулки 230. Наклонный участок 244 включает постепенно повышающиеся конструкции 243, такие как зубцы или стенки, разделяющие отдельные желобки (см., например, вид в разрезе, показанный на фиг. 20), которые могут способствовать выравниванию отдельных оптических волокон в процессе введения оптических волокон. Конструкция гребенки 240 для укладки оптических волокон разделяет потенциально спутанные оптические волокна, располагает ряд оптических волокон с постоянным шагом между ними и обеспечивает возможность прямолинейной подачи ряда волокон в каналы феррулы.
Кроме того, в коннекторе 200 может быть предусмотрен механизм предотвращения перекосов. Например, в еще одном из воплощений настоящего изобретения, на передней поверхности втулки могут быть предусмотрены ведущие отверстия 248 (см. фиг. 17). Эти ведущие отверстия предназначены для закрепления направляющих штифтов, предотвращающих перекосы (см., например, штифты 229, показанные на фиг. 16), которые позволяют стабилизировать положение втулки относительно феррулы. Эти направляющие штифты 229, предотвращающие перекосы, могут быть вставлены в ведущие отверстия 248, так, что часть каждого из штифтов плотно удерживается внутри втулки, а другая часть входит в канал 224, выполненный в ферруле 220 (см., например, фиг. 24). Кроме того, внутри корпуса 210 коннектора может быть выполнена внутренняя полка или выступ, предназначенная для дополнительной стабилизации втулки и уменьшения влияния боковых или вращательных усилий из-за перекосов относительно феррулы.
Втулка 230 также включает заднюю часть 235, имеющую отверстие 239 (см. фиг. 19 и фиг. 20), которое обеспечивает ввод волоконно-оптического кабеля 280 (см., например, фиг. 21 и фиг. 22). В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, задняя часть 235 включает протяженные несущие конструкции 235а и 235b (расположенные напротив друг друга вокруг отверстия 239). Кроме того, задняя часть 235 предназначена для того, чтобы контактировать и служить опорой для упругого элемента/пружины 255 (см., например, фиг. 15 и фиг. 16). На задней части втулки 230 может быть выполнен контактный столбик или выступ 237, предназначенный для того, чтобы контактировать с пружиной 255 и концентрировать усилие пружины на втулке. Поэтому, после сборки коннектора 200, упругий элемент/пружина 255 будет расположена между втулкой 230 и хвостовиком 260.
В данном примере воплощения волоконно-оптического коннектора 200, для дополнительного контроля усилия, прилагаемого к торцам оптических волокон при подключении коннектора, между втулкой 230 и феррулой 220 может быть размещен небольшой пружинящий элемент 250 (см. фиг 16) или промежуточная пружина, такая как, плоская или пластинчатая пружина. В данном примере воплощения настоящего изобретения, промежуточная пружина 250 может быть выполнена как овальная пружина, которая надевается на гребенку 240 для укладки оптических волокон. Пружинящий элемент 250 обеспечивает необходимое соотношение упругих усилий, которые должны быть приложены к оптическим волокнам, подлежащим оконцеванию, и позволяет сбалансировать усилия в коннекторе 200. Таким образом, после присоединения коннектора, пружинящий элемент 250 может изолировать феррулу и может абсорбировать любые изменения в ферруле 220, вызванные изменениями температуры. Ниже приводится более подробное описание работы пружинящего элемента/промежуточной пружины.
В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, втулка 230 может быть сформована или отлита из полимерного материала, однако, могут быть использованы металл или иной подходящий материал. Например, втулка 230 может содержать цельную деталь, полученную при помощи инжекционного формования. Выбор подходящих материалов для втулки может быть сделан в соответствии с параметрами температурной стабильности.
Оконцевание коннектора 200 в полевых условиях может бать выполнено так же, как оконцевание коннектора 100. Например, оконцевание коннектора 200, показанного на фиг. 21 - фиг. 24 может производиться следующим образом. В данном воплощении, волоконно-оптический кабель 280 может быть продет через задний конец коннектора 200, включая защитный колпачок оптического волокна (не показан), хвостовик 260, пружину 255 и втулку 230. В данном примере воплощения настоящего изобретения, волоконно-оптический кабель 280 содержит плоский кабель, имеющий 12 оптических волокон. Эти оптические волокна обозначаются как оптические волокна 285, причем к каждому из концов 286 оптических волокон по отдельности имеется доступ, поскольку был снят участок внешней оболочки плоского кабеля 280 вблизи концов 286 оптических волокон.
В одном из воплощений настоящего изобретения, оптические волокна 285, подлежащие оконцеванию в коннекторе 200 могут содержать стандартные одномодовые или многомодовые оптические волокна, такие как, SMF 28, ОМ2, ОМ3, или плоский волоконно-оптический кабель ОМ4 (поставляются фирмой Corning Inc.). В одном из альтернативных воплощений настоящего изобретения, кабель 280 может дополнительно включать участок оболочки кабеля и силовые элементы. Для разгрузки натяжения оконцовываемого кабеля, на заднюю часть хвостовика 260 могут быть напрессованы силовые элементы, при помощи общеупотребительного обжимного кольца или аналогичного устройства. Затем оптические волокна 285 могут быть зачищены на необходимую длину. В одном из воплощений настоящего изобретения, оптические волокна 285, могут быть зачищены на длину от 8 мм до 15 мм, предпочтительно, примерно на 11 мм.
Как показано на фиг. 21, плоский волоконно-оптический кабель 280 может быть продет сквозь втулку 230, через заднюю ее часть, в направлении, указанном стрелкой 205, до тех пор, пока торцы оптических волокон не будут выступать на необходимую длину за пределы желобков 242 гребенки 240 для укладки оптических волокон. Конструкция втулки 230 ограничивает перемещение плоского волоконно-оптического кабеля 280 из стороны в сторону, предварительно совмещая оптические волокна с желобками гребенки 240 для укладки оптических волокон. По мере введения оптических волокон 285, наклонный участок 244 заставляет сгруппированные концы оптических волокон изгибаться или подниматься вверх, в направлении, указанном стрелкой 207.
Как показано на фиг. 22, затем плоский волоконно-оптический кабель 280 может быть вытянут назад (в направлении, указанном стрелкой 206), что заставляет каждое отдельное оптическое волокно опуститься или упасть (в направлении, указанном стрелкой 208) в отдельные желобки 242 для оптических волокон, в сущности, одновременно, по мере того, как незачищенная часть оболочки плоского кабеля скользит вниз по наклонному участку 244, позволяя оптическим волокнам 285 выпрямиться из их изогнутого/поднятого состояния. Таким образом, как показано на фиг. 23, все отдельные оптические волокна 285 могут быть размещены в своих соответствующих отдельных желобках 242а - 242l, при этом исключается необходимость точного позиционирования каждого отдельного оптического волокна монтажником в полевых условиях.
После того как отдельные оптические волокна 285 размещены в отдельном канале или желобке 242, феррула 220 может быть надвинута на гребенку 240 для укладки оптических волокон втулки, как показано на фиг.24, в результате, оптические волокна 285 располагаются в соответствующих каналах феррулы. В одном из воплощений настоящего изобретения, каждое из оптических волокон 285, может иметь наружный диаметр порядка 125 мкм, а феррула 220 включает ряд вводных каналов 228, каждый из которых имеет отверстие диаметром порядка 250 мкм.
После этого концы оптических волокон могут быть продвинуты к переднему краю гребенки для укладки оптических волокон, что обеспечивает выравнивание и защиту концов оптических волокон. После этого промежуточная пружина и феррула могут быть надвинуты на гребенку для укладки оптических волокон в соответствующие им позиции. Далее, точно установленные концы оптических волокон могут быть продвинуты внутрь вводных каналов феррулы, до тех пор, пока торцы оптических волокон не будут выступать за пределы передней поверхности 222 феррулы.
Концы 286 оптических волокон 285 могут выступать на некоторое расстояние за пределы передней поверхности 222 феррулы (для последующей обрезки и полирования). Такие выступы позволяют монтажнику впоследствии осуществить обрезку и полирование торцов оптических волокон.
После этого может быть приведен в действие механизм 254 фиксации, так, что оптические волокна 285 оказываются зафиксированными в области 246 с вынесенной захватной частью втулки. Как указано выше, в одном из воплощений настоящего изобретения, механизм 254 фиксации содержит механический зажим, который захватывает или зажимает оптические волокна, с тем, чтобы зафиксировать их положение в пределах втулки 230. В альтернативном воплощении настоящего изобретения, может использоваться адгезивное присоединение. Подходящие адгезивы включают быстро отверждающиеся под воздействием ультрафиолетового излучения или видимого света адгезивы или термически активируемый адгезив, такой как, термоклей, как описано выше.
После этого хвостовик 260 коннектора и корпус 210 коннектора могут быть соединены с втулкой 230 и феррулой 220 посредством защелок или элементов в виде язычков.
Затем концы 286 оптических волокон могут быть подвергнуты обрезке и полированию. В одном из примеров воплощения настоящего изобретения, для удержания собранного коннектора в процессе обрезки и полирования, может быть использована зажимающая шайба, как описано выше.
В процессе подключения, конструкция коннектора 200 может обеспечить надлежащее распределение усилий так, чтобы чрезмерные усилия не прикладывались бы непосредственно к оптическим волокнам, что могло бы привести к повреждениям. Благодаря применению вынесенного захвата оптических волокон, ряд оптических волокон на некоторой длине между передней частью механизма 254 фиксации и передней поверхностью феррулы 222, имеют возможность сжатия вдоль своей оси по мере того, как усилие от присоединяемого коннектора прикладывается к торцам оптических волокон. По мере того, как усилие от присоединяемого коннектора прикладывается к отдельным оптическим волокнам, каждое из оптических волокон сдвигается назад внутри каналов феррулы, при этом возникает усилие сжатия, направленное вперед, на совмещаемые оптические волокна. Это усилие сжатия является необходимым для поддержания физического контакта между оптическими волокнами при расширении и сжатии конструкции, вызванном изменениями температуры.
Как было указано выше, особенностью коннекторов 100 и 200 является промежуточная пружина (например, пружинный элемент 150, 250), расположенный между феррулой и втулкой. В типовых коннекторах формата МРО используется стандартная промышленная феррула формата МТ совместно с основной пружиной, работающей на сжатие, такой как, пружина 155, 255, предназначенной для поддержания физического контакта, необходимого для обеспечения нужных оптических характеристик. После подключения коннектора, основная пружина оказывает давление, направленное вперед, на заднюю часть феррулы и оптические волокна, которые, в типовых коннекторах, обычно приклеены к каналам феррулы, таким образом поддерживается необходимый физический контакт.
После установления соединения, феррулы двух коннекторов плотно удерживаются в контакте друг с другом за счет усилия сжатия противоположных основных пружин, которые прижимают феррулы друг к другу. В соответствии со стандартом TIA/EIA 604-5-А FOCIS-5 Туре МРО, когда коннекторы соединены друг с другом, защелки (не показаны) удерживают соответствующие пружины в сжатом состоянии.
В описанных выше воплощениях коннекторов 100 и 200, конструкция коннектора, в соответствии с настоящим изобретением, может предусматривать дополнительное регулирование физического контакта между рядами оптических волокон при помощи промежуточной пружины. Когда коннекторы соединены друг с другом, за счет промежуточной пружины обеспечивается надежный и регулируемый физический контакт между каждым оптическим волокном первого коннектора и противолежащим оптическим волокном второго коннектора, при этом исключена нагрузка на каждое из соединяемых оптических волокон, которая могла бы привести к разрушениям.
В соответствии с одним из примеров воплощения настоящего изобретения, предпочтительная величина контактного усилия между соединяемыми оптическими волоконами может быть от примерно 30 грамм-сил до примерно 80 грамм-сил. Для того, чтобы обеспечить необходимую величину контактного усилия от примерно 30 грамм-сил до примерно 80 грамм-сил для каждого из 12 оптических волокон ряда, в данном примере воплощения настоящего изобретения, необходимо, чтобы почти все усилие, возникающее при соединении, было распределено, причем было распределено равномерно, между оптическими волокнами и лишь небольшая часть этого усилия была приложена к ферруле. Для того, чтобы выполнить такое условие, при соединении коннекторов 100, 200, между втулкой и феррулой располагается промежуточная пружина 150, 250. Промежуточная пружина толкает феррулу вперед, плотно прижимая ее к поверхности контакта полки в наружном корпусе коннектора (например, корпусе 110, 210 коннектора) на протяжении всего процесса сборки коннектора. Поскольку феррула удерживается в таком положении, а промежуточная пружина немного сжата, торцы ряда оптических волокон могут быть подвергнуты полированию, в сущности, заподлицо с передней поверхностью (например, поверхностью 122, 222) феррулы. Такая конструкция и процесс позволяют получать оптические волокна, в сущности, одинаковой длины, с торцами, расположенными заподлицо с передней поверхностью феррулы, причем концы оптических волокон могут быть без труда очищены перед соединением.
Во время соединения, когда феррулу толкает назад подключаемый коннектор, промежуточная пружина сжимается еще больше. Поскольку в коннекторах 100, 200 применяется вынесенная фиксация оптических волокон, феррула (120, 220) имеет возможность осевого перемещения вдоль ряда оптических волокон, назад, по направлению к втулке (130, 230). По мере того, как феррула перемещается назад, большая часть усилия основной пружины прикладывается к торцам ряда оптических волокон.
Применяя такой подход можно разработать многоволоконный коннектор, в котором, за счет выбора усилия сжатия промежуточной пружины, к ряду оптических волокон будет прикладываться усилие осевого сжатия вполне определенной величины (например, от 0 до 11,8 Н). Определенная величина усилия физического контакта необходима для обеспечения надлежащих оптических характеристик коннектора.
Как определено в упомянутом выше стандарте TIA/EIA МРО, FOCIS-5, усилие при присоединении соответствующего стандарту коннектора формата МРО, не должно превышать 11,8 Н при полном сжатии. В типовых коннекторах необходимое усилие создается при помощи основной пружины. Если предположить, что все 100% усилия основной пружины прикладываются к торцам ряда оптических волокон, в системе с 12 оптическими волокнами, равнодействующая составит, примерно, 100 грамм-сил физического контакта на каждое оптическое волокно. Результаты экспериментов и моделирования показывают, что при усилии, примерно, 100 грамм-сил на каждое оптическое волокно, смещение торца оптического волокна составит примерно 14 мкм (в зависимости от типа оптического волокна), в направлении втулки. Экспериментальное моделирование показало, что часть этого смещения обеспечена осевым сжатием оптического волокна, а часть связана с изгибом оптического волокна под воздействием приложенного усилия. Более того, такое моделирование показывает, что чрезмерный изгиб оптического волокна может создать растягивающее напряжение на внешней стороне оптического волокна. Высокие уровни растягивающего напряжения могут сократить срок службы оптического волокна.
Как описано выше, в соответствии с примерами воплощения настоящего изобретения, усилие основной пружины, приложенное к ряду оптических волокон, может быть уравновешено промежуточной пружиной. Например, если к ряду из 12 оптических волокон приложено усилие основной пружины величиной 1200 грамм-сил, может быть использована промежуточная пружина с усилием сжатия в 200 грамм-сил, для того, чтобы фактически передать эти 200 грамм-сил от торцов оптических волокон обратно к основной пружине. Результирующая сила, приложенная к торцам оптических волокон, будет представлять собой разность (1000 грамм-сил или 83 грамм-силы на каждое оптическое волокно).
Описанные здесь коннекторы, предусматривающие возможность установки в полевых условиях, могут быть использованы в различных применениях, включая оборудование для подведения оптоволокна к дому, оборудование для подведения оптоволокна к антенне, локальные сети, центры обработки данных, высокопроизводительные вычисления и многие другие.
Из настоящего описания изобретения, сведущим в данной области техники, которым адресовано настоящее изобретение, будет очевидно, что настоящее изобретение допускает различные модификации, использование эквивалентных процессов, а также, то множество конструкций, к которым может быть применимо настоящее изобретение.