Unterschiede zwischen PC-, UPC- und APC-Schnittstellen-Faserverbindungskabeln

In Glasfaserkommunikationssystemen wirkt sich die Art der Politur von Glasfaser-Patchkabel-Schnittstellen direkt auf wichtige Leistungskennzahlen aus, wie z. B. Einfügungsdämpfung (Signalabschwächung bei der Übertragung) und Rückflussdämpfung (unerwünschte Signalreflexion). Zu den häufigsten Polierstandards gehören PC, UPCund APC-unterscheiden sich im strukturellen Aufbau, den Leistungsmerkmalen und den Anwendungsszenarien. In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede erläutert, um die richtige Auswahl für bestimmte Anwendungsfälle zu treffen.

1. PC-Schnittstelle: Physischer Kontakt

Definition und strukturelle Merkmale

PC (Physical Contact) ist der grundlegendste Standard für das Polieren von Faserschnittstellen. Er wurde entwickelt, um Luftspalte zwischen zusammenpassenden Keramikferrulen (die Kernkomponente, die die Faserkerne ausrichtet) zu minimieren. Zu seinen wichtigsten strukturellen Merkmalen gehören:

• Mikrosphärisches Polieren: Die Endfläche der Keramikferrule ist in eine leicht mikrosphärische konvexe Form poliert. Dieses Design stellt sicher, dass der Faserkern (typischerweise 9μm für Singlemode oder 50/62,5μm für Multimode) an der "Spitze" der konvexen Oberfläche sitzt.
• Reduzierung des Luftspalts: Wenn zwei PC-Schnittstellen zusammengesteckt werden, drückt die mikrosphärische Wölbung die Aderendhülsen fest zusammen, wodurch Luftspalten zwischen den Stirnseiten vermieden werden. Luftspalten sind eine Hauptursache für Einfügungsverluste und Signalreflexionen, so dass dieses Design die Übertragungseffizienz direkt verbessert.

Leistungsmerkmale

• Einfügungsdämpfung (IL): Normalerweise ≤ 0,25 dB. Dank dieser geringen Dämpfung ist PC für die meisten allgemeinen Glasfaserverbindungen geeignet.
• Rückflussdämpfung (RL): Im Allgemeinen ≥ 35 dB. Obwohl es die Reflexion wirksam reduziert, ist es nicht für Szenarien optimiert, die eine extrem niedrige Reflexion erfordern.

2. UPC-Schnittstelle: Ultra Physical Contact

Definition und strukturelle Merkmale

UPC (Ultra Physical Contact) ist eine verbesserte Version des PC-Standards, die entwickelt wurde, um die Signalintegrität für Hochgeschwindigkeits- oder Hochbandbreitenanwendungen weiter zu verbessern. Seine strukturellen Verbesserungen umfassen:

• Verfeinerte Polierpräzision: Aufbauend auf dem mikrosphärischen Design von PC setzt UPC fortschrittliche Poliertechniken ein, um eine gleichmäßigere, glattere Stirnfläche. Die Konvexität der Ferrule wurde optimiert, um einen noch engeren Kontakt zwischen den Steckverbindungen zu gewährleisten.
• Hervorragende Oberflächenqualität: UPC-Schnittstellen haben eine höhere Oberfläche 光洁度 (Glattheit) als PC. Dadurch werden Mikrokratzer oder Unregelmäßigkeiten auf der Ferrule-Endfläche reduziert, die zusätzliche Einfügungsverluste oder Reflexionen verursachen können.
• Kalottenförmige Stirnfläche: Die UPC-Hülsen sind an der Spitze "runder" als die PC-Hülsen, so dass der Faserkern perfekt auf den Gegenkern ausgerichtet ist.

Leistungsmerkmale

• Einfügungsdämpfung (IL): Typischerweise ≤ 0,15 dB. Dies ist 40% niedriger als bei PC und macht UPC ideal für Hochgeschwindigkeitsnetze (z. B. 100G/400G Ethernet), bei denen minimale Signaldämpfung entscheidend ist.
• Rückflussdämpfung (RL): Im Allgemeinen ≥ 40 dB. Die verbesserte Oberflächenglätte und der engere Kontakt verringern die Reflexion erheblich, wodurch UPC für empfindliche optische Systeme geeignet ist.

3. APC-Schnittstelle: Abgewinkelter physischer Kontakt

Definition und strukturelle Merkmale

APC (Angled Physical Contact) ist ein spezieller Polierstandard, der unerwünschte Signalreflexionen eliminiert - eine wesentliche Voraussetzung für analoge oder hochempfindliche digitale Systeme. Sein einzigartiges Design umfasst:

• 8° abgewinkelte Stirnfläche: Im Gegensatz zu den flachen/mikrosphärischen Endflächen von PC/UPC sind die APC-Hülsen auf einer 8°-Winkel relativ zur Faserachse. Dieser Winkel lenkt das reflektierte Licht in den Mantel der Faser um (statt zurück zur Lichtquelle), wo der Mantel das Streulicht absorbiert.
• Enger Körperkontakt: Trotz des Winkels sind bei APC-Schnittstellen eine präzise Ausrichtung und ein enger Kontakt zwischen den Aderendhülsen erforderlich, um die Einfügungsdämpfung gering zu halten. Das abgewinkelte Design beeinträchtigt die physische Verbindungsqualität nicht.

Leistungsmerkmale

• Einfügungsdämpfung (IL): Typischerweise ≤ 0,3 dB. Etwas höher als bei PC/UPC aufgrund der abgewinkelten Endfläche (was die Komplexität der Ausrichtung erhöht), aber immer noch innerhalb akzeptabler Grenzen für die meisten professionellen Anwendungen.
• Rückflussdämpfung (RL): ≥ 50 dB (oft bis zu 60 dB). Dies ist die niedrigste Reflexionsrate unter den drei Standards und macht APC unersetzlich für Systeme, die empfindlich auf Reflexionen reagieren (z. B. CATV, FTTH PON und analoge optische Übertragung).

Vergleichende Tabelle: PC vs. UPC vs. APC

Anwendungsszenarien

Die Wahl der richtigen Norm hängt von den Leistungsanforderungen des Systems ab:

• PC: Geeignet für universelle, kostengünstige Szenarien bei denen die Reflexion keine entscheidende Rolle spielt. Beispiele hierfür sind:
  • Ältere Unternehmens-LANs (1G/10G Ethernet).
  • Grundlegende Telekommunikationszugangsnetze.
  • Kurzstrecken-Glasfaserverbindungen in Gebäuden (z. B. zwischen Switches in einem kleinen Rechenzentrum).
• UPC: Ideal für digitale Hochgeschwindigkeits- und Breitbandsysteme die eine minimale Dämpfung erfordern. Beispiele hierfür sind:
  • Backbone-Verbindungen für Rechenzentren (100G/400G/800G Ethernet).
  • Cloud Computing und Big Data-Übertragungsnetze.
  • Leistungsstarke Speicherbereichsnetze (SANs).
• APC: Obligatorisch für für Signalreflexion empfindliche Systeme. Beispiele hierfür sind:
  • CATV-Netze (Kabelfernsehen) (analoge Signale sind sehr reflexionsempfindlich).
  • FTTH PON (Passive Optical Network) Systeme (z.B. GPON/EPON).
  • Analoge optische Sensoren und medizinische Bildgebungsgeräte.

Identifizierungsmethoden

Um eine Fehlanpassung der Schnittstellen zu vermeiden (was zu hohen Verlusten oder Schäden führen kann), verwenden die Industriestandards eine Farbcodierung für Patchkabelschuhe (die Schutzhülle um die Aderendhülse):

• PC: Normalerweise blau oder farblos Stiefel (keine standardisierte Farbe, aber blau ist für Singlemode üblich).
• UPC: Normalerweise blau oder weiß bootet (im Einklang mit PC für die Kompatibilität in einigen Systemen, aber überprüft durch Leistungsdaten).
• APC: Universell grün Stiefel - dies ist der strengste Farbstandard, um eine versehentliche Verwendung in nicht-reflexionsempfindlichen Systemen zu verhindern.

Schlussfolgerung

PC-, UPC- und APC-Schnittstellen sind nicht austauschbar - ihr Design und ihre Leistung sind auf bestimmte Anwendungsfälle zugeschnitten. Für den kostengünstigen allgemeinen Einsatz ist PC ausreichend; für digitale Hochgeschwindigkeitsnetze ist die geringe Dämpfung von UPC zu bevorzugen; und für reflexionskritische Systeme wie CATV oder FTTH ist APC unerlässlich. Das Verständnis dieser Unterschiede gewährleistet eine optimale Signalqualität, reduziert die Ausfallzeiten des Netzes und verlängert die Lebensdauer der Glasfaserausrüstung.