mini|Verschiedene LWL-Steckverbinder mini|Simplex SC/APC-Stecker mit Kupplung und Staubschutzkappe; Grün = APC (angewinkelte Endfläche der Ferrule) mini|Patchkabel mit TOSLINK-Steckern, eine Seite (links) mit einem Laser (rot) bestrahlt

LWL-Steckverbinder sind spezielle Steckverbinder zur lösbaren Verbindung von Lichtwellenleitern (LWL) bzw. Glasfaserkabeln. Lichtwellenleiter können über sie miteinander oder mit anderen Komponenten verbunden werden. In der Nachrichtentechnik sind das Sender, Empfänger oder Verstärker, in der Messtechnik, Spektroskopie oder Medizintechnik beispielsweise Laser-Geräte, Licht-Sensoren oder Strahlungsdetektoren.

Die Mehrheit der heute eingesetzten Steckverbindungen sind Stecker-Stecker-Verbindungen. Die verwendeten Stecker müssen dabei eine möglichst geringe Signaldämpfung (auch Einfügedämpfung, engl. ) und eine hohe Rückflussdämpfung (engl. ) sowie eine hohe Reproduzierbarkeit bzw. Aufrechterhaltung dieser Parameter über mehrere hundert Verbindungszyklen besitzen.

Die am häufigsten verwendeten Steckerarten in der Nachrichtentechnik sind LC und SC, wobei aus älteren Installationen auch noch ST und E-2000 weit verbreitet sind. In der Laser- und Messtechnik werden vorwiegend FC- und F-SMA-Stecker eingesetzt. Bei der digitalen Übertragung von Audiosignalen, wie zum Beispiel von CD-, DVD-Spielern oder Flachbildfernsehern zu Audioverstärkern, werden hauptsächlich TOSLINK-Stecker benutzt.

Geschichte mini|hochkant=1.2|Schematische Darstellung der Verbindung von Lichtwellenleitern mittels Linsensteckern (Kollimation und Fokussierung mit Kugellinsen)

Frühe Bauformen Früher wurden sogenannte Linsenstecker (engl. ) verwendet, bei denen mittels einer Linse am Faserausgang das Licht kollimiert, und am Stecker der Empfangsfaser mit einer gleichen Linse wieder auf die Faserendfläche fokussiert wird.What is Expanded Beam Connector? Fiber Optic Training & Tutorials – FAQ, Tipps & News, auf www.fiberoptics4sale.com, abgerufen am 5. März 2012. Vorteil dieser Steckverbindung ist die relative Unempfindlichkeit gegenüber axialem Versatz oder Verunreinigungen, weshalb sie vereinzelt heute noch für den Einsatz in rauen Umgebungen verwendet werden.Glasfaserstecker für extreme Umweltbedingungen. Pressemitteilung der trans data elektronik GmbH, 15. Dezember 2009. Abgerufen am 16. Februar 2012.LINSENSTECKER (EXPANDED BEAM CONNECTORS). Rosenberger-OSI GmbH & Co. OHG. Abgerufen am 16. Februar 2012. Gravierender Nachteil dieser Technik ist die sehr große Bauform und die relativ hohe Signaldämpfung durch die Reflexionsverluste an den vielen Luft-Glas-Grenzflächen (Einfügedämpfung im Bereich von 1–2 dB). Zur Reduzierung der Einfügedämpfung wurden die heute vorwiegend verwendeten Kontakt-Steckverbinder eingeführt, bei denen sich die Faserendflächen möglichst nahe kommen oder direkt berühren. Dadurch ist es auch möglich besonders kleine Bauformen zu realisieren mit bis zu hundert Fasern in einem Stecker.

Endflächengestalt mini|hochkant=1.6|Endflächenausführung mit abgerundetem Faserende (PC) und zusätzlich angewinkelter Endfläche (APC) zum Erhöhen der Rückflussdämpfung (lichtführender Faserkern gelb dargestellt, Rückreflexionen durch blaue Pfeile angedeutet)

Durch federnd gelagerte, sehr präzise zylindrische Hülsen zur Faseraufnahme (sogenannte Ferrulen), die in den Steckeraufnahmen in direkten Kontakt gebracht werden, konnte die Einfügedämpfung auf Werte von 0,1–0,5 dB gesenkt werden. Die hauptsächlich aus Metall oder Keramik bestehenden Ferrulen werden mit der eingeklebten Faser speziell angeschliffen bzw. poliert. Früher wurden die Endflächen rechtwinklig zur Faserachse plan gefertigt, was jedoch gewisse Nachteile hatte: Der Anpressdruck verteilte sich auf die gesamte Steckerendfläche und nicht nur auf den für die Übertragung relevanten Bereich des Faserkerns. Fertigungstoleranzen, Verunreinigungen oder Beschädigungen auf der Steckerendfläche (auch außerhalb des Kernbereiches) können beim Verbinden zu einem Luftspalt zwischen den beiden Steckern führen, welcher eine erhöhte Dämpfung und Reflektivität der Verbindung zur Folge hat.

+ Erzielbare Rückflussdämpfung für verschiedene EndflächenausführungenMeasuring Reflectance or Return Loss. The FOA Reference Guide To Fiber Optics, The Fiber Optic Association (FOA). Abgerufen am 14. September 2017. Abkürzung Bezeichnung Reflexionsgrad Rückflussdämpfung PC Physical Contact < −30 dB > 30 dB SPC Super Physical Contact < −40 dB > 40 dB UPC Ultra Physical Contact < −50 dB > 50 dB APC Angled Physical Contact < −60 dB > 60 dB

Zum Vermeiden der genannten Probleme wurden die sogenannten PC-Stecker entwickelt (engl. ), mit einer abgerundeten Endfläche (Radius ca. 10–15 mm), die beim Stecken nur einen physischen Kontakt der Faserkerne herstellen. Fast alle qualitativ hochwertigen Stecker sind heute mindestens PC-Stecker und führen oft ein „PC“ als Ergänzung in ihrer Bezeichnung (wie etwa ST/PC, SC/PC, FC/PC usw.).

Immer höhere Anforderungen an die Rückflussdämpfung (engl. , Kehrwert des Reflexionsgrads) der installierten Steckverbindungen führten schließlich zu immer besseren Polierqualitäten der PC-Stecker, wozu die Grade SPC (engl. ) und UPC (engl. ) gehören. Eine weitere Erhöhung konnte dann nur noch durch die sogenannten HRL-Stecker (engl. ) bzw. APC-Stecker (engl. ) erreicht werden (Werte für die Rückflussdämpfung siehe Tabelle). Bei dieser Steckerart ist die Steckerendfläche nicht nur ballig ausgeführt, sondern die Normale der Faserstirnfläche ist zusätzlich noch um einige Grad (Standard ist 8°) zur Faserachse verkippt. Durch diesen Aufbau wird von der Steckerendfläche reflektiertes Licht aus dem Kern über das Mantelglas in die Luft hinaus gebrochen und kann somit die Datenübertragung nicht mehr stören (siehe Abb.). Stecker dieser Bauart führen ein APC als Ergänzung in ihrer Bezeichnung (ST/APC, SC/APC, FC/APC, LC/APC, LSH/APC usw.). UPC- und APC-Steckertypen kommen speziell bei Monomodefasern zum Einsatz.

Steckertypen Die am häufigsten verwendeten Steckerarten sind heute LC (engl. ) und SC (engl. ). Aus älteren Installationen sind auch noch ST (engl. ) und E-2000 weit verbreitet. Der LC-Stecker gehört wie der MU-Stecker zu den sogenannten -Steckern (SFF-Stecker). Diese besitzen 1,25-mm-Ferrulen und ermöglichen durch ihre kleinere Bauform eine höhere Bestückungsdichte als ältere Stecker, wie beispielsweise der SC-, ST- und E-2000-Stecker mit 2,5-mm-Ferrulen. Eine weitere Erhöhung der Portdichte kann mit Mehrfasersteckern mit MT-Ferrulen (engl. ) erreicht werden, wie etwa dem MTRJ-, MPO- bzw. MTP-Stecker. In MT-Ferrulen sind typischerweise 2 (MTRJ) bis 16 (MPO/MTP) Fasern pro Reihe (Faserabstand 250–750 µm) untergebracht und die Ausrichtung der Mehrfaser-Ferrule erfolgt durch zwei seitlich angebrachte hochpräzise Führungsstifte, die sich entweder im Stecker selbst oder in der Steckeraufnahme befinden.

F-SMA (SMA 905/906) mini|links|F-SMA-Stecker (SMA 905)

Der F-SMA Stecker ist der älteste LWL-Steckverbinder und wurde Ende der 1970er-Jahre von Amphenol auf Grundlage des SMA-Steckverbinder für HF-Anwendungen entwickelt. Zur Unterscheidung wird der Bezeichnung üblicherweise ein F vorangestellt (F-SMA für engl. ). In die bestehende, durch die Sechskantmutter gekennzeichnete Bauform wurde die Faseraufnahme mit einer 3,175-mm-Ferrule aus Edelstahl (selten auch aus Keramik) eingearbeitet. Der Stecker ist nicht verdrehsicher und die Fasern zweier Stecker können somit nicht in physischen Kontakt gebracht werden. Es wird daher ein sogenannter Stirnflächenkontakt zwischen den Ferrulen hergestellt, ohne dass sich die Faserendflächen berühren. Der Stecker kommt nur für Multimodefasern zum Einsatz und ist im Telekommunikationsbereich nur noch in älteren Installationen anzutreffen (zu große Bauform und relative hohe Einfügedämpfung). Auf Grund seiner robusten Bauweise wird er aber immer noch im Messtechnik-, Medizin- und Militärbereich verwendet, und wird auch in der Schutzart-Ausführung IP65 angeboten. Neben dem typischen und heute noch verwendeten F-SMA-Stecker (SMA 905) existiert eine weitere Bauform mit etwas abweichendem Ferrulendesign (SMA 906), die eine Stufe im vorderen Ferrulenbereich zur Aufnahme einer Führungshülse besitzt.

FC mini|FC/PC-Stecker

Der FC-Stecker (FC für engl. ) wurde ursprünglich von NTT entwickelt. Wie beim F-SMA-Stecker wird die Verriegelung über einen Schraubverschluss realisiert (runde Rändelmutter). Im Steckergehäuse aus Metall ist eine axial federnd gelagerte 2,5-mm-Ferrule aus Edelstahl oder Keramik eingearbeitet (oder Keramikferrule mit Metalleinsatz, wie bei der Technik der Kern-Kern-ZentrierungDIAMOND TECHNOLOGIE FÜR LWL-STECKVERBINDUNG. Verfahren der Kern-Kern-Zentrierung – DIAMOND SA 04/2010 ().). Für den physischen Kontakt der Fasern bei einer Stecker-Stecker-Kupplung sind die Endflächen konvex ausgeführt und mit FC/PC (0°-Schliff) oder FC/APC (8°-Schrägschliff) gekennzeichnet. Die Einfügedämpfung ist deutlich geringer als beim F-SMA-Stecker und liegt bei etwa 0,2 dB. Das Steckergehäuse besitzt eine Verdrehsicherung in Form einer Passfeder, wobei auf dem Markt zwei zueinander inkompatible Bauformen mit unterschiedlichen Breiten vorhanden sind, die sich noch zusätzlich von Hersteller zu Hersteller leicht unterscheiden: der R-Typ ( bzw. ) mit 1,97–2,02 mm und der N-Typ (für NTT-typ bzw. ) mit 2,09–2,14 mm.Polarization Maintaining Connectors. POLARIZATION MAINTAINING FIBER PATCHCORDS AND CONNECTORS – OZ Optics Limited 03/2009 (PDF). Der FC-Stecker wird hauptsächlich für normale und polarisationserhaltende Monomodefasern benutzt, ist aber auch für Multimodefasern geeignet. Er wird heute im Telekommunikationsbereich nicht mehr verwendet, erfreut sich aber auf Grund der sehr guten Stabilität der Verbindung immer noch großer Beliebtheit (wie auch der F-SMA-Stecker für Multimodefasern). Eingesetzt wird er beispielsweise zur Faserkopplung von Lasern sowie in der Mess- und Medizintechnik.

ST (BFOC) mini|links|ST-Stecker

Der ST-Stecker (ST für engl. ) wurde von AT&T entwickelt und ist auf Grund seines Bajonettverschlusses auch als BFOC-Stecker bekannt (für engl. ). Er wurde früher viel in lokalen Netzen (LAN) verwendet (löste damals den F-SMA-Stecker ab). Das Steckergehäuse besteht aus Metall oder Kunststoff und die 2,5-mm-Ferrule besteht meist aus Keramik (Metallversionen sind auch möglich). Geeignet ist dieser Stecker für Monomode- wie auch für Multimodefasern, wobei er hauptsächlich für Multimode-Anwendungen verwendet wird. Die mittlere Einfügedämpfung liegt bei 0,3 dB, die maximale bei 0,4 dB. Es gibt zwei Bauformen des ST-Steckers, die sich in der Ausführung des Bajonettverschlusses unterscheiden. Bei manchen Bauformen ist der Verschluss zur Aufnahme des Verriegelungsstiftes in axialer Richtung offen, und bei anderen ist er geschlossen, besitzt aber eine Nut zur Einführung des Stiftes. Weiterhin besitzt er eine Verdrehsicherung, die aber beim Steckvorgang (wie beim FC-Stecker) etwas hinderlich ist und zur Entwicklung von Steckern mit rechteckigen Gehäuseformen führte.

SC