端面の検査とクリーニング:IEC 61300-3-35 の判定基準と方法
シングルモードのコア径は 9 µm です。その上に 5 µm の粉塵粒子が乗るだけで光の大部分が遮られ、コネクターを嵌合すると粒子がガラスに押し込まれて両方の端面に傷が付きます。その障害は、損傷したコネクターが触れるすべてのコネクター、トランシーバーのポートも含めて伝わっていきます。汚れは光ファイバー設備で最も頻繁に起こる障害であり、唯一完全に防止できる障害でもあります。このページでは、汚れが引き起こす影響、「見た目はきれい」を合格/不合格に変える IEC 61300-3-35 の領域と判定基準、MPO やトランシーバーポートを含む検査機器と手法、汚れと損傷の種類とその見分け方、清掃方法とそれぞれが適する場面、そして検査・清掃・再検査の手順を解説します。
汚れが引き起こす影響
| 汚れの種類 | 影響 |
|---|
| コア上の粉塵粒子 | 損失 0.5–3 dB、反射率が−30…−40 dB まで上昇 |
| 油膜(指紋) | 0.2–1 dB、高速リンクでは干渉性ノイズ |
| フェルール間の粒子 | 空隙が生じる:損失に加えて−14…−25 dB の反射、嵌合時に粒子が両方の端面に傷とピットを恒久的に残す |
| 乾いた液体の輪じみ | 損失と反射率に影響、乾拭き工程なしの湿式清掃後によく見られる |
| 高出力下の汚れ | 約+20 dBm を超えるとガラスに焼き付く、ワット級の出力ではファイバーヒューズが起こりうる(安全と取り扱い) |
| 汚れの転移 | 汚れたコードは挿入したすべてのポート、パネルアダプターやモジュールのレセプタクルを汚染し、障害が設備全体に広がる |
リンクへの影響:フラッピング、CRC エラー、受信光パワーの低下、反射に起因するレーザーノイズ(設備の障害、反射と反射減衰量)。
IEC 61300-3-35 の領域と判定基準
この規格は端面を同心円状の領域に分割し、コネクタータイプごとに、各領域で許容される傷と欠陥の数とサイズを定めています。検査機器はこの表を自動的に適用します。以下の数値は判定基準の概要を示すものです(第 2 版)。
| 領域 | 直径(シングルモード) | 直径(マルチモード) | 内容 |
|---|
| A(コア) | 0–25 µm | 0–65 µm | 光路、最も厳格 |
| B(クラッド) | 25–115 µm | 65–115 µm | 光に近く、欠陥がここにあると散乱・拡大する |
| C(接着剤) | 115–135 µm | 115–135 µm | エポキシ樹脂の輪、要件なし |
| D(接触部) | 135–250 µm | 135–250 µm | 物理的接触領域、大きな欠陥は正常な嵌合を妨げる |
| コネクタータイプ | 領域 A | 領域 B | 領域 D |
|---|
| シングルモード UPC(反射減衰量 ≥ 45 dB) | 傷なし、欠陥なし | 幅 ≤ 3 µm の傷:数の制限なし、それより幅広:不可、欠陥 < 2 µm:数の制限なし、2–5 µm:5 個まで、> 5 µm:不可 | 傷:制限なし、欠陥 ≥ 10 µm:不可 |
| シングルモード APC | 微細な傷(≤ 3 µm)4 個まで、欠陥なし | UPC と同じ | UPC と同じ |
| マルチモード PC | 傷 ≤ 3 µm:数の制限なし、それより幅広:不可、欠陥 < 5 µm:4 個まで、≥ 5 µm:不可 | 傷 ≤ 5 µm:制限なし、それより幅広:不可、欠陥 < 2 µm:制限なし、2–5 µm:5 個まで、> 5 µm:不可 | 上記と同じ |
| MPO/MTP | アレイの全心線に同じ基準を適用、1 心でも不合格ならコネクター全体が不合格 | — | — |
検査機器と手法
| 機器 | 用途 | 備考 |
|---|
| ハンドヘルドビデオプローブ、200 倍/400 倍 | パッチコードは 2.5 mm(SC/FC/ST)および 1.25 mm(LC/MU)チップ、パネルポートとレセプタクルはバルクヘッドチップ、MPO はパン&スキャンまたは自動スキャンチップを使用 | カメラなら目をビームから遠ざけられる。通電の可能性がある光ファイバーで使用できる唯一のスコープ |
| 自動解析プローブ | IEC 61300-3-35 に照らして判定し、画像を保存 | 受入レポート、技術者間で判定が一貫する |
| ベンチ顕微鏡 | 実験室・工場向け | 接眼レンズ越しに通電中の光ファイバーを見てはならない |
| 可視光源(VFL) | 検査機器ではないが、コード内の断線や急激な曲げを可視化する | 赤色光、クラス 2/3R、直視しないこと |
手順:光パワーメータで光ファイバーが無給電であることを確認します。キャップは検査の直前にだけ外します。コアを中心に合わせてピントを合わせます。すべての接続について両側、つまりコードとポートの両方を検査します。ポートは見落とされがちな側だからです。トランシーバーでは、 LC レセプタクル(SFP、QSFP-LR4)には 1.25 mm バルクヘッドチップを、パラレル光学レセプタクル(SR4、DR4)には MPO チップを使います。レセプタクルにはフェルールスタブまたはレンズアレイが収まっており、通常の端面と同様に判定します。結果を受入記録に残す場合は画像を保存します。
汚れと損傷の種類
| 外観 | 内容 | 対応 |
|---|
| 明るい斑点 | 空気中の粉塵、ダストキャップからの粒子 | 乾式清掃 |
| コア上のにじみやかすみ | フェルールに触れたことによる皮脂 | 湿式清掃後に乾拭き |
| 輪状または三日月状の跡 | 乾いた液体。乾拭き工程なしの湿式清掃によるアルコール残留であることが多い | 湿式清掃をやり直す、溶剤を減らし、直後に乾拭き |
| 繊維くずや糸くず | ワイプ、衣類、綿棒 | 乾式クリック式クリーナーを使用、そのワイプの使用をやめる |
| ゲルまたはグリース | クロージャ内のケーブル充填ゲル | 承認された溶剤で湿式清掃後に乾拭き |
| プラスチック削りくず | 新しいダストキャップから出るプラスチック片 | 新しいコードのキャップを外したら必ず清掃 |
| 直線状の傷 | 異物を挟んだままの嵌合、研磨性のある拭き取り | 傷が領域 A に達している場合はコードを交換、ピグテールは再研磨または再端末処理 |
| 暗色のピットや欠け | 硬い粒子を挟んだ嵌合、高出力、コネクターの落下 | 交換 |
| 端面またはフェルールを横切る亀裂 | 機械的損傷 | 再端末処理 |
| 暗色化または焼損したコア | 高出力による損傷 | 嵌合していた両方のコネクターを交換、対向側も検査 |
清掃方法
| 方法 | 対象 | 備考 |
|---|
| 乾式クリック式クリーナー(「ワンプッシュ」)、1.25 mm および 2.5 mm | パッチコード、延長チップを使えばパネルアダプターとレセプタクルにも | 第一選択、1 本あたり 500–800 回使用可能、まっすぐ押し込んでワンクリック、回転させない |
| カセット式またはリール式乾式クリーナー(リントフリークロス) | パッチコードのフェルール | 未使用面で 1 回か 2 回、まっすぐ拭く |
| 湿式+乾式:光学用溶剤をリントフリーワイプに一滴含ませ、続けて未使用の乾いた面で拭く | 油分、乾いた残留物、ゲル | 浸すのではなく一滴、乾拭き工程は必須、99 % イソプロパノールまたは専用洗浄液を使用し、70 % アルコールやアセトンは使わない |
| 1.25 mm および 2.5 mm のリントフリースワブ | パネルアダプターとレセプタクル | 1 回使い切り、まっすぐ挿入して 1 回転させて引き抜く、油分が見えない限り乾式 |
| MPO/MTP クリック式クリーナー、MPO カセットクリーナー | MPO コネクターとアダプター | 乾式、油分がある場合のみ湿式+乾式、ガイドピンには絶対に触れない、メス側も清掃する |
| 光学用エアダスター | スワブを使う前にレセプタクルから浮いた異物を吹き飛ばす | 糸くずや油分には不向き、市販のエアダスターは噴射剤の残留物を残す |
| 許容されない方法 | 綿棒、息を吹きかける、シャツ、再使用したワイプ、フェルールに触れる、レンズアレイ付きトランシーバーレセプタクル内での湿式溶剤使用 | — |
トランシーバーのレセプタクル:LC レセプタクルには 1.25 mm バルクヘッドチップを付けた乾式クリック式クリーナーを、パラレル光学レセプタクルには乾式 MPO クリーナーまたはエアダスターを使います。SR4/DR4 のレセプタクルにはレンズアレイが入っているため、溶剤はモジュールベンダーが許可している場合に限ります。
手順:検査・清掃・再検査
- 光パワーメータで、または対向側のレーザーを止めて、光ファイバーが無給電であることを確認します。
- ダストキャップは検査の直前に外し、それより早く外さないようにします。
- コードと、それが接続されるポートの両方を検査します。
- 汚れている → 乾式清掃 → 再検査。まだ汚れている → 湿式+乾式清掃 → 再検査。それでも汚れている、または領域 A に傷がある → コードを交換するか再端末処理します。損傷したポートアダプターは交換し、トランシーバーのレセプタクルが損傷している場合は通常モジュール自体の交換が必要です。
- 検査に合格したら直ちに嵌合します。フェルールに触れたり、息を吹きかけたり、置いたりしないでください。
- 嵌合していないものにはすべてキャップを付けます。清潔なキャップは密閉した袋に保管します。
- 受入時には、ポート識別子とともに画像を保存します(文書化とラベリング)。
| タイミング | 検査対象 |
|---|
| 嵌合のたび | 常にコネクターとポートの両方 |
| 測定のたび | まず基準コード。汚れた基準コードは試験結果を無効にします(試験と測定) |
| 輸送または保管の後 | すべてのコードとモジュール |
| 四半期ごと | 頻繁に再パッチされるパネルポート(保守と復旧) |
| リンクに問題が発生したとき | 他の何かに触れる前に |
規格
| 規格 | 内容 |
|---|
| IEC 61300-3-35 | 研磨端面の目視検査領域と合格/不合格基準 |
| IEC TR 62627-01 | コネクター清掃方法とその評価 |
| IPC-8497-1 | 光学アセンブリの清掃方法と汚れの評価 |
| IEC 60825-2 | 通電の可能性がある光ファイバーを検査する際の眼の安全性(規格マップ) |
CodingBox では
清掃の習慣が試されるのは実験台の上です。校正済みの光源から基準コードを通して CodingBox で読み取ったモジュールは、期待される受信光パワーをデシベルの数分の 1 以内の精度で示すはずです。読み取り値が 1–2 dB 低い場合は、モジュールを疑う前にモジュールのレセプタクルとコードを検査してください。清掃しながら Rx 値がリアルタイムで回復する様子を確認できます。清掃後の値をモジュールの基準値として記録します(アプリ内の DDM、 コネクターと光ファイバーの種類)。