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各種光纖連接器結構及性能淺析
2014/11/18

        1.引言

  在安裝任何光纖系統時,都必須考慮以低損耗的方法把光纖或光纜相互連接起來,以實現光鏈路的接續。光纖鏈路的接續,又可以分為永久性和活動性的兩種。 永久性的接續,大多采用熔接法、粘接法或固定連接器來實現;活動性的接續,一般采用活動連接器來實現。本文將活動連接器做一簡單的介紹。

  光纖活動連接器 ,俗稱活接頭,一般稱為光纖連接器,是用于連接兩根光纖或光纜形成連續光通路的可以重復使用的無源器件,已經廣泛應用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測試儀器、儀表中,是目前使用數量最多的光無源器件。

  2.光纖連接器的一般結構

  光纖連接器的主要用途是用以實現光纖的接續,F在已經廣泛應用在光纖通信系統中的光纖連接器,其種類眾多,結構各異。但細究起來,各種類型的光纖連接器的基本結構卻是一致的,即絕大多數的光纖連接器一般采用高精密組件(由兩個插針和一個耦合管共三個部分組成)實現光纖的對準連接。

  這種方法是將光纖穿入并固定在插針中,并將插針表面進行拋光處理后,在耦合管中實現對準。插針的外組件采用金屬或非金屬的材料制作。插針的對接端必須 進行研磨處理,另一端通常采用彎曲限制構件來支撐光纖或光纖軟纜以釋放應力。耦合管一般是由陶瓷、或青銅等材料制成的兩半合成的、緊固的圓筒形構件做成, 多配有金屬或塑料的法蘭盤,以便于連接器的安裝固定。為盡量精確地對準光纖,對插針和耦合管的加工精度要求很高。

  3.光纖連接器的性能

  光纖連接器的性能,首先是光學性能,此外還要考慮光纖連接器的互換性、重復性、抗拉強度、溫度和插拔次數等。

  (1)光學性能:對于光纖連接器的光性能方面的要求,主要是插入損耗和回波損耗這兩個最基本的參數。

  插入損耗(Insertion Loss)即連接損耗,是指因連接器的導入而引起的鏈路有效光功率的損耗。插入損耗越小越好,一般要求應不大于0.5dB。

  回波損耗(Return Loss)是指連接器對鏈路光功率反射的抑制能力,其典型值應不小于25dB。實際應用的連接器,插針表面經過了專門的拋光處理,可以使回波損耗更大,一般不低于45dB。

  (2)互換性、重復性

  光纖連接器是通用的無源器件,對于同一類型的光纖連接器,一般都可以任意組合使用、并可以重復多次使用,由此而導入的附加損耗一般都在小于0.2dB的范圍內。

  (3)抗拉強度

  對于做好的光纖連接器,一般要求其抗拉強度應不低于90N。

  (4)溫度

  一般要求,光纖連接器必須在-40℃~ +70℃的溫度下能夠正常使用。

  (5)插拔次數

  目前使用的光纖連接器一般都可以插拔l000次以上。

  4.部分常見光纖連接器

  按照不同的分類方法,光纖連接器可以分為不同的種類,按傳輸媒介的不同可分為單模光纖連接器和多模光纖連接器;按結構的不同可分為FC、SC、ST、D4、DIN、Biconic、MU、LC、MT等各種型式;按連接器的插針端面可分為PC(UPC)和APC;按光纖芯數分還有單芯、多芯之分。

  在實際應用過程中,我們一般按照光纖連接器結構的不同來加以區分。以下簡單的介紹一些目前比較常見的光纖連接器:

  (1)FC光纖連接器

  這種連接器最早是由日本NTT研制。FC是Ferrule Connector的縮寫,表明其外部加強方式是采用金屬套,緊固方式為螺絲扣。最早,FC類型的連接器,采用的陶瓷插針的對接端面是平面接觸方式 (FC)。此類連接器結構簡單,操作方便,制作容易,但光纖端面對微塵較為敏感,且容易產生菲涅爾反射,提高回波損耗性能較為困難。后來,對該類型連接器 做了改進,采用對接端面呈球面的插針(PC),而外部結構沒有改變,使得插入損耗和回波損耗性能有了較大幅度的提高。

  (2)SC型光纖連接器

  這是一種由日本NTT公司開發的光纖連接器。其外殼呈矩形,所采用的插針與耦合套筒的結構尺寸與FC型完全相同,其中插針的端面多采用PC或APC型研磨方式;緊固方式是采用插拔銷閂式,不需旋轉。此類連接器價格低廉,插拔操作方便,介入損耗波動小,抗壓強度較高,安裝密度高(路由器交換機上用的最多)。

  (3)ST型光纖連接器

  ST型光纖跳線:常用于光纖配線架,外殼呈圓形,緊固方式為螺絲扣。(對于10Base-F連接來說,連接器通常是ST類型。常用于光纖配線架)

  (4)LC型光纖連接器

  LC型連接器是著名Bell研究所研究開發出來的,采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機理制成。其所采用的插針和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半,為1.25mm。這樣可以提高光配線架中光纖連接器的密度。目前,在單模SFF方面,LC類型的連接器實際已經占據了主導地位,在多模方面的應用也增長迅速。

  (5)雙錐型連接器(Biconic Connector)

  這類光纖連接器中最有代表性的產品由美國貝爾實驗室開發研制,它由兩個經精密模壓成形的端頭呈截頭圓錐形的圓筒插頭和一個內部裝有雙錐形塑料套筒的耦合組件組成。

  (6)DIN4型光纖連接器

  這是一種由德國開發的連接器。這種連接器采用的插針和耦合套筒的結構尺寸與FC型相同,端面處理采用PC研磨方式。與FC型連接器相比,其結構要復雜 一些,內部金屬結構中有控制壓力的彈簧,可以避免因插接壓力過大而損傷端面。另外,這種連接器的機械精度較高,因而介入損耗值較小。

  (7)MT-RJ型連接器

  MT-RJ起步于NTT開發的MT連接器,帶有與RJ-45型LAN電連接器相同的閂鎖機構,通過安裝于小型套管兩側的導向銷對準光纖,為便于與光收發信機相連,連接器端面光纖為雙芯(間隔0.75mm)排列設計,是主要用于數據傳輸的下一代高密度光連接器。

  (8)MU型連接器

  MU連接器是以目前使用最多的SC型連接器為基礎,由NTT研制開發出來的世界上最小的單芯光纖連接器, 該連接器采用1.25mm直徑的套管和自保持機構,其優勢在于能實現高密度安裝。利用MU的l.25mm直徑的套管,NTT已經開發了MU連接器的系列。 它們有用于光纜連接的插座型光連接器(MU-A系列),具有自保持機構的底板連接器(MU-B系列)以及用于連接LD/PD模塊與插頭的簡化插座(MU- SR系列)等。隨著光纖網絡向更大帶寬更大容量方向的迅速發展和DWDM技術的廣泛應用,對MU型連接器的需求也將迅速增長。

  5.結束語

  隨著光纖通信技術不斷的發展,特別是高速局域網和光接入網的發展,光纖連接器在光纖系統中的應用將更為廣泛。同時,也對光纖連接器提出了更多的、更高的要求,其主要的發展方向就是:外觀小型化、成本低廉化,而對性能的要求卻越來越高。在未來的一段時間內,各種新研制的光纖連接器將與傳統的FC、SC等連接器一起,形成“各顯所長,各有所用”的格局。出自:光纖收發器http://www.twpasak.com/product/ProductCategory30_1.htm

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