光纖活動(dòng)連接器技術(shù)及指標(biāo)要求

1、光纖活動(dòng)連接器技術(shù)及指標(biāo)要求一、引言光纖活動(dòng)連接器，俗稱活接頭，國際電信聯(lián)盟（ITU）建議將其定義 為“用以穩(wěn)定地，但并不是永久地連接兩根或多根光纖的無源組件”。主 要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備間、設(shè)備與儀表間、設(shè)備與光纖間以及光纖與光纖 間的非永久性固定連接，是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無源器件。正是由 于連接器的使用，使得光通道間的可拆式連接成為可能，從而為光纖提供 了測試入口，方便了光系統(tǒng)的調(diào)測與維護(hù)；又為網(wǎng)路管理提供了媒介，使 光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接調(diào)度更加靈活。由于光纖活動(dòng)連接器在光纖通信系統(tǒng)中具 有如此重要的作用，因此各國的廠家對此投入了大量的人力、物力，進(jìn)行 了積極和深入的研究，研制開發(fā)出了多種光纖

2、活動(dòng)連接器，現(xiàn)已廣泛地應(yīng) 用于各類光纖通信系統(tǒng)中。二、光纖活動(dòng)連接器的一般特征 大多數(shù)的光纖活動(dòng) 連接器是由三個(gè)部分組成的：兩個(gè)配合插頭和一個(gè)耦合管。兩個(gè)插頭裝進(jìn) 兩根光纖尾端；耦合管起對準(zhǔn)套管的作用。另外，耦合管多配有金屬或非 金屬法蘭，以便于連接器的安裝固定。 光纖活動(dòng)連接器的對準(zhǔn)方式有兩 種：用精密組件對準(zhǔn)和主動(dòng)對準(zhǔn)。高精密組件對準(zhǔn)方式是最常用的方式， 這種方法是將光纖穿入并固定在插頭的支撐套管中，將對接端口進(jìn)行打磨 或拋光處理后，在套筒耦合管中實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)。插頭的支撐套管采用不銹鋼、 鑲嵌玻璃或陶瓷的不銹鋼、陶瓷套管、鑄模玻璃纖維塑料等材料制作。插 頭的對接端進(jìn)行研磨處理，另一端通常采用彎

3、曲限制構(gòu)件來支撐光纖或光 纖軟線以釋放應(yīng)力。耦合對準(zhǔn)用的套筒一般是由陶瓷、玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）或金屬等材料制成的兩半合成的、緊固的圓筒形構(gòu)件做成的。為 使光纖對得準(zhǔn)，這種類型的連接器對插頭和套筒耦合組件的加工精度要求 很高，需采用超高精密鑄?；驒C(jī)械加工工藝制作。這一類光纖活動(dòng)連接器 的介入損耗在（0.183.0） dB范圍內(nèi)。主動(dòng)對準(zhǔn)連接器對組件的精度要 求較低，可按低成本的普通工藝制造。但在裝配時(shí)需采用光學(xué)儀表（顯微 鏡、可見光源等）輔助調(diào)節(jié)，以對準(zhǔn)纖芯。為獲得較低的插入損耗和較高 的回波損耗，還需使用折射率匹配材料。 在廣電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，經(jīng)常用到 的光纖活動(dòng)連接器從外形上有：FC型連接

4、器和SC型連接器,其中根據(jù)連接 端面的不同又分別分為PC、APC、UPC三種。FC型光纖活動(dòng)連接器最早 是由日本NIT研制。其中FC是Ferrule Connector的縮寫，表明其外部加強(qiáng) 件是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。SC型光纖活動(dòng)連接器是一種模塑插 拔耦合式單模光纖活動(dòng)連接器。其外殼采用模塑工藝，呈矩型；插頭套管 （也稱插針）由精密陶瓷制成，耦合套筒為金屬開縫套管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)尺 寸與FC型相同，緊固方式是采用插拔銷閂式，不需旋轉(zhuǎn)。SC型連接器價(jià) 格低廉，插拔操作方便，介入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度較高。三、光纖活動(dòng)連接器的性能光纖活動(dòng)連接器的性 能指標(biāo)，首先是光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)性能；另外

5、為保證光纖活動(dòng)連接器 的正常使用，還要考慮光纖活動(dòng)連接器的互換（同型號間）性能、機(jī)械性 能、環(huán)境性能和壽命（即最大可拔插次數(shù)）等。1、光學(xué)性能光纖連接器的光學(xué)特性指標(biāo)主要是插入損耗、回波損耗。插入損耗是指 因連接器的介入而引起傳輸線路有效功率減小的量值，該值越小越好。對 于該項(xiàng)性能，ITU建議應(yīng)根據(jù)20個(gè)樣品的測試，確定出平均損耗、標(biāo)準(zhǔn)偏 差和樣品最大損耗。其中平均損耗值應(yīng)不大于0.5dB。 回波損耗（或稱 反射衰減、回?fù)p、回程損耗）是衡量從連接器反射回來并沿輸入通道返回 的輸入功率分量的一個(gè)量度，其典型值應(yīng)不小于25dB。對于光纖通信系統(tǒng)來說，隨著系統(tǒng)傳輸速率的不斷提高，反射對系統(tǒng)的影響也越

6、來越大， 來自連接器的巨大反射將影響高速率激光器（升關(guān)速率為Gbit / s級）的 穩(wěn)定度，并導(dǎo)致分布噪聲的增大和激光器抖動(dòng)。因此對回波損耗的要求也 越來越高，僅滿足典型值的要求已無法符合實(shí)際要求，還需要進(jìn)一步提高 回波損耗。研究表明，通過對連接器對接端的端部進(jìn)行專門的拋光或研磨 處理，可以使回波損耗更大。ITU建議此類經(jīng)專門處理過的連接器，其回 波損耗值不應(yīng)小于38dB。2、互換性能光纖活動(dòng)連接器是一種通用的光接口元件，因此對于同一種型號的光纖活動(dòng)連接器，如無特殊要求， 任意組合而成的連接器組合與已匹配好的連接器組合相比較，傳輸功率的 附加損耗應(yīng)可忽略不計(jì)。而目前由于連接方式、加工精度以及光

7、纖的本征 特征（模場直徑、模場心度誤差等）的限制，該附加損耗尚不能完全忽略。 一般將此附加損耗限制在小于0.2dB的范圍內(nèi)。3、機(jī)械性能 光纖活動(dòng)連接器的機(jī)械性能主要包括機(jī)械耐久性、跌落、振動(dòng)、光纜抗拉、光 纜扭曲等。 對于機(jī)械耐久性（即重復(fù)插拔性能）,IEC規(guī)定應(yīng)從5個(gè)連接 器/光纜組合件樣品中取出1個(gè)，用人工方式接入和斷升至少200次，連 接器應(yīng)加以清洗，每重復(fù)接入25次就要測量一次介入損耗。完成測試后， 與初始值相比，其最大附加損耗不應(yīng)超過0.2dB，并仍能工作。對于振動(dòng) 性能，IEC規(guī)定振動(dòng)頻率范圍為（1055） Hz,穩(wěn)定振幅為0.75mm。試驗(yàn) 后的最大附加損耗不應(yīng)超過0.2dB。

8、4、環(huán)境性能 光纖活動(dòng)連接器環(huán)境性能包括高低溫存放、溫度循環(huán)、灰塵、腐蝕、易燃性等。高低溫性能， 主要是用以評估貯存溫度對裝配了連接器的光纜組合件的影響。ITU建議 在最高干熱溫度+8OC和最低溫度-55C下各持續(xù)保溫360h。然后把帶連 接器的光纜穩(wěn)定在（21 2 ）C、相對濕度為約為50%的環(huán)境下，持續(xù)24h。 試驗(yàn)后，與初始值相比較，附加損耗不應(yīng)超過0.05dB。對于溫度循環(huán)性能的試驗(yàn)，ITU建議低溫應(yīng)為-40C，高溫應(yīng)為+70。循環(huán)次數(shù)為40個(gè)溫度 周期。試驗(yàn)后，與初始值相比較，附加損耗不應(yīng)超過0.5dB。5、光纖活動(dòng)連接器的壽命 由于維護(hù)中轉(zhuǎn)接跳線和正常測試等需要，光纖活動(dòng)連 接器經(jīng)

9、常要進(jìn)行插拔，由此引出了插拔壽命即最大可插拔次數(shù)的問題。這 個(gè)問題的提出應(yīng)基于這樣的前提：光纖活動(dòng)連接器在正常使用條件下，經(jīng) 規(guī)定次數(shù)的插拔，各元件無機(jī)械損傷，附加損耗不超過限值(通常該限值 規(guī)定為0.2dB)。光纖活動(dòng)連接器的插拔壽命一般由元件的機(jī)械磨損情況決 定的。當(dāng)前，光纖活動(dòng)連接器的插拔壽命一般可以達(dá)到大于1000次，附加損耗不超過0.2dB。對采用開槽陶瓷耦合套筒的光 纖活動(dòng)連接器來說，由于陶瓷材料存在裂紋生長，因此靜態(tài)疲勞將導(dǎo)致套 筒破裂。根據(jù)有關(guān)資料介紹，未經(jīng)篩選的此類套筒20年的破裂概率為10-4。 若以比工作應(yīng)力大2.6倍的篩選力進(jìn)行篩選試驗(yàn)，那么在20年內(nèi)將不會(huì)發(fā)生破裂。四

10、、光纖活動(dòng)連接器的技術(shù)指標(biāo)要求在廣電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要用到大量的光纖活動(dòng)連接器，例如在光纜配線架到設(shè)備間之間的 連接。光纖活動(dòng)連接器將直接影響到網(wǎng)絡(luò)總體質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)可靠性。參照中 華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 987-1998,并根據(jù)廣電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實(shí)際情 況，我們制訂了南京電視臺(tái)光纖活動(dòng)連接器和標(biāo)準(zhǔn)光纖適配器(法蘭)技 術(shù)指標(biāo)要求，見下表：項(xiàng)目測試條件數(shù)值PC UPC APC 光學(xué)性能最大插入損耗(dB) 光源：1.3|J m(LED) 0.3 0.3 0.3 最小回波損耗(dB) 光源：1.3|J m(LD) 40 50 60 機(jī)械性能(插入損耗最大變化量)(dB)互換性任意對接 0.2振動(dòng)1058Hz,振幅1.5mm 0.2重復(fù)插撥 大于1000次0.1 環(huán)境性能 (插入損耗最大變化量)(dB)高溫+85C,連續(xù)100小時(shí)0.2低溫-40C,連續(xù)100小時(shí)0.2 溫度循環(huán)-40+85C, 5個(gè)循環(huán)0.2 濕度-25+65C,93%R.H., 100小時(shí) 0.2 表一 FC、SC型光纖連接器