光纖連接器的工藝研究[優(yōu)選材料]

1、摘 要光纖連接器是在光纖通信(傳輸)鏈路中，為了實現(xiàn)不同模塊。設備和系統(tǒng)之間靈活連接的需要，必須有一種能在光纖與光纖之間進行可拆卸(活動)連接的器件，使光路能按所需的通道進行傳輸，以實現(xiàn)和完成預定或期望的目的和要求，它是把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其介入光鏈路而對系統(tǒng)造成的影響減到最小。光纖連接器主要用于實現(xiàn)系統(tǒng)中設備間、設備與儀表間、設備與光纖間以及光纖與光纖間的非永久性固定連接，光纖連接器作為光互聯(lián)產品家族的核心器件，是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的使用量最大的接續(xù)性光無源器件，是實現(xiàn)光纖與光纖、光纖與儀表之間快速可靠地通、斷的一

2、種連接手段。本文詳細介紹首先介紹了光纖基本結構及其分類，光纖連接器的一般特性，重點分析了光纖連接器的各種性能影響。第四部分闡述了常見的各種光纖連接器結構并且對光纖連接器的一般特征、性能、現(xiàn)狀及發(fā)展等幾個方面作了簡要的論述。后面重點討論了光纖連接器的插入損耗機理以及產生因素，最后分析了光纖連接器的端面研磨工藝，光纖連接器的端面加工工藝和設備研究，對提高光纖連接器的端面質量和改善光纖連接器的性能，以及光纖連接器的加工裝備具有實際意義。 關鍵字：光纖通信，光纖連接器，插入損耗，研磨工藝ABSTRACTThe fiber optic connectors in optical fiber commun

3、ication ( transmission) link , in order to achieve the different modules . The need for flexible connection between the equipment and systems must have a detachable ( activities) between the fiber and fiber devices connected , so that the optical path to the desired channel for transmission to achie

4、ve and complete the scheduled The desired purpose and requirements of the two fiber end face precision docking to enable the launch of the optical output light energy to maximize the coupling to the receiving fibeand its involvement in the optical link system. to minimize the impact .Fiber optic con

5、nector is mainly used for system devices , equipment and instrumentation , equipment and fiber between the fiber and the fiber non-permanent fixed connection , fiber optic connectors as the core components of the optical interconnect product family , the optical fiber communication systems in not mi

6、ssing the use of the next passive devices, is fast and reliable way to pass off a connection means between the optical fiber and optical fiber , optical fiber and the instrument .This article introduces first introduced the basic structure of optical fiber and its classification, optical fiber conne

7、ctors general characteristics, analyzed the optical fiber connectors of the impact on performance. The fourth part elaborated the common all kinds of optical fiber connectors structure and the general characteristics of optical fiber connectors, performance, the present situation and the development

8、, etc are described. The back is focused on the optical fiber connectors insertion loss mechanism and produce factors, at last, analyzed the optical fiber connectors of end grinding process, optical fiber connectors of end processing technology and equipment research and to improve the quality of th

9、e optical fiber connectors end and improve the performance of the optical fiber connectors, and fiber optic connectors processing equipment with practical significance.Key word: optical fiber communication, optical fiber connectors, insertionloss, grinding process.二類優(yōu)質#目 錄摘 要IIABSTRACTIII第一章 緒 論- 1

10、-1.1選題背景- 1 -1.2光纖的基本結構以及分類- 3 -第二章 光纖連接器的一般特征- 6 -2.1光纖連接器的基本構成- 6 -2.2光纖連接器的分類- 6 -2.3光纖連接器的對準方式- 6 -2.4 光纖連接的主要方式- 7 -2.5 對光纖連接的要求- 7 -2.6光纖連接損耗產生的因素- 7 -2.7 光纖連接的方法與比較- 8 -第三章 光纖連接器的性能- 9 -3.1光學性能- 9 -3.2 互換性能- 10 -3.3機械性能- 10 -3.4環(huán)境性能- 11 -3.5光纖連接器的壽命- 11 -第四章部分常見光纖連接器- 12 -4.1 FCFC型光纖連接器- 12 -

11、4.2 FCPC型光纖連接器- 12 -4.3 SC（F04）型光纖連接器- 13 -4.4 DIN47256型光纖連接器- 13 -4.5雙錐型連接器（BiconicalConnector）- 13 -4.6 MT-RJ型連接器- 14 -4.7 LC型連接器- 14 -4.8 MU型連接器- 14 -4.9 FPC型連接器- 15 -4.10 PLC型連接器- 15 -第五章光纖連接器的插入損耗機理- 16 -5.1有關概念- 16 -5.2光纖連接器插入損耗的主要因素- 16 -5.3生產過程控制要素- 17 -5.4測試控制要素- 18 -5.5 重復性與互換性- 18 -第六章 光纖

12、連接器的端面研磨工藝分析- 19 -6.1、光纖連接器的研拋的原因- 19 -6.2、光纖連接器研拋的設備- 19 -6.3、光纖連接器研拋工藝- 20 -6.4、光纖連接器研拋常見的缺陷- 20 -第七章 總 結- 22 -致 謝- 23 -參考文獻：- 24 -第一章 緒 論1.1選題背景光纖通信技術是當今世界發(fā)展速度最快、覆蓋范圍最廣、滲透性最強、應用最廣泛的一個高新技術領域，同時也是推動全球信息通信業(yè)發(fā)展的主要驅動力量。光纖通信從提出理論到技術實現(xiàn)，再到今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間，廣泛應用在經(jīng)濟、社會各個領域，不僅能夠減少經(jīng)濟活動的交易費用，促進知識的傳播和信息的共享，而且對

13、國家國民經(jīng)濟的長遠發(fā)展產生重大影響。光纖通信為代表的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務蓬勃發(fā)展，移動業(yè)務持續(xù)高速增長，IPTV業(yè)務蓄勢待發(fā)，世界網(wǎng)絡帶寬需求的逐年年增長。這些業(yè)務層面上的發(fā)展對電信網(wǎng)的基礎光網(wǎng)絡提出了更高的要求。光纖通信為代表的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務蓬勃發(fā)展， 移動業(yè)務持續(xù)高速增長，IPTV業(yè)務蓄勢待發(fā)， 世界網(wǎng)絡帶寬需求的逐年年增長。這些業(yè)務層 面上的發(fā)展對電信網(wǎng)的基礎光網(wǎng)絡提出了 更高的要求。1、光通信概述光通信是一種以光波為傳輸媒質的通信方式。光波和無線電波同屬電磁波，但光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長短。因此，它具有傳輸頻帶寬、通信容量 大和抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。光波按其波長長短，依次

14、可分為紅外線光、可見光和紫外線 光。紅外線光和紫外線光屬不可見光，它們同可見光一樣都可用來傳輸信息。光通信按光源 特性可分為激光通信和非激光通信；按傳輸媒介的不同，可分為有線光通信和無線光通信。常用的光通信有：大氣激光通信、光纖通信、藍綠光通信、紅外線通信、紫外線通信。光通信就是以光波為載波的通信。增加光路帶寬的方法有兩種：一是提高光纖的單信道 傳輸速率；二是增加單光纖中傳輸?shù)牟ㄩL數(shù)，即波分復用技術（WDM）。2、光通信未來發(fā)展的熱點技術光纖通信技術基本成熟，業(yè)務需求相對不足。未來傳輸網(wǎng)絡的最終目標，是構建全光 網(wǎng)絡，即在接入網(wǎng)、城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)完全實現(xiàn) “光纖傳輸代替銅線傳輸”。骨干網(wǎng)是對速度

15、、距離和容量要求最高的一部分網(wǎng)絡，將ASON技術應用于骨干網(wǎng)，是 實現(xiàn)光網(wǎng)絡智能化的重要一步，其基本思想是 在過去的光傳輸網(wǎng)絡上引入智能控制平面，從 而實現(xiàn)對資源的按需分配。DWDM也將在骨干 網(wǎng)中一顯身手，未來有可能完全取代SDH，從而實現(xiàn)IPOVERDWDM。城域網(wǎng)將會成為運營商提供帶寬和業(yè)務和瓶頸，同時，城域網(wǎng)也將成為最大的市場機遇。目前基于SDH的MSTP技術成熟、兼容性好，特別是采用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新標準之后，已經(jīng)可以靈活有效地支持各種數(shù)據(jù)業(yè)務。對接入網(wǎng)來說，F(xiàn)TTH(光纖到戶)是一個長遠的理想解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸 將光纖向用戶推近的過程，即從F

16、TTN(光纖到小區(qū))到FTTC(光纖到路邊)和FTTB(光纖到公寓 小樓)乃至最后到FTTP(光纖到駐地)。當然這將是一個很長的過渡時期，在這個過程中，光纖接入方式還將與ADSL/ADSL2+并存?；谏鲜鋈饩W(wǎng)絡構架有很多核心技術，它們將引領光通信的未來發(fā)展。下面著重介紹ASON、FTTH、DWM、RPR這四項熱點技術。 （一）ASONASON(Automatically Switched Optical Network) 是一種光傳送網(wǎng)技術。無論從國內研發(fā)進展、試商用情況，還是從國外的發(fā)展 經(jīng)驗來看，國內運營商在傳送網(wǎng)中大規(guī)模引入 ASON技術將是必然的趨勢。目前的產品和市 場狀況表明，A

17、SON技術已經(jīng)達到可商用的成 熟程度，隨著3G、NGN的大規(guī)模部署，業(yè)務需 求將進一步帶動傳送網(wǎng)技術的發(fā)展，預計2012 年ASON將得到更加廣泛的商用。ASON在國外成功商用的經(jīng)驗表明，ASON將在骨干傳送網(wǎng)發(fā)揮不可替代的作用。、自動發(fā)現(xiàn)、ENNI接口等幾方面的標準化工作還不完善，這成為制約 ASON技術發(fā)展和商用的重要因素。未來我國將參與更多的ASON標準化工作，同時，ASON 的標準化，尤其是其中ENNI的標準化，將在近年內取得突破性進展。 （二）FTTH FTTH(Fiber To The Home )，是下一代寬帶接入的最終目標。實現(xiàn)FTTH的技術中，EPON將成為未來我國的主流技術

18、，而GPON最具發(fā)展?jié)摿?。EPON采用Ethernet封裝方式，所以非常適于承載IP業(yè)務，符合IP網(wǎng)絡迅猛發(fā)展的趨勢。EPON作為 “863”計劃重大項目，并在商業(yè)化運作中取得了主動權。GPON比EPON更注重對多業(yè)務的支持能力，因此更適合未來融合網(wǎng)絡和融合業(yè)務的發(fā)展。但是它目前還不夠成熟并且價格偏高，還無法在我國大規(guī)模推廣。FTTH還處于市場啟動階段，離大規(guī)模的商業(yè)部署還有一段距離。在未來的產業(yè)化發(fā)展中，運營商對本地網(wǎng)“最后一公里”的壟斷是制約FTTH發(fā)展的重要因素，采取“用戶駐地網(wǎng)運營商與房地產開發(fā)商合作實施”的形式，更有利于FTTH產業(yè)的健康發(fā)展。從FTTH發(fā)展 經(jīng)驗來看，F(xiàn)TTH的核心

19、推動力在于網(wǎng)絡所提供的豐富內容，而政府對應用和內容的監(jiān)控和管理政策也會制約FTTH的發(fā)展。（三）WDM WDM（Wavelength Division Multiplexing）采用電的時分復用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，然而，光纖的200nm可用帶寬資源利用率不到1還有99的資源尚待發(fā)掘。WDM 突破了傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡容量的極限，將成為未 來光網(wǎng)絡的核心傳輸技術。按照通道間隔的不同，WDM可以分為DWDM(密集波分復用)和CWDM(稀疏波分復用)這兩種技術。DWD是當今光纖傳輸領域的首選技術。未來DWDM 將在對傳輸速率要求苛刻的網(wǎng)絡中發(fā)揮不可替代的作用。相對于DWDM，CWDM具有成本 低、功耗低、

20、尺寸小、對光纖要求低等優(yōu)點。電信運營商將會嚴格控制網(wǎng)絡建設成本，這時 CWDM技術就有了自己的生存空間，它適合快速、低成本多業(yè)務網(wǎng)絡建設?；赪DM應用的巨大好處及近幾年技術上的重大突破和市場的驅動，波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統(tǒng) 已超過3000個，而實用化系統(tǒng)的最大容量已達 320Gbps，阿爾卡特朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng)，其總容量可達200Gbps。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps。預計不久的將 來，實用化系統(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。（四）RPR隨著標準化工作的開展和市場的進一步擴大，RPR必將成為未來重要的光城域網(wǎng)技術。 彈性分組環(huán)

21、(ResilientPacketRing，RPR)是一種新型的網(wǎng)絡結構和技術，由于其集IP的智能 化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率和可靠于一身，是為下一代MAN的要求而設計的。在標準化方面，IEEE802.17的RPR標準已經(jīng)被整個業(yè)界認可，而國內的相關標準化工作 還在進行中。未來RPR將主要應用于城域網(wǎng)骨干和接入方面，同時也可以在分散的政務網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)中應用，還可應用于IDC和ISP 之中。RPR通過結合第二層簡單的交換技術和 現(xiàn)代光網(wǎng)絡設備傳輸能力、帶寬有效性和低的 協(xié)議開銷等性能，RPR體現(xiàn)出很多的優(yōu)點：帶寬效率、保護機制、簡單的業(yè)務提供。光纖通信行業(yè)是知識經(jīng)濟時代重要的支

22、柱產業(yè)信息產業(yè)的重要組成部分，其賴以基礎的光電子技術具有微電子技術無法比擬的優(yōu)越性能和廣闊的應用領域。隨著國家有關3G政策的出臺和綜合寬帶網(wǎng)、移動寬帶、FTTH等方面業(yè)務的發(fā)展，光纖通信行業(yè)將成為通信行業(yè)中的最大受益者，加上產業(yè)結構的調整和市場集中度的進一步加強，未來光纖通信技術及其相關產品的進步必然備受各界的關注。1.2光纖的基本結構以及分類光纖呈圓柱形，它由纖芯、包層與涂敷層三大部分組成，如圖1所示。光纖的構造纖芯 圖1纖芯位于光纖的中心部位（直徑d1=550m），其成份是高純度的二氧化硅，此外還摻有極少量的摻雜劑（如二氧化鍺，五氧化二磷），其作用是適當提高纖芯對光的折射率(n1)。包層包

23、層位于纖芯的周圍（直徑d2=125m），其成份也是含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅。而摻雜劑（如三氧化二硼）的作用則是適當降低包層對光的折射率(n2)，使之略低于纖芯的折射率。涂敷層光纖的最外層是由丙烯酸酯、硅橡膠和尼龍組成的涂敷層，其作用是增加光纖的機械強度與可彎曲性。涂敷后的光纖外徑約1.5毫米。纖芯的粗細、纖芯材料和包層材料的折射率，對光纖的特性起著決定性的影響。纖的種類很多，分類方法也是各種各樣的。按照制造光纖所用的材料分類，有石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層石英芯光纖、全塑料光纖和氟化物光纖等。按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖

24、和色散位移型單模光纖。按折射率分布情況分：階躍型和漸變型光纖。按光纖的工作波長分類，有短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。常用光纖規(guī)格單模：8/125m，9/125m，10/125m多模：50/125m歐洲標準，62.5/125m美國標準光信號在光纖中的傳輸原理眾所周知,利用光纖通信比現(xiàn)用的電纜通信效率要高出很多倍，光纖通信不僅傳輸速率快、容量大、損耗低、中繼距離長；而且其誤碼率極低、抗電磁干擾能力強等優(yōu)勢；下面主要介紹一下光纖中所用光的波長以及傳輸原理：1、光纖通信系統(tǒng)主要是以光纖為傳輸媒介，光波為載波，其主要的組成無非于是由光發(fā)送機、光纖電纜、中繼器（隨長度的要求）、光接收機這四部分。2

25、、我們知道光也是一種電磁波，可以根據(jù)波長大致將光分為三部分：可見光、紅外光、紫外光。對于可見光部分，它的波長一般為390760nm，紅外光，它的波長一般大于760nm,而紫外光它的波長則小于390nm。光纖中應用的都為紅外光，一般為三個波段：850、1300、1550。3、傳輸原理光的全反射利用光的全反射的特性，來實現(xiàn)光的傳遞，從而完成對數(shù)據(jù)的傳輸。下面我對光纖的反射理念論進行分析：我們知道，光在均勻的介質中是沿直線進行傳播的，傳播速度V=C/N。對于反射定律（反射光線位于入射光線和法線所決定的平面內，反射光線和入射光線處于法線的兩側，且反射角等于入射角）我們眾所周知的，也就是說。對于折射定律

26、（折射光線位于入射光線和法線所決定的平面內，折射光線和入射光線位于法線的兩側，且滿足（n1sin1=n2sin2）：我們看以下的圖2：圖2上述公式中所指的n1、n2就是分別指的纖芯和包層的折射率。（由于在光纖的制作中，光纖纖芯的折射率大于光纖包層的折射率）所以根據(jù)公式n1sin1=n2sin2，我們得出n1n2,則12,如圖3：圖3如果1繼續(xù)增大，則2也會增大，當2=/2時，則會形成全反射，從而無折射。進而對光進行載波來傳輸數(shù)據(jù)。如同光發(fā)送機發(fā)送的1號光線，這樣就會形成全射。4、如果沒有發(fā)生全反射，雖然也可以傳輸，由于入射角小于臨界角，這樣就有一部分光被包層所衰減掉，這樣就不適用于遠距離傳輸，

27、從而也發(fā)揮不到光纖的優(yōu)勢。二類優(yōu)質#第二章 光纖連接器的一般特征由于光纖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，進行了積極和深入的研究，研制開發(fā)出了多種光纖連接器，現(xiàn)已廣泛地應用于各類光纖通信系統(tǒng)中。2.1 光纖連接器的基本構成目前，大多數(shù)的光纖連接器是由三個部分組成的：兩個配合插頭和一個耦合管。兩個插頭裝進兩根光纖尾端；耦合管起對準套管的作用。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。2.2 光纖連接器的分類根據(jù)ITU的建議，光纖連接器的分類是按光纖數(shù)量、光耦合系統(tǒng)、機械耦合系統(tǒng)、套管結構和緊固方式進行的，如表1表1光纖數(shù)量光耦合

28、機械耦合套管耦合緊固方式單通道對接套管/V型槽直套管螺絲多通道透鏡錐型錐型套管銷釘單/多通道其他其他其他彈簧銷2.3 光纖連接器的對準方式光纖連接器的對準方式有兩種：用精密組件對準和主動對準。高精密組件對準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，將對接端口進行打磨或拋光處理后，在套筒耦合管中實現(xiàn)對準。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線以釋放應力。耦合對準用的套筒一般是由陶瓷、玻璃纖維增強塑料（FRP）或金屬等材料制成的兩半合成的、緊固的圓筒形構

29、件做成的。為使光纖對得準，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械加工工藝制作。這一類光纖連接器的介入損耗在（0.183.0）dB范圍內。主動對準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。但在裝配時需采用光學儀表（顯微鏡、可見光源等）輔助調節(jié)，以對準纖芯。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。2.4 光纖連接的主要方式1.固定連接。主要用于光纜線路中光纖間的永久性連接，多采用熔接，也有采用粘接和機械連接。特點是接頭損耗小，機械強度較高。2.活動連接。主要用于光纖與傳輸系統(tǒng)設備以及與儀表間的連接，主要是通過光連接插頭進行

30、連接。特點是接頭靈活較好，調換連接點方便，損耗和反射較大是這種連接方式的不足。3.臨時連接。測量尾纖與被測光纖間的耦合連接，一般采用此方法連接。特點是方便靈活，成本低，對損耗要求不高，臨時測量時多采用此方式連接。也可以用熔接機或者V型槽加膠。2.5 對光纖連接的要求1.對固定連接的要求光纖固定連接是光纜線路中一項關鍵性技術。對固定連接的要求有以下幾方面：連接損耗小，一致性較好；連接損耗穩(wěn)定性要好，一般溫差范圍內不應有附加損耗的產生；具有足夠的機械強度和使用壽命；操作應盡量簡便，易于施工作業(yè)；接頭體積要小，易于放置和防護；費用低，材料易于加工。2.對活動連接的要求對于要求可拆卸的光纖連接方式，目

31、前都采用機械式連接器來實現(xiàn)。對其要求主要有以下幾方面：連接損耗要小，單模光纖損耗小于0.5dB；應有較好的重復性和互換性。多次插拔和互換配件后，仍有較好的一致性；具有較好的穩(wěn)定性，連接件緊固后插入損耗穩(wěn)定，不受溫度變化的影響；體積要小，重量要輕；有一定的強度；價格適宜。3.對臨時連接的要求光纖的臨時連接，也可以用熔接機熔接。要求損耗盡可能地低，在用V型槽和毛細管連接時，必須加配比液，否則無法消除菲涅爾反射。2.6 光纖連接損耗產生的因素光纖連接后，光經(jīng)過接頭部位將產生一定的損耗，稱做光纖連接傳輸損耗，即接頭損耗?，F(xiàn)主要分析單模光纖連接損耗產生的因素。1.本征因素。對連接影響最大的單模光纖是模場

32、直徑。當模場直徑失配20%時，將產生0.2dB以上的損耗。盡可能使用模場直徑較小的光纖，對降低接續(xù)損耗具有重要的意義。2.外界因素。外界對單模光纖接續(xù)損耗產生的主要因素為軸心錯位和軸向傾斜。對于機械連接還有縱向分向和熔接的纖芯變形等因素。（1）軸心錯位。當錯位達到1.2m時，引起的損耗可達0.5dB，提高連接定位的精度，可以有效的控制軸心錯位的影響。（2）軸向傾斜。當傾斜達到1時，將引起0.2dB的損耗。選用高質量的光纖切割刀，可以改善軸向傾斜引起的損耗。（3）纖芯變形。當自動熔接機的電流、推進量、放電電流、時間等設置合理時，纖芯變形引起的損耗量可以做到0.02dB以下。2.7 光纖連接的方法

33、與比較（1）熔接機熔接。這種方法主要用于光纖接頭的連接，目前多采用于自動熔接機進行熔接，熔接機分單芯和多芯熔接機兩種。在正式接續(xù)前，應對熔接機的各項參數(shù)進行試驗，以確定熔接機的對準精度、放電大小、推進量等各項參數(shù)，使其適應具體接續(xù)光纖的特定工作條件，將損耗控制在設定的指標之內。接續(xù)完成后，應及時用光時域反射儀進行損耗的測定，當損耗符合指標要求后，方可進行補強工序，直到完成接續(xù)。（2）機械連接。目前最常見的三種機械連接器的連接特點如下：FO型工序連接器。這種光纖連接器是單芯光纖的標準連接形式。目前的產品大多將其端面研磨成球型，利用光學折射原理將光束會聚，降低其接續(xù)損耗。這種光纖連接器多用在光纖配

34、線架上和測試儀表上，作轉接用。NTT多芯光纖連接器。這種光纖連接器可一次連接多達12根光纖，具有容量大、制作工藝簡單、接續(xù)損耗小等特點，因此，在要求較低的用戶光纖連接中有著廣泛的應用。這種方法多用于光纖的短距中繼，以及用戶中繼中，效果較好。接線子連接器。隨著技術的發(fā)展，接線子的平均接續(xù)損耗可以做到0.1dB以下，50%的接頭損耗可以做到0.05dB以下，對環(huán)境溫度和濕度的適應性亦較為優(yōu)良。由于這種接續(xù)方法不需要價格昂貴的熔接機，并且有單芯和多芯等多種規(guī)格，使用靈活方便，預計其應用前景越來越廣闊，使光纖的接續(xù)像電纜一樣方便。在光纜通信的發(fā)展中，接續(xù)技術是十分關鍵的技術。簡化接續(xù)技術，提高接續(xù)質量

35、，對擴大光纖應用領域將起到積極的促進作用。光纖連接器的主要用途是用以實現(xiàn)光纖的接續(xù)?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用在光纖通信系統(tǒng)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(shù)的光纖連接器的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(xiàn)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(xiàn)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

36、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。第三章 光纖連接器的性能光纖連接器的性能，從根本上講首先是光纖連接器的光學性能；另外為保證光纖連接器的正常使用，還要考慮光纖連接器的互換（同型號間）性能、機械性能、環(huán)境性能和壽命（即最大可拔插次數(shù)）。3.1 光學性能對于連接器光學特性的確定，ITU建議按表2要求加以考慮。表2性能因素單纖連接器多纖連接器介入損耗應當要求應當要求回波損耗應當要求應當要求譜損應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求背景光耦合應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求串話不要求應當要求帶寬（僅指多模）應當考慮，適當要求應當考慮，適

37、當要求目前，對于單纖連接器光性能方面的要求，用戶所關心的和廠家宣傳的重點還是放在介入損耗和回波損耗這兩個最基本的性能參數(shù)上。其中，介入損耗（或稱插入損耗）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，對于用戶來說，該值越小越好。對于該項性能，ITU建議應根據(jù)20個樣品的測試，確定出平均損耗、標準偏差和樣品最大損耗。基保平均損耗值應不大于0.5dB?；夭〒p耗（或稱反射衰減、回損、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量度，其典型值應不小于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)的影響也越來越大，來自連接器的巨大反射將影響高速率激光

38、器（開關速率為Gbits級）的穩(wěn)定度，并導致分布噪聲的增大和激光器抖動。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際要求，還需要進一步提高回波損耗。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，其回波損耗值不應小于38dB。需要指出的是，對于上述兩項的有關數(shù)值要求，ITU認為當系統(tǒng)受到光功率分配方面的限制時，這些取值是合適的；對于分配網(wǎng)等對功率分配要求不高的場合，較低的性能也是可以接受的。光纖連接器光學性能的試驗方法，ITU建議按IEC874-1最新修訂版中規(guī)定的方法進行。但應注意這些方法是為生產測試規(guī)定

39、的，不完全適用于野外環(huán)境。其中介入損耗和反射可采用OTDR進行測試。為保證測試精度，使用OTDR進行介入損耗的測試時必須從兩個方向進行。3.2 互換性能對于光纖連接器的互換（同型號間）性能的確定，在ITU的有關建議中未見表述。但在實際應用中，由于光纖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可忽略不計。而目前由于連接方式、加工精度以及光纖的本征特征（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。用戶與廠家一般將此附加損耗限制在小于0.2dB的范內。3.3 機械性能對于光纖連

40、接器的機械性能的確定，ITU建議按表3要求加以考慮。表3性能因素單纖連接器多纖連接器軸向抗張強度應當要求應當要求彎曲應當要求應當要求機械耐力應當要求應當要求撞擊（敲擊）應當要求應當要求下垂應當要求應當要求振動應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求沖擊（跌落）應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求靜態(tài)負荷應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求對于光纖連接器機械性能的試驗方法，ITU建議按EC874-1總規(guī)范最新修訂版所規(guī)定的方法進行。抽樣數(shù)量，除特殊要求外，IEC規(guī)定一般不少于5個連接器光纜組合件。對于部分試驗項目，IEC規(guī)定的試驗方法中還明確了試驗條件以及評價標準。對于配對連接器的軸向抗張強度和至少

41、包含5個連接器的光纜組合件的強度保持力，IEC確定其最小起來90N。對于彎曲性能，IEC規(guī)定至少應測試5個連接器光纜組合件樣品。應在距連接器1m處對光纜施加15.0N的力。在1.25cm半徑的圓軸上彎曲300個循環(huán)。試驗結束后，附加損耗應不超過0.2dB。對于耐機械性能（即重復插拔性能），IEC規(guī)定應從5個連接器光纜組合件樣品中取出1個，用人工方式接入和斷開至200次，連接器應加以清洗，每重復接入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超過0.2dB，并仍能工作。對于下垂性能，IEC規(guī)定應至少試驗5個安裝了連接器的光纜組合件。試驗后的最大附加損耗不應超過0.2d

42、B。對于振動性能，IEC規(guī)定振動頻率范圍為（1055）Hz，穩(wěn)定振幅為0.75mm。試驗后的最大附加損耗不應超過0.2dB。3.4 環(huán)境性能對于光纖連接器環(huán)境性能的確定，ITU建議按表4加以考慮。表4性能因素單纖連接器多纖連接器溫度循環(huán)應當要求應當要求高濕應當要求應當要求灰塵應當要求應當要求工業(yè)環(huán)境應當要求應當要求高低溫存放應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求腐蝕（鹽霧）應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求易燃性應當考慮，適當要求應當考慮，適當要求對于光纖連接器環(huán)境性能的試驗方法，ITU建議按安裝條件來加以考慮。所抽樣品及數(shù)量，除特殊要求外，ITU建議一般選用裝配了連接器的光纜，其數(shù)量不少于1

43、0根。對于部分試驗項目，ITU還明確了試驗條件以及評價標準。對于溫度循環(huán)性能的試驗，ITU建議低溫應為-40，高溫應為+70。循環(huán)次數(shù)為40個溫度周期。試驗后，與初始值相比較，附加損耗不應超過0.5dB。對于高濕度（穩(wěn)態(tài)濕熱）性能，ITU建議試驗環(huán)境為：（602），相對濕度9095，持續(xù)時間為504h。試驗后，與初始值相比較，附加損耗不應超過0.5dB。高低溫（冷干熱）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。對于此項目的試驗，ITU建議在最高干熱溫度+8O和最低溫度-55下各持續(xù)保溫360h。然后把帶連接器的光纜穩(wěn)定在（212）、相對濕度為約為50的環(huán)境下，持續(xù)24h。試

44、驗后，與初始值相比較，附加損耗不應超過0.05dB。3.5 光纖連接器的壽命由于維護中轉接跳線和正常測試等需要，光纖連接器經(jīng)常要進行插拔，由此引出了插拔壽命即最大可插拔次數(shù)的問題。這個問題的提出應基于這樣的前提：光纖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）。光纖連接器的插拔壽命一般由元件的機械磨損情況決定的。當前，光纖連接器的插拔壽命一般可以達到大于l000次，附加損耗不超過0.2dB。對采用開槽陶瓷耦合套筒的光纖連接器來說，由于陶瓷材料存在裂紋生長，因此靜態(tài)疲勞將導致套筒破裂。根據(jù)有關資料介紹，未經(jīng)篩選的此類套筒20年的破裂

45、概率為10-4。若以比工作應力大2.6倍的篩選力進行篩選試驗，那么在20年內將不會發(fā)生破裂。第四章部分常見光纖連接器光纖連接器的主要用途是用以實現(xiàn)光纖的接續(xù)?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用在光纖通信系統(tǒng)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(shù)的光纖連接器的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(xiàn)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(xiàn)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

46、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。以下介紹的是部分常見的光纖連接器，其性能指標皆為配合單模光纖在131Onm波長下使用時的情況。4.1 FCFC型光纖連接器這種連接器最早是由日本NIT研制。前一個FC是FerruleConnector的縮寫，表明其外部加強件是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣；后一個FC表明接頭的對接方式為平面對接。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，提高回波損耗較為困難。以NTT的FCF型光

47、纖連接器為例，其部分參數(shù)分別為：介入損耗：最大為1.0dB，平均為0.5dB；重復性偏差即機械耐力）：最大為0.3dB，平均為0.06dB；互換偏差：最大為0.5dB，平均為0.2dB。4.2 FCPC型光纖連接器這種連接器是FCF型連接器的改進型。其中FC的意義與前者相同；PC是PhysicalConnection的縮寫，表明其對接端面是物理接觸，即端面呈凸面拱型結構。與前者相比，這種連接器外部結構沒有改變，只是對接端面的結構由平面變?yōu)楣靶屯姑?。此類連接器的介入損耗和回波損耗性能與前者比較有了較大幅度的提高。其100個介入損耗規(guī)格值為0.5dB的連接器的最大介入損耗為0.35dB，平均值為0

48、.18dB?；夭〒p耗皆大于40dB，平均值可達到44.12dB。以上兩種連接器，在有些資料中被統(tǒng)稱為FC（F01）型連接器，較為詳細的資料一都注明其端面為平面拋光型還是球面（或PC）研磨型。也有些資料將FCFC型連接器稱為FC型連接器，將FCPC型連接器稱為PC型連接器。由于經(jīng)這兩種端面處理過的連接器，其光學性能相差較大，因此用戶在選用時一定要弄清楚對方介紹的究竟是哪一種連接器。“/”前面表示光纖連接器類型（常規(guī)FC,SC,ST,LC等），后面表明光纖接截面工藝，即研磨方式（主要是PCUPC,APC）。對于活動接頭的端面的要求標準比較高，以下是針對端面而制定的一些標準形式：PC型：端面呈球形，

49、接觸面集中在端面的中央部分，反射損耗35dB，多用于測量儀器；APC型：接觸端的中央部分仍保持PC型的球面，介但端面的其它部分加工成斜面，端面與光纖軸線的夾角小于90度，這樣可以增加接觸面積，使光耦合更加緊密。當端面與光纖軸線夾角為8度時，插入損耗小于0.5dB。廣播電視光纖傳輸系統(tǒng)中常采用這種結構的接頭；UPC型：越平面連接，加工精密，連接方便，反射損耗50dB，常用于廣播電視傳輸網(wǎng)光纖系統(tǒng)中。 此外，光接頭的拋光水平也很重要，APC斜面拋光型反射損耗可達68dB，UPC越精度拋光型反射損耗可達55dB。4.3 SC（F04）型光纖連接器這是一種由日本NTT公司開發(fā)的模塑插拔耦合式單模光纖連

50、接器。其外殼采用模塑工藝，用鑄模玻璃纖維塑料制成，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構，其結構尺寸與FC型相同，端面處理采用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。據(jù)有關資料介紹，單體型的SC連接器，其平均介入損耗值為0.06dB，標準偏差為0.07dB；回波損耗：采用PC技術時，平均值為28.4dB，標準偏差為0.6dB；采用APC技術時，平均值為46.1dB，標準偏差為2.7dB。另外NTT已將這種連接器開發(fā)成一個系列型產品，包括四種型號的SC連接器（單體型、雙

51、體F（扁平）型和H（高密度）型、高密度四孔型）、適用于書架式單元中印刷電路板與底座之間多路光連接的底座光連接器、固定衰減器、SC型插座、測量插座和光纖連接器清洗器等。4.4 DIN47256型光纖連接器這是一種由德國開發(fā)的連接器，DIN是德國工業(yè)標準的表示，其后面的數(shù)字為標準號。這種連接器采用的插針和耦合套筒的結構尺寸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。據(jù)有關資料提供的數(shù)據(jù)，介入損耗標稱值為0.55dB的連接器，其實測最大值為0.14dB

52、，平均值為0.088dB。4.5 雙錐型連接器（BiconicalConnector）這類光纖連接器中最有代表性的產品是由美國貝爾實驗室開發(fā)研制，由兩個經(jīng)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。據(jù)有關資料介紹其最大介入損耗值為0.7dB，平均為0.28dB。已見報導的商用型號為2016。4.6 MT-RJ型連接器MT-RJ起步于NTT開發(fā)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(fā)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(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮呙芏裙饫w連接

53、器。4.7 LC型連接器LC型連接器是著名Bell（貝爾）研究所研究開發(fā)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。這樣可以提高光纖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(jīng)占據(jù)了主導地位，在多模方面的應用也增長迅速。4.8 MU型連接器在接入網(wǎng)中，光纖不僅要與傳輸和交換系統(tǒng)相連，還要與用戶系統(tǒng)相連。作為設備和光纜之間的接口，光纖連接器必須結構緊湊，性能優(yōu)良，以實現(xiàn)高密度封裝。此外，光電元件的小型化使印制板具有高封裝密度，這也需要有小型和多芯的連接器。為此，NTT研制了小型單元

54、耦合型（miniatureunitCouPling，簡化MU型）連接器。該連接器采用1.25mm直徑的套管和自保持機構，并達到以SC連接器同樣的優(yōu)良性能。應用于底板的光連接器由于設備空間的影響，其尺寸受到嚴格的限制。該連接器采用印制板插入底板的方法，使印制板上的光元件與光纜相連。這些底板連接器的單元面積、高度受到加強桿的限制，其寬度又受到兩塊印制板之間的距離限制，在高密度封裝系統(tǒng)中，寬度為15mm，高度為100mm。在這個單元面積中，能安裝多少光插頭取決于插頭的大小，而插頭的大小又與套管的尺寸有關。當然，插頭排列的方法也是很重要的。插頭在插座內可作垂直安裝或水平安裝。當套管直徑大于l.32m時

55、，插頭的寬度太大，以致不能水平安裝，當套管直徑小于1.32mm時，插頭的寬度就小于插座的寬度，足以進行水平安裝，這樣總的安裝數(shù)量就增加到14個或更多。如果套管直徑小于1.25mm，則安裝數(shù)量可達16個。但是，由于受小型化的限制，套管直徑不能小于1.13mm。為此，決定采用直徑為1.25mm的套管。光連接器一般采用PC技術，以獲得低插入損耗、高回波損耗和高可靠性。兩個相連的套管是采用線圈狀彈簧對接在一起的，彈簧提供給套管的壓力約10N。如果采用傳統(tǒng)的光底板連接器，套管壓縮彈簧有一個壓力直接作用于底板，因此要在一個設備上實現(xiàn)大量的光連接就有困難，因為總的壓力正比平裝在底板上的光插頭的總數(shù)量，這會引

56、起底板的變形。所以，如果多光纖底板光連接器要實現(xiàn)大量的光連接，就必須具備能吸收套管壓力并適于操作的機構。為此，NTT開發(fā)了一種新的自保持機構，底板插座由一個內殼和一個外殼組成。當印制板插座插入底板時，底板插座的內殼與印制板插座相耦合。底板插座內殼相對于底板插座外殼是浮動的，可消除套管作用在底板上的壓力。這樣形成的自保持機構，可以克服底板強度不夠的問題。此外，這兩個插座都具有浮動機構，可以吸收水平、垂直和軸向的錯位。利用MU的l.25mm直徑的套管，NTT已經(jīng)開發(fā)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（MUA系列），具有自保持機構的底板連接器（MUB系列）以及用于連接LDPD模塊與插頭的簡化插座（MU-SR系列）等。4.9 FPC型連接器由于采用無源雙星（PDS）結構和波分復用（DWM）系統(tǒng)，目前光通信系統(tǒng)的結構已有很大變化。這些系統(tǒng)由很多光學元件組成，不僅有電光和光電器件，而且還有光路分支、波分復用、交換和放大器件。這些器件都被安裝在印制板上，再裝入傳輸系統(tǒng)中，印制板之間的間距約10mm。目前這些元件的尾纖是采用熔接方法連接的，若重新熔接很困難，因為這需要有一段尾纖的余長，而在極小的封裝空間內，很難容納這樣的余長。因此，NTT研究了用于印制板