中心議題：
- 光纖連接器結(jié)構(gòu)
- 光纖連接器的技術(shù)指標(biāo)
- 常見光纖連接器
- 特殊故障及檢修方法
隨著光纖生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，光纜的價(jià)格逐步低于同軸電纜的價(jià)格，使得CATv網(wǎng)絡(luò)以光纜逐步替換電纜有了價(jià)格上的保障。隨著大功率光發(fā)射機(jī)和高靈敏度光接收機(jī)的研制成功，使得CATV網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用光纖技術(shù)有了技術(shù)上的保障。HFC網(wǎng)絡(luò)正在向丌TIA(光纖到最后一級(jí)放大器)、n璐A(光纖到小區(qū))的方向發(fā)展，并最終實(shí)現(xiàn)光纖到戶，使光纜的覆蓋范圍越來越大，光纖技術(shù)也在逐步得到更廣泛的使用。
在光纖通信(傳輸)鏈路中，為了實(shí)現(xiàn)不同模塊、設(shè)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(jìn)行可拆卸(活動(dòng))連接的器件，使光信號(hào)能按所需的通道進(jìn)行傳輸，以實(shí)現(xiàn)和完成預(yù)定或期望的目的和要求，實(shí)現(xiàn)這種功能的器件就是光纖連接器。
光纖連接器就是把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)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(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小，這是光纖連接器的基本要求。在一定程度上，光纖連接器質(zhì)量的好壞也影響了光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項(xiàng)性能指標(biāo)。
光纖連接器是必不可少的用量最大的光無源器件，它的作用是將光纖與光纖、光纖與器件(包括有源器件、無源器件和光纖傳感器)、光纖與儀表、光纖與系統(tǒng)連接在一起。只要有光纖的地方，就有光纖連接器。單模光纖的包層直徑為125µm(相當(dāng)于頭發(fā)的粗細(xì))，其纖芯的直徑只有中9µm(纖芯是光纖中通光的部分)，光纖連接器的任務(wù)是把9µm的纖芯準(zhǔn)確地對(duì)接在一起，使絕大部分的光都能通過，技術(shù)上的難度很大。由于光纖連接器也是一種損耗性產(chǎn)品，所以還要求其價(jià)格低廉。
1 光纖連接器結(jié)構(gòu)
光纖連接器的主要用途是用以實(shí)現(xiàn)光纖的接續(xù)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在光纖通信系統(tǒng)中的光纖連接器，其種類眾多，結(jié)構(gòu)各異。但細(xì)究起來，各種類型的光纖連接器的基本結(jié)構(gòu)卻是一致的，即絕大多數(shù)的光纖連接器一般是采用高精密組件(由兩個(gè)插針和一個(gè)耦合管共三個(gè)部分組成)實(shí)現(xiàn)光纖的對(duì)準(zhǔn)連接。
這種方法是將光纖穿人并固定在插針中，并將插針表面進(jìn)行拋光處理后，在耦合管中實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。插針的外組件采用金屬或非金屬的材料制作。插針的對(duì)接端必須進(jìn)行研磨處理，另一端通常采用彎曲限制構(gòu)件來支撐光纖或光纖軟纜以釋放應(yīng)力。
耦合管一般是由陶瓷或青銅等材料制成的兩半合成、緊固的圓筒形構(gòu)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(duì)準(zhǔn)光纖，光纖連接器對(duì)插針和耦合管的加工精度要求很高。
2光纖連接器的技術(shù)指標(biāo)
光纖連接器的技術(shù)指標(biāo)主要包括如下各項(xiàng)：
(1)插入損耗：它表示光在通過光纖連接器后，光功率損耗的大小。用dB表示。LI=-101g(I1／I0)，其中IO為輸入光功率；I1為輸出光功率，一般要求應(yīng)不大于0.5dB。
(2)重復(fù)性：重復(fù)插拔后插入損耗的變化值。用dB表示。
(3)互換性：將插頭和適配器按一定的規(guī)則互換后，插入損耗的變化值。
(4)回波損耗：它表示光在通過光纖連接器后，后向反射光與入射光的比值。用dB表示。其典型值應(yīng)不小于25dB。實(shí)際應(yīng)用的連接器，插針表面經(jīng)過了專門的拋光處理，可以使回波損耗更大，一般不低于45dB。LR=一l0lg(I反／IO)，其中10為輸入光功率；I反為后向反射光功率。
(5)溫度使用范圍：一般在一30～+70。C的范圍內(nèi)均可以使用。
(6)抗拉強(qiáng)度：表示能承受多少公斤的拉力，我國的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，單芯光纜跳線的抗拉強(qiáng)度大于10kg。
(7)插拔次數(shù)。目前使用的光纖連接器一般都可以插拔1000次以上。
3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(jié)構(gòu)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FC、PC(UPC)和APC；按光纖芯數(shù)還有單芯、多芯之分。在實(shí)際應(yīng)用過程中，我們一般按照光纖連接器結(jié)構(gòu)的不同來加以區(qū)分。目前比較常見的光纖連接器有：
(1)FC型光纖連接器
FC型連接器采用金屬螺紋連接結(jié)構(gòu)，插針體采用外徑2．5ram的精密陶瓷插針，根據(jù)其插針端面形狀的不同，它分為球面接觸的FC／PC和斜球面接觸的FC／APC兩種結(jié)構(gòu)。FC型連接器是目前世界上使用量最大的品種，也是我國采用的主要品種。FC連接器大量用于光纜干線系統(tǒng)，其中FC／APC連接器用在要求高回波損耗的場(chǎng)合，如CATV網(wǎng)等。我國已制訂了FC型連接器的國家標(biāo)準(zhǔn)。
(2)SC型光纖連接器
SC型連接器是由日本NrITI’公司設(shè)計(jì)開發(fā)的，采用插拔式結(jié)構(gòu)，外殼采用矩形結(jié)構(gòu)，采用工程塑料制造，容易作成多芯連接器，插針體為外徑2.5mm的精密陶瓷插針。它的主要特點(diǎn)是不需要螺紋連接，直接插拔，操作空間小，便于密集安裝。按其插針端面形狀可分為球面接觸的SC／PC和斜球面接觸的SC／APC兩種結(jié)構(gòu)。SC型連接器廣泛用于光纖用戶網(wǎng)中。我國已制訂了SC型連接器的國家標(biāo)準(zhǔn)。
(3)ST型光纖連接器[page]
ST型連接器是由AT&T公司設(shè)計(jì)開發(fā)的，采用帶鍵的卡口式鎖緊結(jié)構(gòu)，插針體為外徑2.5mm的精密陶瓷插針，插針的端面形狀通常為PC面。它的特點(diǎn)主要是使用非常方便，大量用于光纖用戶網(wǎng)中。我國已制訂了ST／PC型連接器的國家標(biāo)準(zhǔn)。
(4)DIN47256型光纖連接器
這是一種由德國開發(fā)的連接器。這種連接器采用的插針和耦合套筒的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些，內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)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(jī)械精度較高，因而介入損耗值較小。
(5)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(jī)構(gòu)，通過安裝于小型套管兩側(cè)的導(dǎo)向銷對(duì)準(zhǔn)光纖，為便于與光收發(fā)信機(jī)相連，連接器端面光纖為雙芯(間隔0．75mm)排列設(shè)計(jì)，主要是用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮呙芏裙膺B接器。
(6)LC型連接器
LC型連接器是著名的Bell研究所研究開發(fā)出來的，采用操作方便的模塊化插孔(聊閂鎖機(jī)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(shí)際已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位，在多模方面的應(yīng)用也增長(zhǎng)迅速。
(7)MU型連接器
MU(Miniature unit Coupling)連接器是以目前使用最多的SC型連接器為基礎(chǔ)，由NTT研制開發(fā)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(jī)構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)在于能實(shí)現(xiàn)高密度安裝。利用MU的1.25mm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(MU—A系列)，具有自保持機(jī)構(gòu)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(jiǎn)化插座(MU—SR系列)等。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)向更大帶寬更大容量方向的迅速發(fā)展和DWDM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)MU型連接器的需求也將迅速增長(zhǎng)。
4特殊故障及檢修
例一：某新增光節(jié)點(diǎn)，用戶反映增補(bǔ)3頻道信號(hào)很差，有干擾現(xiàn)象。
分析檢修。用光功率計(jì)測(cè)量光接收機(jī)端光功率為-1.3dB，光功率在正常范圍，用頻譜儀檢測(cè)光接收機(jī)輸出電平，發(fā)現(xiàn)并無異常，在光接收機(jī)一20dB測(cè)試口取信號(hào)用電視機(jī)監(jiān)看，發(fā)現(xiàn)增補(bǔ)3頻道有很多雜波干擾，其它頻道正常，重?fù)Q一臺(tái)新光接收機(jī)后故障依舊，判斷故障點(diǎn)可能出在分前端機(jī)房，在機(jī)房發(fā)現(xiàn)該光點(diǎn)由一分六光分路器發(fā)出，而其它用同一光分路器光點(diǎn)并無此現(xiàn)象，將該光點(diǎn)與另一正常光點(diǎn)分路器光纖交換，發(fā)現(xiàn)故障依舊，而另一光點(diǎn)信號(hào)正常，判斷并非光分路器故障。
因光纜在分前端機(jī)房都接上配線箱，再通過活接頭與分路器連接，懷疑為活接頭有故障，更換一新活接頭后故障排除。分析以上故障原因可能是活接頭連接精度不高，造成反射，而引起干擾。
例二：一次需要臨時(shí)改變光纜路由，由A地到B地光纜需經(jīng)過3個(gè)發(fā)前端機(jī)房，且在各機(jī)房都需用光纖活接頭跳接，鏈路恢復(fù)后發(fā)現(xiàn)某一數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不能恢復(fù)。
分析檢修。由于鏈路恢復(fù)前已用OTDR測(cè)試過各芯，證實(shí)連通，先在終端設(shè)備用光功率計(jì)測(cè)試光纖，發(fā)現(xiàn)均有光信號(hào)，接回后發(fā)現(xiàn)依然不能接通，再次仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備使用1550nm波長(zhǎng)的光，而用OTDR測(cè)試時(shí)光波長(zhǎng)設(shè)置為1310nm，馬上改用1550nm設(shè)置再次測(cè)試光纖，發(fā)現(xiàn)跡線與原來大不相同。
在兩個(gè)地方有很強(qiáng)的反射，計(jì)算距離后均于兩分前端機(jī)房，到機(jī)房再次用酒精清潔及認(rèn)真接上連接器后再OTDR測(cè)試，反射消失，接上設(shè)備的故障排除，分析故障原因，可能由于活接頭連接精度不高而引起散射回波過強(qiáng)所致。
例三：某光點(diǎn)用戶投訴，該片區(qū)電視信號(hào)雪花嚴(yán)重。
分析檢修。用頻譜儀檢測(cè)光接收機(jī)輸出電平，發(fā)現(xiàn)輸出只有86dB，打開光機(jī)后用光功率計(jì)測(cè)量光接收機(jī)端光功率為一2．0dB，光功率在正常范圍，仔細(xì)觀察光機(jī)內(nèi)部后發(fā)現(xiàn)連接光電轉(zhuǎn)換模塊尾纖接頭與連接器連接有松動(dòng)，擰下光纖接頭，用醫(yī)藥棉沾無水酒精清潔后重新擰緊，再檢測(cè)光機(jī)輸出電平為105dB，故障排除。
隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖連接器在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用將更為廣泛。光纖連接器將與光衰減器、光隔離器等光無源器件一起在光纖通信中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。
