1 引言
--光纖連接器,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”(CCITT第VI研究組1992年3月于日內(nèi)瓦通過)。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。
2 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(jìn)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(yīng)用于各類光纖通信系統(tǒng)中。
--(1)光纖連接器的基本構(gòu)成
--目前,大多數(shù)的光纖連接器是由三個(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。
--(2)光纖連接器的對準(zhǔn)方式
--光纖連接器的對準(zhǔn)方式有兩種:用精密組件對準(zhǔn)和主動對準(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。這一類光纖連接器的介入損耗在(0.18~3.0)dB范圍內(nèi)。
--主動對準(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。
--(3)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(jī)械耦合系統(tǒng)、套管結(jié)構(gòu)和緊固方式進(jìn)行的。
光纖數(shù)量 光耦合 機(jī)械耦合 套管結(jié)構(gòu) 緊固方式 單通道 多通道 單/多通道 對接 透鏡 其它 套筒 V型槽 錐型 其它 直套管 錐形套管 其它 螺絲 銷釘 彈簧銷
3 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(xué)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(jī)械性能、環(huán)境性能和壽命(即最大可拔插次數(shù))。
--(1)光學(xué)性能
--對于連接器光學(xué)特性的確定,ITU建議按表2要求加以考慮。
性能因素 單纖連接器 多纖連接器 介入損耗 回波損耗 譜損 背景光耦合 串話 帶寬(僅指多模) 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 不要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求
--目前,對于單纖連接器光性能方面的要求,用戶所關(guān)心的和廠家宣傳的重點(diǎn)還是放在介入損耗和回波損耗這兩個(gè)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(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?;F骄鶕p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)的影響也越來越大,來自連接器的巨大反射將影響高速率激光器(開關(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。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。
--需要指出的是,對于上述兩項(xiàng)的有關(guān)數(shù)值要求,ITU認(rèn)為當(dāng)系統(tǒng)受到光功率分配方面的限制時(shí),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(xué)性能的試驗(yàn)方法,ITU建議按IEC874-1最新修訂版中規(guī)定的方法進(jìn)行。但應(yīng)注意這些方法是為生產(chǎn)測試規(guī)定的,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(jìn)行測試。為保證測試精度,使用OTDR進(jìn)行介入損耗的測試時(shí)必須從兩個(gè)方向進(jìn)行。
--(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(guān)建議中未見表述。但在實(shí)際應(yīng)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(yīng)可忽略不計(jì)。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的范圍內(nèi)。
--(3)機(jī)械性能
--對于光纖連接器的機(jī)械性能的確定,ITU建議按表3要求加以考慮。
性能因素 單纖連接器 多纖連接器 軸向抗張強(qiáng)度 彎曲 機(jī)械耐力 撞擊(敲擊) 下垂 振動 沖擊(跌落) 靜態(tài)負(fù)荷 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求
--對于光纖連接器機(jī)械性能的試驗(yàn)方法,ITU建議按IEC874-1總規(guī)范最新修訂版所規(guī)定的方法進(jìn)行。抽樣數(shù)量,除特殊要求外,IEC規(guī)定一般不少于5個(gè)連接器/光纜組合件。對于部分試驗(yàn)項(xiàng)目,IEC規(guī)定的試驗(yàn)方法中還明確了試驗(yàn)條件以及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
--對于配對連接器的軸向抗張強(qiáng)度和至少包含5個(gè)連接器的光纜組合件的強(qiáng)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(yīng)測試5個(gè)連接器/光纜組合件樣品。應(yīng)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(gè)循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)束后,附加損耗應(yīng)不超過0.2dB。
--對于耐機(jī)械性能(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開至少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。
--對于下垂性能,IEC規(guī)定應(yīng)至少試驗(yàn)5個(gè)安裝了連接器的光纜組合件。試驗(yàn)后的最大附加損耗不應(yīng)超過0.2dB。
--對于振動性能,IEC規(guī)定振動頻率范圍為(10~55)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。
--(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。
性能因素 單纖連接器 多纖連接器 溫度循環(huán) 高濕 灰塵 工業(yè)環(huán)境 高低溫存放 腐蝕(鹽霧) 易燃性 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求 應(yīng)當(dāng)考慮,適當(dāng)要求
--對于光纖連接器環(huán)境性能的試驗(yàn)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10根。對于部分試驗(yàn)項(xiàng)目,ITU還明確了試驗(yàn)條件以及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
--對于溫度循環(huán)性能的試驗(yàn),ITU建議低溫應(yīng)為-40℃,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。
--對于高濕度(穩(wěn)態(tài)濕熱)性能,ITU建議試驗(yàn)環(huán)境為:(60±2)℃,相對濕度90%~95%,持續(xù)時(shí)間為504h。試驗(yàn)后,與初始值相比較,附加損耗不應(yīng)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(xiàng)目的試驗(yàn),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(21±2)℃、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。
--(5)光纖連接器的壽命
--由于維護(hù)中轉(zhuǎn)接跳線和正常測試等需要,光纖連接器經(jīng)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,光纖連接器的插拔壽命一般可以達(dá)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(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)將不會發(fā)生破裂。
4 部分常見光纖連接器
--以下介紹的是部分常見的光纖連接器,其性能指標(biāo)皆為配合單模光纖在131Onm波長下使用時(shí)的情況。
--(1)FC/FC型光纖連接器
--這種連接器最早是由日本NIT研制。前一個(gè)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;后一個(gè)FC表明接頭的對接方式為平面對接。此類連接器結(jié)構(gòu)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(chǎn)生菲涅爾反射,提高回波損耗較為困難。以NTT的FC/FC型光纖連接器為例,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(fù)性偏差(即機(jī)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。
--(2)FC/PC型光纖連接器
--這種連接器是FC/FC型連接器的改進(jìn)型。其中FC的意義與前者相同;PC是Physical Connection的縮寫,表明其對接端面是物理接觸,即端面呈凸面拱型結(jié)構(gòu)。與前者相比,這種連接器外部結(jié)構(gòu)沒有改變,只是對接端面的結(jié)構(gòu)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。以北京住力電通光電技術(shù)公司采用日本住友電工的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的FC/PC型光纖連接器為例,根據(jù)該公司的介紹,其100個(gè)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0.18dB。回波損耗皆大于40dB,平均值可達(dá)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(xì)的資料一般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FC/FC型連接器稱為FC型連接器,將FC/PC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(xué)性能相差較大,因此用戶在選用時(shí)一定要弄清楚對方介紹的究竟是哪一種連接器。
--(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(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)。此類連接器價(jià)格低廉,插拔操作方便,介入損耗波動小,抗壓強(qiáng)度較高,安裝密度高。據(jù)有關(guān)資料介紹,單體型的SC連接器,其平均介入損耗值為0.06dB,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.07dB;回波損耗:采用PC技術(shù)時(shí),平均值為28.4dB,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6dB;采用APC技術(shù)時(shí),平均值為46.1dB,標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.7dB。另外NTT已將這種連接器開發(fā)成一個(gè)系列型產(chǎn)品,包括四種型號的SC連接器(單體型、雙體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)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(biāo)準(zhǔn)的表示,其后面的數(shù)字為標(biāo)準(zhǔn)號。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。據(jù)有關(guān)資料提供的數(shù)據(jù),介入損耗標(biāo)稱值為0.55dB的連接器,其實(shí)測最大值為0.14dB,平均值為0.088dB。
--(5)雙錐型連接器(Biconical Connector)
--這類光纖連接器中最有代表性的產(chǎn)品是由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)研制,由兩個(gè)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(gè)內(nèi)部裝有雙錐形塑料套筒的耦合組件組成。據(jù)有關(guān)資料介紹其最大介入損耗值為0.7dB,平均為0.28dB。已見報(bào)導(dǎo)的商用型號為2016。
5 國內(nèi)情況及建議
--當(dāng)前,隨著國內(nèi)通信事業(yè)的不斷發(fā)展,光纖通信已步入實(shí)用化階段,且應(yīng)用的范圍越來越廣。我國目前對于光通信系統(tǒng)中所用的光纖連接器,或是使用進(jìn)口連接器,或是以進(jìn)口的陶瓷套管和外圍金屬件等所謂“散件”在國內(nèi)進(jìn)行組裝,或是根據(jù)所引進(jìn)國外技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn),主要是FC型光纖連接器。鑒于此種情況,筆者建議如下。
--(1)標(biāo)準(zhǔn)化問題
--國際上光纖連接器產(chǎn)品的型號和標(biāo)準(zhǔn)都比較多,引進(jìn)和使用時(shí)如不加以限制,勢必會產(chǎn)生混亂,為維護(hù)和管理工作帶來不便。據(jù)介紹,在這方面美、日、德、法等國已有了國家標(biāo)準(zhǔn),并為IEC所認(rèn)可;我國在這方面也有類似的規(guī)定。建議將此類規(guī)定作為技術(shù)規(guī)范或入網(wǎng)要求等技術(shù)文件中的一項(xiàng)內(nèi)容以國家標(biāo)準(zhǔn)的方式加以公布。
--(2)兼容性問題
--由于通信是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,因此建議用戶在訂貨時(shí),應(yīng)考慮光傳輸設(shè)備、光附屬設(shè)備、光測試儀表等項(xiàng)所用光纖連接器的兼容性。在不影響系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡可能使將訂購的儀表設(shè)備與已有設(shè)備儀表的光纖連接器的型號一致。如不能滿足,則應(yīng)考慮使用時(shí)可能出現(xiàn)的問題,并訂購或準(zhǔn)備相應(yīng)的轉(zhuǎn)接法蘭或轉(zhuǎn)接線。
--(3)生產(chǎn)與使用問題
--就生產(chǎn)而言,建議國家指導(dǎo)有關(guān)光纖連接器的生產(chǎn)廠家根據(jù)有關(guān)規(guī)定并結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有及使用情況,統(tǒng)一以一種核心元件為基礎(chǔ)(如Φ2.5mm的插針及相應(yīng)的套筒)開發(fā)研制符合國情、適應(yīng)需要的產(chǎn)品。
--就使用而言,建議用戶應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況,選擇適用的光纖連接器。在滿足系統(tǒng)要求的前提下,充分考慮性能、價(jià)格和發(fā)展等方面的關(guān)系,努力降低成本,擴(kuò)大使用范圍。在未來光纖用戶網(wǎng)和高速局域網(wǎng)中,價(jià)格和硬件升級等問題可能會更加突出,用戶更需就性能、價(jià)格和發(fā)展等方面進(jìn)行綜合考慮。
6 發(fā)展與展望
--由于光纖通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,高速局域網(wǎng)和本地用戶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)得到了很大發(fā)展,出于維護(hù)上測量、轉(zhuǎn)接、調(diào)度等方面的需要,對光纖連接器提出的要求也越來越多,這些都促進(jìn)了光纖連接器的發(fā)展。
--就光纖連接器的關(guān)鍵元件--插頭支撐套管和耦合套筒而言,Φ2.5mm的插針及配套的耦合套筒將得到較大發(fā)展,以此為基礎(chǔ)已開發(fā)出FC、ST、SC、DIN47255/6、MiniBNC、GFS-11/13、530等多種型號的光纖連接器,而且其技術(shù)也在不斷進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)的目的是努力降低介入損耗,盡可能提高回波損耗,并改善連接器的機(jī)械耐力(重復(fù)插拔性能)和溫度性能。目前改進(jìn)工作主要是從兩個(gè)方面著手的。
--其一為制作材料。由于陶瓷材料與石英玻璃材料的熱匹配性好,理化性能穩(wěn)定,加工精度高,機(jī)械耐力好,因此越來越受到重視。估計(jì)短期內(nèi),以精密陶瓷制作的插針套管和耦合套筒將繼續(xù)占主導(dǎo)地位。
--目前使用較多的陶瓷材料是氧化鋁和3mol氧化釔不完全穩(wěn)定的氧化鋯(PSZ)。其中氧化鋁的硬度較高,研磨精度也比較高,但對研磨設(shè)備的要求也較高,且彎曲強(qiáng)度低、粒度大,碰到堅(jiān)硬表面時(shí)易碎裂。而氧化鋯(PSZ)的彎曲強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度較氧化鋁要高得多,且其硬度小、顆粒小,易于進(jìn)行研磨拋光,但由于其場式模量較小,因而在進(jìn)行研磨時(shí)需要先進(jìn)的加工工藝??偟膩碚f,使用氧化鋯(PSZ)較氧化鋁要可靠得多。另有資料介紹說,由于需要不斷進(jìn)行插拔,因此耦合套筒必須具有良好的耐磨性和一定的彈性,所以,理想的組合是用氧化鋁制作插針套管,用氧化鉻制作耦合套筒。
--其二是改進(jìn)插針體(套管)對接端端面的對接方式和端面的加工工藝。目前隨著系統(tǒng)速率的不斷提高,PC(物理接觸)型正在逐步取代FC(平面接觸)型;對于PC型研磨的工藝也在不斷進(jìn)行改進(jìn),人工研磨正逐漸為機(jī)器研磨所取代;出現(xiàn)了APC(Advance Physical Contant)技術(shù),即在傳統(tǒng)PC研磨的基礎(chǔ)上,再用二氧化硅磨片或微粉進(jìn)行超精細(xì)研磨,以減小因光纖連接器對接端面處折射率不匹配對介入損耗和回波損耗性能的影響。這種不匹配是由研磨受力所產(chǎn)生的損傷層造成的。一般經(jīng)PC研磨后,損傷層的折射率約為1.54,高于光纖纖芯的折射率(1.46),而經(jīng)過APC研磨處理的端面,其折射率約為1.46,接近或達(dá)到纖芯的折射率。
對接方式和加工工藝制作的插針套管對光纖連接器介入損耗和回波損耗性能的影響。
參 數(shù) 金屬 FC/FC型 金屬 FC/PC型 手工研磨陶瓷 FC/PC型 機(jī)器研磨陶瓷 FC/PC型 機(jī)器研磨陶瓷 FC/APC型 介入損耗(dB) 回放損耗(dB) 0.35 14.91 0.23 39.85 0.21 27.14 0.18 38.05 0.14 48.76
--另外,根據(jù)研究,在現(xiàn)在的Φ.5mm型插針套管的基礎(chǔ)上,采用斜面連接是提高單模光纖連接器回波損耗性能的一個(gè)有效途徑。理論推算表明,當(dāng)斜面的傾角為8°時(shí),連接器的回波損耗可達(dá)到118dB。但此種連接方式會對介入損耗產(chǎn)生較大影響,此種影響可通過在端面形成一定曲率(R=(20~50)mm)的球面得到改善。住友電氣工業(yè)株式會社最新推出的斜8°角光纖連接器,其回波損耗平均可達(dá)66dB,相應(yīng)的介入損耗平均為0.18dB;國內(nèi)郵電部固體器件研究所研制的一種斜8°角連接器,其回波損耗大于56dB,相應(yīng)的介入損耗小于0.6dB。
--就光纖連接器的外圍(部)元件而言,由于光纖通信的不斷發(fā)展,特別是光纖用戶網(wǎng)的發(fā)展,對光纖連接器提出的要求是高性能、低成本、小型化、多纖化、安裝密度高、安裝簡便等,這其中有很多可以通過對光纖連接器外圍元件的材料、外形、加工工藝、緊固方式等方面加以改進(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。另外,系列化也是降低產(chǎn)品成本的一個(gè)有效途徑。NTT開發(fā)的SC型連接器即為一例;由鑄模玻璃纖維塑料制成的矩型外殼成本低廉,抗壓強(qiáng)度高;插拔操作方便,適合高密度安裝。以這種連接器為基礎(chǔ)的SC系列光纖連接器還包括多套管連接器(HSC系列)、底座型光纖連接器以及固定衰耗器等。
--另外,隨著光纖連接器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,其需求數(shù)量也越來越多,單靠在工廠中裝配研磨生產(chǎn)已無法滿足需要,且其成本對于某些應(yīng)用來說也太高,因此連接器的裝配正從工廠走向安裝工程現(xiàn)場,對快速簡易的現(xiàn)場裝配型光纖連接器的需求也越來越多。采用現(xiàn)場裝配型也是降低成本的一個(gè)有效措施。
--適用于現(xiàn)場安裝的連接器要求必須省時(shí)、省力、操作方便。很多廠家對此進(jìn)行了研究,開發(fā)出了許多新的工藝方法,如采用紫外固化粘結(jié)膠。采用利于拋磨的方法、設(shè)計(jì)出不需粘結(jié)的連接器和既不需要粘結(jié)也不需要拋光的連接器等等,在現(xiàn)場只需要幾分鐘即可裝配出一個(gè)可靠的光纖連接器。
--正如由于電纜通信系統(tǒng)離不開各種插塞、同軸頭等電連接器而促進(jìn)了電纜連接器及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一樣,相信光纖連接器將會隨著光纖通信的不斷發(fā)展而得到進(jìn)一步的發(fā)展。
