光纖活動(dòng)連接器連接器概述

在電纜通信(傳輸)鏈路中，各種電纜連接器可以在保證阻抗匹配的前提下使兩段電纜達(dá)到最好的物理連接。如果沒有連接器，在一般的工程施工中，電纜與電纜的連接可以在物理上直接將兩端的電纜絞

纏在起，也可使電磁波信號的順利通過，保證鏈路的暢通。

而在光纖通信(傳輸)鏈路中，要適應(yīng)不同模塊、設(shè)備和系統(tǒng)之間靈活連接的需要，由光信號傳輸與電信號傳輸?shù)牟煌?，絕不可能直接把兩根光纖的頭子絞纏在一起(除非進(jìn)行熔接，而熔接又不可能做到連接的靈活性)，必須有一種能在光纖與光纖之間進(jìn)行可裝卸(活動(dòng))連接的器件，使光信號能按所需的通道進(jìn)行傳輸，以保證光纖鏈路的暢通，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的和要求。能實(shí)現(xiàn)這種功能的器件就是光纖活動(dòng)連接器，以下簡稱光纖連接器，它是光系統(tǒng)中使用量最大的光無源器件。

光纖連接器就是把光纖的兩個(gè)端面精密對接起來，最重要的就是要使兩根光纖的軸心對準(zhǔn)，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。

各種類型的光纖連接器的基本結(jié)構(gòu)是一致的，絕大多數(shù)的光纖連接器的一般采用高精密組件(兩個(gè)插針和一個(gè)耦合管共三個(gè)部分)實(shí)現(xiàn)光纖的對準(zhǔn)連接。這種對準(zhǔn)方式稱作精密組件對準(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壓力。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(gòu)件做成，一般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(zhǔn)光纖，對插針和耦合管的加工精度要求很高。

還有一種對準(zhǔn)方式是主動(dòng)對準(zhǔn)。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，還需要使用折射率匹配的材料。

光纖連接器的性能，首先是光學(xué)性能，此外還要考慮光纖連接器的互換性、重復(fù)性、抗拉強(qiáng)度、溫度和插拔次數(shù)等。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。在一定程度上，光纖連接器的性能影響了整個(gè)光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項(xiàng)性能。

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

插入損耗(Insertion Loss)即連接損耗，是指因連接器的導(dǎo)入而引起的鏈路有效光功率的損耗。產(chǎn)生插入損耗的原因有兩方面:

1、 光纖公差引起的固有損耗。主要由光纖制造公差,即纖芯尺寸、數(shù)值孔徑、纖芯/包層同心度和折射率分布失配等因素產(chǎn)生。

2、 連接器加工裝配引起的固有損耗。這是由連接器加工裝配公差，即端面間隙、軸線傾角、橫向偏移和菲涅爾反射及端面加工精度等因素產(chǎn)生的。

插入損耗越小越好，一般要求應(yīng)不大于0.5dB。 在通常的有線電視工程計(jì)算中，將插入損耗的值記為0.5dB。 回波損耗(Return Loss, Reflection Loss)是指連接器對鏈路光功率反射的抑制能力，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(dòng)。尤其在CATV系統(tǒng)中，對回波損耗性能的要求更高。因此回波損耗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。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，可以使回波損耗一般不低于45dB。

(2)互換性、重復(fù)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(fù)多次使用，由此而導(dǎo)入的附加損耗一般都應(yīng)在小于0.2dB的范圍內(nèi)。

(3)機(jī)械特性

抗拉強(qiáng)度 對于做好的光纖連接器，一般要求其抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于90N。

彎曲性能 至少應(yīng)測試5個(gè)連接器/光纜組合件樣品。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。

振動(dòng)性能 在振動(dòng)頻率范圍為(10~55)Hz，穩(wěn)定振幅為0.75mm條件下試驗(yàn)。試驗(yàn)后的最大附加損耗不應(yīng)超過0.2dB。

(4)溫度特性

一般要求，光纖連接器必須在-40oC ~ +70oC的溫度下能夠正常使用。

(5)插拔次數(shù)

使用的光纖連接器一般都可以插拔l000次以上，附加損耗不超過0.2dB。

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以把光纖連接器分成不同的種類。

1.按傳輸媒介的不同可分為常見的硅基光纖的單模、多模連接器，還有其它媒介如塑膠等為傳輸媒介的光纖連接器。

2.按連接頭結(jié)構(gòu)型式可分為:FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各種型式。

3.按插針端面形狀分有FC、PC、UPC和APC型。

FC端面為平面，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，提高回波損耗性能較為困難。

PC(即Physical Connection)端面成球面，是采用的物理接觸研磨法，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。當(dāng)曲率半徑為20mm時(shí)，回波損耗可達(dá)40dB。

UPC端面仍為球面，它與PC的不同在于球面半徑更小，為13mm,由于端面曲率半徑越小，回波損耗越大，所以它的回波損耗比PC型的大，可達(dá)50dB。

APC(即AnglePC)端面仍為球面，但端面的法線與光纖的軸心夾角為8度,并作球面研磨拋光處理，它的回波損耗可達(dá)60dB。

4.按光纖芯數(shù)分還有單芯、多芯(如MT-RJ)型光纖連接器之分。

塑料光纖活動(dòng)連接器用于塑料光纖收發(fā)器和塑料光纖的連接，通過它將光信號耦合進(jìn)入塑料光纖中。和電纜連接器類似，分為凹頭和凸頭兩種結(jié)構(gòu)。凹頭塑料光纖活動(dòng)連接器和塑料光纖通信收發(fā)器是一體，凸頭塑料光纖活動(dòng)連接器連接塑料光纖。塑料光纖活動(dòng)連接器的機(jī)械結(jié)構(gòu)可以有多種選擇，因?yàn)樗芰瞎饫w纖芯直徑較大，塑料光纖活動(dòng)連接器和目前常用的石英光纖活動(dòng)連接器可以完全不同，可以仿照目前電纜連接器的結(jié)構(gòu)(如SMA結(jié)構(gòu))，不但做到連接損耗小，而且可以使用夾線鉗和電工刀片，很方便地在現(xiàn)場完成塑料光纖活動(dòng)連接器散件組裝。