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光连接器作用和类型 (光连接器损耗)

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综合布线图里会有光纤连接器,它的作用主要是什么呢?

在光纤通信(传输)链路中,为了实现不同模块。设备和系统带袜缺之间灵活连接的需要,必须有一种能在光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件,使光路能按所需的通道进行传输,以实现和完成预定或期望的目的和要求,能实现这种功能的器件就叫光纤连接器。光纤连接器就是把光纤的两个端面精密对接起来,以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去,并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小,这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上,光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。

一. 光纤连接的分类

1.固定连接。主要用于光缆线路中光纤间的永久性连接,多采用熔接,也有采用粘接和机械连接。特点是接头损耗小,机械强度较高。设备需要熔接机,大概几万RMB

2.活动连接。主要用于光纤与传输系统设备以及与仪表间的连接,主要是通过光连接插头进行连接。特点是接头灵活较好,调换连接点方便,损耗和反射较大是这种连接方式的不足。现在插损方面也已经很好了,几十RMB就可以了,可以直接买成品,如果你要散件的话,还需要端面抛光研磨设备,那个就太贵了,建议直接买跳线.

3.临时连接。测量尾纤与被测光纤间的耦合连接,一般采用此方法连接。特点是方便灵活,成本低,对损耗要求不高,临时测量时多采用此方式连接。也可以用熔接机或者V型槽加胶

二. 对光纤连接的要求

1.对固定连接的要求。光纤固定连接是光缆线路中一项关键性技术。对固定连接的要求有以下几方面:连接损耗小,一致性较好;连接损耗稳定性要好,一般温差范围内不应有附加损耗的产生;具有足够的机械强度和使用寿命;操作应尽量简便,易于施工作业;接头体积要小,易于放置和防护;费用低,材料易于加工。

2.对活动连接的要求。对于要求可拆卸的光纤连接方式,目前都采用机械式连接器来实现。对其要求主要有以下几方面:连接损耗要小,单模光纤损耗小于0.5dB ;应有较好的重复性和互换性。多次插拔和互换配件后,仍有较好的一致性;具有较好的稳定性,连接件紧固后插入损耗稳定,不受温度变化的影响;体积要小,重量要轻;有一定的强度;价格适宜。

3.对临时连接的要求。光纤的临时连接,也可以用熔接机熔接。要求损耗尽可能地低,在用V型槽和毛细管连接时,必须加配比液,否则无法消除菲涅尔反射。

三. 光纤连接损耗产生的因素

光纤连接后,光经过接头部位将产生一定的损耗,称做光纤连接传输损耗,即接头损耗。现主要分析单模光纤连接损耗产生的因素。

1. 本征因素。对连接影响最大的单模光纤是模场直径。当模场直径失配20%时,将产生0.2 dB以上的损耗。尽可能使用模场直径较小的光纤,对降低接续损耗具有重要的意义。

2. 外界因素。外界对单模光纤接续损耗产生的主要因素为轴心错位和轴向倾斜。对于机械连接还有纵向分向和熔接的纤芯变形等因素。

(1)轴心错位。当错位达到1.2μm时,引起的损耗可达0.5 dB,提高连接定位的精度,可以有效的控制轴心错位的影响。

(2)轴向倾斜。当倾斜达到1°时,将引起0.2 dB的好渗损耗。选用高质量的光纤切割刀,可以改善轴向倾斜引起的损耗。

(3)纤芯变形。当自动熔接机的电流、推进量、放电电流、时间等设置合理时,纤芯变形引起的损耗量可以做到0.02 dB以下。

四. 光纤连接的方法与比较

1.熔接机熔接。这种方法主要用于光纤接头的连接,目前多采用于自动熔接机进行熔接,熔接机分单芯和多芯熔接机两种。 在正式接续前,应对熔接机的各项参数进行试验,以确定熔接机的对准精度、放电大小、推进量等各项参数,使其适应具体接续光纤的特定工蠢辩作条件,将损耗控制在设定的指标之内。 接续完成后,应及时用光时域反射仪进行损耗的测定,当损耗符合指标要求后,方可进行补强工序,直到完成接续。

2.机械连接。目前最常见的三种机械连接器的连接特点如下: FO型工序连接器。这种光纤连接器是单芯光纤的标准连接形式。目前的产品大多将其端面研磨成球型,利用光学折射原理将光束会聚,降低其接续损耗。这种光纤连接器多用在光纤配线架上和测试仪表上,作转接用。 NTT多芯光纤连接器。这种光纤连接器可一次连接多达12根光纤,具有容量大、制作工艺简单、接续损耗小等特点,因此,在要求较低的用户光纤连接中有着广泛的应用。这种方法多用于光纤的短距中继,以及用户中继中,效果较好。 接线子连接器。随着技术的发展,接线子的平均接续损耗可以做到0.1 dB以下,50%的接头损耗可以做到0.05 dB以下,对环境温度和湿度的适应性亦较为优良。由于这种接续方法不需要价格昂贵的熔接机,并且有单芯和多芯等多种规格,使用灵活方便,预计其应用前景越来越广阔,使光纤的接续像电缆一样方便。 在光缆通信的发展中,接续技术是十分关键的技术。简化接续技术,提高接续质量,对扩大光纤应用领域将起到积极的促进作用。在当代人们对通信速度的不断提高,对光纤连接器的连接损耗要求也是越来越低。

光纤连接器分类?

这里所讲的光纤连接器确切地讲是光纤活动连接器,是按光纤接头可拆卸与否来分类时的一类,所以相应地还有一种不可拆卸的连接器,称为固定连接器,在这里就不多提。光纤连接器按传输媒介的不同可分搜谨为常见的硅基光纤的单模、多模连接器,还有其它媒介如塑胶等为传输唤歼媒介的光纤连接器;按连接头结构型式可分为:FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各种型式;按光纤端面形状分有FC、PC(包括SPC或UPC)和APC型;按光和漏冲纤芯数分还有单芯、多芯(如MT-RJ)型光纤连接器之分。

光纤器件的器件种类

光纤器件按功能分类,有光早返槐连接器、光耦合器、光开关、波分复用器和波分解复用器、光衰减器、光环行器、光隔离器和光调制器等。

光连接器  实现光纤与光纤或光纤与其他器件光学连接的器件。它的主要参数是插入损耗。光连接器品种甚多,按插孔的结构型式分,有O型、C型和V型等;按光纤种类和芯数分,有多模、单模光纤连接器,多芯、单芯光缆连接器等;按应用场合分,有通用式、现场装配式、密封式和穿墙式等。通用的多模单芯光缆连接器的插入损耗一般为 0.5~1分贝(图2)。单模光纤连接器的最低插入损耗可达 0.3分贝。

光定向耦合器 使光路之间按比例实现能量耦合,且分光路线与传输方向有关,可作成三端口或四端口器件。根据结构和工艺的不同,可分为拼接式、拉锥式、棱镜式、平面式等(图3)。光定向耦合器的主要参数是插入损耗、分光比和隔离度。主要用于单线双向传输及数据网等。  星形耦合器  使一个或几个光路中的光能耦合到同一边(或另一边)一个或几个光路中的近似星形器件。将能量耦合到同一边光路的称为反射式星形耦合器;将能量耦合到另一边光路的称非反射式星形耦合器。按其对称性又可分为1×n型和n×n型等。按结构与工艺的不同,星形耦合器可分为拉锥式、搅模棒式等(图4)。星形耦合器的主要参数与光定向耦合器相同。它主要用于星形光纤网络。

T 形耦合器  使两个端机接到一个主传输线路上去的器件。主要结构和参数与星形耦合器相同,主要用于母线网络。

光开关  使一个或几个光路中的光能接通、切断或转换到另一个或几个光路中去的器件。按转换型式可分为1×n型和n×n型(矩阵开关);按转换机理可分为机械式和折射率式(图5)。光开关的主要参数是插入损耗、隔离度、重世唤复性、转换时间和寿命。它主要用于光路的切换。

波分复用器  使两个或两个以上不同波长的光载波共用一个光路的器件。按色散元件分有棱镜式、光栅式和干涉模式等。其主要参数是插入损耗、隔离度等。它主要用于单线双向传输和光纤网络传输。

波分解复用器  使共用一个光路的不同波长的多个光载波分到各自光路中去的器件。其主要参数、结构和用途均与波分复用器相同。

光衰减器  使光陆友路的光能按一定比例衰减的器件。按衰减量的可调性可分为固定式、分级可调式和连续可调式(图6)。其主要参数是衰减量及其精度。它主要用于调整中继区间的损耗、评价光纤传输系统损耗和校正光功率计等。

光纤器件除应用于光纤通信外,还可应用于非通信领域,如传感技术、数据处理和计算技术等。特别是光纤传感器尤其受到人们注意,它的进展将会促进光纤器件的发展。此外为了适应单模光纤传输系统的需要,光纤器件将在平面型器件的基础上向混合集成光路方向发展,对光纤传输系统会产生重要的影响。

光纤连接器的分类

这是一种由日本NTT公司开发的光纤连接器。其外壳呈矩形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同。其中插针的端面多采用PC或APC型研磨方式;紧固方式是采用插拔销闩式,不需旋转。此类连接器价格低廉,插拔操作方便,介入损耗波动小,抗压强度较高,安装密度高。

ST和SC接口是光纤连接器的两种类型,对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型的,对于100Base-FX来说,连接器大部分情况下为SC类型的。ST连接器的芯外露,SC连接器的芯在接头里面。

双锥型连接器(Biconic Connector)

这类光纤连接器中最有代表性的产品由美国贝尔实验室开发研制,它由两个经精密轮旦模压成形的端头呈截头圆锥形的圆筒插头和一个内部装有双锥形塑料套筒的耦合组件组成。DIN47256型光纤连接器这是一种由德国开发的连接器。这种连接器采用的插针和耦合套筒的结构尺寸与FC型相同,端面处理采用PC研磨方式。与FC型连腊铅扰接器相比,其结构要复杂一些,内部金属结构中有控制压力的弹簧,可以避免因插接压力过大而损伤端面。另外,这种连接器的机械精度较高,因而介入损耗值较小。 2012年国内通讯公司自主研发了一款比LC连接器体积更小,密度更高的MC连接器。日海MC光纤活动连接器是一种高密度单芯光纤活动连接器,适用于各种高密度场合,如大容量中心机房和高密度数据中心。 MC光纤活动连接器密度高,在相同的空间内最高可达到LC连接器的两倍,激芦堪称世界目前体积最小、密度最高的一款连接器。

主要参数: MC/UPC 插入损耗(典型) ≤0.30dB 插入损耗(随机) ≤0.50dB 回损 ≥40dB MC/APC 插入损耗(典型) ≤0.30dB 插入损耗(随机) ≤0.50dB 回损 ≥60dB 其它

光纤连接器也可指 FICON——FIber Connector1998年和G5服务器一起推出的IBM大型主机通道。它以光纤通道标准为基础,将ESCON的半双工17MB/s传输率提高到了全双工100MB/s。每条FICON通道最高可以支持每秒4000次I/O操作,相当于8条ESCON通道。

光纤跳线接口的种类及适用范围

光纤跳线(又称光纤连接器),也就是接入光模块的光纤接头,也有好多种,且相互之间不可以互用。SFP模块接LC光纤连接器,而GBIC接的是SC光纤光纤连接器。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行猜如详细的说明:

①FC型光纤跳线:外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)

②SC型光纤跳线:连接GBIC光模块的连接器,它的外壳呈矩形,紧固方式是采用插拔销闩式,不须旋转。(路由器交换机上用的最多)

③ST型光纤跳线:常用于光纤配线架,外壳呈圆形,紧固方式为螺丝扣。(对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架)

④LC型光纤跳线:连接SFP模块的连接器,它采用操作方便配兆早的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。(路由器常用)

⑤MT-RJ型光纤跳线:收发一体的方形光纤连接器,一头双纤收发一体

ST、SC连接器接头常用于一般网络。ST头插入后旋转半周有一卡口固定,缺点是容易折断;SC连接头直接插拔,使用很方便,缺点是容易掉出来;FC连接头一般电信网络采用,有一螺帽拧到适配器上,优点是牢靠、防灰尘,缺点是安装时间稍长。MTRJ型光纤跳线由两个高精度塑胶成型的连接器和光缆组成。连接器外部件为精密塑胶件,包含推拉式插拔卡紧机构。适用于在电信和数据网络系统中的室内应用。

光纤模块:一般都支持热插拔,GBIC使用的光纤接口多为SC或ST型;SFP,即:小型封装GBIC,使用的光纤为LC型。

使用的光纤:

单模:L波长1310单模长距LH波长1310,1550

多模:SM波长850

SX/LH表示可以使用单模或多模光纤

在表示尾纤接头的标注中,我们常能见到“FC/PC”,“SC/PC”等,其含义如下

1“/”前面部分表示尾纤的连接器型号

“SC”接头是标准方型接头,采用工程塑料,具有耐高温,不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头

“LC”接头与SC接头形状相似,较SC接头小一些。

“FC”接头是金属接头,一般在ODF侧采用,金属接头的可插拔次数比塑料要多。

连接器的品种信号较培雀多,除了上面介绍的三种外,还有MTRJ、ST、MU等,

2.'/'后面表明光纤接头截面工艺,即研磨方式

“PC”在电信运营商的设备中应用得最为广泛,其接头截面是平的。

“UPC”的衰耗比“PC”要小,一般用于有特殊需求的设备,一些国外厂家ODF架内部跳纤用的就是FC/UPC,主要是为提高ODF设备自身的指标。

另外,在广电和早期的CATV中应用较多的是“APC”型号,其尾纤头采用了带倾角的端面,可以改善电视信号的质量,主要原因是电视信号是模拟光调制,当接头耦合面是垂直的时候,反射光沿原路径返回。由于光纤折射率分布的不均匀会再度返回耦合面,此时虽然能量很小但由于模拟信号是无法彻底消除噪声的,所以相当于在原来的清晰信号上叠加了一个带时延的微弱信号,表现在画面上就是重影。尾纤头带倾角可使反射光不沿原路径返回。一般数字信号一般不存在此问题。

使用范围:

A:光纤通信系统

B:光纤宽带接入网 

C:光纤CATV

D:局域网LAN

E:光纤仪器表 

F:光纤传感器

G:光纤教据传输系统

H:测试设备