各種智能光纖連接器結(jié)構(gòu)及性能分析設(shè)計(jì)

　　1.引言

　　在安裝任何光纖系統(tǒng)時(shí)，都必須考慮以低損耗的方法把光纖或光纜相互連接起來，以實(shí)現(xiàn)光鏈路的接續(xù)。光纖鏈路的接續(xù)，又可以分為永久性和活動(dòng)性的兩種。永久性的接續(xù)，大多采用熔接法、粘接法或固定連接器來實(shí)現(xiàn)；活動(dòng)性的接續(xù)，一般采用活動(dòng)連接器來實(shí)現(xiàn)。本文將活動(dòng)連接器做一簡單的介紹。

　　光纖活動(dòng)連接器，俗稱活接頭，一般稱為光纖連接器，是用于連接兩根光纖或光纜形成連續(xù)光通路的可以重復(fù)使用的無源器件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在光纖傳輸線路、光纖配線架和光纖測試儀器、儀表中，是目前使用數(shù)量最多的光無源器件。

　　2.光纖連接器的一般結(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)?，F(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)光纖的對準(zhǔn)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(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的、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。為盡量精確地對準(zhǔn)光纖，對插針和耦合管的加工精度要求很高。

　　3.光纖連接器的性能

　　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。

　　（1）光學(xué)性能：對于光纖連接器的光性能方面的要求，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。插入損耗越小越好，一般要求應(yīng)不大于0.5dB.

　　回波損耗（Return Loss）是指連接器對鏈路光功率反射的抑制能力，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.

　　（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在小于0.2dB的范圍內(nèi)。

　　（3）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.

　　（4）溫度

　　一般要求，光纖連接器必須在-40℃~ +70℃的溫度下能夠正常使用。

　　（5）插拔次數(shù)

　　目前使用的光纖連接器一般都可以插拔l000次以上。

　　4.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PC（UPC）和APC；按光纖芯數(shù)分還有單芯、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。以下簡單的介紹一些目前比較常見的光纖連接器：

　　（1）FC光纖連接器

　　這種連接器最早是由日本NTT研制。FC是Ferrule Connector的縮寫，表明其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。最早，F(xiàn)C類型的連接器，采用的陶瓷插針的對接端面是平面接觸方式（FC）。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，提高回波損耗性能較為困難。后來，對該類型連接器做了改進(jìn)，采用對接端面呈球面的插針（PC），而外部結(jié)構(gòu)沒有改變，使得插入損耗和回波損耗性能有了較大幅度的提高。

　?。?）SC型光纖連接器

　　這是一種由日本NTT公司開發(fā)的光纖連接器。其外殼呈矩形，所采用的插針與耦合套筒的結(jié)構(gòu)尺寸與FC型完全相同，其中插針的端面多采用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(dòng)小，抗壓強(qiáng)度較高，安裝密度高（路由器交換機(jī)上用的最多）。

　　（3）ST型光纖連接器

　　ST型光纖跳線：常用于光纖配線架，外殼呈圓形，緊固方式為螺絲扣。（對于10Base-F連接來說，連接器通常是ST類型。常用于光纖配線架）

　?。?）LC型光纖連接器

　　LC型連接器是著名Bell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(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)用也增長迅速。

　?。?）雙錐型連接器（Biconic Connector）

　　這類光纖連接器中最有代表性的產(chǎn)品由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)研制，它由兩個(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。

　　（6）DIN4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。

　　（7）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)，是主要用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮呙芏裙膺B接器。

　　（8）MU型連接器

　　MU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)勢在于能實(shí)現(xiàn)高密度安裝。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（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MU型連接器的需求也將迅速增長。