J599系列光纖連接器及其光纜組件故障排除方法

J599系列光纖連接器及其光纜組件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、雷達等領(lǐng)域光通信系統(tǒng)。為能快速、準(zhǔn)確的分析并判斷在使用過程中光纖連接器及其光纜組件的信號傳輸故障位置及原因，文章結(jié)合中連訊科（武漢）光電科技有限公司生產(chǎn)的J599系列光纖連接器及其光纜組件的結(jié)構(gòu)特點，提供了一套故障分析排除流程，以提高光纜維修速度和維修質(zhì)量。

隨著光通訊行業(yè)的快速發(fā)展，具有頻帶寬、大容量、低損耗、抗干擾、保密性好等技術(shù)優(yōu)勢的光纖、光纜被廣泛運用。作為光信號連接的橋梁，光纖連接器構(gòu)成了光纖通訊系統(tǒng)使用量最多的光無源器件，在軍用領(lǐng)域，高可靠性的J599系列光纖連接器則成為首選。光纖傳輸是以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)進行數(shù)據(jù)、信號傳輸，但缺點是易碎、端面易臟污，在光纖連接器及其光纜組件不當(dāng)?shù)倪\輸和安裝，特別是在惡劣環(huán)境中施工或工作，則難以避免會出現(xiàn)因人為或環(huán)境因素導(dǎo)致光纜或連接器受損，通訊能力下降等問題，為此本文介紹J599系列光纖連接器及其光纜組件故障排除方法，以提高作業(yè)人員對其故障原因快速鎖定。

1、J599系列光纖連接器及其光纜組件的結(jié)構(gòu)特點

1.1 J599Ⅲ系列光纖連接器

中連訊科J599連接器含陶瓷套筒和插針壓簧，陶瓷套簡實現(xiàn)光纖插針和光纖插孔的精密對準(zhǔn)，插針壓簧為插入插孔的陶瓷插針端面接觸提供壓緊力。陶瓷套筒作為光纖接觸件的耦合對準(zhǔn)部分，常使用C型結(jié)構(gòu)，從而可使接觸件在套簡中具有一定大小的抱緊力。

1.2 光纜組件

光纖是光信號傳輸?shù)闹匾ǖ?，光纜是保護光纖的重要載體。光纜一般由纜芯、加強鋼絲、填充物和護套等部分組成，其結(jié)構(gòu)有骨架式、層攪式帶狀、束管式;根據(jù)傳輸模式有單模和多模;光纜皮質(zhì)材料可基于運用環(huán)境和設(shè)計要求選擇鎧裝、低煙無鹵、海翠等類型。一般訂購的光纜組件包含光纜和連接器，其光纜與J599系列光纖連接器的搭配情況如表1所示。

2、J599系列光纖連接器及其光纜組件的故障分析

2.1 故障原因

下面將按光纖連接器內(nèi)部，光纖連接器外部即光纜分別進行分析說明。

光纖連接器內(nèi)部故障分析:

對于光纖連接器內(nèi)部，常見故障原因有光纖端面臟污、光纖接觸件橫向錯位、插芯彈性位移量設(shè)計不夠、連接器尾部光纜處點膠不當(dāng)、光纖陶瓷套筒失效等，其中光纖端面臟污造成的故障比例超過50%。

光纖端面污染有內(nèi)部和外部兩個來源，外部主要來源是在連接器分離后灰塵吸附在光纖端面造成的，內(nèi)部主要來源是連接器內(nèi)部元件清潔度不高，在震動、沖擊、潮濕等環(huán)境后會加速可移動雜物的活動，端面污染會進一步放大，甚至使光纖喪失通訊能力。

隨著加工技術(shù)的不斷進步，連接器零部件和光纖接觸件的制造加工精度的能力已能滿足，其光纖接觸件橫向錯位，主要來自于裝配誤差累積，偏差值越大，光信號損耗越顯著。為此，保證裝配精度及優(yōu)化連接器內(nèi)部安裝板、密封件等子部件和光纖接觸件的裝配手法尤為關(guān)鍵。

針對插芯彈性位移量設(shè)計不夠問題，可分為設(shè)計缺陷或裝配缺陷引起，致使成品光纖連接器相互配合時，光纖接觸件端面處于剛性配合，因同軸度和角度偏差放大其插損值，這也就喪失其接觸件彈性設(shè)計及可自我調(diào)整位置偏差的設(shè)計意圖。

連接器尾部光纜處點膠是密封型產(chǎn)品在工藝制程上的關(guān)鍵點，因此在實際操作時要特別注意。點膠在連接器尾部出來的接觸件線纜上，會完全使彈性插針變?yōu)閯傂圆遽?點膠到?jīng)]有理順的彎曲的光纖線上，特別是小半徑的彎曲，會導(dǎo)致光纖色散增大，損耗增大;點膠時膠水中氣泡未正確消除，在固化過程中由于氣泡外溢，會加大點膠密封或尾部光纜固定不穩(wěn)的風(fēng)險性。

光纖陶瓷套筒失效因素較多，如陶瓷自身缺陷，插拔力過大或過小;光纖插針裝配在光纖連接器中同軸度差，出現(xiàn)歪斜;裝配和拆卸光纖連接器時，手法不正確、偏離軸向角度，套筒會在邊緣局部受力過大而破裂等，這些因素都會導(dǎo)致套筒失去精確導(dǎo)正及耦合的能力。

光纜故障分析:

影響光纜可靠性和使用壽命最重要的因素是環(huán)境，由于長期承受外部環(huán)境的考驗，如高低溫、機械振動沖擊、摩擦、空間輻射等，這些外部條件會加速光纜塑膠材料的老化，為此在選用光纜時要特別注意其運用環(huán)境和工作條件。

2.2 故障排除步驟

在進行故障排除時，可根據(jù)如下步驟依次確認，直到排查到具體故障位置或光纜。

(1)在光纜組件正常工作連接模式下，觀察測試結(jié)果，確定故障現(xiàn)象。

(2)對光纖連接器及光纜進行外觀檢查確認，判斷是否有損壞、碰傷等。

(3)從工作設(shè)備或檢測設(shè)備上取下故障產(chǎn)品，檢查連接器內(nèi)部陶瓷插針有無損壞或歪斜，插針有無適當(dāng)?shù)膹椥?，確認插孔的陶瓷套筒無破損;用手持式端面檢測儀對每個光纖接觸件的端面進行檢查，對端面臟污的用酒精、無塵紙清潔干凈，清潔完成后再連接光路測試。

(4)把光纜組件拆卸成最小元，分段測試檢查，確定具體故障位置。分段排查時要特別注意，做好指標(biāo)記錄和樣品標(biāo)記，以避免漏排。

(5)如排除后確認是光纜問題，在不破壞產(chǎn)品的條件下，可按照表2波長進行彎曲測試，測試時需確保光纜彎曲半徑大于產(chǎn)品說明書的要求，未陳述的可按照行業(yè)要求進行測試，一般彎曲半徑不得小于光纜直徑的15-20倍。通常光纜在單?；蚨嗄５膬煞N波長下，其插損差異較小，對光纜進行彎曲后，兩者波長插損發(fā)生顯著變化，可判斷該光纜內(nèi)部光纖已受損。

審核編輯 黃宇