《電子技術(shù)應(yīng)用》
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光纤连接器

2015-09-15
關(guān)鍵詞: 光纤 连接器

  通常「光纖」與「光纜」兩個(gè)名詞會(huì)被混淆.多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆,包覆后的纜線即被稱為「光纜」.光纖外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止周遭環(huán)境對(duì)光纖的傷害,如水,火,電擊等.光纜分為:光纖,緩沖層及披覆.光纖和同軸電纜相似,只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在多模光纖中,芯的直徑是15mm~50mm, 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8mm~10mm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套, 以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套,用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束,外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體,它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護(hù)層。
  光纖連接器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,還有其它如以塑膠等為傳輸媒介的光纖連接器;按連接頭結(jié)構(gòu)形式可分為:FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各種形式。其中,ST連接器通常用于布線設(shè)備端,如光纖配線架、光纖模塊等;而SC和MT連接器通常用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端。按光纖端面形狀分有FC、PC(包括SPC或UPC)和APC;按光纖芯數(shù)劃分還有單芯和多芯(如MT-RJ)之分。光纖連接器應(yīng)用廣泛,品種繁多。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。以下是一些目前比較常見的光纖連接器:
  光纖接頭
  FC 圓型帶螺紋(配線架上用的最多)
  ST 卡接式圓型
  SC 卡接式方型(路由器交換機(jī)上用的最多)
  PC 微球面研磨拋光
  APC 呈8度角并做微球面研磨拋光
  MT-RJ 方型,一頭雙纖收發(fā)一體( 華為8850上有用)
  光纖模塊:一般都支持熱插拔,
  GBIC Giga Bitrate Interface Converter, 使用的光纖接口多為SC或ST型
  SFP 小型封裝GBIC,使用的光纖為L(zhǎng)C型
  使用的光纖:
  單模: L ,波長(zhǎng)1310 單模長(zhǎng)距LH 波長(zhǎng)1310,1550
  多模:SM 波長(zhǎng)850SX/LH表示可以使用單?;蚨嗄9饫w
  在表示尾纖接頭的標(biāo)注中,我們常能見到“FC/PC”,“SC/PC”等,其含義如下“/”前面部分表示尾纖的連接器型號(hào)
  “SC”接頭是標(biāo)準(zhǔn)方型接頭,采用工程塑料,具有耐高溫,不容易氧化優(yōu)點(diǎn)。傳輸設(shè)備側(cè)光接口一般用SC接頭
  “LC”接頭與SC接頭形狀相似,較SC接頭小一些。
  “FC”接頭是金屬接頭,一般在ODF側(cè)采用,金屬接頭的可插拔次數(shù)比塑料要多。
  ? 連接器的品種信號(hào)較多,除了上面介紹的三種外,還有MTRJ、ST、MU等
  “PC”在電信運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛,其接頭截面是平的。
  “UPC”的衰耗比“PC”要小,一般用于有特殊需求的設(shè)備,一些國外廠家ODF架內(nèi)部跳纖用的就是FC/UPC,主要是為提高ODF設(shè)備自身的指標(biāo)。
  光纖連接器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸(活動(dòng))連接的器件,它是把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來,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(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小,這是光纖連接器的基本要求。在一定程度上,光纖連接器也影響了光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項(xiàng)性能(1)FC型光纖連接器【圓型帶螺紋(配線架上用的最多)】
  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(duì)接端面是平面接觸方式(FC)。此類連接器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,制作容易,但光纖端面對(duì)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(duì)該類型連接器做了改進(jìn),采用對(duì)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。
  (2)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。
  ST和SC接口是光纖連接器的兩種類型,對(duì)于10Base-F連接來說,連接器通常是ST類型的,對(duì)于100Base-FX來說,連接器大部分情況下為SC類型的。ST連接器的芯外露,SC連接器的芯在接頭里面。
  (3) 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。
  (4) DIN47256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。
  (5) 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(duì)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呙芏裙饫w連接器。
  (6) LC型連接器
  LC型連接器是著名Bell(貝爾)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。這樣可以提高光纖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(zhǎng)迅速。
  (7) MU型連接器
  MU(Miniature unit Coupling)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(shì)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連接器系列。它們有用于光纜連接的插座型連接器(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(jiǎn)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(duì)MU型連接器的需求也將迅速增長(zhǎng)。
 ?。?)光纖連接器也可指 FICON--FIber Connector1998年和G5服務(wù)器一起推出的IBM大型主機(jī)通道。它以光纖通道標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),將ESCON的半雙工17MB/s傳輸率提高到了全雙工100MB/s。每條FICON通道最高可以支持每秒4000次I/O操作,相當(dāng)于8條ESCON通道。
  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。
 ?。?)光學(xué)性能:對(duì)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(InsertionLoss)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(ReturnLoss,ReflectionLoss)是指連接器對(duì)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。
 ?。?)互換性、重復(fù)性
  光纖連接器是通用的無源器件,對(duì)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)。
 ?。?)抗拉強(qiáng)度
  對(duì)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。
 ?。?)溫度
  一般要求,光纖連接器必須在-40oC~+70oC的溫度下能夠正常使用。
 ?。?)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。
  光端機(jī)
  ? 目前,常用的光端機(jī)一端是接光傳輸系統(tǒng)(一般是SDH光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)),另一端(用戶端)出來的是2M接口。另外光端機(jī)還有PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字系列)的。光端機(jī)要比光纖收發(fā)器復(fù)雜得多,除光電的耦合還有復(fù)用-解復(fù)用,影射-解影射等信號(hào)的編碼過程。
  光纖收發(fā)器
  ? 簡(jiǎn)單的講,光纖收發(fā)器一端是接光傳輸系統(tǒng),另一端(用戶端)出來的是10/100M以太網(wǎng)接口。光纖收發(fā)器都是實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換作用的。光纖收發(fā)器的主要原理是通過光電耦合來實(shí)現(xiàn)的,對(duì)信號(hào)的編碼格式?jīng)]有什么變化

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