光纖連接器及其應(yīng)用、性能和終端要求淺析

維持系統(tǒng)正常運(yùn)作

　　在光纖系統(tǒng)設(shè)計中，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)作，就達(dá)到了非常好的效果，在系統(tǒng)設(shè)計中，我們需要考慮系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一些意料之外的問題，并且要讓系統(tǒng)達(dá)到正常運(yùn)作效果。在系統(tǒng)設(shè)計中，我們要考慮到系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最壞的情況，并做出相應(yīng)的計劃，期待更好的運(yùn)作效果。光纖連接器設(shè)計商一定要將這個理念銘記于心。在系統(tǒng)設(shè)計中，安全、穩(wěn)定的系統(tǒng)連接要求光纖末端平滑、方正。端與端之間的連接必須精確無誤，精確度甚至要達(dá)到微米，百萬分之一米。常用的多模光纖的直徑從50-62.5微米，而單模光纖的直徑僅為8-9微米。將這種直徑尺寸與一根頭發(fā)的直徑(17-180微米)相比，可見任何一絲錯誤就可以帶來在災(zāi)難性的損失。

　　光纖連接對設(shè)備的精密度要求非常嚴(yán)格，因此連接頭必須非常干凈。光纖連接器和配件通常都是裝在一個套子里，一個手指印或外部灰塵都可能會嚴(yán)重影響連接器性能，甚至導(dǎo)致傳輸失敗，因此，連接器沒有連接時，就應(yīng)該保存在干凈的保護(hù)套里。

　　在連接時，我們還應(yīng)該將光纖連接器楔緊，在目前所有的光纖連接器設(shè)計中，是通過“套圈”來進(jìn)行的，保證連接器在搭配時準(zhǔn)確無誤。光纖終端是通過粘膠或壓接緊箍在套圈里面，成為一個永久的元件。插入了內(nèi)置光纖后，就把套圈端磨光滑，為連接器光纖連接提供光滑的接口。套圈通常都是由比較硬的材料制成如陶瓷，當(dāng)然，也可以是不銹鋼、塑料或者碳化鎢材料制成，SC、ST和FC的通用套圈直徑為2.5毫米，LC的通用套圈直徑為1.25毫米。由于套圈的功能特性可以按照精密度要求進(jìn)行生產(chǎn)，也就成了光纖連接器的首要重要確定特性。在眾多的連接套圈中，彈簧式容器連接套圈保證了光纖和LED或者激光源之間同軸對齊。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的擴(kuò)大，光纖連接器也快速發(fā)展?，F(xiàn)在市場上使用的光纖連接器大概有12種甚至還多，每一種都是為滿足特定的需求而應(yīng)運(yùn)而生，當(dāng)然，也存在著一定的技術(shù)限制。 現(xiàn)在市場的走勢主要是朝著價位適中、緊湊型的連接器模式發(fā)展，能夠支持新的傳輸分配系統(tǒng)要求的更大傳輸密度。正如用戶期望的那樣，電信行業(yè)的不斷發(fā)展也推動了光纖的大面積應(yīng)用，在很大程度上是由于各種類型的通信和娛樂服務(wù)對光纖連接迅猛增長的需求所致。

　　我第一次使用光纖系統(tǒng)時，用的是AT&T公司在80年代推出的ST連接器。ST在多模LANs和CCTV系統(tǒng)中使用的最為廣泛，但僅僅被一個光纖連接標(biāo)準(zhǔn)所接受。ST似乎是一個微型的BNC連接器，在光纖中，它是一個簡單的刀式轉(zhuǎn)鎖連接器，由于未受到任何保護(hù)處理，容易遭受破壞，因此，處理ST連接器要特別留意套圈。ST連接器目前在業(yè)界應(yīng)用中仍然十分廣泛，但其應(yīng)用也在慢慢減少。

　　FC連接器是ST連接器的姐妹產(chǎn)品。FC表示固定連接(fixed connection)，在電信行業(yè)的單模應(yīng)用中使用最為廣泛，在鑰控和金屬結(jié)構(gòu)上這類連接器與ST比較相似，但采用的卻是螺紋連接方式，而不是插銷式。我們最常用的連接器是SC連接器，SC是subscriber connector（用戶接頭）的縮寫，是TIA/EIA-568B.3標(biāo)準(zhǔn)中的指定連接器，有單光纖連接和雙光纖連接兩種，并通過彩色編碼來指示光纖類型：米色代表多模、藍(lán)色或綠色代表單模。

　　LC連接器也是SC連接器的姐妹產(chǎn)品，是由朗訊公司設(shè)計的，LC是第一款真正為增加光纖設(shè)備系統(tǒng)的堆積密度而設(shè)計的耐用的小型化連接器，LC與小型的SC連接器較為相似，能將堆積密度提高50%，在電信交換環(huán)境中，對連接器密度要求非常嚴(yán)格的話，LC將具有很大的優(yōu)勢。LC連接器能非常輕松地配置在加密的雙工設(shè)置上，并具有與普通RJ45連接頭相似的鎖定夾。由于其小型化的光傳輸接收裝配的廣泛使用，LC連接器非常受用戶歡迎。在我們所提到的4種類型的連接器中，LC連接器的接口界面損失最小，深得用戶喜歡。

需要什么樣的連接器

　　無論采用什么類型的連接器，我們的目標(biāo)都是一樣的，那就是尋找對準(zhǔn)精度、重復(fù)性以及丟失率方面都非常滿意的連接器。加密連接器通常能夠獲得0.2dB的丟失重復(fù)精度，在信號傳輸丟失過程中，連接器的作用非常重要，插入損耗和回波損耗這兩個參數(shù)在光纖連接器中的作用與其在銅線中的作用一樣重要。

　　在本文中，我們所說的插入損耗是指由于連接器接口產(chǎn)生的分貝丟失，回波損耗與銅線中的概念一樣，是指由終端反射引起的將能量反射回信號源的情況。連接器插入損耗和回波損耗參數(shù)的界定由系統(tǒng)所使用的測試設(shè)備決定。盡管各個廠家生產(chǎn)的連接器規(guī)格各有不同，但大多數(shù)都符合TIA/EIA568B.3商用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)要求。TIA/EIA568B.3規(guī)定，多模和單模光纖的最大插入損耗為0.75dB。多模光纖的回波損耗最小≥20dB,單模光纖的回波損耗≥26dBD。SC連接器通常都只有0.3dB的損耗，而LC連接器則可低達(dá)0.1dB。

　　這些數(shù)據(jù)意味著什么?插入損耗的計劃非常簡單，我們將連接器的接口數(shù)相加，乘以每個連接器所期望的損耗量，以dB為單位進(jìn)行計算。然后加上線纜總損耗量。兩種損耗所得的總數(shù)就是系統(tǒng)因為傳輸線纜和連接器損耗而產(chǎn)生的損耗量。插入損耗是非常重要的一個數(shù)據(jù)，所有的設(shè)計師都根據(jù)這個數(shù)據(jù)來判斷系統(tǒng)是否能夠在信號源傳輸器和光纖接收器之間正常運(yùn)行。除此之外，我們還可以根據(jù)回波損耗參數(shù)得知反饋到信號源的能量多少，反饋能量以延遲信號的形式通過線纜返回。

　　在光纖中的多模和光路經(jīng)在接收端轉(zhuǎn)換成數(shù)字系統(tǒng)中的信號抖動的增加量，也就是說，在每個連連接端的回波損耗越差，總體上對接收器的影響就會更大。這種效果就會成為數(shù)字信號眼狀圖退化零點，接收器跟蹤和鎖定數(shù)據(jù)的能力就會遭到破壞。相對而言，模擬光纖信號則呈現(xiàn)出退化響應(yīng)時間，將會導(dǎo)致圖像不清楚。例如，每個連接器的回波損耗僅僅為20dB，那么就會有 1%的信號反饋，根據(jù)信號運(yùn)行中采用到的連接器的數(shù)量不同，信號反饋所產(chǎn)生的影響就會相應(yīng)增大。  26dB的回波損耗會產(chǎn)生的信號反饋為0.3%，50dB的回波損耗，信號反饋則為0.001%。

終端考慮

　　傳統(tǒng)來講，光纖終端一般比較慢，價格也較高，對設(shè)備要求和技術(shù)要求也很高。在考慮單模線纜中的光纖終端時，應(yīng)該考慮到這幾方面的因素。有些情況中，我們完全可以選擇一些已經(jīng)根據(jù)各種光纖類型設(shè)置好了終端的線纜。大多數(shù)的短跳線可以歸屬到以下幾類。

　　量身安裝型應(yīng)用中，我們只能選擇特定的終端，但是，采用了疊接工具后，可以降低單模光纖的現(xiàn)場終端延長的長度，減少了對設(shè)備的需求數(shù)量和技術(shù)的使用。對于多模光纖線纜，新型的疊接方式采用了簡單的光纖切割方法后，將線纜組裝成預(yù)先設(shè)計的連接器/線纜。這種方法非常簡單，只是光纖到光纖的接頭對接，接頭處通常都是采用一種特殊的光學(xué)凝膠，讓光纖終端凝結(jié)起來。

　　多模光纖線纜終端通常有兩種類型的接頭：flat-face air gap和接觸型(contact type)。Air gap型終端產(chǎn)生的回波損耗可能大于等于14dB，大約3.2%的反射光，當(dāng)回波損耗大與等于20dB時,最好使用接觸型終端。

　　控制低插入損耗和回波損耗的單模光纖終端大概有5種，PC(Physical Contact端面為球狀)， SPC(Super Physical Contact)、UPC(Ultra Physical Contact)以及APC(Angled Physical Contact)。PC和UPC的每種物理連接方式都采用了不同程度的端面精確度，并產(chǎn)生更低的耦合損耗和回波損耗。APC類產(chǎn)生的回波損耗大于等于65dB，信號返回率降低到了0.000032%。單模APC接頭的性能最好。