光纖連接器及其應用、性能和終端要求淺析

維持系統(tǒng)正常運作

　　在光纖系統(tǒng)設(shè)計中，系統(tǒng)能夠正常運作，就達到了非常好的效果，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)達到正常運作效果。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，并做出相應的計劃，期待更好的運作效果。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難性的損失。

　　光纖連接對設(shè)備的精密度要求非常嚴格，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重影響連接器性能，甚至導致傳輸失敗，因此，連接器沒有連接時，就應該保存在干凈的保護套里。

　　在連接時，我們還應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”來進行的，保證連接器在搭配時準確無誤。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)展和應用的擴大，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運而生，當然，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用，在很大程度上是由于各種類型的通信和娛樂服務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準所接受。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)界應用中仍然十分廣泛，但其應用也在慢慢減少。

　　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標準中的指定連接器，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，我們的目標都是一樣的，那就是尋找對準精度、重復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)出退化響應時間，將會導致圖像不清楚。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。