光纖連接器的應用及一般故障檢修

　隨著光纖生產技術的飛速發(fā)展，光纜的價格逐步低于同軸電纜的價格，使得CATv網絡以光纜逐步替換電纜有了價格上的保障。隨著大功率光發(fā)射機和高靈敏度光接收機的研制成功，使得CATV網絡應用光纖技術有了技術上的保障。HFC網絡使光纜的覆蓋范圍越來越大，光纖技術也在逐步得到更廣泛的使用。

　光纖連接器是必不可少的用量最大的光無源器件，它的作用是將光纖與光纖、光纖與器件（包括有源器件、無源器件和光纖傳感器）、光纖與儀表、光纖與系統(tǒng)連接在一起。只要有光纖的地方，就有光纖連接器。單模光纖的包層直徑為①125p.m（相當于頭發(fā)的粗細），其纖芯的直徑只有中9斗m（纖芯是光纖中通光的部分），光纖連接器的任務是把①9斗m的纖芯準確地對接在一起，使絕大部分的光都能通過，技術上的難度很大。由于光纖連接器也是一種損耗性產品，所以還要求其價格低廉。

???? 在光纖通信（傳輸）鏈路中，為了實現不同模塊、設備和系統(tǒng)之間靈活連接的需要，必須有一種能在光纖與光纖之間進行可拆卸（活動）連接的器件，使光信號能按所需的通道進行傳輸，以實現和完成預定或期望的目的和要求，實現這種功能的器件就是光纖連接器。光纖連接器就是把光纖的兩個端面精密對接起來，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，光纖連接器質量的好壞也影響了光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項性能指標。

　　1 光纖連接器結構

　　光纖連接器的主要用途是用以實現光纖的接續(xù)，現在已經廣泛應用在光纖通信系統(tǒng)中的光纖連接器，其種類眾多，結構各異。但細究起來，各種類型的光纖連接器的基本結構卻是一致的，即絕大多數的光纖連接器一般是采用高精密組件（由兩個插針和一個耦合管共三個部分組成）實現光纖的對準連接。這種方法是將光纖穿人并固定在插針中，并將插針表面進行拋光處理后，在耦合管中實現對準。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行研磨處理，另一端通常采用彎曲限制構件來支撐光纖或光纖軟纜以釋放應力。耦合管一般是由陶瓷或青銅等材料制成的兩半合成、緊固的圓筒形構件做成，多配有金屬或塑料的法蘭盤，以便于連接器的安裝固定。

　　為盡量精確地對準光纖，光纖連接器對插針和耦合管的加工精度要求很高。

　　2 光纖連接器的技術指標

　　光纖連接器的技術指標主要包括如下各項：

　?。?）插入損耗：它表示光在通過光纖連接器后，光功率損耗的大小。用dB表示。

　　LI=—1019（11／10），其中IO為輸入光功率；11為輸出光功率，一般要求應不大于0.5dB。

　?。?）重復性：重復插拔后插入損耗的變化值。用dB表示。

　?。?）互換性：將插頭和適配器按一定的規(guī)則互換后，插入損耗的變化值。

　　（4）回波損耗：它表示光在通過光纖連接器后，后向反射光與入射光的比值。用dB表示。其典型值應不小于25dB。實際應用的連接器，插針表面經過了專門的拋光處理，可以使回波損耗更大，一般不低于45dB。

　　LR=一lOlg（I反／IO），其中10為輸入光功率；I反為后向反射光功率。

　?。?）溫度使用范圍：一般在一30～+70。C的范圍內均可以使用。

　?。?）抗拉強度：表示能承受多少公斤的拉力，我國的有關標準規(guī)定，單芯光纜跳線的抗拉強度大于10kg。

　　（7）插拔次數。目前使用的光纖連接器一般都可以插拔1000次以上。

?3 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；按結構的不同可分為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FC、PC（UPC）和APC；按光纖芯數還有單芯、多芯之分。

　　在實際應用過程中，我們一般按照光纖連接器結構的不同來加以區(qū)分。目前比較常見的光纖連接器有：

　?。?）FC型光纖連接器

　　FC型連接器采用金屬螺紋連接結構，插針體采用外徑2.5ram的精密陶瓷插針，根據其插針端面形狀的不同，它分為球面接觸的FC／PC和斜球面接觸的FC／APC兩種結構。FC型連接器是目前世界上使用量最大的品種，也是我國采用的主要品種。FC連接器大量用于光纜干線系統(tǒng)，其中FC／APC連接器用在要求高回波損耗的場合，如CATV網等。我國已制訂了FC型連接器的國家標準。

　　（2）SC型光纖連接器

　　SC型連接器是由日本NrITI’公司設計開發(fā)的，采用插拔式結構，外殼采用矩形結構，采用工程塑料制造，容易作成多芯連接器，插針體為外徑2.5mm的精密陶瓷插針。它的主要特點是不需要螺紋連接，直接插拔，操作空間小，便于密集安裝。按其插針端面形狀可分為球面接觸的SC／PC和斜球面接觸的SC／APC兩種結構。SC型連接器廣泛用于光纖用戶網中。我國已制訂了SC型連接器的國家標準。

　?。?）ST型光纖連接器

　　ST型連接器是由AT&T公司設計開發(fā)的，采用帶鍵的卡口式鎖緊結構，插針體為外徑2.5mm的精密陶瓷插針，插針的端面形狀通常為PC面。它的特點主要是使用非常方便，大量用于光纖用戶網中。我國已制訂了ST／PC型連接器的國家標準。

　?。?）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構尺寸與FC型相同，端面處理采用PC研磨方式。與FC型連接器相比，其結構要復雜一些，內部金屬結構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，這種連接器的機械精度較高，因而介入損耗值較小。

　?。?）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構，通過安裝于小型套管兩側的導向銷對準光纖，為便于與光收發(fā)信機相連，連接器端面光纖為雙芯（間隔0.75mm）排列設計，主要是用于數據傳輸的下一代高密度光連接器。

　?。?）LC型連接器

　　LC型連接器是著名的Bell研究所研究開發(fā)出來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類型的連接器實際已經占據了主導地位，在多模方面的應用也增長迅速。

　?。?）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，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構，其優(yōu)勢在于能實現高密度安裝。利用MU的1.25mm直徑的套管，NTT已經開發(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），具有自保持機構的底板連接器（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。隨著光纖網絡向更大帶寬更大容量方向的迅速發(fā)展和DWDM技術的廣泛應用，對MU型連接器的需求也將迅速增長。

　　4 特殊故障及檢修

　　例一：某新增光節(jié)點，用戶反映增補3頻道信號很差，有干擾現象。

　　分析檢修。用光功率計測量光接收機端光功率為一1.3dB，光功率在正常范圍，用頻譜儀檢測光接收機輸出電平，發(fā)現并無異常，在光接收機一20dB測試口取信號用電視機監(jiān)看，發(fā)現增補3頻道有很多雜波干擾，其它頻道正常，重換一臺新光接收機后故障依舊，判斷故障點可能出在分前端機房，在機房發(fā)現該光點由一分六光分路器發(fā)出，而其它用同一光分路器光點并無此現象，將該光點與另一正常光點分路器光纖交換，發(fā)現故障依舊，而另一光點信號正常，判斷并非光分路器故障。因光纜在分前端機房都接上配線箱，再通過活接頭與分路器連接，懷疑為活接頭有故障，更換一新活接頭后故障排除。分析以上故障原因可能是活接頭連接精度不高，造成反射，而引起干擾。

??????? 例二：某光點用戶投訴，該片區(qū)電視信號雪花嚴重。

　　分析檢修。用頻譜儀檢測光接收機輸出電平，發(fā)現輸出只有86dB，打開光機后用光功率計測量光接收機端光功率為一2.0dB，光功率在正常范圍，仔細觀察光機內部后發(fā)現連接光電轉換模塊尾纖接頭與連接器連接有松動，擰下光纖接頭，用醫(yī)藥棉沾無水酒精清潔后重新擰緊，再檢測光機輸出電平為105dB，故障排除。

　　隨著光纖通信技術的不斷發(fā)展，光纖連接器在光纖系統(tǒng)中的應用將更為廣泛。光纖連接器將與光衰減器、光隔離器等光無源器件一起在光纖通信中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。

　　例三：一次需要臨時改變光纜路由，由A地到B地光纜需經過3個發(fā)前端機房，且在各機房都需用光纖活接頭跳接，鏈路恢復后發(fā)現某一數據業(yè)務不能恢復。

　　分析檢修。由于鏈路恢復前已用OTDR測試過各芯，證實連通，先在終端設備用光功率計測試光纖，發(fā)現均有光信號，接回后發(fā)現依然不能接通，再次仔細檢查，發(fā)現該設備使用1550nm波長的光，而用OTDR測試時光波長設置為1310nm，馬上改用1550nm設置再次測試光纖，發(fā)現跡線與原來大不相同。在兩個地方有很強的反射，計算距離后均于兩分前端機房，到機房再次用酒精清潔及認真接上連接器后再OTDR測試，反射消失，接上設備的故障排除，分析故障原因，可能由于活接頭連接精度不高而引起散射回波過強所致。