1、-2-1光纤活动连接器基本概念2光纤活动连接器类型-3-1、定义 光纤(缆)活动连接器通过机械的方式使两根光纤准确对中,达到光路连通的目的,实现光纤(缆)之间活动连接的无源光器件,它还具有将光纤(缆)与有源器件、光纤(缆)与其他无源器件、光纤(缆)与系统和仪表进行活动连接的功能。-4-套管(sleeve)使两只带光纤的插针(ferrule)精密配合,完成两根光纤的对中;两个插针的端面则通过两侧的保持弹簧(spring)来保证其端面紧密接触。其原理是以插芯的外圆柱面为基准面,插芯与套筒之间为紧配合。当光纤芯对外圆柱面的同轴度、插芯的外圆柱面和端面以及套筒的内孔加工得非常精密时,两根插芯对接,就实
2、现了两根光纤的对准。插针(ferrule)套管(sleeve)ferrule0.125fiber环氧胶(Epoxy)0.125fiber弹簧(spring)2、原理-5-插芯:是一个有微孔的精密圆柱体。套筒:是开口的圆柱体。-6-3、连接器的重要指标 评价连接器的指标有很多,如插入损耗、回波损耗、重复性、互换性、使用寿命、温度使用范围等,最重要的是前4个。插入损耗(IL):指光纤中的光信号通过连接器之后,其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。IL=-10log(P1/P0)(dB),值愈小愈好 P0-输入端的光功率,P1-输出端的光功率 行业标准:小于0.5dB,即 PI/PO89%企业标
3、准:小于0.3dB,即 PI/PO93%-7-回波损耗(RL):又称后向损耗,指在光纤连接处,后向反射光相对输入光的比率分贝数。RL=-10log(Pr/P0)(dB),值愈大愈好,以减少反射光对光源和系统的影响。P0-输入端的光功率,Pr-后向反射光功率行业标准:UPC大于50dB 即 Pr/Po0.003%APC大于60dB 即 Pr/Po0.7um,损耗0.1dB。d纤芯2a-9-(2)纤芯倾斜损耗:由于两纤芯轴线的角度倾斜引起的功率损耗。由于在生产中,倾斜角度可以控制在0.1 以内,由角度引起的损耗在0.0014dB以内,可以忽略不计。纤芯-10-(3)光纤端面间隙损耗:在光纤连接处,
4、由于端面的间隙而引起的损耗。只要端面间隙控制在1um以内,单模光纤连接器约0.0089dB损耗,这种损耗可以忽略不记,现在工艺可以达到。上述因素可能同时存在,连接损耗为它们的总和。同时也影响重复性和互换性。-11-(4)光纤端面多次反射(菲涅耳反射)引起的损耗:由于光纤端面存在不同的介质(如空气),在这种介质之间会产生光的多次反射,引起的损耗。球面接触使纤芯之间的间隙接近与0,达到“物理接触”,多次反射引起的损耗可以消除。-12-(5)纤芯直径不同的光纤连接时产生的损耗,多模 IL=-10log(a2/a1)2 (a1a2)IL=0(a1a2)单模 IL=-10log(1/4)(1/2+2/1
5、)2 涂覆层OD=250um2.0or3.0mm外保护层 纤芯ODSM=410umODMM=5062.5um包层OD=125um900um内保护层Kevlar线-13-(6)数值孔径不同引起的损耗IL=-10log(NA2/NA1)2=-10log2/1)(NA1 NA2)IL=0(NA1 NA2)数值孔径N.A:N.A=sinc =(n12 n22)12 (c-光锥半角)ccn2n1-14-5、光纤连接器插针体的端面形状PC(UPC)端面结构APC端面结构回波损耗:RL=-10log(Pr/P0)=AR e-(42/c2)(dB)AR:反射率 将光纤端面加工成球面或斜球面来提高回波损耗值。-
6、15-2光纤活动连接器类型1光纤活动连接器基本概念-16-经过多年来的研究和开发,光纤连接器已经形成了门类齐全、品种繁多的系列产品,各种类型的特点也逐渐分明。目前LC、ST、FC、SC型光纤连接器在市场中占主导地位。为了满足小空间、大数据、高速度传输的需要,国内外许多公司开发了各种新型的光纤连接器,如MU、MTP、MPO型连接器等,与常规的LC、FC、SC、ST型连接器相比,这些连接器具有密集度更高、性价比更高等特点。-17-FC型光纤连接器 FC型连接器采用金属螺纹连接结构;插针体采用外径2.5mm的精密陶瓷插针;分为球面接触的FC/PC和斜球面接触的FC/APC;FC型连接器是目前世界上使
7、用量最大的品种,也是我国采用的主要品种;FC连接器大量用于光缆干线系统,其中FC/APC 连接器用在要求高回波损耗的场合,如CATV网等。-18-SC型光纤连接器SC型连接器是由日本NTT公司设计开发的;采用插拔式结构,外壳采用矩形结构,采用工程塑料制造,容易作成多芯连接器;插针体为外径2.5mm的精密陶瓷插针;它的主要特点是不需要螺纹连接,直接插拔,操作空间小,便于密集安装;分为球面接触的SC/PC和斜球面接触的SC/APC;SC型主要应用于光纤接入网、数字通信系统、高密度安装配线架等。-19-ST型光纤连接器ST型连接器是由ATT公司设计开发的;采用带键的卡口式锁紧结构;插针体为外径2.5
8、mm的精密陶瓷插针;插针的端面形状通常为PC面;它的特点主要是使用非常方便,适用于通信网和本地网。-20-LC型光纤连接器LC型光纤连接器是朗讯公司(Lucent)开发的一种小型连接器;采用插拔式锁紧结构,外壳为矩形,用工程塑料制成,带有按压键;陶瓷插针的外径仅为1.25mm,外形尺寸也相应减少,大大提高了连接器在光配线架中的密度;通常情况下,LC连接器是以双芯连接器的形式使用,但需要时也可分开为两个单芯连接器。-21-MPO型光纤连接器 MPO型光纤连接器是日本NTT公司开发的一种小型连接器MPO(MTP)连接器由一对MT套筒、两支导引针、两个外壳和一只适配器组成。MT套筒是确定连接器连接特
9、性的关键部分。套筒具有两个导引孔和若干个光纤孔(最多12个),导引针和光纤孔的节距分别为4.6mm和0.25mm。为了得到光纤的低插入损耗,光纤孔离设计位置的错位必须小于或等于1m。MPO(MTP)连接器通过一只适配器可以很容易地连接和断开。为了得到高的回波损耗而不用折射率匹配材料,光纤的端面和套筒都以8的角抛光,而光纤的端面必须精密地抛光,使得与对面的光纤端面相接触。目前,MPO(MTP)单维MT连接器最大可达16芯,2-维阵列MT连接器最大可达60芯的,即单个单排MPO(MTP)最多可有16路光通道,单个双排MPO(MTP)最多可有60路光通道。MT套筒 适配器-22-MU型光纤连接器MU
10、型光纤连接器是日本NTT公司开发的一种小型连接器;采用如SC型连接器那样的插入锁紧结构,外壳与SC型连接器相似;外径为1.25mm的陶瓷插芯,尺寸小,与SC型连接器相比,它可大大提高安装密度;特别适用于新型的同步终端设备和用户线路终端。-23-带状光纤连接器为了便于带状光纤的连接,很多公司设计了带状光纤连接器,该类型连接器采用的也是插拔式锁紧结构;如AMP公司的MT-RJ连接器(2芯),Seicor公司的mini-MT连接器(4芯),Berg的MAC连接器(18芯)等。-24-光纤活动连接器分类 按光缆模式分为:单模(10)、多模(50/62.5 );按连接头结构型式分为:FC、SC、ST、L
11、C、MPO、D4、DIN、MU、MT、E2000等等各种型式;按光纤端面形状分:PC(包括SPC或UPC)和APC型;按光纤芯数分:单芯、多芯(如MT-RJ)型光纤连接器之分。-25-光纤连接器的技术发展方向 外观小型化、成本低廉化、高性能的要求;根据发达国家光连接器的发展趋势,在现有的套管直径为2.5mm的FC型、SC型和ST型连接器继续增加的同时,套管直径为1.25mm的LC型和MU型连接器将会以较快的速度发展,此外MT-RJ、MTP、MPO、MAC等带状光纤连接器也会逐步发展起来;套管直径为2.5mm的连接器、套管直径为1.25mm的连接器和带状光纤连接器可能形成三分天下的格局。-26-
12、连接器的颜色 关于连接器的颜色,不同颜色代表不同的含义:黑色是普通的单模颜色,一般限于FC 连接器,也用于双芯;白色也用于单模情况下,但多数情况下与蓝色配套用于区分单模双芯连接器;红色一般与黑色用在双芯多模的连接器上;黄色用于单模ST的连接器上,台湾多用此颜色区分;绿色指APC研磨的产品;蓝色一般用在单模SC 上,或与白色共用;米色用于多模单芯的产品,限SC 型,双芯就有夹子了;LC是白色尾巴 MU是褐色尾巴 MTRJ是黑色的;另外,日本地震时FC(seikoh,giken)的也用过红尾巴。现在,红尾巴的代表PM产品。-27-尾纤性能参数表:SC FC ST参 数单 位SMMMPCUPCAPC
13、插入损耗dB0.30.20.30.2回波损耗dB45506035重复性dB0.1互换性dB0.2使用寿命次1000 抗拉强度N90使用温度-30 75贮存温度-40 80FCSCST-28-尾纤性能参数表:LC MU参 数单 位SMMMPCAPC插入损耗dB0.30.30.3回波损耗dB506035重复性dB0.1互换性dB0.2使用寿命次1000抗拉强度N70使用温度-30 75贮存温度-40 80LCMU-29-尾纤性能参数表:MTRJ参 数单 位SMMM插入损耗dB0.50.5回波损耗dB3520重复性dB0.1互换性dB0.2使用寿命次1000 使用温度-30 75贮存温度-40 80MTRJ-30-光缆形式特殊规格请用文字注明,如防水缆、室内缆等光缆长度带缆扇出CR例:26CR 表示6芯2带扇出带缆齐头C例:26C0.5 表示6芯2带齐头开剥0.5米带缆扇出BR例:6CR 表示6芯束缆扇出带缆齐头B例:12B0.5L 表示12芯束缆齐头两端均开剥0.5米双芯D单芯 免写缆径(0.9/2.0/2.5 3.0)单模 SM多模 MM连接器类型FCSCSTLCMUFCPCAPC跳(尾)纤编码原则: