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光纤连接器分类及特点分析

发布时间:2021-01-29 09:26:39 浏览量:211 作者:Shelley

摘要

光纤作为光传导的工具,通常是由石英、塑料等材料拉制而成的直径在几十到几百微米不等的光学纤维。虽然理论上可实现无限长的拉

制,但在实际中经常是制作成光纤跳线使用,并针对系统的不同需求,配以不同类型的光纤连接器。光纤连接器的材料类型、接口类

型、研磨类型不同都会对系统产生影响。

正文


1、光纤连接器

光纤连接器是一种通用的光无源器件,是光纤与光纤之间可进行活动连接的器件,它把光纤的两个端面精密对接起来,以使发射光纤输

出的光能量可以最大程度的耦合到接受光纤中去。


2、光纤连接器的分类

按照连接器插针端面分:按照端面的研磨形状可以分为3类。

PC型:Physical Contact,物理接触,插芯端面研磨为微球面,光纤纤芯位于球面弯曲的最高点,使用时两端面的最高点对接,这样

可以有效较少光纤组件之间的空气间隙,使所连接的两个端面可以达到物理接触。PC研磨最常见,主要用于电信运营商设备上。


UPC型:Ultra Physical Contact,超物理端面,是在PC型的基础上优化抛光和表面光洁度,使得端面的更具有弧度,在视觉上呈现更

强的圆顶状。UPC研磨的光纤连接器常用于以太网网络设备、电话系统等。


APC型:Angled Physical Contact,斜面物理接触,即光纤端面的研磨带有一个特定的角度,常用的有6度、8度。相较于前两种研磨

得到的光纤连接器而言,APC研磨的连接器,可以使光纤端面连接更加紧密,并让反射回来的光信号通过其斜面反射到包层而不是光源

处,有效抑制了反射光线对整个系统的影响,提供了更好的连接性能。APC研磨的光纤连接器则常用于高波长范围的光学射频应用。


按照连接器连接方式分:为适应不同的使用场景,研发出了多种特点各异的光纤接头,下面介绍几种常见的接头:

螺纹紧锁式:以FC型连接器为代表,通过旋转螺纹实现连接,虽然连接紧密但不可像双工连接器一样成对装配。

插拔式/咬合式:以SC型为代表的推拉式连接,推一下即可,不需拧合。

卡口旋转紧锁式:以ST型为代表的卡口旋转连接,扭转后与装有弹簧的卡口插座啮合。

模块化闩锁式:以LC型为代表的第三代光纤连接器,采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成,具有体积小,便于安装等特

点。


按照连接器类型分:

FC型:金属外壳,圆形带螺纹接口,和光模块连接时可以很好地固定,具有牢靠、可插拔次数多等优点,但安装时间较长,应用于存

储局域网络、光端机等设备

ST型:金属材质,卡扣式接口(插入后旋转半周有一卡口可以固定,但容易被折断),常用于光纤配线架

SC型:塑料材质,推拉式连接(操作方便,但是容易掉出来),是标准的方形接头,外壳呈矩形,具有耐高温、不易氧化,介入损耗

波动小、抗压强度高等优点

LC型:塑料材质,用于连接SFP光模块,接口可卡在光模块上

SMA型:新型接头,金属材质,螺纹扣连接,有不锈钢和陶瓷两种材质的插芯,耐高温,适合大芯径光纤,常用于设备测试、数据网

络、军工仪器、医疗设备等特殊通信


3、光纤连接器的特点

物理特性:光纤连接器的物理特性主要有突出/内缩量、偏芯、曲率半径等。

突出/内缩量:即光纤端面与插芯插针端面的距离,相对插针断面而言,若光纤突出太多,可能会导致光线表面被刮伤,若是内缩太

多,则会使连接时两光纤端面之间空气间隙增大,导致菲涅尔反射增加,后向反射回去的光会干扰光源,从而影响系统的稳定性。


偏芯:即研磨后的连接器端面球心相对于插芯插针圆柱体轴心的偏移,通常被控制在50um以内,当偏芯数值过大时不仅会对光纤连接

器的光学特性造成影响,而且会增大信息传输时的误码率。


曲率半径:即研磨端面的球面半径,若半径过大,会导致端面过于平坦,对准时不易定位,降低连接精度;若半径过小,则会导致应力

过分集中在较小端面,可能导致光纤变形甚至碎裂。


光学特性

一个良好的光纤连接器除了外观等物理特性需要符合标准以外,器件本身的光学特性也需要满足一定的使用标准。通常来说,连接器在制作过程中需要考虑以下两个方面的光学特性:

反射损耗(Return Loss)也称回波损耗,是指光信号在通过连接器时,入射光功率被反射回信号源的部分与入射光功率之比的分贝数,即

RL=-10lg(pr/pin)

通常来说,RL是负值,值越大越好,可以有效减小反射光对光源和光纤系统稳定性等性能的影响。

插入损耗(Insertion Loss),是指对光纤连接器而言,输出光功率与输出光功率之比的分贝数,即

IL=-10lg(pout/pin)

插入损耗常被用来衡量连接器给系统造成的光功率衰减,由于系统中需要加入多个连接器进行接续,会增加系统设计的功率代价,因此连接器的插入损耗应该尽可能的小。


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