光纤连接讲义.docVIP

光纤连接器（optical connector），俗称活接头， ITU将其定义为“用以稳定地但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件”。 主要用于实现系统中设备间、设备与仪表间、设备与光纤间以及光纤与光纤间的非永久性固定连接，是光纤通信系统中不可缺少的无源器件。 对光纤连接器要求主要是插入损耗小、回波损耗大、重复插拔的寿命长和互换性好。 固定接续是永久性连接，一般用于光纤传输线路的两段光纤的连接。 活动连接是可拆卸连接，通常用活动连接器在光纤与设备或仪表的尾纤之间连接。 光纤连接器的基本原理是采用某种机械和光学结构，利用适配器将光纤的两个端面精密对接起来，实现光纤端面物理接触。以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。ST型：采用带键的卡口式锁紧机构，确保连接时准确对中。SC型：外壳采用工程塑料，矩形结构，便于密集安装，不用螺纹连接，可以直接插拔。FC型：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣ST(直插)型 由ATT公司1985年初推出的，用了和同轴电缆连接器类似的结构，插针插座均呈轴对称，易于加工，是一种最简单的设计。ST型连接器中最精密的零件是固定光纤的金属插针，连接器转接插座里的与插针相配合的精密套管可确保插入其中的两根光纤对准。这种结构还利用带键的卡口式锁紧机构来防止光纤在多次连接过程中的转动，以确保连接器在多次插拔中具有较稳定的插入损耗。SC(直联)型 也是日本NTT公司开发的一种新的结构。这是一种模塑连接器，采用矩形横截面，连结设计成锥拉式，而不需要像上述连接器那样用螺纹锁定因而体积减小，适合于多芯光缆安装.FC(面接触)型 由日本NTT公司开发的连接器，其插针端部贴有中间开孔的薄片，可使插接的两光纤“面接触” 而又不造成光纤端面磨损。光纤端面可镀制抗反膜以消除反射损耗。PC(物理接触)型 这种连接器由AMP公司提出，它利用光纤端面物理接触来提高连接器的性能，其光纤抛光端面设计成圆弧状，光纤纤芯端面接触间隙小于4，使得反射损耗大大降低。这样就使得连接器的回波损耗由非接触型的15dB提高到40dB . 因此，这种连接器大大减小了反向传输光对系统的不良影响BC(双锥)型 这种连接器也是由ATT公司发明的，它采用最新的精密模塑技术，将光纤封装在端部有一个精密锥体的插针内，连接器转接插座内装有精密的双锥形套管，当两根光纤插针压入双锥形套管时，可实现光纤精密对接。2.1.1插入损耗 指光纤中的光信号通过连接器后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数，其表达式为： 插入损耗越小越好，一般要求应不大于0.3dB。对于多模光纤连接器来讲，注入的光功率应经过稳模器，滤去高次模，使光纤中的模式为稳态分布，测试的损耗比较准确。2.1.2回波损耗 回波损耗又称为后向反射损耗。它是指在光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数，其表达式为 回波损耗越大越好，以减少反射光对光源和系统的影响。实际应用的连接器，插针表面经过了专门的抛光处理，可以使回波损耗更大，一般不低于45dB。2.1.3重复性 是指光纤（缆）活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用dB表示。2.1.4互换性 是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，也用dB表示。这两项指标可以考核连接器结构设计和加工工艺的合理性，也是表明连接器实用化的重要指标。2.2机械性能 光纤连接器的机械性能包括轴向保持强度、端接保持力、连接和分离力(力矩)、撞击、扭转、光缆保持力、抗挤压、外部弯曲力矩、振动、冲击、静态负荷等，对于各种光纤连接器使用情况的不同，要求的重点不同。 机械耐久性是指光纤连接器正常使用情况下的插拔次数，目前使用的光纤连接器一般都可以插拔l000 次以上。2.3环境性能 环境性能主要有：高温、温度冲击、潮湿、砂尘、臭氧暴露、腐蚀(盐雾)、易燃性等光纤熔接的基本原理是使被接光纤的轴心对准以后，用加热的方式将光纤端面熔化而使其熔为一体。最常用的方法是电弧熔接法，它是利用两个电极之间的高压电弧产生高温使被接光纤的端面熔接的方法。 电弧熔接法（1）光纤端面的制备n 先将任意一段待接光纤套上一根热可缩保护套管，以备接续后保护接头。n 用专用光纤剥线钳剥出约40 mm的裸光纤，并用干净的软纸或无水酒精棉球讲其擦干净。n 用专用光纤切割器切割出平整无倾斜的光纤端面。 （2）光纤的电弧熔接n 将制备好的两段光纤放入光纤熔接机调整架的V型槽中固定，并将两光纤的端面置于熔接的电极之间，相距适当距离。n 调节调整架，使光纤轴心对准。n 预放电对光纤端面进行加热整形，使光纤端面无毛刺、清洁、平整。n 将光纤沿轴向稍加推进，使两端面直接接触并有一定相互挤压时停止移动。n 继续放电直至光纤端面充分熔融连为一体。（3）接头的保护n 将预先套好的热可缩管轻轻移到接头处。n 把套有热可缩管的光纤放入加热器中，加热至热可缩管熔化成可塑状，紧贴光纤对接头部位进行保护。n粘接法粘接法是将轴心对准的光纤用折射率与纤芯接近的粘接剂粘接固定的方法。一般分为槽接法和套管法。（1）槽接法是把两根光纤放入精密的V型槽中并加以调整，然后该上盖板对光纤加压是光纤轴心对准后再用粘接剂固定。（2）套管法是从玻璃套管的两端分别插入待接的光纤，通过套管内径使轴心对准后，从套管中部的横向孔注入粘接剂将光纤粘接固定。 光缆的目的是把许多光纤组合在一起，加上机械保护和使之强度加大。在某些情况，里面包含铜线，用以给中继器设备供电。在光缆设计中一个重要考虑是确保光纤损耗不随外壁对它的压力增加有显著变化。外壁压力可能导致光纤有小的变形，这个变型叫微弯，它会引起一些损耗。1. 永久性光纤连接(又叫热熔)：这种连接是用放电的方法将光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.010.03dB/点。但连接时，需要专用设备(熔接机)和专业人员进行操作，而且 连接点也需要专用容器保护起来。2. 应急连接(冷熔) 应急连接主要是用机械和化学的方法,将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速可靠,连接典型衰减为0.10.3dB/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。3. 活 动 连 接 活动连接是利用各种光纤连接器件(插头和插座)，将站点与站点或站点与光缆连接 起来的一种方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在建筑物内的计算机网络布线中。其典型衰减为1dB/接头。连接损耗产生的主要原因 n 光纤的轴心错位n 光纤端面间间隙过大n 光纤端面有倾斜形成折角n 光纤端面不完整n 菲涅尔反射损耗n 不同种类光纤进行连接光缆接头的防护装置熔接后的光纤是裸露的，必须进行防护。防护装置的功能主要有： 保证接头部分的密封性，防止潮湿进入防护腔内。因为潮湿是引起光纤损耗增加和寿命降低的主要原因。另外也防止内部机械件的锈蚀而失去原有的功能。 能够很好地安放剩余的光纤。光纤的熔接必须有一定的余量，还可能出现余量长度不同的情况，因此必须安放这些光纤，这就要求有足够的尺寸，使之可在最小折弯限度以上顺畅的盘放，并很好地固定。 可靠地固定光缆接头，以保证加上防护装置后，光缆仍有一定机械强度。 要便于现场的操作与使用。光缆接头防护主要在室外，防护装置最好不需要特殊工具和方法就能安装，具有好的工程性能。常用的防护装置一般是机械结构件为腔体结构，内部有剩余光纤的空间和固定光缆端头和光纤的结构。光缆的出入口要采用一定的密封技术，腔体的结合处也要采用密封装置。耦合器的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出， 或把多个输入的光信号组合成一个输出。这种器件对光纤线路的影响主要是附加插入损耗，还有一定的反射和串扰噪声, 耦合器大多与波长无关，与波长相关的耦合器专称为波分复用器/解复用器。 v 从端口形式 X型、Y型、星型以及树型v 从工作带宽