在光纖通信(傳輸)鏈路中,為了實(shí)現(xiàn)不同模塊、設(shè)備和系統(tǒng)之間靈活連接的需要,必須要進(jìn)行光纖連接使光路能按所需的通道進(jìn)行傳輸,以實(shí)現(xiàn)和完成預(yù)定或期望的目的和要求,能實(shí)現(xiàn)這種功能的器件就叫連接器。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,光纖連接器也影響了光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項性能。
一、光纖連接的分類
1、固定連接
主要用于光纜線路中光纖間的永久性連接,常稱為光纜光纖的接續(xù)。多采用熔接,也有采用粘接和機(jī)械連接。特點(diǎn)是接頭損耗小,機(jī)械強(qiáng)度較高。
2、活動連接
主要用于光纖與傳輸系統(tǒng)設(shè)備以及與儀表間的連接,主要是通過光連接插頭進(jìn)行連接。特點(diǎn)是接頭靈活較好,調(diào)換連接點(diǎn)方便,損耗和反射較大是這種連接方式的不足。
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3、臨時連接
測量尾纖與被測光纖間的耦合連接,一般采用此方法連接。特點(diǎn)是方便靈活,成本低,對損耗要求不高,臨時測量時多采用此方式連接。也可以用熔接機(jī)或者V型槽加膠。
二、光纖連接的接頭概念
光纖連接,就有接頭。在我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16529《光纖光纜接頭 第1部分: 總規(guī)范 構(gòu)件和配件》中給出了如下光纖連接接頭的定義:光纖接頭、永久式接頭、可分離式接頭、熔接式接頭、機(jī)械式接頭等,具體詳見下表2。由定義可知,光纖活動連接方式不能稱為接頭,應(yīng)直接稱為連接器。
表2:光纖連接接頭的相關(guān)定義
三、對光纖連接的要求
1、對固定連接的要求
光纖固定連接是光纜線路中一項關(guān)鍵性技術(shù)。對固定連接的要求有以下幾方面:連接損耗小,一致性較好;連接損耗穩(wěn)定性要好,一般溫差范圍內(nèi)不應(yīng)有附加損耗的產(chǎn)生;具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命;操作應(yīng)盡量簡便,易于施工作業(yè);接頭體積要小,易于放置和防護(hù);費(fèi)用低,材料易于加工。
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對于固定連接,主要是熔接操作人員要充分掌握熔接機(jī)的正確使用和熔接操作步驟規(guī)范。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17570《光纖熔接機(jī)通用規(guī)范》及GB/T 16529.3《光纖光纜接頭 第3部分: 分規(guī)范 光纖光纜熔接式接頭》,以及通信線路工程的國家設(shè)計規(guī)范與驗收規(guī)范等對光纖的熔接接續(xù)給出相應(yīng)的規(guī)范。
2、對活動連接的要求
對于要求可拆卸的光纖連接方式,目前都采用機(jī)械式連接器來實(shí)現(xiàn)。對其要求主要有以下幾方面:連接損耗要小,單模光纖損耗小于0.5dB ;應(yīng)有較好的重復(fù)性和互換性。多次插拔和互換配件后,仍有較好的一致性;具有較好的穩(wěn)定性,連接件緊固后插入損耗穩(wěn)定,不受溫度變化的影響;體積要小,重量要輕;有一定的強(qiáng)度;價格適宜。
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3、對臨時連接的要求
光纖的臨時連接,也可以用熔接機(jī)熔接。要求損耗盡可能地低,在用V型槽和毛細(xì)管連接時,必須加配比液,否則無法消除菲涅爾反射。
四、光纖連接損耗產(chǎn)生的因素
光纖連接后,光經(jīng)過接頭部位將產(chǎn)生一定的損耗,稱做光纖連接傳輸損耗,即接頭損耗。這里主要分析單模光纖連接損耗產(chǎn)生的因素。
1、本征因素
對連接影響最大的單模光纖是模場直徑。當(dāng)模場直徑失配20%時,將產(chǎn)生0.2 dB以上的損耗。盡可能使用模場直徑較小的光纖,對降低接續(xù)損耗具有重要的意義。
2、外界因素
外界對單模光纖接續(xù)損耗產(chǎn)生的主要因素為軸心錯位和軸向傾斜。對于機(jī)械連接還有縱向分向和熔接的纖芯變形等因素,具體詳見下表3-2的解釋。
表4-2:光纖連接損耗的外界影響因素
五、光纖連接的方法與比較
1、熔接機(jī)熔接
這種方法主要用于光纖接頭的連接,目前多采用于自動熔接機(jī)進(jìn)行熔接,熔接機(jī)分單芯和多芯熔接機(jī)兩種。 在正式接續(xù)前,應(yīng)對熔接機(jī)的各項參數(shù)進(jìn)行試驗,以確定熔接機(jī)的對準(zhǔn)精度、放電大小、推進(jìn)量等各項參數(shù),使其適應(yīng)具體接續(xù)光纖的特定工作條件,將損耗控制在設(shè)定的指標(biāo)之內(nèi)。接續(xù)完成后,應(yīng)及時用光時域反射儀進(jìn)行損耗的測定,當(dāng)損耗符合指標(biāo)要求后,方可進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)工序,直到完成接續(xù)。
2、機(jī)械連接
目前最常見的三種機(jī)械連接器的連接特點(diǎn)如下:
(1)FO型工序連接器。這種光纖連接器是單芯光纖的標(biāo)準(zhǔn)連接形式。目前的產(chǎn)品大多將其端面研磨成球型,利用光學(xué)折射原理將光束會聚,降低其接續(xù)損耗。這種光纖連接器多用在光纖配線架上和測試儀表上,作轉(zhuǎn)接用。
(2)NTT多芯光纖連接器。這種光纖連接器可一次連接多達(dá)12根光纖,具有容量大、制作工藝簡單、接續(xù)損耗小等特點(diǎn),因此,在要求較低的用戶光纖連接中有著廣泛的應(yīng)用。這種方法多用于光纖的短距中繼,以及用戶中繼中,效果較好。
(3)接線子連接器。隨著技術(shù)的發(fā)展,接線子的平均接續(xù)損耗可以做到0.1dB以下,50%的接頭損耗可以做到0.05dB以下,對環(huán)境溫度和濕度的適應(yīng)性亦較為優(yōu)良。由于這種接續(xù)方法不需要價格昂貴的熔接機(jī),并且有單芯和多芯等多種規(guī)格,使用靈活方便,預(yù)計其應(yīng)用前景越來越廣闊,使光纖的接續(xù)像電纜一樣方便。 在光纜通信的發(fā)展中,接續(xù)技術(shù)是十分關(guān)鍵的技術(shù)。簡化接續(xù)技術(shù),提高接續(xù)質(zhì)量,對擴(kuò)大光纖應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑵鸬椒e極的促進(jìn)作用。
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