光纖連接器及其應用、性能和終端要求淺析
在本文中我們將介紹用戶光纖連接器(SC)、直通式光纖連接器(ST)、固定式光纖連接器(FC)與LC光纖連接器及其應用、性能和終端要求。與A/V行業中所普遍使用的BNC連接器不同，光纖連接器隨著光纖技術的不斷成熟而逐漸發展。銅線連接器對AV系統信號丟失的影響一般不會很大，而光纖連接則不同，它對傳輸系統中的每個接口都會起著非常大的影響作用。讓我們來看看光纖物理連接中所產生的一些問題，光纖傳輸設備自身可指令連接，但在有些情況下，大部分或幾乎所有的光纖傳輸連接選擇都是人為親自進行。光纖線纜在信號傳輸過程中所丟失的信號量主要由所采用的光纖線纜的質量和類型所決定，每個連接端都會產生一定的信號丟失。根據用戶選擇的光纖連接頭類型的不同，連接端信號丟失的總量加起來有可能會超過光纖線纜本身產生的信號丟失量。
信號丟失計算
與電力電源一樣，光纖電源通常也是用dB,-3dB來衡量。在銅線電路中，無論是數字信號還是模擬信號，連接器的信號丟失基本上都是“零”，也就是說，與整體線纜產生的信號丟失量相比，由于連接器接觸電阻造成的歐姆丟失通常都可以忽略不計。而在大多數的光纖安裝系統中，情況則截然相反。在AV應用中，小于1000英尺的光纖線纜信號丟失基本都會小于3dB。在幾公里遠距離傳輸情形下，多模光纖色散就變得非常重要，因此，最好采用低信號丟失的單模光纖。但無論是近距離傳輸還是遠距離傳輸，接觸傳輸信號的每個連接器接口都會產生大量的信號丟失，通常，最大部分的信號丟失都發生在輸出端，安裝一套好的光纖連接器的關鍵就是盡量將互相連接的光纖之間的接口信號丟失最小化，保持信號丟失在一定的估算范圍之內，為系統的長期運行提供穩定性。連接器接口的信號丟失也是用dB衡量。因為光纖末端連接不恰當，光路的中斷會導致一定量的信號丟失，如光纖表面差、非平行端連接等情況也會讓信號丟失率遠遠大于預期信號丟失量。
高速激光光纖傳輸的發展為光纖終端端面的設計帶來了新的問題。在高傳輸速率下，端面反光情況變得非常嚴重，需要進行角度研磨或球形研磨等特殊處理來降低丟失率。從更加精確的信號丟失估算程度上來講，正常的連接端口信號丟失范圍大約為0.1dB到最多1.5dB之間。想一下，從信號源出來經過信號分配機、路由器、工作站，需要多少個連接接點，接點越多，信號丟失估算增加的就越快，而且我們還要把一些意外的情形納入考慮范圍之內。
維持系統正常運作
在光纖系統設計中，系統能夠正常運作，就達到了非常好的效果，在系統設計中，我們需要考慮系統可能出現的一些意料之外的問題，并且要讓系統達到正常運作效果。在系統設計中，我們要考慮到系統可能出現的最壞的情況，并做出相應的計劃，期待更好的運作效果。光纖連接器設計商一定要將這個理念銘記于心。在系統設計中，安全、穩定的系統連接要求光纖末端平滑、方正。端與端之間的連接必須精確無誤，精確度甚至要達到微米，百萬分之一米。常用的多模光纖的直徑從50-62.5微米，而單模光纖的直徑僅為8-9微米。將這種直徑尺寸與一根頭發的直徑(17-180微米)相比，可見任何一絲錯誤就可以帶來在災難性的損失。
光纖連接對設備的精密度要求非常嚴格，因此連接頭必須非常干凈。光纖連接器和配件通常都是裝在一個套子里，一個手指印或外部灰塵都可能會嚴重影響連接器性能，甚至導致傳輸失敗，因此，連接器沒有連接時，就應該保存在干凈的保護套里。
在連接時，我們還應該將光纖連接器楔緊，在目前所有的光纖連接器設計中，是通過“套圈”來進行的，保證連接器在搭配時準確無誤。光纖終端是通過粘膠或壓接緊箍在套圈里面，成為一個永久的元件。插入了內置光纖后，就把套圈端磨光滑，為連接器光纖連接提供光滑的接口。套圈通常都是由比較硬的材料制成如陶瓷，當然，也可以是不銹鋼、塑料或者碳化鎢材料制成，SC、ST和FC的通用套圈直徑為2.5毫米，LC的通用套圈直徑為1.25毫米。由于套圈的功能特性可以按照精密度要求進行生產，也就成了光纖連接器的首要重要確定特性。在眾多的連接套圈中，彈簧式容器連接套圈保證了光纖和LED或者激光源之間同軸對齊。
隨著技術的發展和應用的擴大，光纖連接器也快速發展。現在市場上使用的光纖連接器大概有12種甚至還多，每一種都是為滿足特定的需求而應運而生，當然，也存在著一定的技術限制。現在市場的走勢主要是朝著價位適中、緊湊型的連接器模式發展，能夠支持新的傳輸分配系統要求的更大傳輸密度。正如用戶期望的那樣，電信行業的不斷發展也推動了光纖的大面積應用，在很大程度上是由于各種類型的通信和娛樂服務對光纖連接迅猛增長的需求所致。#p#
我第一次使用光纖系統時，用的是AT&T公司在80年代推出的ST連接器。ST在多模LANs和CCTV系統中使用的最為廣泛，但僅僅被一個光纖連接標準所接受。ST似乎是一個微型的BNC連接器，在光纖中，它是一個簡單的刀式轉鎖連接器，由于未受到任何保護處理，容易遭受破壞，因此，處理ST連接器要特別留意套圈。ST連接器目前在業界應用中仍然十分廣泛，但其應用也在慢慢減少。
FC連接器是ST連接器的姐妹產品。FC表示固定連接(fixedconnection)，在電信行業的單模應用中使用最為廣泛，在鑰控和金屬結構上這類連接器與ST比較相似，但采用的卻是螺紋連接方式，而不是插銷式。我們最常用的連接器是SC連接器，SC是subscriberconnector（用戶接頭）的縮寫，是TIA/EIA-568B.3標準中的指定連接器，有單光纖連接和雙光纖連接兩種，并通過彩色編碼來指示光纖類型：米色代表多模、藍色或綠色代表單模。
LC連接器也是SC連接器的姐妹產品，是由朗訊公司設計的，LC是第一款真正為增加光纖設備系統的堆積密度而設計的耐用的小型化連接器，LC與小型的SC連接器較為相似，能將堆積密度提高50%，在電信交換環境中，對連接器密度要求非常嚴格的話，LC將具有很大的優勢。LC連接器能非常輕松地配置在加密的雙工設置上，并具有與普通RJ45連接頭相似的鎖定夾。由于其小型化的光傳輸接收裝配的廣泛使用，LC連接器非常受用戶歡迎。在我們所提到的4種類型的連接器中，LC連接器的接口界面損失最小，深得用戶喜歡。
需要什么樣的連接器
無論采用什么類型的連接器，我們的目標都是一樣的，那就是尋找對準精度、重復性以及丟失率方面都非常滿意的連接器。加密連接器通常能夠獲得0.2dB的丟失重復精度，在信號傳輸丟失過程中，連接器的作用非常重要，插入損耗和回波損耗這兩個參數在光纖連接器中的作用與其在銅線中的作用一樣重要。
在本文中，我們所說的插入損耗是指由于連接器接口產生的分貝丟失，回波損耗與銅線中的概念一樣，是指由終端反射引起的將能量反射回信號源的情況。連接器插入損耗和回波損耗參數的界定由系統所使用的測試設備決定。盡管各個廠家生產的連接器規格各有不同，但大多數都符合TIA/EIA568B.3商用數據網絡要求。TIA/EIA568B.3規定，多模和單模光纖的最大插入損耗為0.75dB。多模光纖的回波損耗最小≥20dB,單模光纖的回波損耗≥26dBD。SC連接器通常都只有0.3dB的損耗，而LC連接器則可低達0.1dB。
這些數據意味著什么?插入損耗的計劃非常簡單，我們將連接器的接口數相加，乘以每個連接器所期望的損耗量，以dB為單位進行計算。然后加上線纜總損耗量。兩種損耗所得的總數就是系統因為傳輸線纜和連接器損耗而產生的損耗量。插入損耗是非常重要的一個數據，所有的設計師都根據這個數據來判斷系統是否能夠在信號源傳輸器和光纖接收器之間正常運行。除此之外，我們還可以根據回波損耗參數得知反饋到信號源的能量多少，反饋能量以延遲信號的形式通過線纜返回。
在光纖中的多模和光路經在接收端轉換成數字系統中的信號抖動的增加量，也就是說，在每個連連接端的回波損耗越差，總體上對接收器的影響就會更大。這種效果就會成為數字信號眼狀圖退化零點，接收器跟蹤和鎖定數據的能力就會遭到破壞。相對而言，模擬光纖信號則呈現出退化響應時間，將會導致圖像不清楚。例如，每個連接器的回波損耗僅僅為20dB，那么就會有1%的信號反饋，根據信號運行中采用到的連接器的數量不同，信號反饋所產生的影響就會相應增大。26dB的回波損耗會產生的信號反饋為0.3%，50dB的回波損耗，信號反饋則為0.001%。
終端考慮
傳統來講，光纖終端一般比較慢，價格也較高，對設備要求和技術要求也很高。在考慮單模線纜中的光纖終端時，應該考慮到這幾方面的因素。有些情況中，我們完全可以選擇一些已經根據各種光纖類型設置好了終端的線纜。大多數的短跳線可以歸屬到以下幾類。
量身安裝型應用中，我們只能選擇特定的終端，但是，采用了疊接工具后，可以降低單模光纖的現場終端延長的長度，減少了對設備的需求數量和技術的使用。對于多模光纖線纜，新型的疊接方式采用了簡單的光纖切割方法后，將線纜組裝成預先設計的連接器/線纜。這種方法非常簡單，只是光纖到光纖的接頭對接，接頭處通常都是采用一種特殊的光學凝膠，讓光纖終端凝結起來。
多模光纖線纜終端通常有兩種類型的接頭：flat-faceairgap和接觸型(contacttype)。Air gap型終端產生的回波損耗可能大于等于14dB，大約3.2%的反射光，當回波損耗大與等于20dB時,最好使用接觸型終端。
控制低插入損耗和回波損耗的單模光纖終端大概有5種，PC(PhysicalContact端面為球狀)，SPC(SuperPhysical Contact)、UPC(Ultra Physical Contact)以及APC(Angled Physical Contact)。PC和UPC的每種物理連接方式都采用了不同程度的端面精確度，并產生更低的耦合損耗和回波損耗。APC類產生的回波損耗大于等于65dB，信號返回率降低到了0.000032%。單模APC接頭的性能最好。
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