光纤连接器现状及发展_电路图
当前，随着国内通信事业的不断发展，光纤通信已步入实用化阶段，且应用的范围越来越广。我国目前对于光通信系统中所用的光纤连接器，或是使用进口连接器，或是以进口的陶瓷套管和外围金属件等所谓“散件”在国内进行组装，或是根据所引进国外技术和关键设备进行生产，主要是FC型光纤连接器。鉴于此种情况，笔者建议如下。 ——（1）标准化问题 ——国际上光纤连接器产品的型号和标准都比较多，引进和使用时如不加以限制，势必会产生混乱，为维护和管理工作带来不便。据介绍，在这方面美、日、德、法等国已有了国家标准，并为IEC所认可；我国在这方面也有类似的规定。建议将此类规定作为技术规范或入网要求等技术文件中的一项内容以国家标准的方式加以公布。 ——（2）兼容性问题 ——由于通信是一项系统工程，因此建议用户在订货时，应考虑光传输设备、光附属设备、光测试仪表等项所用光纤连接器的兼容性。在不影响系统性能的基础上，应尽可能使将订购的仪表设备与已有设备仪表的光纤连接器的型号一致。如不能满足，则应考虑使用时可能出现的问题，并订购或准备相应的转接法兰或转接线。 ——（3）生产与使用问题 ——就生产而言，建议国家指导有关光纤连接器的生产厂家根据有关规定并结合国内现有及使用情况，统一以一种核心元件为基础（如Φ2.5mm的插针及相应的套筒）开发研制符合国情、适应需要的产品。 ——就使用而言，建议用户应根据自己的实际情况，选择适用的光纤连接器。在满足系统要求的前提下，充分考虑性能、价格和发展等方面的关系，努力降低成本，扩大使用范围。在未来光纤用户网和高速局域网中，价格和硬件升级等问题可能会更加突出，用户更需就性能、价格和发展等方面进行综合考虑。 ——由于光纤通信技术应用领域不断扩大，高速局域网和本地用户网等网络得到了很大发展，出于维护上测量、转接、调度等方面的需要，对光纤连接器提出的要求也越来越多，这些都促进了光纤连接器的发展。 ——就光纤连接器的关键元件——插头支撑套管和耦合套筒而言，Φ2.5mm的插针及配套的耦合套筒将得到较大发展，以此为基础已开发出FC、ST、SC、DIN47255／6、MiniBNC、GFS-11／13、530等多种型号的光纤连接器，而且其技术也在不断进行改进，改进的目的是努力降低介入损耗，尽可能提高回波损耗，并改善连接器的机械耐力（重复插拔性能）和温度性能。目前改进工作主要是从两个方面着手的。 ——其一为制作材料。由于陶瓷材料与石英玻璃材料的热匹配性好，理化性能稳定，加工精度高，机械耐力好，因此越来越受到重视。估计短期内，以精密陶瓷制作的插针套管和耦合套筒将继续占主导地位。 ——目前使用较多的陶瓷材料是氧化铝和3mol氧化钇不完全稳定的氧化锆（PSZ）。其中氧化铝的硬度较高，研磨精度也比较高，但对研磨设备的要求也较高，且弯曲强度低、粒度大，碰到坚硬表面时易碎裂。而氧化锆（PSZ）的弯曲强度和断裂强度较氧化铝要高得多，且其硬度小、颗粒小，易于进行研磨抛光，但由于其场式模量较小，因而在进行研磨时需要先进的加工工艺。总的来说，使用氧化锆（PSZ）较氧化铝要可靠得多。另有资料介绍说，由于需要不断进行插拔，因此耦合套筒必须具有良好的耐磨性和一定的弹性，所以，理想的组合是用氧化铝制作插针套管，用氧化铬制作耦合套筒。 ——其二是改进插针体（套管）对接端端面的对接方式和端面的加工工艺。目前随着系统速率的不断提高，PC（物理接触）型正在逐步取代FC（平面接触）型；对于PC型研磨的工艺也在不断进行改进，人工研磨正逐渐为机器研磨所取代；出现了APC（Advance Physical Contant）技术，即在传统PC研磨的基础上，再用二氧化硅磨片或微粉进行超精细研磨，以减小因光纤连接器对接端面处折射率不匹配对介入损耗和回波损耗性能的影响。这种不匹配是由研磨受力所产生的损伤层造成的。一般经PC研磨后，损伤层的折射率约为1.54，高于光纤纤芯的折射率（1.46），而经过APC研磨处理的端面，其折射率约为1.46，接近或达到纤芯的折射率。 ——表5数据表明了采用不同材料。对接方式和加工工艺制作的插针套管对光纤连接器介入损耗和回波损耗性能的影响。
表5 参 数 金属 FC/FC型 金属 FC/PC型 手工研磨陶瓷 FC/PC型 机器研磨陶瓷 FC/PC型 机器研磨陶瓷 FC/APC型 介入损耗（dB） 回放损耗（dB） 0.35 14.91 0.21 27.14 0.18 38.05 0.14 48.76 ——另外，根据研究，在现在的Φ.5mm型插针套管的基础上，采用斜面连接是提高单模光纤连接器回波损耗性能的一个有效途径。理论推算表明，当斜面的倾角为8°时，连接器的回波损耗可达到118dB。但此种连接方式会对介入损耗产生较大影响，此种影响可通过在端面形成一定曲率（R＝（20～50）mm）的球面得到改善。住友电气工业株式会社最新推出的斜8°角光纤连接器，其回波损耗平均可达66dB，相应的介入损耗平均为0.18dB；国内邮电部固体器件研究所研制的一种斜8°角连接器，其回波损耗大于56dB，相应的介入损耗小于0.6dB。 ——就光纤连接器的外围（部）元件而言，由于光纤通信的不断发展，特别是光纤用户网的发展，对光纤连接器提出的要求是高性能、低成本、小型化、多纤化、安装密度高、安装简便等，这其中有很多可以通过对光纤连接器外围元件的材料、外形、加工工艺、紧固方式等方面加以改进得以实现。另外，系列化也是降低产品成本的一个有效途径。NTT开发的SC型连接器即为一例；由铸模玻璃纤维塑料制成的矩型外壳成本低廉，抗压强度高；插拔操作方便，适合高密度安装。以这种连接器为基础的SC系列光纤连接器还包括多套管连接器（HSC系列）、底座型光纤连接器以及固定衰耗器等。 ——另外，随着光纤连接器应用范围的扩大，其需求数量也越来越多，单靠在工厂中装配研磨生产已无法满足需要，且其成本对于某些应用来说也太高，因此连接器的装配正从工厂走向安装工程现场，对快速简易的现场装配型光纤连接器的需求也越来越多。采用现场装配型也是降低成本的一个有效措施。 ——适用于现场安装的连接器要求必须省时、省力、操作方便。很多厂家对此进行了研究，开发出了许多新的工艺方法，如采用紫外固化粘结胶。采用利于抛磨的方法、设计出不需粘结的连接器和既不需要粘结也不需要抛光的连接器等等，在现场只需要几分钟即可装配出一个可靠的光纤连接器。 ——正如由于电缆通信系统离不开各种插塞、同轴头等电连接器而促进了电缆连接器及其产业的发展一样，相信光纤连接器将会随着光纤通信的不断发展而得到进一步的发展。