光纖連接器及其應用、性能和終端要求淺析
發布時間:2011-02-21 來源:電子產品世界
中心議題:
- 光纖連接器及其應用、性能和終端要求淺析
- 信號丟失計算
- 光纖連接器的選擇
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AVxitongxinhaodiushideyingxiangyibanbuhuihenda,erguangxianlianjiezebutong,taduichuanshuxitongzhongdemeigejiekoudouhuiqizhefeichangdadeyingxiangzuoyong。rangwomenlaikankanguangxianwulilianjiezhongsuochanshengdeyixiewenti,guangxianchuanshushebeizishenkezhilinglianjie,danzaiyouxieqingkuangxia,dabufenhuojihusuoyoudeguangxianchuanshulianjiexuanzedoushirenweiqinzijinxing。guangxianxianlanzaixinhaochuanshuguochengzhongsuodiushidexinhaoliangzhuyaoyousuocaiyongdeguangxianxianlandezhiliangheleixingsuojueding,meigelianjieduandouhuichanshengyidingdexinhaodiushi。genjuyonghuxuanzedeguangxianlianjietouleixingdebutong,lianjieduanxinhaodiushidezongliangjiaqilaiyoukenenghuichaoguoguangxianxianlanbenshenchanshengdexinhaodiushiliang。
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(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),與(yu)整(zheng)體(ti)線(xian)纜(lan)產(chan)生(sheng)的(de)信(xin)號(hao)丟(diu)失(shi)量(liang)相(xiang)比(bi),由(you)於(yu)連(lian)接(jie)器(qi)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)造(zao)成(cheng)的(de)歐(ou)姆(mu)丟(diu)失(shi)通(tong)常(chang)都(dou)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)。而(er)在(zai)大(da)多(duo)數(shu)的(de)光(guang)纖(xian)安(an)裝(zhuang)係(xi)統(tong)中(zhong),情(qing)況(kuang)則(ze)截(jie)然(ran)相(xiang)反(fan)。在(zai)AV應用中,小於 1000英尺的光纖線纜信號丟失基本都會小於3dB。zaijigongliyuanjulichuanshuqingxingxia,duomoguangxiansesanjiubiandefeichangzhongyao,yinci,zuihaocaiyongdixinhaodiushidedanmoguangxian。danwulunshijinjulichuanshuhaishiyuanjulichuanshu,jiechuchuanshuxinhaodemeigelianjieqijiekoudouhuichanshengdaliangdexinhaodiushi,tongchang,zuidabufendexinhaodiushidoufashengzaishuchuduan,anzhuangyitaohaodeguangxianlianjieqideguanjianjiushijinliangjianghuxianglianjiedeguangxianzhijiandejiekouxinhaodiushizuixiaohua,baochixinhaodiushizaiyidingdegusuanfanweizhinei,weixitongdechangqiyunxingtigongwendingxing。lianjieqijiekoudexinhaodiushiyeshiyong 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,如光纖表麵差、非平行端連接等情況也會讓信號丟失率遠遠大於預期信號丟失量。
高(gao)速(su)激(ji)光(guang)光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸(shu)的(de)發(fa)展(zhan)為(wei)光(guang)纖(xian)終(zhong)端(duan)端(duan)麵(mian)的(de)設(she)計(ji)帶(dai)來(lai)了(le)新(xin)的(de)問(wen)題(ti)。在(zai)高(gao)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)下(xia),端(duan)麵(mian)反(fan)光(guang)情(qing)況(kuang)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)嚴(yan)重(zhong),需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)角(jiao)度(du)研(yan)磨(mo)或(huo)球(qiu)形(xing)研(yan)磨(mo)等(deng)特(te)殊(shu)處(chu)理(li)來(lai)降(jiang)低(di)丟(diu)失(shi)率(lv)。從(cong)更(geng)加(jia)精(jing)確(que)的(de)信(xin)號(hao)丟(diu)失(shi)估(gu)算(suan)程(cheng)度(du)上(shang)來(lai)講(jiang),正(zheng)常(chang)的(de)連(lian)接(jie)端(duan)口(kou)信(xin)號(hao)丟(diu)失(shi)範(fan)圍(wei)大(da)約(yue)為(wei)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範圍之內。
維持係統正常運作
zaiguangxianxitongshejizhong,xitongnenggouzhengchangyunzuo,jiudadaolefeichanghaodexiaoguo,zaixitongshejizhong,womenxuyaokaolvxitongkenengchuxiandeyixieyiliaozhiwaidewenti,bingqieyaorangxitongdadaozhengchangyunzuoxiaoguo。zaixitongshejizhong,womenyaokaolvdaoxitongkenengchuxiandezuihuaideqingkuang,bingzuochuxiangyingdejihua,qidaigenghaodeyunzuoxiaoguo。guangxianlianjieqishejishangyidingyaojiangzhegelinianmingjiyuxin。zaixitongshejizhong,anquan、穩定的係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guang纖xian連lian接jie對dui設she備bei的de精jing密mi度du要yao求qiu非fei常chang嚴yan格ge,因yin此ci連lian接jie頭tou必bi須xu非fei常chang幹gan淨jing。光guang纖xian連lian接jie器qi和he配pei件jian通tong常chang都dou是shi裝zhuang在zai一yi個ge套tao子zi裏li,一yi個ge手shou指zhi印yin或huo外wai部bu灰hui塵chen都dou可ke能neng會hui嚴yan重zhong影ying響xiang連lian接jie器qi性xing能neng,甚shen至zhi導dao致zhi傳chuan輸shu失shi敗bai,因yin此ci,連lian接jie器qi沒mei有you連lian接jie時shi,就jiu應ying該gai保bao存cun在zai幹gan淨jing的de保bao護hu套tao裏li。
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lai進jin行xing的de,保bao證zheng連lian接jie器qi在zai搭da配pei時shi準zhun確que無wu誤wu。光guang纖xian終zhong端duan是shi通tong過guo粘zhan膠jiao或huo壓ya接jie緊jin箍gu在zai套tao圈quan裏li麵mian,成cheng為wei一yi個ge永yong久jiu的de元yuan件jian。插cha入ru了le內nei置zhi光guang纖xian後hou,就jiu把ba套tao圈quan端duan磨mo光guang滑hua,為wei連lian接jie器qi光guang纖xian連lian接jie提ti供gong光guang滑hua的de接jie口kou。套tao圈quan通tong常chang都dou是shi由you比bi較jiao硬ying的de材cai料liao製zhi成cheng如ru陶tao瓷ci,當dang然ran,也ye可ke以yi是shi不bu鏽xiu鋼gang、塑料或者碳化鎢材料製成,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hao米mi。由you於yu套tao圈quan的de功gong能neng特te性xing可ke以yi按an照zhao精jing密mi度du要yao求qiu進jin行xing生sheng產chan,也ye就jiu成cheng了le光guang纖xian連lian接jie器qi的de首shou要yao重zhong要yao確que定ding特te性xing。在zai眾zhong多duo的de連lian接jie套tao圈quan中zhong,彈dan簧huang式shi容rong器qi連lian接jie套tao圈quan保bao證zheng了le光guang纖xian和heLED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製。現在市場的走勢主要是朝著價位適中、jincouxingdelianjieqimoshifazhan,nenggouzhichixindechuanshufenpeixitongyaoqiudegengdachuanshumidu。zhengruyonghuqiwangdenayang,dianxinxingyedebuduanfazhanyetuidongleguangxiandedamianjiyingyong,zaihendachengdushangshiyouyugezhongleixingdetongxinheyulefuwuduiguangxianlianjiexunmengzengchangdexuqiusuozhi。
我第一次使用光纖係統時,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係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,由於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,並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係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連接器能非常輕鬆地配置在加密的雙工設置上,並具有與普通RJ45連接頭相似的鎖定夾。由於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連接器的接口界麵損失最小,深得用戶喜歡。
需要什麼樣的連接器
無論采用什麼類型的連接器,我們的目標都是一樣的,那就是尋找對準精度、重複性以及丟失率方麵都非常滿意的連接器。加密連接器通常能夠獲得0.2dB的de丟diu失shi重zhong複fu精jing度du,在zai信xin號hao傳chuan輸shu丟diu失shi過guo程cheng中zhong,連lian接jie器qi的de作zuo用yong非fei常chang重zhong要yao,插cha入ru損sun耗hao和he回hui波bo損sun耗hao這zhe兩liang個ge參can數shu在zai光guang纖xian連lian接jie器qi中zhong的de作zuo用yong與yu其qi在zai銅tong線xian中zhong的de作zuo用yong一yi樣yang重zhong要yao。
zaibenwenzhong,womensuoshuodecharusunhaoshizhiyouyulianjieqijiekouchanshengdefenbeidiushi,huibosunhaoyutongxianzhongdegainianyiyang,shizhiyouzhongduanfansheyinqidejiangnengliangfanshehuixinhaoyuandeqingkuang。lianjieqicharusunhaohehuibosunhaocanshudejiedingyouxitongsuoshiyongdeceshishebeijueding。jinguangegechangjiashengchandelianjieqiguigegeyoubutong,dandaduoshudoufuheTIA/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連接器通常都隻有0.3dB的損耗,而LC連接器則可低達0.1dB。
這些數據意味著什麼?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wei單dan位wei進jin行xing計ji算suan。然ran後hou加jia上shang線xian纜lan總zong損sun耗hao量liang。兩liang種zhong損sun耗hao所suo得de的de總zong數shu就jiu是shi係xi統tong因yin為wei傳chuan輸shu線xian纜lan和he連lian接jie器qi損sun耗hao而er產chan生sheng的de損sun耗hao量liang。插cha入ru損sun耗hao是shi非fei常chang重zhong要yao的de一yi個ge數shu據ju,所suo有you的de設she計ji師shi都dou根gen據ju這zhe個ge數shu據ju來lai判pan斷duan係xi統tong是shi否fou能neng夠gou在zai信xin號hao源yuan傳chuan輸shu器qi和he光guang纖xian接jie收shou器qi之zhi間jian正zheng常chang運yun行xing。除chu此ci之zhi外wai,我wo們men還hai可ke以yi根gen據ju回hui波bo損sun耗hao參can數shu得de知zhi反fan饋kui到dao信xin號hao源yuan的de能neng量liang多duo少shao,反fan饋kui能neng量liang以yi延yan遲chi信xin號hao的de形xing式shi通tong過guo線xian纜lan返fan回hui。
zaiguangxianzhongdeduomoheguanglujingzaijieshouduanzhuanhuanchengshuzixitongzhongdexinhaodoudongdezengjialiang,yejiushishuo,zaimeigelianlianjieduandehuibosunhaoyuecha,zongtishangduijieshouqideyingxiangjiuhuigengda。zhezhongxiaoguojiuhuichengweishuzixinhaoyanzhuangtutuihualingdian,jieshouqigenzonghesuodingshujudenenglijiuhuizaodaopohuai。xiangduieryan,moniguangxianxinhaozechengxianchutuihuaxiangyingshijian,jianghuidaozhituxiangbuqingchu。liru,meigelianjieqidehuibosunhaojinjinwei20dB,那麼就會有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(chuan)統(tong)來(lai)講(jiang),光(guang)纖(xian)終(zhong)端(duan)一(yi)般(ban)比(bi)較(jiao)慢(man),價(jia)格(ge)也(ye)較(jiao)高(gao),對(dui)設(she)備(bei)要(yao)求(qiu)和(he)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)也(ye)很(hen)高(gao)。在(zai)考(kao)慮(lv)單(dan)模(mo)線(xian)纜(lan)中(zhong)的(de)光(guang)纖(xian)終(zhong)端(duan)時(shi),應(ying)該(gai)考(kao)慮(lv)到(dao)這(zhe)幾(ji)方(fang)麵(mian)的(de)因(yin)素(su)。有(you)些(xie)情(qing)況(kuang)中(zhong),我(wo)們(men)完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)一(yi)些(xie)已(yi)經(jing)根(gen)據(ju)各(ge)種(zhong)光(guang)纖(xian)類(lei)型(xing)設(she)置(zhi)好(hao)了(le)終(zhong)端(duan)的(de)線(xian)纜(lan)。大(da)多(duo)數(shu)的(de)短(duan)跳(tiao)線(xian)可(ke)以(yi)歸(gui)屬(shu)到(dao)以(yi)下(xia)幾(ji)類(lei)。
liangshenanzhuangxingyingyongzhong,womenzhinengxuanzetedingdezhongduan,danshi,caiyonglediejiegongjuhou,keyijiangdidanmoguangxiandexianchangzhongduanyanchangdechangdu,jianshaoleduishebeidexuqiushulianghejishudeshiyong。duiyuduomoguangxianxianlan,xinxingdediejiefangshicaiyonglejiandandeguangxianqiegefangfahou,jiangxianlanzuzhuangchengyuxianshejidelianjieqi/線纜。這種方法非常簡單,隻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於等於14dB,大約3.2%的反射光,當回波損耗大與等於20dB時,最好使用接觸型終端。
控製低插入損耗和回波損耗的單模光纖終端大概有5種,PC(PhysicalContact端麵為球狀),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麵精確度,並產生更低的耦合損耗和回波損耗。APC類產生的回波損耗大於等於 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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