光纤活动连接器.ppt

光 纤 活 动 连 接 器,目 录,1,光纤活动连接器基本概念,2,光纤活动连接器类型,3,光纤活动连接器工艺,4,原材料对于成品的影响,光纤活动连接器基本概念,1、定义光纤（缆）活动连接器-实现光纤（缆）之间活动连接的无源光器件，它还具有将光纤（缆）与有源器件、光纤（缆）与其他无源器件、光纤（缆）与系统和仪表进行活动连接的功能；,光纤活动连接器基本概念,插针（ferrule）,套管（sleeve）,ferrule,0.125fiber,环氧胶（Epoxy）,0.125fiber,弹簧（spring）,套管(sleeve)使两只带光纤的插针（ferrule）精密配合,完成两根光纤的对中；两个插针的端面则通过两侧的保持弹簧（spring）来保证其端面紧密接触。,2、原理,光纤活动连接器基本概念,光纤活动连接器基本概念,3、连接器的重要指标,插入损耗：IL=-10log(P1/P0)(dB)P0-输入端的光功率 P1-输出端的光功率回波损耗：RL=-10log(Pr/P0)(dB)P0-输入端的光功率 Pr-后向反射光功率重复性：光纤（缆）活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，IL(dB)互换性：连接器的部件一般分为跳线和转化器两部分，互换性是指这两部件的任意互换或有条件的互换插入损耗的变化 IL(dB）,光纤活动连接器基本概念,4、影响连接器IL的各种因素,（1）纤芯错位损耗：由于纤芯横向错位引起的损耗。单模光纤的传输模为高斯分布，其错位损耗表达式为：Ild=-10loge-(d/)2=(0.65+1.619/V3/2+2.879/V6)*a 0.95a a V=2n1(2/)1/2-为传输光波长 n1-纤芯折射率 Ild4.34(d/)2,纤芯,d,2a,光纤活动连接器基本概念,（2）纤芯倾斜损耗：由于两纤芯轴线的角度倾斜引起的损耗。单模光纤倾斜损耗表达式为：Ild=-10loge-（n2/)2-为传输光波长 n2-包层折射率 由于在生产中，倾斜角度 可以控制在0.1 以内，由 角度引起的损耗在0.0014dB 以内，可以忽略不计。,纤芯,光纤活动连接器基本概念,（3）光纤端面间隙损耗：由于光纤端面存在间隙引起的损耗。单模光纤端面间隙损耗为：ILZ=-20log1/(1+1.72*z2)/228.6由于目前工艺可以将光纤端面间隙损控制在很小范围内，光纤端面间隙损耗可以忽略不计。,光纤活动连接器基本概念,4、光纤端面多次反射（菲涅耳反射）引起的损耗：由于光纤端面存在不同的介质（如空气），在这种介质之间会产生光的多次反射，引起的损耗：Ilf=-20log4K/(1+K)2=0.32dB K=n1/n0 n1=1.4682 n2=1球面接触使纤芯之间的间隙接近与0，达到“物理接触”，多次反射引起的损耗可以消除。,光纤活动连接器基本概念,5、纤芯直径不同的光纤连接时产生的损耗，多模 IL=-10log(a2/a1)2(a1a2)IL=0(a1a2)单模 IL=-10log(1/4)(1/2+2/1)2,光纤活动连接器基本概念,6、数值孔径不同引起的损耗IL=-10log(NA2/NA1)2=-10log2/1）（NA1 NA2）IL=0（NA1 NA2）数值孔径N.A:N.A=sinc=（n12 n22)12(c-光锥半角）,c,c,n2,n1,光纤活动连接器基本概念,5、光纤连接器插针体的端面形状,PC(UPC)端面结构,APC端面结构,回波损耗：RL=-10log(Pr/P0)=AR e-(42/c2）(dB)AR:反射率,目 录,2,光纤活动连接器类型,3,光纤活动连接器工艺,4,原材料对于成品的影响,光纤活动连接器类型,经过多年来的研究和开发，光纤连接器已经形成了门类齐全、品种繁多的系列产品，各种类型的特点也逐渐分明。目前FC、SC、ST型光纤连接器在市场中占主导地位。为了满足光纤接入网和光纤到家庭的需要，国外许多公司开发了各种新型的光纤连接器，如MU、LC型连接器等，与常规的FC、SC、ST型连接器相比，这些连接器具有体积更小，价格更低等特点。,光纤活动连接器类型,FC型光纤连接器 FC型连接器采用金属螺纹连接结构；插针体采用外径2.5mm的精密陶瓷插针；分为球面接触的FC/PC和斜球面接触的FC/APC；FC型连接器是目前世界上使用量最大的品种，也是我国采用的主要品种；FC连接器大量用于光缆干线系统，其中FC/APC连接器用在要求高回波损耗的场合，如CATV网等。,光纤活动连接器类型,SC型光纤连接器 SC型连接器是由日本NTT公司设计开发的；采用插拔式结构，外壳采用矩形结构，采用工程塑料制造，容易作成多芯连接器；插针体为外径2.5mm的精密陶瓷插针；它的主要特点是不需要螺纹连接，直接插拔，操作空间小，便于密集安装；分为球面接触的SC/PC和斜球面接触的SC/APC。SC型主要应用于光纤接入网、数字通信系统、高密度安装配线架等。,光纤活动连接器类型,ST型光纤连接器 ST型连接器是由ATT公司设计开发的；采用带键的卡口式锁紧结构；插针体为外径2.5mm的精密陶瓷插针；插针的端面形状通常为PC面；它的特点主要是使用非常方便，适用于通信网和本地网。,光纤活动连接器类型,LC型光纤连接器 LC型光纤连接器是朗讯公司（Lucent）开发的一种小型连接器；采用插拔式锁紧结构，外壳为矩形，用工程塑料制成，带有按压键；陶瓷插针的外径仅为1.25mm，外形尺寸也相应减少，大大提高了连接器在光配线架中的密度；通常情况下，LC连接器是以双芯连接器的形式使用，但需要时也可分开为两个单芯连接器。,光纤活动连接器类型,MU型光纤连接器 MU型光纤连接器是日本NTT公司开发的一种小型连接器，采用如SC型连接器那样的插入锁紧结构，外壳与SC型连接器相似，外径为1.25mm的陶瓷插芯，尺寸要小,截面尺寸仅为9x6(mm)2，而SC型连接器的截面尺寸为13x10（mm)2，因此与SC型连接器相比，它可大大提高安装密度.特别适用于新型的同步终端设备和用户线路终端。,光纤活动连接器类型,带状光纤连接器为了便于带状光纤的连接，很多公司设计了带状光纤连接器，该类型连接器采用的也是插拔式锁紧结构。如AMP公司的MT-RJ连接器（2芯），Seicor公司的mini-MT连接器（4芯），Berg的MAC连接器（18芯）等。,光纤活动连接器类型,光纤活动连接器分类按光缆模式分为：单模（10）、多模（50/62.5）；按连接头结构型式分为：FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT、E2000等等各种型式；按光纤端面形状分：PC（包括SPC或UPC）和APC型；按光纤芯数分：单芯、多芯（如MT-RJ）型光纤连接器之分。,光纤活动连接器类型,光纤连接器的技术发展方向外观小型化、成本低廉化、高性能的要求；根据发达国家光连接器的发展趋势，在现有的套管直径为2.5mm的FC型、SC型和ST型连接器继续增加的同时，套管直径为1.25mm的LC型和MU型连接器将会以较快的速度发展，此外MT-RJ、MTP、MPO、MAC等带状光纤连接器也会逐步发展起来；套管直径为2.5mm的连接器、套管直径为1.25mm的连接器和带状光纤连接器可能形成三分天下的格局。,光纤活动连接器类型,连接器的颜色 关于连接器的颜色，不同颜色代表不同的含义；黑色是普通的单模颜色，一般限于FC 连接器，也用于双芯；白色也用于单模情况下，但多数情况下与蓝色配套用于区分单模双芯连接器；红色一般与黑色用在双芯多模的连接器上；黄色用于单模ST的连接器上，台湾多用此颜色区分；绿色指APC研磨的产品；蓝色一般用在单模SC 上，或与白色共用；米色用于多模单芯的产品，限SC 型，双芯就有夹子了；LC是白色尾巴 MU是褐色尾巴 MTRJ是黑色的；另外，日本地震时FC（seikoh,giken）的也用过红尾巴。现在，红尾巴的代表PM产品；,光纤活动连接器类型,尾纤性能参数表：,FC,SC,ST,光纤活动连接器类型,尾纤性能参数表：,LC,MU,光纤活动连接器类型,尾纤性能参数表：,MTRJ,光纤活动连接器类型,光缆形式,特殊规格请用文字注明,如防水缆、室内缆等,光缆长度,带缆扇出CR例：26CR 表示6芯2带扇出,带缆齐头C例：26C0.5 表示6芯2带齐头开剥0.5米,带缆扇出BR例：6CR 表示6芯束缆扇出,带缆齐头B例：12B0.5L 表示12芯束缆齐头两端均开剥0.5米,双芯D,单芯 免写,缆径（0.9/2.0/2.5 3.0）,单模 SM,多模 MM,连接器类型,FC,SC,ST,LC,MU,FC,PC,APC,跳（尾）纤编码原则：,目 录,3,光纤活动连接器工艺,2,光纤活动连接器类型,4,原材料对于成品的影响,光纤活动连接器工艺,合格,不合格,1领料,2下缆,4开剥,3预装散件,6固化,8研磨,9显微检测,11检测,合格,不合格,5 353ND 胶调配工艺,7去胶,10装配,12包装,品质部检测,合格,入仓库,单芯尾纤工艺流程图,光纤活动连接器工艺,整理,预装散件,剥涂覆层,整理,剥外护套,下缆,光纤活动连接器工艺,注胶,穿芯,装盘,清洗,固化,研磨,光纤活动连接器工艺,显微检查,检测,装配,压接,包装,品质检测,光纤活动连接器工艺,1、下缆：采用自动剪缆机特点：操作简单，操作人员只需输入下缆长度、数量；速度快，提高下缆效率，减少生产周期；精度高，控制在1%以内，避免人为造成的长度误差。,光纤活动连接器工艺,剥外护套,剥涂覆层,2、开剥：采用米勒钳特点：钳口精度高，不会使光纤损伤，开剥合格率高；开剥长度误差控制在1mm以内，装配后不会造成光缆微弯或断纤。,光纤活动连接器工艺,3、固化：采用48芯固化炉特点：固化温度可控可调（控制范围60-150）；精度高，2；加热时间可控可调，产品的一致性好；容量大，效率高。,固化,光纤活动连接器工艺,研磨,4、研磨：采用进口原装研磨机 及原配研磨夹盘，研磨垫；特点：精度高，产品的一致性好；合格率高，端面显微检测及干涉仪监测，返工率低，经过多年经验积累，开发出相对应的一套研磨工艺。,光纤活动连接器工艺,4、端面显微检测：采用400X/200X端检仪特点：经过400倍放大后，光纤端面0.1的不良都能被发现；检测标准严格，端面不允许有任何不良。,显微检查,光纤活动连接器工艺,区域定义：1 A区：纤心自中心点起直径约10的区域；2.B区：纤心外直径30的光纤表面区域；3.C区：B区至光纤边缘的光纤表面区域；4.D区：C区至直径375之间的套管表面区域。,光纤活动连接器工艺,不良现象定义：划痕：（3、8）轻微：1；白点：（5、7）轻微：5；黑点：（2）轻微：2；断口：（1、4）；缺胶：（6）轻微：5。,光纤活动连接器工艺,端面检查判断标准：合格：端面光整，A、B、C区无划痕、麻点、崩裂、严重缺胶等不良现象；D区的轻微不良应少于4个,光纤活动连接器工艺,5、干涉仪特点：可测量陶瓷插芯的同心度、连接头端面的干涉条纹、在线检测同心度；软件控制，内设IEC标准，可根据客户要求设置所需要的标准，自动筛选。自动校准，精度高，重复性好。,光纤活动连接器工艺,通过干涉仪检测：可以控制来料陶瓷插芯的同心度；可以在线监测，分析研磨效果，达到可控性；可根据所得数据，分析不良品原因。,光纤活动连接器工艺,6、装配：压接钳口尺寸是根据标准钳口尺寸做微调，压接工艺为 均匀包仿纶丝 推 压仿纶丝 挑出缆皮 包 推 压缆皮 主要是控制仿纶丝的长度，预留2mm的弹簧收缩量。,压接,光纤活动连接器工艺,光纤活动连接器工艺,检测,7、测试：高精度插损、回损测试仪 特点：有专门的测试软件，通过GPIP接口与电脑主机连接，测试数据自动记录；精度高、重复性好，效率高，插损、回损同时显示；,光纤活动连接器工艺,测试系统校验、维护：测试仪器使用前，送计量局计量，注明计量单位与有效期；每年计量一次，注明计量单位与有效期；测试前校准测试系统，测试银样，与原数据比较，确定系统是否正常，并记录数据。送样制作：由品质部门按银样制作规范制作，分析统计数据，给出控制图，贴上银样标签及有效期；,光纤活动连接器工艺,包装,7、包装：光缆上有光缆厂家，光缆型号，标示纸：CM、生产年月、序列号，可根据标示纸上的显示，在电脑中查找对应的测试数据，定单号，批次等相关数据;标示牌：公司CI，生产日期，测试数据。,光纤活动连接器工艺,8、送品质检测：品检员根据要求按一定比例抽检，检测产品外观性能参数等;合格，出合格报告，才可入库或出货；不合格，批退；车间从新全部检测。车间为避免被批退，在检测时将参数要求提高。如：IL0.2dB，车间要求IL0.15dB。,品质检测,目 录,4,原材料对于成品的影响,2,光纤活动连接器类型,3,光纤活动连接器工艺,原材料对成品的影响,我国已经完全掌握光纤连接器的关键零件-插头的陶瓷套管和插座的陶瓷套筒的精密加工技术，生产量已占全球需求量的20%左右，有大量的产品出口。美中不足的是陶瓷毛坯基本上还要进口。虽然已有一些企业在引进这项技术，但要真正能大量提供产品，还有待时日。,原材料对成品的影响,关于连接器的外围零件（FC/SC/ST），除SC型的个别精密塑料模注成形的零件外，中国都能生产。对于同是检验合格的连接器来说，在外观上已分不清进口零件和国产零件。差异主要反映在批量的合格率和互换性上，一般进口的合格率高，互换性好；国产的合格率稍差，有时互换性会有些问题。这主要是因为进口零件的加工精度更好些。,原材料对成品的影响,我国一直在做材料本地化项目，该项目也有些进展，但要真正能全部材料本地化，还有待时日。光纤活动连接器的原材料有：陶瓷插芯 陶瓷套管 光缆 连接器散件（金属件）连接器散件（塑胶件）,原材料对成品的影响,1、陶瓷插芯:同心度：影响插入损耗，影响产品的互换性；露出长度：影响研磨的合格率。表面光洁度：影响匹配、精度、插拔力等。好的陶瓷插芯，要追溯毛坯的厂家，分析关键 尺寸的分布情况，确认加工精度。,原材料对成品的影响,2、陶瓷套管：尺寸精度：影响插入损耗，影响产品的互 换性；插拔力：影响配合性，重复性测试。表面光洁度：影响匹配、精度、插拔力等。插拔次数：可以了解毛坯质量的好坏。好的陶瓷套管，要追溯毛坯的厂家（直接影响陶瓷套管使用寿命），关键尺寸的分布情况，确认加工精度。,原材料对成品的影响,3、光缆：性能参数：匹配性能、互换性。缆皮的阻燃等级；收缩性能；拉力测试：成缆的工艺；外观：颜色、表面光洁度，一致性。环境实验：湿度、温度等对性能参数影响，要追溯纤芯的厂家；,原材料对成品的影响,4、连接器散件（金属件）尺寸测量：加工精度，匹配性能、互换性。环境实验：盐雾、湿度、温度等对性能参数影响，金属材料分析：分析材料的镀层厚度，主材料的。（测试工具为金属材料分析仪）外观检测，加工不良、变形等；目前基本已经本地化；,原材料对成品的影响,5、连接器散件（塑胶件）尺寸检测：主要检测配合性和批量的互换性，一般进口的互换性好；国产的有时互换性会有些问题。这主要是因为进口零件的加工精度更好些。拉力测试：主要考验装配及塑胶材质好坏；很多公司采用国产塑胶件，结果过不了拉力测试；阻燃等级实验：考察其阻燃性能；,原材料对成品的影响,相关行业标准,YD/T 896-1997 FC/APC型光纤活动连接器技术条件；YD/T 895-1997 SC/PC型单模光纤活动连接器技术条件；YD/T 826-1996 FC-PC型单模光纤光缆活动连接器技术条件；YD/T 717-1994 FC型单模光纤光缆活动连接器；YD/T 987-1998 ST/PC型单模光纤光缆活动连接器技术条件；YD/T 1272.1-2003 光纤活动连接器 第一部分：LC型；YD/T 1200-2002 MU型单模光纤活动连接器技术条件 YD/T 987-1998 ST/PC型单模光纤光缆活动连接器技术条件；Bellcore标准:GR-326-CORE Issue 3,Dec.1999Generic Requirements for Single-Mode Optical Connector sand Jumper Assemblies。,