光纖連接器的類型及安裝技術概況

摘要：本文闡述了光纖連接器的光學性能、機械性能、耐環境性能及可靠性等方面的基本技術要求；介紹了一些常用光纖連接器類型及特點；對幾種安裝技術的優缺點進行了描述；并對以后的發展趨勢進行了預測。

關鍵詞：光纖連接器；安裝技術；發展

概 述

光纖連接器是光纖與光纖之間進行可拆卸連接的元器件，又稱為“活接頭”，它是把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去。光纖連接器是光系統中使用量最大的光無源元器件，廣泛應用于通信、局域網(LAN)、光纖到戶(FTTH)、高質量視頻傳輸、光纖傳感、測試儀器儀表等。

現在已經廣泛應用的光纖連接器，其種類眾多，結構各異。但細究起來，各種類型的光纖連接器的基本結構卻是一致的，即絕大多數光纖連接器一般由兩個插針和一個耦合管二三個部分組成(圖1)。

光纖連接器的基本性能要求

光學性能

光纖連接器的光學性能要求包括插入損耗、回波損耗、光學不連續、串音、環境光敏感性、帶寬(僅指多模)等，其中插入損耗和回波損耗是兩個最基本的參數。

互換性、重復性

光纖連接器是通用的無源元器件，對于同一類型的光纖連接器，一般都可以任意組合使用、并可以重復多次使用，由此而導入的附加損耗一般小于0.2dB。

機械性能

光纖連接器的機械性能包括軸向保持強度、端接保持力、連接和分離力(力矩)、撞擊、扭轉、光纜保持力、抗擠壓、外部彎曲力矩、振動、沖擊、靜態負荷等，對于各種光纖連接器使用情況的不同，要求的重點不同。

機械耐久性是指光纖連接器正常使用情況下的插拔次數，目前使用的光纖連接器一般都可以插拔1000次以上。

環境性能

環境性能主要有：高溫、溫度沖擊、潮濕、砂塵、臭氧暴露、腐蝕(鹽霧)、易燃性等。

部分常用光纖連接器

ST－兼容連接器

1986年首次推出的ST－兼容連接器(圖2)是帶定位鍵、接觸型中等損耗連接器，但無抗拉或抗扭轉結構。ST－兼容連接器的安裝采用旋轉插入方法，安裝容易、快捷，但要求在面板上有較大的空間。

FC型光纖連接器

FC型光纖連接器(圖3)最早是由日本的NTT公司研制的，采用旋轉插入方法，要求在面板上留有大的李問；是帶定位鍵、接觸型，有抗拉或抗扭轉結構的連接器。

FC型連接器的改進型，即FC／APC(圖4)，插針對接端面呈球面(PC)，與原來的FC型相比，插入損耗和回波損耗性能有了較大幅度的提高，而且其它特性基本相同，外部結構也沒有改變。

SC型光纖連接器

1988年開始使用的SC型連接器(圖5)也是由日本的NIT公司研制的。其外殼為矩型玻璃纖維塑料件；插針由精密陶瓷制成，耦合管為金屬開縫套管，尺寸與FC型相同，端面處理采用PC或APC型研磨方式；插入方法是“推入，推出”方式；緊固方式是采用插拔銷閂式。是帶定位鍵、接觸型，有抗拉和抗扭轉結構的一種連接器；插拔操作方便，插入損耗波動小，抗壓強度較高，安裝密度高。

SC型連接器可以實現雙工(圖6)，使光纖不容易顛倒，從而提高了網絡的可靠性。NIT公司已將這種連接器開發成一個系列型產品，包括單體型、雙體F(扁平)型、H(高密度)型、高密度四孔型等。

小型連接器(SFF)

光纖插孔

1997年1月，Panduit公司推出了第一個雙工光纖插孔(圖7)。該光纖插孔采用了一種新型封裝形式，而且應用了已比較成熟的四種工藝技術：2.5mm套管、快速固化粘接安裝、開槽對準套管和RJ-45形狀。

Opti-Jack型插頭是一種帶定位鍵、接觸型、中等損耗、有抗拉和抗扭轉結構的連接器。它是一種每根光纖一個套管的雙工連接器。這種結構允許每根光纖單獨對準，以實現最小的功率損耗。

MT-RJ型連接器

MT-RJ(圖8)來源于NTT公司開發的MT連接器，其外殼和鎖緊機構類似RJ，通過小型套管兩側的導向銷對準光纖，為便于與光接收機／發射機相連，連接器端面光纖為雙芯(間隔0.75mm)排列設計，是主要用于數據傳輸的高密度光連接器。標準大小的MT-RJ型可以同時連接兩條光纖，有效密度增加了一倍。

MT-RJ型連接器是一種帶定位鍵、接觸型、有抗拉結構的連接器。雖然MT-RJ型插頭比其它SFF連接器的尺寸小，但其在面板上的排列密度與其它SFF連接器相同。同時，MT-RJ型接口的光電設備傳輸速率僅為1Gbps。

LC型連接器

LC型連接器(圖9)由朗訊科技公司研制開發，研制的目的是讓電話公司提高所使用連接器的安裝密度。為了得到極低的反射，早期推出的LC型連接器，采用APC形式。

LC型是一種帶定位鍵、接觸型、中等損耗、有抗拉和抗扭轉結構的連接器。套管直徑為1.25mm，只有ST-兼容連接器、SC型連接器中套管直徑的一半，大大提高了光配線架中光纖連接器的密度。是一種單ISFF連接器，但能夠通過使用一個卡夾變成雙工連接器。

LC型接口的光電子設備傳輸速度能夠達到10Gbps。

LX.5型連接器

ADC通訊公司研制的LX.5型連接器(圖10)是一種類似LC型連接器的產品，也用于電話網絡。采用半圓形和APC端面形式的LX.5型連接器有一個防塵罩，安裝時，應先去掉防塵罩；同樣，LX.5型適配器(圖11)也有一個防塵罩。連接器和適配器中的防塵罩提高了產品的可靠性。

Volition型連接器

來源于3M公司的Volition型雙工連接器是一種插頭和插座系統(圖12)。Volition型具有一個典型的結構特性：V型槽代替了套管。

采用V型槽來對準光纖：在插座中，光纖固定在精密塑料V型槽內。在插頭中，定制的光纖自由浮動，插頭中的光纖輕松插入插座的V型槽中，通過光纖撓曲產生的壓力而使互連的光纖接觸。

MU型連接器

MU連接器(圖13)是由日本的NTT公司在SC型連接器基礎上，研制開發出來的，尺寸僅為SC型連接器的1／2。該連接器采用1.25mm直徑的套管和自保持機構，能實現高密度安裝。MU型是一種帶定位鍵、接觸型、中等損耗、有抗拉和抗扭轉結構的連接器，它是一種能夠裝成雙工、三工或四工的光纖連接器。

MTP／MPO型連接器

MTP／MPO型連接器(圖14)有6～24根光纖在一個模塑的合成套管內。這些連接器減小了附件和面板的尺寸。MPO連接器由兩個插頭和一個插座構成。插頭上裝配有MT連接器套管，各插頭可以靈活地插入插座或拔出，操作簡單方便。將套管端面研磨成8度斜面，并使光纖端面稍稍突出于該斜面。這種工藝的優點是8度斜面能有效抑制回程反射光；而光纖端面突出可以使光纖端面緊密接續，并能有效抑制接續損耗變化。

安裝技術

針對不同的連接器類型以及滿足不同的要求，如可靠性、方便性和安裝時間，成本等，研究出了很多種光纖連接器的安裝技術。

環氧灌封技術

環氧灌封是光纖連接器最先使用的安裝技術之一，這種技術有四個優點和三個缺點。

優 點

1)環氧的耐環境能力強，能提高連接器的可靠性，例如耐高溫可達105℃。

2)由于環氧與光纖、陶瓷套管的熱膨脹系數比較匹配，因此在較寬的溫度范圍內，損耗穩定。

3)由于在套管的末端形成了一個環氧墊圈，在手工或機械拋光的過程中，這個墊圈支撐、保護著光纖，消除了光纖末端的損壞和破裂的可能性，可以大大提高效率。

4)能夠使用低成本的連接器。

缺 點

5)使用不便；2)安裝效率低；3)功率消耗增加。

熱熔安裝技術

熱熔安裝技術是3M公司發明的一種技術：熱熔膠預先裝入連接器中，預熱連接器使粘膠軟化，以便光纖能夠裝入，將光纖和／或光纜裝入連接器，冷卻后，再去除多余的光纖，并對端面進行拋光。

和環氧灌封相比，熱熔工藝方法縮短了時間、避免了易臟和不方便性，提高了安裝效率。但熱熔連接器比環氧連接器昂貴、熱熔安裝方法使用的加熱爐和專用爐需要消耗功率。

快速固化粘接技術

快速固化粘接技術有兩個優點和三個缺點。

優點：1)解決了熱熔安裝、環氧灌封的缺點和不便性，而且消除了對功率的要求，提高了安裝效率，降低了安裝成本。2)適用于低成本的陶瓷套管連接器，使總安裝成本降低。

缺點：1)粘膠過早固化；2)對光纖的支撐作用??；3)可靠性降低。由于對光纖的支撐作用很小，在去除多余的光纖或拋光過程中，容易使光纖折斷，成品率、效率低。當涂有固化劑、促凝劑的光纖插入裝有粘膠的連接器時，如果插入光纖太慢，粘膠固化，使光纖尚未完全插合到位就已被周定，在這種情況下，插入連接器的光纖很少，會導致連接器的可靠性下降。另外當溫、濕度變化大或溫濕度急劇變化時，一些快速固化膠性能會降低，也會影響連接器的可靠性，所以快速固化粘按一般應用于室內環境。

無膠拋光技術

無膠拋光技術是由AMP(編者注：后被Tlyco收購)、3M和Automatic Tool and Connec－tor等幾家公司提出的一種安裝技術：使用機械方法夾緊光纖，然后進行拋光的技術。雖然夾緊方便，消耗時間少，但在拋光過程中，由于對光纖缺乏支撐和保護，光纖容易損壞，所以對安裝人員的技術水平和責任心要求較高，且成品率較低。

切割技術

切割是無環氧，無粘膠／無拋光連接器產品的一種安裝技術。方法是：切割光纖末端、把光纖插入連接器、將光纖與連接器壓接或夾緊。

由于切割安裝方法不使用粘膠和拋光工藝，所以減少了安裝時間，降低安裝成本，另外對安裝人員的技術水平要求沒有以上幾種方法高，降低了培訓成本。但這種方法對切割工具、設備的要求較高，且連接器的結構復雜，價格高，提高了安裝總成本。

結 語

隨著光纖通信技術的不斷發展，特別是高速局域網和光接入網的發展，光纖連接器在光纖系統中的應用將更為廣泛。同時，光纖系統也對光纖連接器提出了更多的、更高的要求一高性能、低成本、小型化、多纖化、安裝密度高、安裝簡便等。

當新的連接器類型，如SFF型和MTP／MPO型連接器增加市場占有量和市場份額時，老產品，如ST-兼容連接器和SC性連接器將會減少市場份額。由于SFF型連接器在光電子設備中的成本和密度優勢將導致規模和市場份額增加。MT-RJ和LC型連接器將有很大的增長，原因是光電子制造商大力支持。

由于MTP／MPO型連接器可以接24根光纖，而體積僅與1－2個SC連接器相當，體積銳減了90％以上，因此MTP／MPO型連接器用量呈上升趨勢。