第04章常用光无源器件

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1、12光纤光纤(缆缆)活动连接器是实现光纤活动连接器是实现光纤(缆缆)之之间活动连接的光无源器件，它还具有将光间活动连接的光无源器件，它还具有将光纤纤(缆缆)与其他无源器件、光纤与其他无源器件、光纤(缆缆)与系统和与系统和仪表进行活动连接的功能。仪表进行活动连接的功能。3光纤连接器基本上是采用某种机械和光纤连接器基本上是采用某种机械和光学结构，使两根光纤的纤芯对准，保证光学结构，使两根光纤的纤芯对准，保证90%以上的光能够通过，目前有代表性并以上的光能够通过，目前有代表性并且正在使用的光纤连接器主要有五种结构。且正在使用的光纤连接器主要有五种结构。4套管结构的连接器由插针和套筒组成。套管结构的连

2、接器由插针和套筒组成。双锥结构连接器是利用锥面定位。双锥结构连接器是利用锥面定位。V形槽结构的光纤连接器是将两个插形槽结构的光纤连接器是将两个插针放入针放入V形槽基座中，再用盖板将插针压形槽基座中，再用盖板将插针压紧，利用对准原理使纤芯对准，紧，利用对准原理使纤芯对准，(如图如图4.3所所示示)。5图图4.3 V形槽结构形槽结构6球面定心结构由两部分组成，一部分球面定心结构由两部分组成，一部分是装有精密钢球的基座，另一部分是装有是装有精密钢球的基座，另一部分是装有圆锥面圆锥面(相当于车灯的反光镜相当于车灯的反光镜)的插针。的插针。透镜耦合又称远场耦合，它分为球透透镜耦合又称远场耦合，它分为球透

3、镜耦合和自聚焦透镜耦合两种，其结构分镜耦合和自聚焦透镜耦合两种，其结构分别如图别如图4.5、图、图4.6所示。所示。7图图4.5 球透镜耦合结构球透镜耦合结构图图4.6 自聚焦透镜耦合自聚焦透镜耦合8光纤活动连接器的品种、型号很多，光纤活动连接器的品种、型号很多，其中有代表性的有：其中有代表性的有：FC、ST、SC、D4、双锥、双锥、VFO(球面定心球面定心)、F-SMA、MT-RJ连接器等等。连接器等等。下面针对下面针对FC、SC和和ST这三种连接器这三种连接器作简单的介绍。作简单的介绍。910FC型连接器是一种用螺纹连接，外部零件采用金型连接器是一种用螺纹连接，外部零件采用金属材料制作的连

4、接器，它是我国电信网采用的主要品种，属材料制作的连接器，它是我国电信网采用的主要品种，我国已制定了我国已制定了FC型连接器的国家标准。型连接器的国家标准。 FC连接器最早是由日本连接器最早是由日本NTT研制。研制。FC是是Ferrule Connector的缩写，表明其外部加强方式是采用金属套，的缩写，表明其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。紧固方式为螺丝扣。 11ST型连接器采用带键的卡口式锁紧机型连接器采用带键的卡口式锁紧机构，确保连接时准确对中。构，确保连接时准确对中。12SC型外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的结型外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与构尺寸与FC型

5、完全相同，其中插针的端面多采用型完全相同，其中插针的端面多采用PC或或APC型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。此类连接器插拔操作方便，插入损耗波动小，抗压转。此类连接器插拔操作方便，插入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。强度较高，安装密度高。 1 2 313光纤接头光纤接头FC 圆型带螺纹圆型带螺纹(配线架上用的最多配线架上用的最多)ST 卡接式圆型卡接式圆型SC 卡接式方型卡接式方型(路由器交换机上用的最多路由器交换机上用的最多)PC 微球面研磨抛光微球面研磨抛光APC 呈呈8度角并做微球面研磨抛光度角并做微球面研磨抛光MT-RJ

6、 方型方型,一头双纤收发一体一头双纤收发一体( 华为华为8850上有用上有用) 14对于上述对于上述FC、SC、ST三种连接器，三种连接器，在对不同型号插头连接时，需要转换器进在对不同型号插头连接时，需要转换器进行连接。行连接。由于实际使用情况非常复杂，因而跳由于实际使用情况非常复杂，因而跳线的规格也多种多样。在选择跳线时，至线的规格也多种多样。在选择跳线时，至少有下述几个参数是需要明确的。少有下述几个参数是需要明确的。1516随着用户通信网规模的扩大、随着用户通信网规模的扩大、WDM的普及、电信网数据网的光纤化乃至多的普及、电信网数据网的光纤化乃至多媒体大容量信息处理设备的发展均推动着媒体大

7、容量信息处理设备的发展均推动着光缆向多芯、高密度方向深入发展，带状光缆向多芯、高密度方向深入发展，带状多芯光缆需要用多芯光纤连接器进行连接，多芯光缆需要用多芯光纤连接器进行连接，多芯带状光纤多芯带状光纤MT连接器就应运而生。连接器就应运而生。17评价一个连接器的主要指标有评价一个连接器的主要指标有4个，个，即插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。即插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。插入损耗是指光纤中的光信号通过活插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数，表达式为：功率的比率的分贝数，表达式为：Ac-10lgP1/

8、P0(dB)式中：式中：Ac为连接器插入损耗；为连接器插入损耗；P0为输入为输入端的光功率；端的光功率；P1为输出端的光功率。为输出端的光功率。18回波损耗又称为后向反射损耗。它是回波损耗又称为后向反射损耗。它是指光纤连接处，后向反射光对输入光的比指光纤连接处，后向反射光对输入光的比率的分贝数，表达式为：率的分贝数，表达式为：Ar-10lgPR/P0 (dB)式中：式中：Ar表示回波损耗；表示回波损耗；P0表示输入光功表示输入光功率；率；PR表示后向反射光功率。表示后向反射光功率。19重复性是指光纤重复性是指光纤(缆缆)活动连接器多次活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用插拔后插入损耗的变化，

9、用dB表示。互换表示。互换性是指连接器各部件互换时插入损耗的变性是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，也用化，也用dB表示。表示。2021 在单模光纤连接时，除要求纤径一致之在单模光纤连接时，除要求纤径一致之外，更重要的是要求在实质上代表分布宽外，更重要的是要求在实质上代表分布宽度的度的模场直径模场直径(MFD:ModeField Diameter)一致。一致。 目前工程中多采用高精度自动熔接机，目前工程中多采用高精度自动熔接机，光纤端面切割好后，光纤间的对准、调整、光纤端面切割好后，光纤间的对准、调整、熔接及损耗测量等步骤都在微处理机的控熔接及损耗测量等步骤都在微处理机的控制下自动完成，熔接

10、质量很好，接头附加制下自动完成，熔接质量很好，接头附加损耗可控制在损耗可控制在0 01 1dBdB以下。以下。 221、纤芯直径不同引起的连接损耗、纤芯直径不同引起的连接损耗多模时：（从多模时：（从1到到2，a为纤芯半径）为纤芯半径）La=-10lg(a2/a1)2 a1 a2La=0 a1 a2单模时：（从单模时：（从1到到2，w为模场半径）为模场半径）La=-10lg(w2/w1 +w1/w2)/22 232、数值孔径不同引起的连接损耗数值孔径不同引起的连接损耗当数值孔径当数值孔径NA1和和NA2的两根光纤相连时，损耗为的两根光纤相连时，损耗为LNA=-10lg(NA2/NA1)2 a=-

11、10lg(2/1) NA 1NA 2LNA =0 NA 1 NA 23、不同折射率分布光纤的连接损耗不同折射率分布光纤的连接损耗折射率分布不同时：（从折射率分布不同时：（从1到到2，为折射率分布参数）为折射率分布参数）La=-10lg2 (1 +2)/ 1 ( 2 +2) 1 2La=0 1 2241 1、 横向错位引起的连接损耗横向错位引起的连接损耗多模时：渐变多模时：渐变/阶跃阶跃单模时：（从单模时：（从1到到2，w为模场半径，为模场半径，d为横为横向错位）向错位）Ld=-10lgexp-(d/w) 2 252、端面不平时引起的连接损耗端面不平时引起的连接损耗多模时：渐变多模时：渐变/阶跃