光纤连接器原理分类和应用详解
中心议题：
- 光纤连接的主要方式
- 光纤连接器的分类
- 对光纤连接的要求
- 光纤连接损耗产生的因素
- 光纤连接的方法与比较
- 光纤连接器的特点与应用
- 一些发展比较迅速的光纤连接器
在光纤通信(传输)链路中，为了实现不同模块。设备和系统之间灵活连接的需要，必须有一种能在光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，使光路能按所需的通道进行传输，以实现和完成预定或期望的目的和要求，能实现这种功能的器件就叫连接器。光纤连接器就是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系 统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上，光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。
一.光纤连接的主要方式
1.固定连接。主要用于光缆线路中光纤间的永久性连接，多采用熔接，也有采用粘接和机械连接。特点是接头损耗小，机械强度较高。设备需要熔接机,大概几万RMB
2.活动连接。主要用于光纤与传输系统设备以及与仪表间的连接，主要是通过光连接插头进行连接。特点是接头灵活较好，调换连接点方便，损耗和反射较大是这种连接方 式的不足。现在插损方面也已经很好了,几十RMB就可以了,可以直接买成品,如果你要散件的话,还需要端面抛光研磨设备,那个就太贵了,建议直接买跳线.
3.临时连接。测量尾纤与被测光纤间的耦合连接，一般采用此方法连接。特点是方便灵活， 成本低，对损耗要求不高，临时测量时多采用此方式连接。也可以用熔接机或者V型槽加胶
二.光纤连接器分类
光纤连接器是光纤通信系统中使用量最大的光无源器件。光纤连接器按传输媒介的不同，可分为硅基光纤的单模、多模连接器以及以其他媒介(如塑胶等)为传输媒介的光纤连接器；按连接头的结构形式，可分为FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等；按光纤端面形状，可分为FC、PC(包括SPC或 UPC)和APC型；按光纤芯数，可分为单芯型和多芯(如MT-RJ、MPO)型光纤连接器。对于单模光纤连接器，其接头类型有FC、SC、ST、 FDDI、SMA及新开发出的LC、MT-RJ等，端面接触方式有PC、UPC和APC型。在实际应用过程中，一般按照光纤连接器结构的不同来加以区分。目前，FC、ST和SC3种类型连接器占据光纤连接器市场的主导地位。
三. 对光纤连接的要求
1.对固定连接的要求光纤固定连接是光缆线路中一项关键性技术。对固定连接的要求有以下几方面：连接损耗小，一致性较好；连接损耗稳定性要好，一般温差范围内不应有附加损耗的产生；具有足够的机械强度和使用寿命；操作应尽量简便，易于施工作业；接头体积要小，易于放置和防护；费用低，材料易于加工。
2.对活动连接的要求 对于要求可拆卸的光纤连接方式，目前都采用机械式连接器来实现。对其要求主要有以下几方面：连接损耗要小，单模光纤损耗小于0.5dB ；应有较好的重复性和互换性。多次插拔和互换配件后，仍有较好的一致性；具有较好的稳定性，连接件紧固后插入损耗稳定，不受温度变化的影响；体积要小，重 量要轻；有一定的强度；价格适宜。
3.对临时连接的要求 光纤的临时连接，也可以用熔接机熔接。要求损耗尽可能地低，在用V型槽和毛细管连接时，必须加配比液，否则无法消除菲涅尔反射。
四.光纤连接损耗产生的因素
光纤连接后，光经过接头部位将产生一定的损耗，称做光纤连接传 输损耗，即接头损耗。现主要分析单模光纤连接损耗产生的因素。
1.本征因素对连接影响最大的单模光纤是模场直径。当模场直径失配20%时，将产生0.2 dB以上的损耗。尽可能使用模场直径较小的光纤，对降低接续损耗具有重要的意义。
2. 外界因素外界对单模光纤接续损耗产生的主要因素为轴心错位和轴向倾斜。对于机械连接还有纵向分向和熔接的纤芯变形等因素。
（1）轴心错位。当错位达到 1.2μm时，引起的损耗可达0.5 dB，提高连接定位的精度，可以有效的控制轴心错位的影响。
（2）轴向倾斜。当倾斜达到1°时，将引起 0.2 dB的损耗。选用高质量的光纤切割刀，可以改善轴向倾斜引起的损耗。
（3）纤芯变形。当自动熔接机的电流、推进量、放电电流、时间 等设置合理时，纤芯变形引起的损耗量可以做到0.02 dB以下。
五. 光纤连接的方法与比较
1. 熔接机熔接这种方法主要用于光纤接头的连接，目前多采用于自动熔接机进行熔接，熔接机分单芯和多芯熔接机两种。 在正式接续前，应对熔接机的各项参数进行试验，以确定熔接机的对准精度、放电大小、推进量等各项参数，使其适应具体接续光纤的特定工作条件，将损耗控制在 设定的指标之内。 接续完成后，应及时用光时域反射仪进行损耗的测定，当损耗符合指标要求后，方可进行补强工序，直到完成接续。
2.机械连接目前最常见的三种机械连接器的连接特点如下： FO型工序连接器。这种光纤连接器是单芯光纤的标准连接形式。目前的产品大多将其端面研磨成球型，利用光学折射原理将光束会聚，降低其接续损耗。这种光纤连接器多用在光纤配线 架上和测试仪表上，作转接用。 NTT多芯光纤连接器。这种光纤连接器可一次连接多达12根光纤，具有容量大、制作工艺简单、接续损耗小等特点，因此，在要求较低的用户光纤连接中有着广 泛的应用。这种方法多用于光纤的短距中继，以及用户中继中，效果较好。 接线子连接器。随着技术的发展，接线子的平均接续损耗可以做到0.1 dB以下，50%的接头损耗可以做到0.05 dB以下，对环境温度和湿度的适应性亦较为优良。由于这种接续方法不需要价格昂贵的熔接机，并且有单芯和多芯等多种规格，使用灵活方便，预计其应用前景越 来越广阔，使光纤的接续像电缆一样方便。在光缆通信的发展中，接续技术是十分关键的技术。简化接续技术，提高接续质量，对扩大光纤应用领域将起到积极的促进作用。
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六.光纤连接器的特点与应用
(1)FC(F01)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，根据其插针端面形状的不同，它分为球面接触的FC/PC和斜球面接触的FC/APC两种结构。FC型连接器是目前世界上使用量最大的品种，也是中国采用的主要品种。
(2)SC(F04)型光纤连接器
这是一种模塑插拔耦合式单模光纤连接器，其结构尺寸与FC型相同，插针体同样为外径2.5mm的精密陶瓷插针，端面处理采用PC或APC型研磨方式；紧固方式为插拔销闩式。此类连接器价格低廉，插拔操作方便，接入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。
(3)ST型光纤连接器
采用带键的卡口式锁紧结构(类似BNC连接结构)，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。
(4)DIN47256型光纤连接器
这是一种由德国开发的连接器，DIN是德国工业标准的表示，其后的数字为标准号。这种连接器采用的插针和耦合套筒的结构尺寸与FC型相同，端面处理采用PC研磨方式。其结构比FC型连接器要复杂一些，内部金属结构中有控制压力的弹簧，接入损耗值较小。
(5)双锥型连接器
这类光纤连接器由两个经精密模压成形的端头呈截头圆锥形的圆筒插头和一个内部装有双锥形塑料套筒的耦合组件组成。
光通信的飞速发展对光纤连接器器件的发展同样提出了要求和需求。现在国际已经有许多公司开发了各种新型的光纤通信连接器。美国目前已经研制出8种结构的光纤连接器，其标准代号为光纤连接器内部匹配标准(FOCIS)。FOCIS1、2、3和4分别为双锥型、ST型、SC型和FC型连接器的标准。新型的有用于光纤带的MTP/MPO连接器(标准号为FOCIS5)、小型MT(小型MPO)连接器(标准代号为OFCIS8)、小型MAC连接器(标准号为OFTLS9)、MT-RJ连接器(标准代号为OFCIS12)，还有FJ型光纤连接器(标准代号为 FOCLS6)、LC型连接器(标准代号为FOCIS10)、SG型连接器(标准代号为OFCIS7)等。日本对新一代光纤连接器的研究以NTT光电子学实验室为代表，已研究出MT型、简化SC型、MU型小型单元耦合型、FPC型和平面光波线路PLC型等结构的连接器，其中MU型连接器的标准号为 JISC5963(日本工业标准)和IEC1754－6(国际电工委员会标准)。
新型光连接器在结构上大致可分为4类：第一类是在插头直径为2.5mm连接器的基础上加以改进；第二类是围绕光纤带而设计的连接器；第三类是插头直径为l.25mm的小型连接器；第四类是无套管的光纤连接器。新一代连接器体积更小、价格更低。
七.一些发展比较迅速的光纤连接器包括：
(1)LC型光纤连接器)
采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。由于它的陶瓷插针的外径仅为1.25mm，外形尺寸小，因此能够大大提高连接器在光配线架中的密度。目前，在单模SFF方面，LC类型的连接器实际已经占据了主导地位，在多模方面的应用也增长迅速。
(2)MU型光纤连接器
MU型光纤连接器采用如SC型连接器那样的插入锁紧结构，外壳与SC型连接器相似，但由于采用了外径为1.25mm的陶瓷插芯，尺寸要小得多。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。随着光纤网络向更大带宽更大容量方向的迅速发展和DWDM技术的广泛应用，对MU型连接器的需求也将迅速增长。
(3)VF-45光纤连接器/SG连接器
VF-45光纤连接器已被认证为新的光纤接口的国际标准，命名为SG连接器；其接头外形与普通8芯双绞线接头RJ-45相似，不采用套管，插头和插座与光纤的连接就像用压线钳连接8芯5类线与RJ-45接头一样方便，使用专用的制作工具快速制作即可成型，可以减少现场端接的时间和成本，这是该连接器与其他FOCIS连接器的明显区别。
(4)带状光纤连接器
在国内标准方面，中国已制定了FC、SC、ST/PC型连接器的国家标准，对其他一些光纤连接器也有一定的规定。受技术水平和标准化程度的限制，目前，中国光通信系统中所用的光纤连接器，或是使用进口连接器，或是将进口的陶瓷套管和外围金属件等散件在国内进行组装，主要是FC型光纤连接器。
与电连接器相同，不同结构的光连接器，应用范围也有所不同。例如FC连接器主要用于光缆干线系统，其中FC/APC连接器用在要求有较高的回波损耗的场合，如CATV网等；ST、SC型连接器和D4型连接器则广泛用于光纤接入网和局域网中，其优点是接入损失小、便于安装且稳定性高；对于短距离(≤20km)信号传输，因其精度要求不高，所以较多采用的是ST、SMA、FDDI等成本较低的连接器，且多用于多模系统。在本地交换机中的光缆终端架上采用较多的是SC连接器或简化的SC连接器；新型的同步终端设备和用户线路终端，采用的是LC、MU型连接器或带状光纤的MPO连接器；各种局域网一般采用的是带状阵列式光缆MT连接器。对于平面光波器件与光纤之间的连接，多采用PLC连接器。另外，塑胶类光纤连接器多用于更短距离通信，自动控制和音响讯号传输等，如用于住宅广播的FJ型光纤连接器。MT-RJ光纤连接器在快速以太网及千兆位以太网中也有广泛的应用。
在最新的光纤布线标准TIA/EIA-568-B.3中,推荐使用小型光纤连接器(SFF)。 SFF包括有LC、MT-RJ、MU、E-2000，F-3000和VF-45等，这些SFF连接器的共性是低插入损耗、回波损耗、高重复性、高环境可靠性以及精密机械结构等。SFF连接器目前也是DWDM系统的最佳选择。
为保证光纤连接器的正常使用，要考虑光纤连接器的光学性能、互换(同型号间)性能、机械性能、环境性能和寿命(即最大可拔插次数)。在光学性能方面，一般要求连接损耗应不大于0.5dB，回波损耗典型值应不小于25dB。对于同一类型的光纤连接器，可以任意组合使用、并可以重复多次使用，由此而导入的附加损耗一般都在小于0.2dB的范围内。另外，光纤连接器的抗拉强度应不低于90N，必须在 -40-+70℃的温度下能够正常使用，可以插拔l000次以上等等。
