光纖快速連接器技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究

        近兩年來隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、國家政策的推行，我國FTTH從開始的試點(diǎn)工程到現(xiàn)在的規(guī)模部署，得到了飛速發(fā)展。 
        
        光纖接續(xù)作為FTTH建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，其工程量成倍增長，同時(shí)FTTH建設(shè)接續(xù)點(diǎn)向室內(nèi)的延伸，也帶來了工作難度的大幅增加。這里有兩個(gè)增加：一個(gè)是量的增加，一個(gè)是難度的增加。這使得傳統(tǒng)熱熔接續(xù)方式已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)下FTTH的終端接續(xù)工作。勢必要選擇更加快捷更加方便的新方式來代替熱熔。快速連接器恰恰具備這樣的優(yōu)點(diǎn)，目前快速連接器的使用正在給當(dāng)前光纖接續(xù)工作帶來革命性的變化。 

        針對當(dāng)前FTTH建設(shè)終端接續(xù)而言，熱熔接存在一定的局限性：1、熔接機(jī)施工需要操作平臺，空間受限；2、熔接機(jī)價(jià)格貴，施工成本高；3、有源施工，電池續(xù)航能力有限；4、熱熔設(shè)備體積大、攜帶不便；5、針對FTTH終端多點(diǎn)零散接續(xù)耗時(shí)長。 

        快速連接器的優(yōu)點(diǎn)：1、操作簡單，光纜開剝只需一次，施工速度快；2、對操作環(huán)境無特殊要求；3、無源施工；4、工具簡單，易攜帶。 

                       

        快速連接器針對其特點(diǎn)，目前主要應(yīng)用有兩類：一類是配線光纜與入戶皮線光纜接續(xù)點(diǎn)（光纖配線箱）內(nèi)；另一類就是用戶家中接入點(diǎn)，主要是光信息面板內(nèi)將皮線光纜端接形成端口，和多媒體箱內(nèi)將皮線光纜端接，直接連接家庭終端ONU。 

        快速連接器分類與剖析 

        目前包括國外國內(nèi)，快速連接器生產(chǎn)廠家較多，其結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上也形成了各自的特點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)上分類：機(jī)械接續(xù)型和熱熔型兩大類。機(jī)械接續(xù)型又分：直通型和預(yù)埋型。 直通型：光纜開剝、切割后直接從尾端穿到連接器頂端，連接器內(nèi)部無連接點(diǎn)；預(yù)埋型：接頭插芯內(nèi)預(yù)埋一段光纖，光纜開剝、切割后與預(yù)埋光纖在連接器內(nèi)部v槽內(nèi)對接，V槽內(nèi)填充有匹配液。 

        直通型結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)： 

        第一：對切割端面依賴性強(qiáng)；因?yàn)橹蓖ㄐ徒Y(jié)構(gòu)是將光纖從連接器尾部直接穿到連接器頂端，這就意味著光纖切割端面就是連接器端面，如果光纖切割端面不平整，勢必會影響連接器性能指標(biāo)，尤其是回波損耗更無保障；傳統(tǒng)的尾纖、跳線在生產(chǎn)時(shí)為保證其回波指標(biāo)，都是要經(jīng)過研磨，根據(jù)插芯和研磨工藝的不同，對端面進(jìn)行區(qū)分，分為PC、UPC、APC，而直通型結(jié)構(gòu)只是手工切割端面，并無研磨，更談不上PC、UPC、APC，如果要確保質(zhì)量，只能依靠操作人員的切割水平，因此其要求操作人員具備較強(qiáng)的光纖施工能力和經(jīng)驗(yàn)。第二，對陶瓷插芯與光纖直徑匹配要求嚴(yán)格；同樣的也是由于直通型結(jié)構(gòu)是將光纖從連接器尾部直接穿到連接器頂端，這就要求陶瓷插芯內(nèi)孔徑要大于等于光纖直徑，否則穿不進(jìn)去。但是又不能太大，太大則為導(dǎo)致光纖在陶瓷插芯內(nèi)晃動，導(dǎo)致偏芯。從而影響連接器性能。第三，對切割長度、夾持件強(qiáng)度要求嚴(yán)格；切割所留光纖如果長了或者短了致使在穿纖的時(shí)候穿過頭或沒穿到頭，都會導(dǎo)致衰減大。另外即使長度到位，對于后方固定光纖光纜的夾持件強(qiáng)度要求也很高；因?yàn)槭┕ひ约坝脩粼谑褂眠^程中的拉拽，以及隨著使用年限的增加，材料的形變都可能引起光纖光纜與連接器發(fā)生相對位移。實(shí)驗(yàn)表明在凸出或凹陷超過50nm的情況下，連接器的損耗就會變得很大。當(dāng)然直通型結(jié)構(gòu)也有其優(yōu)點(diǎn)，就是其連接器本身結(jié)構(gòu)簡單，工廠生產(chǎn)較為容易，因此造價(jià)低。 

        預(yù)埋纖結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)： 

        1、陶瓷插芯內(nèi)預(yù)埋光纖頂端進(jìn)行了研磨，回波損耗有保障；2、內(nèi)部對接處填充匹配液，不過分依賴光纖端面切割；3、預(yù)置光纖通過注膠固化，不會出現(xiàn)晃動、偏芯的情況； 

        當(dāng)然他也有他的缺點(diǎn)，就是斷纖后難處理。 

        目前大部分生產(chǎn)廠家均采用預(yù)埋纖結(jié)構(gòu)，只有少數(shù)采用直通型。 

        熱熔型快速連接器，這里將其與熱熔進(jìn)行了一個(gè)對比： 

        熱熔接熔接成端，如下圖3，實(shí)際上就是將光纜與尾纖分別開剝后通過熔接機(jī)熱熔對接，對接完后需要使用熔接盤進(jìn)行固定保護(hù)； 

                                                         

        熱熔型快速連接器，如下圖4，實(shí)際上一樣是光纖熔接，只不過熔接點(diǎn)在連接器尾端內(nèi)部，相當(dāng)于熱熔把尾纖的尾纜給省掉了，這樣做的好處是熔接好后，不需作額外保護(hù)。 


                                                        
        但就其操作來講，一樣要使用熔接機(jī)，一樣是有源熱熔，和普通熱熔實(shí)際上本質(zhì)上并無區(qū)別。熱熔接所具備的缺點(diǎn)，它同樣存在，因此該類方式并未被廣泛采用。 

        材料上分類：塑料和金屬，這里主要指的是V槽材料，其他散件的材料基本上都大同小異； 

        V槽實(shí)際上是快速連接器核心部件，因此它的材料的選擇關(guān)系到整個(gè)快速連接器。就目前而言，市場上商用的就兩種，一種是金屬的，另一種是塑料的；還有一類玻璃V槽，但這類材質(zhì)目前還處于研發(fā)當(dāng)中。 

        就性能上來說；金屬V槽在平均損耗上做的要比塑料的略好，這主要因?yàn)樗芰蟅槽它受到磨具精度的制約，注塑出來的V槽質(zhì)量參差不齊，這就需要廠家花時(shí)間去挑選和識別。 但價(jià)格上，金屬V槽要搞一些，一個(gè)是其材料本身較塑料的貴，另一方面其加工難度要比塑料的大，為具備耐高溫耐低溫，耐腐蝕，金屬V槽的選材和鍍膜處理都十分關(guān)鍵； 由于隨著PLC平面光波導(dǎo)技術(shù)日趨成熟，業(yè)內(nèi)已經(jīng)有一些廠家正在利用光纖陣列V槽技術(shù)研究開發(fā)玻璃V槽來制作快速連接器。石英玻璃的穩(wěn)定性尤其是耐環(huán)境、耐腐蝕性較塑料和金屬來講都要強(qiáng)，因此這種V槽制作的快速連接器很值得期待。 當(dāng)前由于快速連接器擁有巨大的市場需求，國外、國內(nèi)已有和新增的快速連接器廠家數(shù)量較多。為爭奪市場，目前業(yè)內(nèi)形成了低價(jià)競爭、惡性競爭的不良勢頭。，個(gè)別廠家為降低成本，甚至去采購價(jià)格低廉的劣質(zhì)原材料，致使市場上快速連接器產(chǎn)品整體質(zhì)量隨之降低。 因此在選擇快速連接器這項(xiàng)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)當(dāng)將重心放在其質(zhì)量上和操作便捷程度上，而不是一味的去追求價(jià)格。 這里我舉了一個(gè)例子：針對預(yù)埋型光纖快速連接器，其中重要的一種原材料就是光纖匹配液。匹配液的作用就是用來在光纖對接時(shí)彌補(bǔ)由于端面不平所帶來了微小空隙，從而使光信號能夠順利折射通過。合格的匹配液對其折射率的精度要求非常嚴(yán)格，同時(shí)具備良好的抗氧化性，且極難揮發(fā)。這里有一個(gè)誤區(qū)：就是好多人認(rèn)為匹配液匹配液，液體總是容易揮發(fā)的，實(shí)際上匹配液它的主要成分是硅基化合物和石英微顆粒，是很難揮發(fā)的。優(yōu)質(zhì)的匹配液其價(jià)格也是較貴的，但如果有個(gè)別廠家為降低成本，選用劣質(zhì)的匹配液，那必然會導(dǎo)致，快速連接器質(zhì)量減低，同時(shí)還會大大縮減使用壽命。因此選用好的結(jié)構(gòu)和好的材料對快速連接器的質(zhì)量來講都是有為重要的。 

        到目前為止，我國還沒有快速連接器的正式行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)快速連接器標(biāo)準(zhǔn)的暫行文件較系統(tǒng)的只有兩個(gè)：一個(gè)是《現(xiàn)場組裝的光纖活動連接器 第一部分 機(jī)械型》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在報(bào)批中；另一個(gè)是《中國電信現(xiàn)場組裝光纖活動連接器技術(shù)要求》暫行稿。針對這兩個(gè)文件里的內(nèi)容和條款，我個(gè)人覺得還是有些可以探討和商榷的地方。這里我列舉的5點(diǎn)： 

        第一，性能指標(biāo)，主要是插入損耗 

        中國電信標(biāo)準(zhǔn)：IL平均值≤0.25dB，極限值≤0.5dB；行業(yè)報(bào)批稿：IL平均值≤0.3dB，極限值≤0.5dB 

        這兩個(gè)文件里都規(guī)定了平均值和極限值這兩個(gè)數(shù)值。這里我做一下解釋： 

        當(dāng)單個(gè)快速連接器其插入損耗≤0.5dB，但≥0.3 dB時(shí)，我們按照文件判定為合格，但是在抽樣檢測時(shí)，如果抽樣10個(gè)都是這種情況，按照文件，則又是不合格，但當(dāng)抽樣數(shù)量擴(kuò)大到100個(gè)，其余90個(gè)都≤0.25dB，100個(gè)樣品平均值≤0.25dB，那這一批又是合格的。這就導(dǎo)致了同一個(gè)產(chǎn)品，在不同的基數(shù)情況下，被判定不同的結(jié)果。再比如公司生產(chǎn)一批100只快速連接器訂單，其中有10只是≤0.5dB，但是≥0.3 dB，其余都是≤0.25dB，按照平均值的概念，這批貨合格，工人包裝出貨分了兩三個(gè)箱子包裝出貨但是不巧的是這10個(gè)不好的都裝在一個(gè)小箱子里?？蛻羰肇浕臼前凑粘闃訖z測驗(yàn)收，剛巧又拿到了這個(gè)箱子，按照標(biāo)準(zhǔn)這一箱不合格，客戶即認(rèn)為這批貨不合格，要求退貨，外加賠償。這樣各自都有理，而且都是按照標(biāo)準(zhǔn)。 

          與快速連接器較為類似的常規(guī)產(chǎn)品光纖活動連接器的標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)比較喜歡拿兩者進(jìn)行對比參照。YD/T 1272.3-2005 活動連接器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：任一插頭通過標(biāo)準(zhǔn)適配器與標(biāo)準(zhǔn)插頭的插入損耗≤0.35dB(含重復(fù)性)，也就是說不管什么情況下，插入損耗就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值0.35dB，沒有平均極限就一個(gè)值，超過就是不合格，低于就是合格。很直截了當(dāng)，也很好判斷。 

        事實(shí)上從實(shí)際工程使用來說0.5已經(jīng)完全能夠滿足當(dāng)前的施工的需求，同時(shí)快速連接器其本身就是替代熱熔接點(diǎn)加上一個(gè)活動連接點(diǎn)來設(shè)定的。按照這樣計(jì)算熱熔0.1，活動連接0.35 加在一起也是0.45dB；所以我個(gè)人覺得是不是可以參考一下重新定義一下。 

        第二，穩(wěn)定性，主要是高低溫 

        行業(yè)報(bào)批稿：高低溫-40℃～80 ℃ ，ΔIL ≤0.3 dB；中國電信標(biāo)準(zhǔn)：高低溫-40℃～85 ℃， ΔIL ≤0.3 dB；

再次與其他一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行比較： 

        YD/T 1272.3-2005活動連接器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：高低溫 -25℃～70 ℃，ΔIL ≤0.2dB；快速連接器的標(biāo)準(zhǔn)相較其而言ΔIL增加了0.1個(gè)DB，但是溫度范圍卻擴(kuò)大了25-30度。 另外一個(gè)是YD/T 1997-2009 接入網(wǎng)用蝶形引入光纜標(biāo)準(zhǔn)，按照皮線光纜的標(biāo)準(zhǔn)要求室內(nèi) -5℃～50 ℃ ，ΔL ≤0.2 dB /m， 室外 -40 ℃～60 ℃ ，ΔL ≤0.4 dB /m。其環(huán)境要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于快速連接器的要求。快速連接器的一個(gè)最主要作用就是端接皮線光纜，所以我們平時(shí)做高低溫實(shí)驗(yàn)時(shí)，就是將皮線光纜兩端成端后先記錄下數(shù)據(jù)，隨后放入高低溫箱進(jìn)行高低溫，取出再測試數(shù)據(jù)，之后比較二者數(shù)據(jù)得出快速連接器高低溫情況。但是若是纜試驗(yàn)中超標(biāo)，我們很難去判斷，往往歸咎于接頭變化量，導(dǎo)致誤判接頭超標(biāo)，這種情況已經(jīng)有地方發(fā)生過。另外從實(shí)用性角度出發(fā)，室內(nèi)環(huán)境下也不會需要這么高的要求，如果真有，早超出纜的承受范圍，纜先超標(biāo)，接頭再好也于事無補(bǔ)。 

        第三，插針體端面要求 

        行業(yè)報(bào)批稿：連接器為多點(diǎn)型的連接器插針體端面幾何尺寸要求應(yīng)滿足YD/T 2152-2010中5.3.2.2條要求；中國電信標(biāo)準(zhǔn)：光纖現(xiàn)場連接器的插針體端面應(yīng)滿足YD/T 2152-2010中5.3.2條要求。 

        這里面有一點(diǎn)不同就是行業(yè)報(bào)批稿他對端面要求時(shí)對連接器還作了區(qū)分，（多連接點(diǎn)）多連接點(diǎn)實(shí)際上指的就是預(yù)埋型快速連接器，因其比直通式內(nèi)部多一個(gè)接點(diǎn)所以又叫多連接點(diǎn)連接器。YD/T 2152-2010《光纖活動連接器 可靠性要求及試驗(yàn)方法》，其中5.3.2 是插針體端面檢查和測量要求，5.3.2.2 是端面幾何形狀的測量要求，要求中規(guī)定：用端面干涉儀可直接測量出端面的球面半徑，球面頂點(diǎn)跟插針體中心的偏離程度、中心光纖的凹陷/突出程度、角度（APC型連接頭）等。這些規(guī)定內(nèi)容恰恰是多點(diǎn)型連接器可以保證，而直通型難以保證的。那么這些點(diǎn)應(yīng)不應(yīng)該回避，很明顯這些點(diǎn)是一個(gè)合格可靠連接器必須具備的要求點(diǎn)，缺了這些點(diǎn)，則連接器質(zhì)量很難保證。行業(yè)報(bào)批稿和中國電信暫行稿其實(shí)都深知這一點(diǎn)，否則不會列出這一條款來。但是既然列，就不要區(qū)分。中國電信在這一點(diǎn)上就相當(dāng)干脆，不管你采用何種結(jié)構(gòu)，端面必須保證。因?yàn)橹挥斜ＷC了端面的連接器才是合格的連接器。 

        第四，浸水實(shí)驗(yàn) 

        行業(yè)報(bào)批稿和電信暫行稿都有相關(guān)條款，不同的地方有三處，一處是用的水不一樣，一個(gè)是蒸餾水、一個(gè)是自來水；第二個(gè)時(shí)間不一樣，行業(yè)報(bào)批稿規(guī)定是144小時(shí)，電信暫行稿規(guī)定是168小時(shí)；第三個(gè)是行業(yè)報(bào)批稿此項(xiàng)是可選項(xiàng)，而電信暫行稿則是必選。對于前兩點(diǎn)區(qū)別其實(shí)意義不大，關(guān)鍵是第二項(xiàng)，其實(shí)也是涉及到需不需浸水。從實(shí)用性角度出發(fā)：浸水就是要求產(chǎn)品有較高的密封性，但是對于快速連接器而言從產(chǎn)品開發(fā)的初衷就是要求其具有可重復(fù)性，操作便捷，開啟方便等特點(diǎn)，這與密封性沖突是存在沖突的，密封做的越好，開啟難度相對而言就會加大；另外從使用環(huán)境出發(fā)：快速連接器從目前的使用來看都是應(yīng)用于室內(nèi)，防水沒有必要。因此，我個(gè)人覺得沒有必要列這一項(xiàng)，若要列則可參照行業(yè)報(bào)批稿做法，列為可選。 

        第五，使用壽命要求 

        行業(yè)報(bào)批稿：沒有規(guī)定具體時(shí)間(“該材料應(yīng)是長期穩(wěn)定可靠的”)，中國電信標(biāo)準(zhǔn)：25年。行業(yè)報(bào)批稿之所以沒有寫具體的時(shí)間可能考慮的是快速連接器作為較新的產(chǎn)品，在國內(nèi)真正得到應(yīng)用才不過兩三年的時(shí)間，沒有具體的實(shí)例可以論證到底年限是多少。但是我認(rèn)為作為一個(gè)合格的無源光通信產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)具備較長時(shí)間的生命周期。至少要保證在下一次網(wǎng)絡(luò)改造之前能夠正常工作。因此應(yīng)當(dāng)設(shè)立一個(gè)使用年限的要求。 快速連接器的應(yīng)用與前景展望 

        中天科技經(jīng)過多年實(shí)驗(yàn)研究，自主開發(fā)了多款快速連接器，已取得5項(xiàng)專利，通過國家權(quán)威機(jī)構(gòu)（TIL）的質(zhì)量檢測。 

        中天快速連接器目前在國內(nèi)正服務(wù)于全國各地的電信、聯(lián)通、移動、廣電等的FTTH工程建設(shè)中，同時(shí)也遠(yuǎn)銷東南亞、非洲、印度、南美等海外地區(qū)，得到海內(nèi)外的一致好評。 

        2010年1月13日，國務(wù)院總理溫家寶主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，決定加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合。 

        統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，廣電有1.6億有線用戶，其中94%未實(shí)現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)改造。2011年，從三大運(yùn)營商集采情況看，PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)預(yù)計(jì)將達(dá)到4500萬線以上。未來十年，國家智能電網(wǎng)建設(shè)，三網(wǎng)融合建設(shè)，高速鐵道建設(shè)，新能源建設(shè)，未盡的3G建設(shè)，國家工業(yè)化、城市化進(jìn)程，都給光通信產(chǎn)業(yè)帶來巨大機(jī)遇和發(fā)展動力，光纖快速連接器作為終端接續(xù)的最優(yōu)解決方式擁有巨大的市場潛力，中天將進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品性能、降低成本，為我國的光通信建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)！