光纖快速連接器技術(shù)與標準研究

        近兩年來(lái)隨著(zhù)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、國家政策的推行，我國FTTH從開(kāi)始的試點(diǎn)工程到現在的規模部署，得到了飛速發(fā)展。 
        
        光纖接續作為FTTH建設中的重要環(huán)節，其工程量成倍增長(cháng)，同時(shí)FTTH建設接續點(diǎn)向室內的延伸，也帶來(lái)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。這使得傳統熱熔接續方式已經(jīng)無(wú)法適應當下FTTH的終端接續工作。勢必要選擇更加快捷更加方便的新方式來(lái)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前光纖接續工作帶來(lái)革命性的變化。 

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

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

                       

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

        快速連接器分類(lèi)與剖析 

        目前包括國外國內，快速連接器生產(chǎn)廠(chǎng)家較多，其結構和材質(zhì)上也形成了各自的特點(diǎn)。 結構上分類(lèi)：機械接續型和熱熔型兩大類(lèi)。機械接續型又分：直通型和預埋型。 直通型：光纜開(kāi)剝、切割后直接從尾端穿到連接器頂端，連接器內部無(wú)連接點(diǎn)；預埋型：接頭插芯內預埋一段光纖，光纜開(kāi)剝、切割后與預埋光纖在連接器內部v槽內對接，V槽內填充有匹配液。 

        直通型結構缺點(diǎn)： 

        第一：對切割端面依賴(lài)性強；因為直通型結構是將光纖從連接器尾部直接穿到連接器頂端，這就意味著(zhù)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(huì )影響連接器性能指標，尤其是回波損耗更無(wú)保障；傳統的尾纖、跳線(xiàn)在生產(chǎn)時(shí)為保證其回波指標，都是要經(jīng)過(guò)研磨，根據插芯和研磨工藝的不同，對端面進(jìn)行區分，分為PC、UPC、APC，而直通型結構只是手工切割端面，并無(wú)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的光纖施工能力和經(jīng)驗。第二，對陶瓷插芯與光纖直徑匹配要求嚴格；同樣的也是由于直通型結構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，太大則為導致光纖在陶瓷插芯內晃動(dòng)，導致偏芯。從而影響連接器性能。第三，對切割長(cháng)度、夾持件強度要求嚴格；切割所留光纖如果長(cháng)了或者短了致使在穿纖的時(shí)候穿過(guò)頭或沒(méi)穿到頭，都會(huì )導致衰減大。另外即使長(cháng)度到位，對于后方固定光纖光纜的夾持件強度要求也很高；因為施工以及用戶(hù)在使用過(guò)程中的拉拽，以及隨著(zhù)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)驗表明在凸出或凹陷超過(guò)50nm的情況下，連接器的損耗就會(huì )變得很大。當然直通型結構也有其優(yōu)點(diǎn)，就是其連接器本身結構簡(jiǎn)單，工廠(chǎng)生產(chǎn)較為容易，因此造價(jià)低。 

        預埋纖結構優(yōu)點(diǎn)： 

        1、陶瓷插芯內預埋光纖頂端進(jìn)行了研磨，回波損耗有保障；2、內部對接處填充匹配液，不過(guò)分依賴(lài)光纖端面切割；3、預置光纖通過(guò)注膠固化，不會(huì )出現晃動(dòng)、偏芯的情況； 

        當然他也有他的缺點(diǎn)，就是斷纖后難處理。 

        目前大部分生產(chǎn)廠(chǎng)家均采用預埋纖結構，只有少數采用直通型。 

        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(kāi)剝后通過(guò)熔接機熱熔對接，對接完后需要使用熔接盤(pán)進(jìn)行固定保護； 

                                                         

        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(guò)熔接點(diǎn)在連接器尾端內部，相當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。 


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

        材料上分類(lèi)：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(chǎng)上商用的就兩種，一種是金屬的，另一種是塑料的；還有一類(lèi)玻璃V槽，但這類(lèi)材質(zhì)目前還處于研發(fā)當中。 

        就性能上來(lái)說(shuō)；金屬V槽在平均損耗上做的要比塑料的略好，這主要因為塑料V槽它受到磨具精度的制約，注塑出來(lái)的V槽質(zhì)量參差不齊，這就需要廠(chǎng)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(zhù)PLC平面光波導技術(shù)日趨成熟，業(yè)內已經(jīng)有一些廠(chǎng)家正在利用光纖陣列V槽技術(shù)研究開(kāi)發(fā)玻璃V槽來(lái)制作快速連接器。石英玻璃的穩定性尤其是耐環(huán)境、耐腐蝕性較塑料和金屬來(lái)講都要強，因此這種V槽制作的快速連接器很值得期待。 當前由于快速連接器擁有巨大的市場(chǎng)需求，國外、國內已有和新增的快速連接器廠(chǎng)家數量較多。為爭奪市場(chǎng)，目前業(yè)內形成了低價(jià)競爭、惡性競爭的不良勢頭。，個(gè)別廠(chǎng)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(chǎng)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產(chǎn)品時(shí)，應當將重心放在其質(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(lái)在光纖對接時(shí)彌補由于端面不平所帶來(lái)了微小空隙，從而使光信號能夠順利折射通過(guò)。合格的匹配液對其折射率的精度要求非常嚴格，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：就是好多人認為匹配液匹配液，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(chǎng)家為降低成本，選用劣質(zhì)的匹配液，那必然會(huì )導致，快速連接器質(zhì)量減低，同時(shí)還會(huì )大大縮減使用壽命。因此選用好的結構和好的材料對快速連接器的質(zhì)量來(lái)講都是有為重要的。 

        到目前為止，我國還沒(méi)有快速連接器的正式行業(yè)標準，有關(guān)快速連接器標準的暫行文件較系統的只有兩個(gè)：一個(gè)是《現場(chǎng)組裝的光纖活動(dòng)連接器 第一部分 機械型》的行業(yè)標準正在報批中；另一個(gè)是《中國電信現場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器技術(shù)要求》暫行稿。針對這兩個(gè)文件里的內容和條款，我個(gè)人覺(jué)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，主要是插入損耗 

        中國電信標準：IL平均值≤0.25dB，極限值≤0.5dB；行業(yè)報批稿：IL平均值≤0.3dB，極限值≤0.5dB 

        這兩個(gè)文件里都規定了平均值和極限值這兩個(gè)數值。這里我做一下解釋?zhuān)?nbsp;

        當單個(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，但當抽樣數量擴大到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。這就導致了同一個(gè)產(chǎn)品，在不同的基數情況下，被判定不同的結果。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?hù)收貨基本是按照抽樣檢測驗收，剛巧又拿到了這個(gè)箱子，按照標準這一箱不合格，客戶(hù)即認為這批貨不合格，要求退貨，外加賠償。這樣各自都有理，而且都是按照標準。 

          與快速連接器較為類(lèi)似的常規產(chǎn)品光纖活動(dòng)連接器的標準，業(yè)內比較喜歡拿兩者進(jìn)行對比參照。YD/T 1272.3-2005 活動(dòng)連接器行業(yè)標準規定：任一插頭通過(guò)標準適配器與標準插頭的插入損耗≤0.35dB(含重復性)，也就是說(shuō)不管什么情況下，插入損耗就是一個(gè)標準值0.35dB，沒(méi)有平均極限就一個(gè)值，超過(guò)就是不合格，低于就是合格。很直截了當，也很好判斷。 

        事實(shí)上從實(shí)際工程使用來(lái)說(shuō)0.5已經(jīng)完全能夠滿(mǎn)足當前的施工的需求，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(dòng)連接點(diǎn)來(lái)設定的。按照這樣計算熱熔0.1，活動(dòng)連接0.35 加在一起也是0.45dB；所以我個(gè)人覺(jué)得是不是可以參考一下重新定義一下。 

        第二，穩定性，主要是高低溫 

        行業(yè)報批稿：高低溫-40℃～80 ℃ ，ΔIL ≤0.3 dB；中國電信標準：高低溫-40℃～85 ℃， ΔIL ≤0.3 dB；

再次與其他一些相關(guān)標準的規定進(jìn)行比較： 

        YD/T 1272.3-2005活動(dòng)連接器的標準規定：高低溫 -25℃～70 ℃，ΔIL ≤0.2dB；快速連接器的標準相較其而言ΔIL增加了0.1個(gè)DB，但是溫度范圍卻擴大了25-30度。 另外一個(gè)是YD/T 1997-2009 接入網(wǎng)用蝶形引入光纜標準，按照皮線(xiàn)光纜的標準要求室內 -5℃～50 ℃ ，ΔL ≤0.2 dB /m， 室外 -40 ℃～60 ℃ ，ΔL ≤0.4 dB /m。其環(huán)境要求要遠遠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(xiàn)光纜，所以我們平時(shí)做高低溫實(shí)驗時(shí)，就是將皮線(xiàn)光纜兩端成端后先記錄下數據，隨后放入高低溫箱進(jìn)行高低溫，取出再測試數據，之后比較二者數據得出快速連接器高低溫情況。但是若是纜試驗中超標，我們很難去判斷，往往歸咎于接頭變化量，導致誤判接頭超標，這種情況已經(jīng)有地方發(fā)生過(guò)。另外從實(shí)用性角度出發(fā)，室內環(huán)境下也不會(huì )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，接頭再好也于事無(wú)補。 

        第三，插針體端面要求 

        行業(yè)報批稿：連接器為多點(diǎn)型的連接器插針體端面幾何尺寸要求應滿(mǎn)足YD/T 2152-2010中5.3.2.2條要求；中國電信標準：光纖現場(chǎng)連接器的插針體端面應滿(mǎn)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)報批稿他對端面要求時(shí)對連接器還作了區分，（多連接點(diǎn)）多連接點(diǎn)實(shí)際上指的就是預埋型快速連接器，因其比直通式內部多一個(gè)接點(diǎn)所以又叫多連接點(diǎn)連接器。YD/T 2152-2010《光纖活動(dòng)連接器 可靠性要求及試驗方法》，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。這些規定內容恰恰是多點(diǎn)型連接器可以保證，而直通型難以保證的。那么這些點(diǎn)應不應該回避，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)報批稿和中國電信暫行稿其實(shí)都深知這一點(diǎn)，否則不會(huì )列出這一條款來(lái)。但是既然列，就不要區分。中國電信在這一點(diǎn)上就相當干脆，不管你采用何種結構，端面必須保證。因為只有保證了端面的連接器才是合格的連接器。 

        第四，浸水實(shí)驗 

        行業(yè)報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(lái)水；第二個(gè)時(shí)間不一樣，行業(yè)報批稿規定是144小時(shí)，電信暫行稿規定是168小時(shí)；第三個(gè)是行業(yè)報批稿此項是可選項，而電信暫行稿則是必選。對于前兩點(diǎn)區別其實(shí)意義不大，關(guān)鍵是第二項，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(kāi)發(fā)的初衷就是要求其具有可重復性，操作便捷，開(kāi)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(kāi)啟難度相對而言就會(huì )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(lái)看都是應用于室內，防水沒(méi)有必要。因此，我個(gè)人覺(jué)得沒(méi)有必要列這一項，若要列則可參照行業(yè)報批稿做法，列為可選。 

        第五，使用壽命要求 

        行業(yè)報批稿：沒(méi)有規定具體時(shí)間(“該材料應是長(cháng)期穩定可靠的”)，中國電信標準：25年。行業(yè)報批稿之所以沒(méi)有寫(xiě)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，在國內真正得到應用才不過(guò)兩三年的時(shí)間，沒(méi)有具體的實(shí)例可以論證到底年限是多少。但是我認為作為一個(gè)合格的無(wú)源光通信產(chǎn)品應當具備較長(cháng)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。因此應當設立一個(gè)使用年限的要求。 快速連接器的應用與前景展望 

        中天科技經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗研究，自主開(kāi)發(fā)了多款快速連接器，已取得5項專(zhuān)利，通過(guò)國家權威機構（TIL）的質(zhì)量檢測。 

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

        2010年1月13日，國務(wù)院總理溫家寶主持召開(kāi)國務(wù)院常務(wù)會(huì )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。 

        統計數據顯示，廣電有1.6億有線(xiàn)用戶(hù)，其中94%未實(shí)現雙向網(wǎng)絡(luò )改造。2011年，從三大運營(yíng)商集采情況看，PON網(wǎng)絡(luò )建設預計將達到4500萬(wàn)線(xiàn)以上。未來(lái)十年，國家智能電網(wǎng)建設，三網(wǎng)融合建設，高速鐵道建設，新能源建設，未盡的3G建設，國家工業(yè)化、城市化進(jìn)程，都給光通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大機遇和發(fā)展動(dòng)力，光纖快速連接器作為終端接續的最優(yōu)解決方式擁有巨大的市場(chǎng)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做出更大的貢獻！