光纖陶瓷插芯應用及技術(shù)標準的探討

        【訊石光通訊咨詢(xún)網(wǎng)】光纖陶瓷插芯，是光纖活動(dòng)連接器的核心部件，關(guān)系著(zhù)活動(dòng)連接器的性能好壞。而光纖活動(dòng)連接器作為光通信網(wǎng)的接插節點(diǎn)，起著(zhù)重要的作用。其性能的好壞，影響著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的耗能、信號的穩定和誤碼率。隨著(zhù)我國光纖到戶(hù)的進(jìn)一步推廣，連接器得到廣泛的應用。因此，對連接器的要求也將提到一個(gè)新的層面。對實(shí)際應用、隨機對接的要求也將越來(lái)越高。潮州三環(huán)集團作為光纖陶瓷插芯行業(yè)領(lǐng)頭企業(yè)，一直致力于光纖陶瓷插芯和光纖連接器的研究，并盡其所能，不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，公司技術(shù)廠(chǎng)長(cháng)鄭鎮宏特依托訊石光通訊咨詢(xún)網(wǎng)媒體平臺，發(fā)表《光纖陶瓷插芯應用及技術(shù)標準的探討》報告，從光纖陶瓷插芯的發(fā)展到應用領(lǐng)域進(jìn)行了全方位的介紹，并對光纖活動(dòng)連接器現狀及光纖陶瓷插芯技術(shù)標準的進(jìn)行了深層次探討，呼吁陶瓷插芯標準的規范，為光纖到戶(hù)的發(fā)展提供可靠的基礎。

光纖插芯的定義
        光纖插芯體（ferrule），在通信行業(yè)標準YD/T 1198-2002《光纖活動(dòng)連接器插針體技術(shù)要求》給出這樣的定義：光纖活動(dòng)連接器插頭中精密對中的圓柱體，中心有一微孔，用作固定光纖。它的主要作用和要求是：1、保證兩光纖的對接，單模要求軸向偏差小于1um，多模要要求軸向偏差小于4um；2、產(chǎn)品耐磨損，可多次重復插撥；3、端頭易加工，可研磨成球面、斜球面；4、產(chǎn)品抗老化，使用壽命30年以上；5、材料熱脹冷縮系數小，環(huán)境適應性能強。

光纖插芯的分類(lèi)和發(fā)展
        光纖插芯的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段，最早使用的連接器插芯是不銹鋼，但由于加工精度、耐磨性能、老化性能、環(huán)境適應性能等原因，基本被淘汰。20世紀70年代插芯主要是氧化鋁，主要用于多模，由于顆粒約15um，不易研磨而被代替。同時(shí)光纖插芯發(fā)展還用過(guò)玻璃插芯，但由于加工精度差、材料脆等原因，最終不能在連接器領(lǐng)域應用而轉向光纖準直器領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn)是熱匹配性能與光纖、透鏡等玻璃材料接近。插芯發(fā)展由于期望降低成本而開(kāi)發(fā)過(guò)用過(guò)模塑，但指標性能不能突破而停滯，還用過(guò)新材料鎳基，但成本高、性能差等原因使其最終沒(méi)發(fā)展。光纖插芯發(fā)展到現在ZrO2陶瓷插芯成為主流，近二十年被廣泛應用。加工精度高、耐磨損、可加工性好、使用壽命長(cháng)，能保證良好的插入損耗和回波損耗。

        陶瓷插芯分為幾個(gè)類(lèi)別即FC型（Flat Contact） ，即端面為平面研磨。其插入損耗一般能小于0.5dB，回波插損大于35dB。 PC型（Physical Contact），即端面為球面研磨。其插入損耗一般能小于0.3dB，回波插損大于40dB。 UPC型（Ultra Physical Contact），即端面為球面研磨且3D（曲率半徑、頂點(diǎn)偏移、凹凸量）受控。其插入損耗小于0.2dB，回波插損大于50dB。 APC型（Angled-Physical Contact），即端面為斜球面研磨且3D （曲率半徑、頂點(diǎn)偏移、凹凸量）受控。插入損耗小于0.3dB，回波插損大于60dB。是一種高性能、未來(lái)將受廣泛應用的光纖陶瓷插芯。

光纖陶瓷插芯的應用領(lǐng)域 
        光纖陶瓷插芯的主要應用領(lǐng)域之一是光纖活動(dòng)連接器，光纖活動(dòng)連接器是實(shí)現光纖之間活動(dòng)連接的光無(wú)源器件，它具有光纖與光纖、光纖與有源器件、光纖與其它無(wú)源器件以及光纖與儀表之間活動(dòng)連接的功能。光纖活動(dòng)連接器是光纖通信系統中最基本的光無(wú)源器件，也是用量最大的光無(wú)源器件，光纖活動(dòng)連接器被應用到電信移動(dòng)基站，分路器，路邊樓道交接箱等地方。而光纖活動(dòng)連接器的最核心部件就是光纖陶瓷插芯，其決定了連接器的插入損耗、回波損耗、重復性、互換性。

        光纖陶瓷插芯的應用領(lǐng)域之二是半導體激光器。隨著(zhù)光纖通信的發(fā)展，半導體光電子器件在光纖通信得到廣泛應用且取得突出的進(jìn)展。但半導體激光器LD（或PD）的模塊化以及LD/PD與光纖的對接顯得非常重要。目前最好的解決方案就是利用光纖陶瓷插芯進(jìn)行耦合并對接。而半導體激光器又應用到OLT光收發(fā)和交換以及ONU光入戶(hù)單元中。
 
        光纖陶瓷插芯的應用領(lǐng)域之三是快速連接器?？焖龠B接器，也稱(chēng)機械型現場(chǎng)組裝式光纖活動(dòng)連接器，是指不需要熱熔接機，通過(guò)簡(jiǎn)單的工具、利用機械連接技術(shù)直接組裝而成的現場(chǎng)組裝式光纖活動(dòng)連接器。目前作為光纖到戶(hù)安裝的最佳選擇，正飛速地發(fā)展?？傊?，光纖接入網(wǎng)都有大量使用光纖陶瓷插芯，光纖陶瓷插芯的市場(chǎng)前景廣闊。

光纖活動(dòng)連接器的現狀及問(wèn)題的探討
        鄭廠(chǎng)長(cháng)提出光纖活動(dòng)連接器目前存在的兩大問(wèn)題，第一，測試與實(shí)際使用不對應，造成很多線(xiàn)路光功率不滿(mǎn)足要求而誤碼率高甚至斷網(wǎng)。第二，測試標準線(xiàn)是否標準，同時(shí)不同標準線(xiàn)測試結果差異的問(wèn)題。雖然YD或電信技術(shù)書(shū)對標準插頭和適配器做出要求，但并不直接且可行性差。 

        因此，由于批量測試方法和實(shí)際使用不相同，同時(shí)對于批量測試，既沒(méi)矛也沒(méi)盾的現實(shí)，造成產(chǎn)品的質(zhì)量并不受控。IEC標準就較為直接貼近使用實(shí)際，規定了隨機對接的損耗值。同時(shí)，IEC還對插芯作了直接要求。我們參考IEC標準，并結合實(shí)際制作工藝，可以把影響連接器性能的因素總結如下表：

        插芯關(guān)鍵技術(shù)及對連接器性能的影響很大，所以插芯新標準制訂也非常必要。其體現在首先，活動(dòng)連接器的標準在近幾年根據需要，已進(jìn)行修訂。如：而插芯原有的標準一直沒(méi)有修訂,已然不太合適現有連接器的要求。其次，IEC標準根據光纖活動(dòng)連接器的指標需求，定義了不同級別的光纖活動(dòng)連接器，同時(shí)對應定義了相應連接器的幾何指標。再次，中國的光纖通信正處于高速發(fā)展時(shí)期，可以說(shuō)中國的連接器水平處于全球領(lǐng)先地位，全球連接器或連接器用的光纖陶瓷插芯有70%以上由中國生產(chǎn)。因此，我國更需要注重實(shí)際使用，并從標準上對連接器用光纖陶瓷插芯進(jìn)行規范。

        鄭廠(chǎng)長(cháng)對插芯的定義和測量方法提出了自己的建議：第一，新增真圓度，圓柱度、頂點(diǎn)偏移等名詞定義；同時(shí)對原有定義，根據實(shí)際情況及IEC最新標準進(jìn)行重新規范。 第二，對同心度，內孔出射角，外徑大小、真圓度等如何測試及儀器的實(shí)際使用需進(jìn)行規范。第三，對各物理性能的檢測方法的規范。