非預(yù)置光纖技術(shù)的接續(xù)理論、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用分析

1、 前言

隨著FTTH的大規(guī)模應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)光纖連接器（光纖快速接續(xù)連接器）的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人們對(duì)光纖快速成端技術(shù)的探討也逐步深入。目前主要有預(yù)置光纖接續(xù)理論和非預(yù)置光纖接續(xù)理論兩種觀點(diǎn)，預(yù)置光纖接續(xù)產(chǎn)品主要代表廠商有3M、康寧、住友、藤倉(cāng)等。以前主要遭遇光纖切割技術(shù)的瓶頸，以及受限于現(xiàn)場(chǎng)光纖切割角度、表面缺陷等問(wèn)題，不能采用現(xiàn)場(chǎng)光纖的直接對(duì)接，所以大多企業(yè)一直采用預(yù)置光纖技術(shù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連接器。

2007年江蘇宇特推出的非預(yù)置光纖接續(xù)產(chǎn)品打破了這一傳統(tǒng)，將現(xiàn)場(chǎng)接續(xù)連接器的接續(xù)點(diǎn)設(shè)置插芯表面，依靠光纖切割刀的技術(shù)進(jìn)步以及自主研發(fā)的“現(xiàn)場(chǎng)光纖表面處理技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)光纖切割表面直接與普通連接器預(yù)研磨光纖球面連接，達(dá)到了良好的接續(xù)效果。隨后，深圳日海、南京普天先后推出了此類產(chǎn)品。2010年日本NTT等公司展示了“光纖包層進(jìn)行CHAMFER成形研磨技術(shù)”，并推出非預(yù)置接續(xù)技術(shù)產(chǎn)品。

2、接續(xù)機(jī)理

非預(yù)置光纖接續(xù)理論是指現(xiàn)場(chǎng)接續(xù)連接器的接續(xù)點(diǎn)設(shè)置插芯表面，現(xiàn)場(chǎng)光纖切割表面與普通連接器預(yù)研磨光纖球面接續(xù)，在兩根光纖的活動(dòng)連接之間僅有一個(gè)連接點(diǎn)的成端技術(shù)。預(yù)置光纖接續(xù)理論是指現(xiàn)場(chǎng)接續(xù)連接器的接續(xù)點(diǎn)設(shè)置連接器內(nèi)部的V型槽中，預(yù)置光纖一端膠接在插芯中，另一端與現(xiàn)場(chǎng)光纖切割表面在V型槽中對(duì)準(zhǔn)、壓接，接續(xù)點(diǎn)中放置有折射率近似纖芯的導(dǎo)光材料——匹配液，預(yù)置光纖膠接在插芯中的一端在工廠研磨后，形成UPC或APC表面，與目標(biāo)連接器預(yù)研磨光纖球面連接接續(xù)，在兩根光纖的活動(dòng)連接之間有兩個(gè)連接點(diǎn)的成端技術(shù)。

現(xiàn)場(chǎng)切割的光纖通過(guò)高精度的陶瓷插芯和光纖對(duì)中套管與普通連接器光纖對(duì)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)切割的光纖被固定在快速連接器插芯后的V型槽中，現(xiàn)場(chǎng)光纖切割表面與普通連接器預(yù)研磨光纖球面通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)光纖微彈力變形緊貼，現(xiàn)場(chǎng)光纖切割表面需經(jīng)過(guò)處理，接續(xù)點(diǎn)間不用設(shè)置匹配液。

導(dǎo)光纖芯主要由具有高折射率的導(dǎo)光材料制成，材質(zhì)致密，純凈度高。光纖的包層由低折射率導(dǎo)光材料制成，包括階躍型和漸變型兩類，其包層甚至故意做成氣孔或其他結(jié)構(gòu)，以此降低折射率。光纖切割時(shí)，切割缺陷主要在包層區(qū)域，纖芯為斷裂面，表面十分光潔，達(dá)到鏡面效果，遠(yuǎn)非研磨的效果可以比擬。平整的、光纖切割的表面完全可以滿足光纖接續(xù)要求。

3、非預(yù)置光纖接續(xù)理論3D的要求

光纖線路的連接成功取決于光纖物理連接的質(zhì)量，這個(gè)物理連接是非預(yù)置光纖接續(xù)連接器自身端面的幾何尺寸。如果這個(gè)幾何尺寸沒(méi)有嚴(yán)格的控制，就談不上網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)久可靠連接。

非預(yù)置光纖接續(xù)理論應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)連接器中時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)光纖在連接器的狀態(tài)、位置有特殊要求，也有一個(gè)3D標(biāo)準(zhǔn)，UNIKIT YT-2007為非預(yù)置光纖接續(xù)連接器規(guī)定了6個(gè)技術(shù)參數(shù)：光纖高度、纖面凹陷、孔徑間隙、同心偏差、曲率半徑和頂點(diǎn)偏移。如果幾何尺寸不能達(dá)到要求，將面臨光學(xué)接續(xù)指標(biāo)劣化甚至光纖鏈路不通等風(fēng)險(xiǎn)，所以正確理解端面幾何尺寸是非常重要的。

（1）光纖高度

光纖高度是光纖端面到插芯端面的距離。該指標(biāo)用來(lái)衡量光纖與光纖的接觸，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)連接器和普通連接器適配時(shí)，光纖凹陷會(huì)形成光纖接觸間的空氣間隔，發(fā)生菲尼爾反射現(xiàn)象，插入損耗變大，回波損耗變小（絕對(duì)值）。光纖凸出過(guò)高會(huì)增大光纖間的壓力，增加光纖動(dòng)態(tài)疲勞，從而損壞光纖，或?qū)毫鬟f到固定光纖的V型槽，破壞光纖的固定，影響性能的穩(wěn)定。

（2）纖面凹陷

纖面凹陷是現(xiàn)場(chǎng)切割的光纖端面凹峰到凹谷的距離。該指標(biāo)也是用來(lái)衡量光纖與光纖的接觸，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)連接器和普通連接器適配時(shí)，纖面凹陷會(huì)形成光纖接觸間的空氣間隔，改變插入和回波損耗。

（3）孔徑間隙

孔徑間隙是指快速接續(xù)連接器陶瓷插芯的孔徑與現(xiàn)場(chǎng)光纖的差值。該指標(biāo)是用來(lái)衡量光纖與光纖接觸的重復(fù)一致性，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)連接器和普通連接器適配時(shí)，孔徑間隙過(guò)大會(huì)造成光纖適配狀態(tài)的不穩(wěn)定，改變插入和回波損耗。

（4）同心偏差

同心偏差是指快速接續(xù)連接器陶瓷插芯外徑與光纖通孔的同心度。該指標(biāo)是用來(lái)衡量光纖與光纖的接觸對(duì)準(zhǔn)度，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)連接器和普通連接器適配時(shí)，同心度不好會(huì)改變插入和回波損耗。

（5）曲率半徑

曲率半徑是指插芯端面曲線的半徑，現(xiàn)場(chǎng)連接器通過(guò)彈簧的壓力來(lái)達(dá)到陶瓷插芯與普通連接器光纖端面的緊貼。曲率半徑是用來(lái)控制壓縮力來(lái)保持光纖中心匹配力。曲率半徑的不合格將會(huì)使光纖受到的壓力逐步變大，甚至?xí)p害光纖端面。

（6）頂點(diǎn)偏移

頂點(diǎn)偏移是插芯端面曲線的最高點(diǎn)到光纖纖芯的軸線距離。頂點(diǎn)偏移過(guò)大將減少光纖的有效偶合區(qū)，從而增加插入損耗和回波損耗。

在這幾個(gè)指標(biāo)中，光纖高度、纖面凹度對(duì)現(xiàn)場(chǎng)連接器的影響最大，其次是孔徑間隙和同心偏差，而曲率半徑和頂點(diǎn)偏移基本都能保證，這是源于現(xiàn)場(chǎng)光纖微彈力變形緊貼原理，把曲率半徑和頂點(diǎn)偏移的影響降到最低。

4、非預(yù)置光纖接續(xù)的接續(xù)優(yōu)勢(shì)

利用非預(yù)置光纖接續(xù)理論的現(xiàn)場(chǎng)連接器的插入損耗小于0.3 dB，回波損耗大于-40 dB。

非預(yù)置光纖接續(xù)理論的核心是減少一個(gè)接續(xù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光纖接續(xù)超低損耗，接續(xù)性能與標(biāo)準(zhǔn)連接器相同。把現(xiàn)場(chǎng)接續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)從0.5 dB降低到0.3 dB。對(duì)與之匹配的光纖連接器的要求降低，與其匹配連接器的曲率半徑、頂點(diǎn)偏移和光纖高度對(duì)接續(xù)幾乎沒(méi)有影響，適用范圍廣，提高了光纖接續(xù)性能。光纖接續(xù)點(diǎn)在端面，接續(xù)時(shí)對(duì)環(huán)境、操作的潔凈度要求不高，接續(xù)后直接清洗光纖接續(xù)端面，即可達(dá)到最好的接續(xù)效果。接續(xù)完畢后，可對(duì)光纖接續(xù)操作效果進(jìn)行直觀檢驗(yàn)，第一時(shí)間判斷接續(xù)質(zhì)量，避免后期修正，降低施工成本。由于內(nèi)部無(wú)接續(xù)點(diǎn)，插芯端面遇到灰塵、潮濕、水霧時(shí)，可進(jìn)行表面清洗處理，使故障易于處理。

5 、非預(yù)置光纖接續(xù)理論的應(yīng)用

工廠定制的用于跳纖得光纖連接器，其制作工藝為插芯吸膠—光纖開剝—穿纖—烘干—研磨 —固定成端；采用非預(yù)置光纖接續(xù)理論，其制作工藝為光纖開剝—切割—穿纖—研磨—固定成端。采用非預(yù)置光纖接續(xù)理論制作的連接器，制作工序少，節(jié)省時(shí)間，還可以重復(fù)開啟使用，大大提高工廠跳纖制作效率，降低成本。

非預(yù)置光纖技術(shù)的應(yīng)用徹底改變了傳統(tǒng)的光跳纖制造方法和現(xiàn)場(chǎng)快速接續(xù)產(chǎn)品的方向，可提供更可靠、更耐用的光纖鏈路產(chǎn)品，為早日實(shí)現(xiàn)高速信息化社會(huì)提供技術(shù)支撐。