再探非預(yù)置光纖冷接續(xù)理論
發(fā)布時間：2012-09-14 20:48:45 熱度：3623
作者：呂根良
引言：
自2010年非預(yù)置光纖冷接續(xù)理論推出，特別是納入國家光纖現(xiàn)場連接器標準之后，非預(yù)置光纖快速接續(xù)連接器產(chǎn)品得以大規(guī)模應(yīng)用，主要生產(chǎn)非預(yù)置光纖連接器的廠家有宇特光電、河北恒輝、浙江中雁、南京普天等，江蘇宇特光電在2009年推出的第一代非預(yù)置光纖連接器，大面積應(yīng)用于天津、北京、山西、東北等地，其中有些產(chǎn)品應(yīng)用在無錫春申路電信大樓、蘇州電信機房、移動惠州機房等，通過這三年多的使用觀察，鏈路性能穩(wěn)定，故障率低，完全適應(yīng)于FTTH各種場景及環(huán)境，從而進一步驗證了非預(yù)置光纖接續(xù)理論的實用性、可行性。
隨著非預(yù)置光纖產(chǎn)品得到運營商的認可，許多沒有生產(chǎn)光纖冷接續(xù)經(jīng)驗的廠家也加入到這個行列中，對于這些廠家來說，認為相對于預(yù)置光纖連接器來說，非預(yù)置光纖連接器制造簡單，制造成本低，而結(jié)構(gòu)設(shè)計上基本是抄襲預(yù)置光纖連接器為主，并沒有掌握非預(yù)置光纖連接器技術(shù)，不知道非預(yù)置光纖連接器技術(shù)核心及制造關(guān)鍵所在，于是在2011年大批量推出了不合格的非預(yù)置光纖連接器，在上海、河北等地短時間內(nèi)出現(xiàn)很高的故障率，給運營商帶來巨大的后期維護壓力。
在這里，我們更加深入探討非預(yù)置光纖理論和技術(shù)核心，揭示其內(nèi)在機理和接續(xù)特點，為深一步研究其理論提供參考，為非預(yù)置光纖連接器的健康發(fā)展提供技術(shù)保障。
一、 非預(yù)置光纖接續(xù)理論新定義：
非預(yù)置光纖接續(xù)理論是指現(xiàn)場接續(xù)連接器的接續(xù)點設(shè)置在插芯表面；現(xiàn)場光纖切割表面與普通連接器預(yù)研磨光纖球面接續(xù)，或現(xiàn)場光纖電弧球面與普通連接器預(yù)置研磨光纖球面接續(xù)，或現(xiàn)場光纖電弧球面相互之間的接續(xù)，在兩根光纖的活動連接之間僅有一個連接點的成端技術(shù)。
通過預(yù)置點前移至插芯表面，現(xiàn)場光纖緊定在V型槽裝置中。非工作態(tài)時，光纖端面微量凸出插芯表面，工作適配時凸出于插芯表面的光纖在連接器彈簧的推進貼合，受到對面連接器貼近而縮回至插芯表面，在插芯孔腔中產(chǎn)生微彎，提供光纖耦合的微貼力；光纖纖芯完整切割后倒角處理或電弧球面處理，即可達到高性能耦合，插損IL<0.2dB, 回損<-50dB, 接續(xù)性能與工廠預(yù)制的連接器相同，實現(xiàn)非預(yù)置光纖現(xiàn)場接續(xù)連接器的重大技術(shù)突破。
非預(yù)置光纖連接器的耦合方式分：自它耦合和自自耦合兩種，自它耦合是指非預(yù)置光纖連接器與普通工廠預(yù)研磨連接器的耦合；自自耦合式是指非預(yù)置光纖連接器之間的耦合。
二、 非預(yù)置光纖連接器核心技術(shù)：
非預(yù)置光纖連接器的核心技術(shù)：裸光纖鎖定力、光纖壓損值。
1、 裸光纖鎖定力：
裸光纖鎖定力是指現(xiàn)場制備的0.125mm的裸光纖在現(xiàn)場連接器的固緊裝置中軸向和徑向的固緊力。
在光纖冷接續(xù)領(lǐng)域，一直存在兩種光纖固緊方式的爭論，一種是裸光纖不固定，另外一種是裸光纖固定。典型的裸光纖不固定方式的代表產(chǎn)品是毛細管型冷接子和光纖連接器，主要原理是裸光纖在毛細管中與預(yù)置光纖對準，光纖的固定是通過固緊光纖外部的塑料包覆層來實現(xiàn)的。受到包覆層塑料本身材質(zhì)在溫度、濕度、老化時的變形影響，還有整體結(jié)構(gòu)受環(huán)境影響變形以及劣質(zhì)光纜的應(yīng)用等因素，使光纖固緊失效，裸光纖松動，致使裸光纖在對準機構(gòu)中產(chǎn)生“活塞運動”，從而造成后續(xù)使用中隨著一年四季季節(jié)的不同接續(xù)性能的變化，甚至接續(xù)失敗。
毛細管型光纖連接器的最新變形是插芯對準型連接器，其實現(xiàn)方式是在傳統(tǒng)插芯的后部磨開1/3，預(yù)置光纖在前半部，現(xiàn)場光纖在插芯磨開區(qū)與預(yù)置光纖對準，由于受到開槽插芯孔槽的長度有限、孔槽表面光滑摩擦力小，裸光纖難以固緊，一般在連接器后部設(shè)計固緊光纖外部塑料包覆層的裝置來實現(xiàn)緊定。
實驗證明，毛細管型光纖冷接子、連接器在接續(xù)中，移動冷接子體或連接器時，接續(xù)性能出現(xiàn)大幅度跳動，說明現(xiàn)場光纖在毛細管中做活塞運動。
在國外光纖冷接續(xù)領(lǐng)域，裸光纖固定型現(xiàn)場連接器被普遍應(yīng)用，而且被數(shù)十年時間驗證，其中有美國3M，康寧，日本藤倉、住友等品牌的產(chǎn)品。
非預(yù)置光纖連接器由于采用非預(yù)置光纖方式成端，現(xiàn)場光纖直接與目標連接器適配，這就要求對現(xiàn)場光纖中裸光纖要有更嚴格的緊定要求， 這是與預(yù)置光纖連接器最大的不同，預(yù)置光纖連接器中的預(yù)置光纖與現(xiàn)場光纖在V型槽機構(gòu)中對準固定時，光纖微小移動在匹配液的彌補作用下，對軸向固緊力的要求不是很大（如3M的V型槽機構(gòu)，鎖緊前V型槽處于浮動態(tài)），徑向固緊力一般在2.5N-5N之間；而非預(yù)置光纖連接器的鎖定力要在10N左右。
2、 光纖壓損值：
光纖壓損值是指光纖在V型槽鎖緊機構(gòu)中，由于機構(gòu)制造精度和變形影響，以及過大的鎖緊力對光纖回損的傷害值。
光纖壓損主要會導(dǎo)致偏振模色散（PMD），最終導(dǎo)致光纖接續(xù)的回波性能指標劣化。
三、 非預(yù)置光纖連接器中匹配膏的作用：
非預(yù)置光纖連接器在研發(fā)初期，并沒有設(shè)置纖膏，產(chǎn)品在2008年就全面通過韓國KT標準測試，2009年在北京泰爾檢測室測試，接續(xù)性能優(yōu)異，但后來考慮到以下六個方面的原因，在2010年開始放置纖膏。
1、延長裸光纖使用壽命，隔絕裸光纖與外界空氣，減緩光纖老化。
2、在光纖與插芯孔之間形成油膜保護層，利用油膜效應(yīng)使光纖高精度居中，同時也防止外界污染液流入連接器內(nèi)部。
3、非預(yù)置光纖連接器利用插芯后部錐弧形孔腔，在連接器耦合時，凸出的光纖后貼，變形部分收納在插芯錐形腔體中，在腔體中的纖膏保護光纖在耦合沖擊時，起到緩沖作用，提高使用壽命。
4、在非預(yù)置光纖連接器現(xiàn)場接續(xù)時，光纖凸出量是通過定高塊來實現(xiàn)的，為了防止光纖端面穿出插芯、頂壓在定高槽中時，纖膏可以保護光纖導(dǎo)光面不受損傷，保證光纖成端后的接續(xù)指標。
5、非預(yù)置光纖連接器成端或后期維護表面清潔時，纖膏可以保護導(dǎo)光面不受劣質(zhì)清潔材質(zhì)的傷害。
6、V型槽壓緊時，纖膏可以保護光纖減少壓損風險，提高光纖接續(xù)性能。
四、現(xiàn)場光纖連接器高溫耐受度要求：
光纖現(xiàn)場接續(xù)連接器使用環(huán)境并沒能引起研發(fā)人員的重視，而當故障出現(xiàn)時，往往無法確認故障出現(xiàn)的原因，而對連接器品質(zhì)的要求僅僅通過簡單的招標測試程序，或通過廠家提供的檢測認證報告，而未能有專業(yè)性評判和產(chǎn)品批次的檢驗，給后續(xù)維護帶來巨大的隱患。
光纖現(xiàn)場接續(xù)連接器有一半用在到戶家庭，直接與ONU相聯(lián)，而ONU光電信號轉(zhuǎn)換過程中，光模塊等元器件發(fā)熱使光接收適配器的溫度高達攝氏40度左右，尤其是放置在多媒體信息箱的密閉環(huán)境中或是室外機柜中，溫度更可達攝氏60度以上， 這就要求光纖現(xiàn)場連接器要具有更高的耐熱溫度，V型槽緊固機構(gòu)要有更好的熱穩(wěn)定性，尤其是非預(yù)置光纖連接器，要求更為嚴格。
五、 非預(yù)置光纖連接的最佳搭檔---光纖端面處理機
在非預(yù)置光纖領(lǐng)域，光纖端面處理的問題一直阻撓其推廣應(yīng)用，也困擾著研發(fā)人員，國外科學家提出光纖端面切割倒角處理方案，而南京云控推出的光纖端面處理機利用尖端電弧放電原理，把經(jīng)過完整切割的光纖端面置于兩放電點之間，通過電弧倒角成球，配合非預(yù)置光纖連接器的應(yīng)用，實現(xiàn)高性能耦合適配。
針對現(xiàn)場光纖制備時，施工人員所用切割工具磨損帶來的切割質(zhì)量難以控制的現(xiàn)象，在光纖端面處理機上加載了光纖切割顯示屏，避免了非完整切割帶來的接續(xù)失敗，成功率實現(xiàn)100%，不但為FTTH光纖到戶提供了強有力的技術(shù)和產(chǎn)品保證，而且可應(yīng)用于機房，配合G657A、帶色譜（便于識別）、細芯 （直徑0.9mm）、多芯束光纜，采用全地溝槽式潔凈布線，實現(xiàn)免熔接盤直插式ODF配線架，在世界連接器領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深遠影響。
結(jié)束語：非預(yù)置光纖技術(shù)的應(yīng)用，改變了預(yù)置連接器和傳統(tǒng)光跳纖制造方法，尤其是光纖端面處理機的誕生，使非預(yù)置光纖連接器的性能得到突破性提高，解決了熔接機產(chǎn)品價格昂貴，接續(xù)程序復(fù)雜，施工效率低等棘手問題，為人們提供更可靠、更耐用的光纖鏈路產(chǎn)品，早日實現(xiàn)高速信息化社會提供技術(shù)支撐。
引言：
自2010年非預(yù)置光纖冷接續(xù)理論推出，特別是納入國家光纖現(xiàn)場連接器標準之后，非預(yù)置光纖快速接續(xù)連接器產(chǎn)品得以大規(guī)模應(yīng)用，主要生產(chǎn)非預(yù)置光纖連接器的廠家有宇特光電、河北恒輝、浙江中雁、南京普天等，江蘇宇特光電在2009年推出的第一代非預(yù)置光纖連接器，大面積應(yīng)用于天津、北京、山西、東北等地，其中有些產(chǎn)品應(yīng)用在無錫春申路電信大樓、蘇州電信機房、移動惠州機房等，通過這三年多的使用觀察，鏈路性能穩(wěn)定，故障率低，完全適應(yīng)于FTTH各種場景及環(huán)境，從而進一步驗證了非預(yù)置光纖接續(xù)理論的實用性、可行性。
隨著非預(yù)置光纖產(chǎn)品得到運營商的認可，許多沒有生產(chǎn)光纖冷接續(xù)經(jīng)驗的廠家也加入到這個行列中，對于這些廠家來說，認為相對于預(yù)置光纖連接器來說，非預(yù)置光纖連接器制造簡單，制造成本低，而結(jié)構(gòu)設(shè)計上基本是抄襲預(yù)置光纖連接器為主，并沒有掌握非預(yù)置光纖連接器技術(shù)，不知道非預(yù)置光纖連接器技術(shù)核心及制造關(guān)鍵所在，于是在2011年大批量推出了不合格的非預(yù)置光纖連接器，在上海、河北等地短時間內(nèi)出現(xiàn)很高的故障率，給運營商帶來巨大的后期維護壓力。
在這里，我們更加深入探討非預(yù)置光纖理論和技術(shù)核心，揭示其內(nèi)在機理和接續(xù)特點，為深一步研究其理論提供參考，為非預(yù)置光纖連接器的健康發(fā)展提供技術(shù)保障。
一、 非預(yù)置光纖接續(xù)理論新定義：
非預(yù)置光纖接續(xù)理論是指現(xiàn)場接續(xù)連接器的接續(xù)點設(shè)置在插芯表面；現(xiàn)場光纖切割表面與普通連接器預(yù)研磨光纖球面接續(xù)，或現(xiàn)場光纖電弧球面與普通連接器預(yù)置研磨光纖球面接續(xù)，或現(xiàn)場光纖電弧球面相互之間的接續(xù)，在兩根光纖的活動連接之間僅有一個連接點的成端技術(shù)。
通過預(yù)置點前移至插芯表面，現(xiàn)場光纖緊定在V型槽裝置中。非工作態(tài)時，光纖端面微量凸出插芯表面，工作適配時凸出于插芯表面的光纖在連接器彈簧的推進貼合，受到對面連接器貼近而縮回至插芯表面，在插芯孔腔中產(chǎn)生微彎，提供光纖耦合的微貼力；光纖纖芯完整切割后倒角處理或電弧球面處理，即可達到高性能耦合，插損IL<0.2dB, 回損<-50dB, 接續(xù)性能與工廠預(yù)制的連接器相同，實現(xiàn)非預(yù)置光纖現(xiàn)場接續(xù)連接器的重大技術(shù)突破。
非預(yù)置光纖連接器的耦合方式分：自它耦合和自自耦合兩種，自它耦合是指非預(yù)置光纖連接器與普通工廠預(yù)研磨連接器的耦合；自自耦合式是指非預(yù)置光纖連接器之間的耦合。
二、 非預(yù)置光纖連接器核心技術(shù)：
非預(yù)置光纖連接器的核心技術(shù)：裸光纖鎖定力、光纖壓損值。
1、 裸光纖鎖定力：
裸光纖鎖定力是指現(xiàn)場制備的0.125mm的裸光纖在現(xiàn)場連接器的固緊裝置中軸向和徑向的固緊力。
在光纖冷接續(xù)領(lǐng)域，一直存在兩種光纖固緊方式的爭論，一種是裸光纖不固定，另外一種是裸光纖固定。典型的裸光纖不固定方式的代表產(chǎn)品是毛細管型冷接子和光纖連接器，主要原理是裸光纖在毛細管中與預(yù)置光纖對準，光纖的固定是通過固緊光纖外部的塑料包覆層來實現(xiàn)的。受到包覆層塑料本身材質(zhì)在溫度、濕度、老化時的變形影響，還有整體結(jié)構(gòu)受環(huán)境影響變形以及劣質(zhì)光纜的應(yīng)用等因素，使光纖固緊失效，裸光纖松動，致使裸光纖在對準機構(gòu)中產(chǎn)生“活塞運動”，從而造成后續(xù)使用中隨著一年四季季節(jié)的不同接續(xù)性能的變化，甚至接續(xù)失敗。
毛細管型光纖連接器的最新變形是插芯對準型連接器，其實現(xiàn)方式是在傳統(tǒng)插芯的后部磨開1/3，預(yù)置光纖在前半部，現(xiàn)場光纖在插芯磨開區(qū)與預(yù)置光纖對準，由于受到開槽插芯孔槽的長度有限、孔槽表面光滑摩擦力小，裸光纖難以固緊，一般在連接器后部設(shè)計固緊光纖外部塑料包覆層的裝置來實現(xiàn)緊定。
實驗證明，毛細管型光纖冷接子、連接器在接續(xù)中，移動冷接子體或連接器時，接續(xù)性能出現(xiàn)大幅度跳動，說明現(xiàn)場光纖在毛細管中做活塞運動。
在國外光纖冷接續(xù)領(lǐng)域，裸光纖固定型現(xiàn)場連接器被普遍應(yīng)用，而且被數(shù)十年時間驗證，其中有美國3M，康寧，日本藤倉、住友等品牌的產(chǎn)品。
非預(yù)置光纖連接器由于采用非預(yù)置光纖方式成端，現(xiàn)場光纖直接與目標連接器適配，這就要求對現(xiàn)場光纖中裸光纖要有更嚴格的緊定要求， 這是與預(yù)置光纖連接器最大的不同，預(yù)置光纖連接器中的預(yù)置光纖與現(xiàn)場光纖在V型槽機構(gòu)中對準固定時，光纖微小移動在匹配液的彌補作用下，對軸向固緊力的要求不是很大（如3M的V型槽機構(gòu)，鎖緊前V型槽處于浮動態(tài)），徑向固緊力一般在2.5N-5N之間；而非預(yù)置光纖連接器的鎖定力要在10N左右。
2、 光纖壓損值：
光纖壓損值是指光纖在V型槽鎖緊機構(gòu)中，由于機構(gòu)制造精度和變形影響，以及過大的鎖緊力對光纖回損的傷害值。
光纖壓損主要會導(dǎo)致偏振模色散（PMD），最終導(dǎo)致光纖接續(xù)的回波性能指標劣化。
三、 非預(yù)置光纖連接器中匹配膏的作用：
非預(yù)置光纖連接器在研發(fā)初期，并沒有設(shè)置纖膏，產(chǎn)品在2008年就全面通過韓國KT標準測試，2009年在北京泰爾檢測室測試，接續(xù)性能優(yōu)異，但后來考慮到以下六個方面的原因，在2010年開始放置纖膏。
1、延長裸光纖使用壽命，隔絕裸光纖與外界空氣，減緩光纖老化。
2、在光纖與插芯孔之間形成油膜保護層，利用油膜效應(yīng)使光纖高精度居中，同時也防止外界污染液流入連接器內(nèi)部。
3、非預(yù)置光纖連接器利用插芯后部錐弧形孔腔，在連接器耦合時，凸出的光纖后貼，變形部分收納在插芯錐形腔體中，在腔體中的纖膏保護光纖在耦合沖擊時，起到緩沖作用，提高使用壽命。
4、在非預(yù)置光纖連接器現(xiàn)場接續(xù)時，光纖凸出量是通過定高塊來實現(xiàn)的，為了防止光纖端面穿出插芯、頂壓在定高槽中時，纖膏可以保護光纖導(dǎo)光面不受損傷，保證光纖成端后的接續(xù)指標。
5、非預(yù)置光纖連接器成端或后期維護表面清潔時，纖膏可以保護導(dǎo)光面不受劣質(zhì)清潔材質(zhì)的傷害。
6、V型槽壓緊時，纖膏可以保護光纖減少壓損風險，提高光纖接續(xù)性能。
四、現(xiàn)場光纖連接器高溫耐受度要求：
光纖現(xiàn)場接續(xù)連接器使用環(huán)境并沒能引起研發(fā)人員的重視，而當故障出現(xiàn)時，往往無法確認故障出現(xiàn)的原因，而對連接器品質(zhì)的要求僅僅通過簡單的招標測試程序，或通過廠家提供的檢測認證報告，而未能有專業(yè)性評判和產(chǎn)品批次的檢驗，給后續(xù)維護帶來巨大的隱患。
光纖現(xiàn)場接續(xù)連接器有一半用在到戶家庭，直接與ONU相聯(lián)，而ONU光電信號轉(zhuǎn)換過程中，光模塊等元器件發(fā)熱使光接收適配器的溫度高達攝氏40度左右，尤其是放置在多媒體信息箱的密閉環(huán)境中或是室外機柜中，溫度更可達攝氏60度以上， 這就要求光纖現(xiàn)場連接器要具有更高的耐熱溫度，V型槽緊固機構(gòu)要有更好的熱穩(wěn)定性，尤其是非預(yù)置光纖連接器，要求更為嚴格。
五、 非預(yù)置光纖連接的最佳搭檔---光纖端面處理機
在非預(yù)置光纖領(lǐng)域，光纖端面處理的問題一直阻撓其推廣應(yīng)用，也困擾著研發(fā)人員，國外科學家提出光纖端面切割倒角處理方案，而南京云控推出的光纖端面處理機利用尖端電弧放電原理，把經(jīng)過完整切割的光纖端面置于兩放電點之間，通過電弧倒角成球，配合非預(yù)置光纖連接器的應(yīng)用，實現(xiàn)高性能耦合適配。
針對現(xiàn)場光纖制備時，施工人員所用切割工具磨損帶來的切割質(zhì)量難以控制的現(xiàn)象，在光纖端面處理機上加載了光纖切割顯示屏，避免了非完整切割帶來的接續(xù)失敗，成功率實現(xiàn)100%，不但為FTTH光纖到戶提供了強有力的技術(shù)和產(chǎn)品保證，而且可應(yīng)用于機房，配合G657A、帶色譜（便于識別）、細芯 （直徑0.9mm）、多芯束光纜，采用全地溝槽式潔凈布線，實現(xiàn)免熔接盤直插式ODF配線架，在世界連接器領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深遠影響。
結(jié)束語：非預(yù)置光纖技術(shù)的應(yīng)用，改變了預(yù)置連接器和傳統(tǒng)光跳纖制造方法，尤其是光纖端面處理機的誕生，使非預(yù)置光纖連接器的性能得到突破性提高，解決了熔接機產(chǎn)品價格昂貴，接續(xù)程序復(fù)雜，施工效率低等棘手問題，為人們提供更可靠、更耐用的光纖鏈路產(chǎn)品，早日實現(xiàn)高速信息化社會提供技術(shù)支撐。
