中心議題：
- 光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)指標(biāo)
- 光纖活動(dòng)連接器的機(jī)械強(qiáng)度
- 光纖活動(dòng)連接器的互換性
近幾年來(lái)，光通信在世界范圍內(nèi)得到飛速發(fā)展，光通信的觸角也不斷從骨干網(wǎng)向非骨干網(wǎng)及接入網(wǎng)中延伸。與此同時(shí)，作為光通信中不可缺少的連接部件-----光纖活動(dòng)連接器，也隨著光通信的發(fā)展而得到更加廣泛的應(yīng)用。因此，光纖活動(dòng)連接器質(zhì)量問(wèn)題也越來(lái)越引起了相關(guān)部門(mén)的重視，在信息產(chǎn)業(yè)部信科(1999)68號(hào)的發(fā)文中向各相關(guān)檢驗(yàn)中心發(fā)布了《單模光纖活動(dòng)連接器進(jìn)網(wǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)實(shí)施細(xì)則》,通過(guò)這幾年的進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)，光纖活動(dòng)連接器的產(chǎn)品質(zhì)量得到了普遍的提高，但是，由于光纖活動(dòng)連接器的生產(chǎn)受到技術(shù)及設(shè)備的局限性，因此不可避免仍然存在一些問(wèn)題，本文就目前光纖活動(dòng)連接器進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)的現(xiàn)狀及進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行歸納和分析。
光纖活動(dòng)連接器進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中較常出現(xiàn)的一些問(wèn)題
光纖活動(dòng)連接器在1999年開(kāi)始進(jìn)行進(jìn)網(wǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)以來(lái)，光纖活動(dòng)連接器的產(chǎn)品質(zhì)量在穩(wěn)步提高。在此之前，光纖活動(dòng)連接器的質(zhì)量很不穩(wěn)定，有不少檢驗(yàn)項(xiàng)目都在不同程度存在一些問(wèn)題，如常態(tài)的插入損耗過(guò)高或回波損耗過(guò)低；重復(fù)性差別較大，穩(wěn)定性不好；機(jī)械耐久性差，經(jīng)過(guò)多次插拔，插入損耗和回波損耗的測(cè)試值明顯變差；耐環(huán)境試驗(yàn)差，經(jīng)過(guò)高溫試驗(yàn)或鹽霧的環(huán)境試驗(yàn)后，連接器外觀明顯出現(xiàn)不應(yīng)有的一些問(wèn)題等等。但隨著這幾年技術(shù)和設(shè)備的改善，進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)的光纖活動(dòng)連接器出現(xiàn)的問(wèn)題比以前的要少多了。在此就目前進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中仍然較為常見(jiàn)的問(wèn)題作一下闡述和分析。
1．光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)指標(biāo)
在光纖活動(dòng)連接器的進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中，光學(xué)性能方面出現(xiàn)的主要問(wèn)題是插入損耗和回波損耗無(wú)法達(dá)到細(xì)則中規(guī)定的要求。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，首先把細(xì)則中對(duì)光纖連接器的光學(xué)性能方面的技術(shù)要求在這里詳細(xì)介紹一下，表1是細(xì)則中規(guī)定的詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)要求。
這些技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求大部分是一致的，但也有一點(diǎn)小小的區(qū)別，主要區(qū)別是，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的插入損耗要求一般為≤0.5dB，而在進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)細(xì)則中要求為PC型≤0.2dB，而APC型≤0.3dB。另外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)回波損耗的要求為：PC型≥40dB，而在細(xì)則中則規(guī)定為：PC型≥45dB，UPC型≥50dB。APC型的回波損耗標(biāo)準(zhǔn)與細(xì)則的要求是一致的，均為≥60dB。弄清這些區(qū)別對(duì)于廠家指導(dǎo)自己的產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及申請(qǐng)光纖活動(dòng)連接器進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)肯定是有幫助的。
下面簡(jiǎn)單地分析一下光纖活動(dòng)連接器可能出現(xiàn)光學(xué)性能質(zhì)量問(wèn)題的原因。
根據(jù)前面的介紹我們知道，光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)性能主要包括插入損耗和回波損耗。而插入損耗與回波損耗并非是獨(dú)立的，理論上是高插入損耗則一般對(duì)應(yīng)低回波損耗，與之相反，低插入損耗則一般對(duì)應(yīng)高回波損耗。但由于插入損耗光功率的數(shù)量級(jí)遠(yuǎn)大于回波損耗光功率的數(shù)量級(jí)，因此上述規(guī)律并非是絕對(duì)的。實(shí)際上回波損耗的大小主要取決于能否把反射光盡量旁路掉，這跟端插針端面的結(jié)構(gòu)很有關(guān)系。為方便起見(jiàn)，本文在討論光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)性能的影響因素時(shí)，只討論插入損耗的影響因素。
光纖活動(dòng)連接器的插入損耗是由光纖固有損耗和端接損耗引起的，而光纖固有損耗主要包括光纖吸收損耗和瑞利散射損耗，目前光纖的制造技術(shù)可以使光纖的固有損耗在1550nm附近降到0.2dB/km，而光纖跳線的長(zhǎng)度通常為10m左右，因此光纖跳線的固有損耗幾乎可以忽略不計(jì)。因此光纖活動(dòng)連接器的插入損耗主要取決于光纖跳線的端接損耗。
端接損耗是指兩根光纖跳線通過(guò)適配器連接而引起的損耗。產(chǎn)生端接損耗的原因有很多，大概包括有纖心尺寸失配、數(shù)值孔徑失配、折射率分布失配、端面間隙、軸線傾角、橫向偏移或同心度、菲涅爾(Fresnel)反射等等。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則的規(guī)定，光纖活動(dòng)連接器的插入損耗是使用標(biāo)準(zhǔn)跳線與被測(cè)光纖活動(dòng)連接器相連，從而測(cè)量出光纖活動(dòng)連接器的插入損耗。根據(jù)這種測(cè)試方法，則光纖活動(dòng)連接器的端接損耗實(shí)際是被測(cè)跳線與標(biāo)準(zhǔn)跳線間的端接損耗?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)跳線一般是非常規(guī)范的，因此，端接損耗主要取決于被測(cè)光纖活動(dòng)連接器。在光纖活動(dòng)連接器的測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)清潔的無(wú)毛軟紙沾酒精擦拭和反復(fù)插拔，首先可以排除由于端面不潔和連接不當(dāng)?shù)扰既灰蛩卦斐啥私訐p耗過(guò)高。除此之外，根據(jù)我們大量檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)以及使用端面干涉儀的輔助分析，光學(xué)性能中端接損耗過(guò)高的原因主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)研磨不充分。研磨是光纖活動(dòng)連接器插針生產(chǎn)中很重要的一道工序。研磨不充分往往會(huì)造成光纖插頭插針端面凹凸不平。這種光纖活動(dòng)連接器互相連接勢(shì)必會(huì)使兩根光纖之間有空氣縫隙，這樣就容易造成光學(xué)性能變差。在研磨不充分的插針端面上還可能存在劃痕，如果劃劃痕直接通過(guò)纖心，它們同樣會(huì)引起光纖活動(dòng)連接器光學(xué)性能的明顯下降。
(2)光纖偏心。通過(guò)光纖端面分析儀對(duì)光纖端面的觀察，我們注意到，若光纖插針端面等高線的干涉圓環(huán)中心與實(shí)際光纖纖心基本重合，則說(shuō)明光纖的纖心落在了插針的最高點(diǎn)，這樣就可以保證纖心與纖心對(duì)接時(shí)中間不留縫隙。但是，如果干涉圓環(huán)中心與光纖纖心不重合，甚至超出65μm，則勢(shì)必會(huì)影響光纖的通光性能，從而導(dǎo)致光纖活動(dòng)連接器的插入損耗較差。
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(3)纖心凹陷或凸出。纖心的凹陷或凸出都容易引起光纖傳輸性能的下降。這是因?yàn)?，?dāng)纖心凹陷時(shí)，則可能導(dǎo)致對(duì)接的兩根纖心之間存在縫隙，接觸不夠緊密從而存在空氣，引起反射，從而影響插入損耗和回波損耗；而當(dāng)纖心凸出時(shí)，則可能導(dǎo)致對(duì)接的兩根纖心互相擠壓從而使實(shí)際的光線射出端面和入射端面并不平行，從而使兩根光纖之間出現(xiàn)軸向傾角導(dǎo)致對(duì)接光纖的通光性能下降。
決定光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)性能指標(biāo)最根本的因素是插頭插針，如果能從插頭插針的幾何尺寸著手，微觀分析插針端面情況，則我們就會(huì)對(duì)光纖活動(dòng)連接器的光學(xué)性能有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，由此我們就能可靠地判斷光纖活動(dòng)連接器光學(xué)性能的質(zhì)量水平。
2．光纖活動(dòng)連接器的機(jī)械強(qiáng)度
在進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中，光纖活動(dòng)連接器的機(jī)械強(qiáng)度問(wèn)題出現(xiàn)的情況相對(duì)較多。它們主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
(1)抗拉試驗(yàn)
抗拉試驗(yàn)在進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題的情況較為普遍，這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在做完抗拉試驗(yàn)后。
光纜與插頭完全拉脫。可能原因是在光纖連接器生產(chǎn)時(shí)光纜中的紡綸與插頭壓接不好。紡綸是光纜與插頭在經(jīng)受拉力時(shí)主要的抗拉材料，它一般要與插頭用金屬套管壓接。如果紡綸與插頭壓接不牢，很容易導(dǎo)致插頭與光纜拉脫。
光纜護(hù)套與插頭分離。可能原因是光纜護(hù)套與插頭粘接不可靠，從而導(dǎo)致外觀上光纜護(hù)套與插頭分離。
光纜仍然與插頭粘連，但纖心已斷。可能原因是紡綸的材料不好，光纖跳線一旦受力過(guò)大則拉伸過(guò)長(zhǎng)，從而導(dǎo)致纖心余長(zhǎng)不夠而斷裂。
光纜與纖心均未斷，但光學(xué)性能明顯下降。這說(shuō)明光纖跳線經(jīng)受到拉力時(shí)纖心遭到了一定程度的破壞，但并不太嚴(yán)重。出現(xiàn)這種情況的原因很復(fù)雜，但多數(shù)是因?yàn)楣饫w跳線的材料不好造成的。
以上只是從技術(shù)上來(lái)分析出現(xiàn)這些情況的主要可能原因，實(shí)際上，主觀原因是也造成抗拉試驗(yàn)不合格的一個(gè)重要因素。
在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)YD/T826-1996《FC-PC型單模光纖光纜活動(dòng)連接器技術(shù)條件》、YD/T895-1997《SC/PC型單模光纖活動(dòng)連接器技術(shù)條件》、YD/T826-1997《FC-APC型單模光纖光纜活動(dòng)連接器技術(shù)條件》、YD/T987-1998《ST/PC型單模光纖光纜活動(dòng)連接器技術(shù)條件》中，除YD/T826-1996《FC-PC型單模光纖光纜活動(dòng)連接器技術(shù)條件》規(guī)定的拉伸試驗(yàn)條件為50N外，其它幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸試驗(yàn)條件均為90N，因此信息產(chǎn)業(yè)部參照這些標(biāo)準(zhǔn)制定的細(xì)則中規(guī)定拉伸試驗(yàn)條件也為90N。
然而在拉伸試驗(yàn)出現(xiàn)問(wèn)題的光纖活動(dòng)連接器產(chǎn)品中，不排除有一些企業(yè)仍然是按50N的試驗(yàn)條件要求生產(chǎn)和檢測(cè)光纖活動(dòng)連接器。如果這樣，生產(chǎn)出的光纖活動(dòng)連接器很有可能滿足不了細(xì)則的要求。因此，值得我們注意的是，光纖活動(dòng)連接器入網(wǎng)檢驗(yàn)中拉伸試驗(yàn)條件為90N，而不能采用50N的試驗(yàn)條件要求。
實(shí)際上，目前很多國(guó)際上生產(chǎn)的光纖活動(dòng)連接器的抗拉性能要求已是15kg(約等于147N)，因此只要選擇合適的材料，并采取正確的方法和程序，生產(chǎn)出滿足抗拉條件為90N的光纖活動(dòng)連接器是完全能做到的。
(2)SC型連接器鎖緊裝置的強(qiáng)度試驗(yàn)
鎖緊裝置的主要作用是減少光纖插頭由于意外受力而被拔出的可能性。在正常的拔出時(shí)，只要按規(guī)定方向和在規(guī)定位置施力牽拉，鎖緊力就可解除，插頭即可拔下，否則光纖活動(dòng)連接器將鎖定。與FC和ST相比，鎖緊裝置的強(qiáng)度試驗(yàn)是SC型光纖活動(dòng)連接器獨(dú)有的檢驗(yàn)項(xiàng)目。這項(xiàng)試驗(yàn)的目的是考驗(yàn)SC型光纖活動(dòng)連接器的鎖緊裝置在正常鎖緊時(shí)中能承受軸向力的大小。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則規(guī)定，其該檢驗(yàn)項(xiàng)目的技術(shù)要求是光纖活動(dòng)連接器鎖緊后應(yīng)能經(jīng)受68.6N(即7kg)的軸向拉力試驗(yàn)后，其插入損耗和回波損耗指標(biāo)應(yīng)滿足表1的要求。但在我們的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)有不少連接器在60N左右時(shí)就已破壞，說(shuō)明該鎖緊裝置并不可靠。
鎖緊裝置不可靠的原因主要是組成SC型連接器的插頭或適配器的材料問(wèn)題。如果使用了較軟或較脆的工程塑料，均有可能導(dǎo)致鎖緊裝置可靠性無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則要求。
3．光纖活動(dòng)連接器的互換性
在進(jìn)網(wǎng)細(xì)則中規(guī)定，光纖活動(dòng)連接器的互換測(cè)試就是指定某一適配器與其它跳線組成新的連接器進(jìn)行插入損耗和回波損耗的測(cè)試。在進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中我們是針對(duì)一根帶有插頭的光纖跳線和一個(gè)適配器組合進(jìn)行的檢驗(yàn)。但在實(shí)際使用中，光纖跳線和適配器并非是固定搭配的，因此在進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中，光纖活動(dòng)連接器的互換性檢驗(yàn)是十分必要的，也是具有實(shí)際意義的。
在光纖活動(dòng)連接器的進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中互換性能差也是一個(gè)較為常見(jiàn)的問(wèn)題。出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題主要原因有：
(1)研磨機(jī)一次只能同時(shí)研磨12個(gè)或有限個(gè)插針，每一個(gè)插針的位置均不同；另外每批連接器由于人為原因有可能松緊程度和研磨程度不同，從而導(dǎo)致的各個(gè)連接器插針的研磨情況有一定的差別。
(2)對(duì)于有多個(gè)研磨機(jī)的廠家，由于各個(gè)研磨機(jī)之間的肯定有一定差別，因此通過(guò)不同研磨機(jī)所生產(chǎn)的產(chǎn)品勢(shì)必要比同一個(gè)研磨機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品在一致性方面差異大點(diǎn)。
(3)另外對(duì)于APC型插針，由于其斜8度端面實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)困難，因此其互換性能一般比加工相對(duì)容易的PC型插針差。
根據(jù)插針形式的不同以及連接器生產(chǎn)廠家的不同，我們可以把互換性問(wèn)題分成4個(gè)等級(jí)。
一等是以PC型插針組成的光纖活動(dòng)連接器，一般不存在互換性能方面的問(wèn)題，互換性好。其互換性試驗(yàn)中的插入損耗變化量典型值為0.05dB，一般不超過(guò)0.2dB。這類產(chǎn)品一般是由同一研磨設(shè)備研磨出來(lái)的PC型連接器。
二等也是以PC型插針組成的光纖活動(dòng)連接器，互換性方面存在較小的問(wèn)題，互換性較好。其互換性試驗(yàn)中的插入損耗變化量典型值為0.1dB，一般不超過(guò)0.2dB。這類產(chǎn)品一般是由不同研磨設(shè)備研磨出來(lái)的PC型連接器。
三等是以APC型插針組成的光纖活動(dòng)連接器，互換性能有一定問(wèn)題，互換性一般。其互換性試驗(yàn)中的插入損耗變化量典型值為0.15dB，一般不超過(guò)0.3dB。這類產(chǎn)品是一般由同一研磨設(shè)備研磨出來(lái)的APC型連接器。
四等也是APC型插針組成的光纖活動(dòng)連接器，這種連接器互換性能容易出現(xiàn)較多問(wèn)題，其互換性能差。其互換性能試驗(yàn)中的插入損耗變化量典型值為0.2dB，一般不超過(guò)0.3dB。這類產(chǎn)品一般是由不同研磨設(shè)備研磨出來(lái)的APC型連接器。
總結(jié)
要保證光纖活動(dòng)連接器產(chǎn)品滿足信息產(chǎn)業(yè)部的進(jìn)網(wǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)要求，企業(yè)首先要保證光纖活動(dòng)連接器的原材料滿足要求；其次是嚴(yán)格按照規(guī)定的要求設(shè)計(jì)和生產(chǎn)；最后就是要求企業(yè)的質(zhì)檢及技術(shù)人員對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)有一個(gè)深入全面的理解，了解和掌握有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則的要求。只有這樣，才能生產(chǎn)出符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求與進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)實(shí)施細(xì)則要求的產(chǎn)品，從根本上避免光纖活動(dòng)連接器產(chǎn)品在進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題，更好地保證光纖通信的穩(wěn)定可靠。
