1 引言

　　光纖冷接續(xù)產(chǎn)品具有"完整切割，對準，彈性貼入，可靠固緊。"等四大優(yōu)點，可使信號低損導通。目前已經(jīng)在國外FTTx工程中得到廣泛應用，發(fā)展相當迅猛，目前世界上快速接續(xù)連接器主要生產(chǎn)廠家有3M、康寧、北電、藤倉、住友等廠家，值得慶賀的是，國內(nèi)廠商也開始加強了在光纖冷接續(xù)技術(shù)領(lǐng)域的進軍力度。通過本文了解一下當前國內(nèi)冷接續(xù)技術(shù)和市場發(fā)展動態(tài)。 眾所周知，前幾年我國的光纖冷接續(xù)技術(shù)相對國外較為落后，主要體現(xiàn)在沒有一家的光纖冷接續(xù)廠家，更沒有批量化產(chǎn)品在市場上銷售，雖然有些廠家已經(jīng)意識到冷接類產(chǎn)品的市場前景，而且投入了一部分人力物力研究開發(fā)，但往往局限于模仿國外產(chǎn)品，不能實現(xiàn)技術(shù)突破，更談不上量產(chǎn)。近年來，一些企業(yè)定位在致力于光纖冷接續(xù)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，提出一整套突破性光纖冷接續(xù)理論和制造方案，突破國外技術(shù)壁壘，提出了非預置光纖成端技術(shù)和箱砌式光纖冷接技術(shù)，并已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)量銷。打破了國外廠商在冷接續(xù)領(lǐng)域?qū)ξ覈氖袌鰤艛啵钛a了國內(nèi)空白，加快我國FTTx的步伐。

　　2 光纖冷接成端接續(xù)理論

　　無論哪種端接接續(xù)方式，均要實施光纖對光纖的接續(xù)。從光纖端面情況來看，光纖冷接可以分為以下幾種。

　　2.1平面-平面冷接續(xù)方式

　　平面-平面冷接續(xù)方式是指光纖接續(xù)點兩端均為切制的平面，對接時要加入匹配液彌補接續(xù)空隙，實現(xiàn)光信號的低損導通。它是光纖冷接子主要采用的冷接續(xù)方式。

　　優(yōu)點：產(chǎn)品制造成本低廉；現(xiàn)場光纖制備容易；接續(xù)工序簡單，操作速度快，便于FTTH大批量施工使用。

　　缺點：接續(xù)點必須加入起彌補作用的匹配液，但匹配液易于受到污染，對使用環(huán)境要求較高，而且容易在長時間使用中流失，耐氣候性能較差。

　　適用范圍：光纖冷接子和光纖快速接續(xù)連接器。

　　2.2 球面-平面冷接續(xù)方式

　　球面-平面冷接續(xù)方式是指光纖接續(xù)點一端為研磨的球面，另一端為現(xiàn)場切制的平面，對接時根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同，可選擇性加入匹配液來彌補接續(xù)空隙。它是目前高品質(zhì)產(chǎn)品主要采用的冷接續(xù)方式。

　　優(yōu)點：耐氣候性能，接續(xù)點可以不必加入起彌補作用的匹配液，接續(xù)工序簡單、可靠，操作速度較快，便于大批量施工使用。

　　缺點：現(xiàn)場光纖的制備要求較高。

　　適用范圍：現(xiàn)場光纖快速接續(xù)連接器。

　　2.3球面-球面冷接續(xù)方式

　　球面-球面冷接續(xù)方式是指光纖接續(xù)點兩端均為研磨的球面，對接時不用加入匹配液來彌補接續(xù)空隙。這種方式在活動連接器中大量使用，而用于現(xiàn)場冷接初是20世紀80年代。

　　優(yōu)點：接續(xù)性能優(yōu)異，耐氣候性強。

　　缺點：現(xiàn)場光纖的制備要求很高，需要昂貴的現(xiàn)場研磨機配套使用，接續(xù)工序復雜，操作速度慢，不便于在FTTH現(xiàn)場大批量施工使用。

　　適用范圍：光纖活動連接器、光纖冷接子和現(xiàn)場光纖快速接續(xù)連接器。

　　2.4 斜面-斜面冷接續(xù)方式

　　斜面-斜面冷接續(xù)方式是指光纖接續(xù)點兩端均為研磨或切制的斜面，需在接續(xù)點加入匹配液來彌補接續(xù)空隙。它主要用于對回波損耗要求較高的CATV模擬信號的傳輸，一般用在APC活動連接器上，用在現(xiàn)場冷接續(xù)技術(shù)領(lǐng)域只是剛剛開始。

　　優(yōu)點：回波損耗性能較好。

　　缺點：現(xiàn)場光纖的制備要求很高，需要昂貴的現(xiàn)場研磨機配套使用，或特制的斜8度切割刀來完成，接續(xù)工序復雜，操作速度慢，不便于FTTH現(xiàn)場大批量施工使用。

　　適用范圍：APC型光纖活動連接器、光纖冷接子或現(xiàn)場快速接續(xù)連接器。

　　根據(jù)以上分析，一般來說，我們要盡可能實現(xiàn)研磨球面的端接，其次選擇研磨球面與平面的端接，再其次選擇平面與平面的端接。盡管斜面與斜面的端接能較好地避免回波損耗，但實際很少使用。

　　3 光纖冷接成端產(chǎn)品

　　FTTH（Fiber To The Home ），顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說，F(xiàn)TTH是指將光網(wǎng)絡單元（ONU）安裝在住家用戶或企業(yè)用戶處，是光接入系列中除FTTD（光纖到桌面）外靠近用戶的光接入網(wǎng)應用類型。FTTH的顯著技術(shù)特點是不但提供更大的帶寬，而且增強了網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)格式、速率、波長和協(xié)議的透明性，放寬了對環(huán)境條件和供電等要求，簡化了維護和安裝。說到FTTH,首先就必須談到光纖接入。光纖接入是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體。光纖接入可以分為有源光接入和無源光接入。光纖用戶網(wǎng)的主要技術(shù)是光波傳輸技術(shù)。目前光纖傳輸?shù)膹陀眉夹g(shù)發(fā)展相當快，多數(shù)已處于實用化。根據(jù)光纖深入用戶的程度，可分為FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH等。

　　冷接產(chǎn)品在國外FTTH工程中得到廣泛應用，并已得到證實，接續(xù)穩(wěn)定，比熔接更方便可靠。冷接產(chǎn)品包括光纖快速接續(xù)連接器及光纖冷接子兩類產(chǎn)品。而對于光纖快速接續(xù)連接器，鑒于前期冷接技術(shù)的局限性，幾乎全部采用預置纖技術(shù)，這類產(chǎn)品操作較為簡單，但接續(xù)時容易產(chǎn)生假對接，產(chǎn)品長期的穩(wěn)定性有一定的隱患，目前對非預置光纖成端技術(shù)都處于研究階段這些狀況推出了箱砌式光纖冷接子，從操作、性能、應用范圍全面超越同類國外產(chǎn)品。

　　3.1意義

　　目前，光纖冷接續(xù)在FTTX光纖入戶中替代熱熔而成為主流是必然，這在日本、韓國等FTTH應用普遍的國家中，已經(jīng)得到證實。在我國光纖到戶還剛剛開始，各城市大多在試點階段，一般以FTTB光纖到樓為主，接續(xù)點少，還未體現(xiàn)冷接的優(yōu)勢，但隨著客戶對網(wǎng)絡流量的高要求以及競爭的因素，F(xiàn)TTH才是用戶的要求，而隨著FTTH光纖到戶的深入發(fā)展，光纜的大量入戶使用，光纖冷接續(xù)的優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，根據(jù)我國FTTH光纖到戶發(fā)展趨勢，光纖冷接替代熱熔的時間應不超過一年。隨著信息時代的加速到來，光纖到戶成為各國各運營商的共識，在國外印度、新加波等市場增長很快，國內(nèi)一些沿海城市的增長也不可小窺。

　　3.2 現(xiàn)狀

　　目前光纖冷接成端產(chǎn)品種類較多，按連接器結(jié)構(gòu)可分為SC型插頭、LC型插頭、SC型插座、LC型插座4種類型；按插針體端面可分為PC型和APC型；按匹配的光纖或光纜類型可分為光纖型（250 μm預涂覆光纖或900 μm緊套光纖）和光纜型（主要有2.0 mm×3.1 mm蝶形引入光纜或直徑3.0 mm圓形單芯光纜）；按連接點數(shù)量可分為單連接點連接器組件和多連接點連接器組件；按插頭是否預置光纖可分為預置型和非預置型。

　　預置式光纖的接續(xù)點設置在連接器內(nèi)部，預置有匹配液；非預置光纖接續(xù)點在連接器表面，不預置匹配液，直接通過適配器與目標光纖相連。

　　3.3實驗數(shù)據(jù)

　　從應用及測試效果來看，目前大部分現(xiàn)場組裝式連接器產(chǎn)品均能達到或接近傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的光纖連接器的要求，即YD/T 1272系列標準中規(guī)定的要求。如插入損耗在0.5 dB以內(nèi)，回波損耗大于40 dB,而且大部分可靠性試驗，如拉力、低溫對產(chǎn)品性能影響不大，基本上能達到相應行業(yè)標準的要求，只是個別連接器對濕熱、溫度循環(huán)、振動、沖擊有些敏感。

　　圖1和圖2為3個不同廠商產(chǎn)品的光學性能情況，其中產(chǎn)品1和產(chǎn)品3為預置式，產(chǎn)品2為非預置式，3種產(chǎn)品的連接器插頭均為SC/PC型。

圖1  插入損耗測試值

圖2  回波損耗測試值

　　從圖1、圖2可以看出，雖然不同廠商產(chǎn)品之間的性能存在差異，但是都能達到常態(tài)下插入損耗小于0.5 dB,回波損耗大于40 dB.

　　4 預置式與非預置式現(xiàn)場連接器

　　目前對現(xiàn)場組裝式連接器的分類用得較多的是按插頭是否預置光纖劃分，即預置式現(xiàn)場連接器和非預置式現(xiàn)場連接器。下面探討這兩種連接器的特點。

　　4.1結(jié)構(gòu)及組裝特點

　　（1）預置光纖型現(xiàn)場連接器

圖3 預置光纖式現(xiàn)場連接器

　　預置光纖式現(xiàn)場連接器一般由一段研磨好端面的光纖、V型槽、匹配液等部分組成，如圖3所示。

　　操作步驟為：先將研磨好的裸纖置入陶瓷插芯內(nèi)，現(xiàn)場制作時將另一端切割好的光纖插入V型槽與之對接，然后壓緊，同時配以匹配液，消除菲涅爾反射。

　?。?）非預置光纖型現(xiàn)場連接器

　　與預置光纖式現(xiàn)場連接器不同的是，非預置光纖式現(xiàn)場連接器不需要在V型槽進行光纖對接，不需要匹配液，只需將切割好的裸纖插入套管，用緊固裝置加固即可。

　　組裝步驟為：，剝光纖并切割，切割端面和裸纖長度是關(guān)鍵；第二，使用裝配工具將裸纖插入插芯；第三，利用緊固裝置固定、壓緊插頭及裸纖；第四，安裝外護套（尾管）等裝配件。

　　4.2 兩種方式的比較

　?。?）接續(xù)效果

　　預置光纖型現(xiàn)場連接器一般采用處理過的、完整的光纖端面，通過陶瓷插芯在套管中或直接在V型槽中對準，其端面通過彈性貼合，光纖被緊固在陶瓷插芯或V型槽中來實現(xiàn)光信號的低損導通。

　　非預置光纖快速連接器是把接續(xù)點前移至插芯表面，對接插針體（標準連接器或設備）預研磨球面與現(xiàn)場光纖的切割面直接彈性貼合，通過減少一個接續(xù)點，實現(xiàn)光纖的超低損耗接續(xù)。

　　這樣看來，預置光纖型現(xiàn)場連接器需要比非預置光纖快速連接器多一個接續(xù)點，但預置光纖型現(xiàn)場連接器插頭端面可以保證是符合行業(yè)標準的研磨端面，可以滿足端面幾何尺寸如頂點偏移、光纖凹陷與凸出、曲率半徑等要求，而非預置光纖型現(xiàn)場連接器的插頭端面幾何尺寸無法滿足行業(yè)標準的要求。

　?。?）使用壽命

　　預置式光纖連接器兩光纖端面處理方法均為切制時，無法保證接續(xù)表面的平整，致使接續(xù)性能較差，特別是回波損耗，故需在接續(xù)點中放入折射率與光纖相同的匹配液，彌補間隙等缺陷造成的接續(xù)損耗。

　　非預置光纖快速連接器內(nèi)部無接續(xù)點和匹配液，不會由于匹配液的流失而影響使用壽命，也不存在因使用時間過長導致匹配液變質(zhì)等問題。

　　（3）操作難度

　　由于預置光纖型現(xiàn)場連接器有匹配液輔助接續(xù)，因此相對來說，非預置光纖型現(xiàn)場連接器對光纖切割端面的要求要比預置光纖型現(xiàn)場連接器高。

　　（4）維護

　　無論是預置式還是非預置式，對正常的光纖通信來說維護工作都非常重要。要判斷是否接續(xù)好，需要用儀表進行現(xiàn)場測量。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，則需要進行現(xiàn)場維護。

　　由于非預置式無匹配液存在，只要當時接續(xù)足夠好，后期維護的必要性相對較小，即使當時沒有接續(xù)好，還可通過放大鏡或干涉儀觀察、判斷是接續(xù)的問題還是端面遭到污染的問題。對預置式連接器進行維護時需對接續(xù)點進行開啟檢查，這樣容易導致匹配液的流失或被污染。

　　5 存在的問題

　　雖然現(xiàn)場組裝式光纖連接器具有方便快捷、節(jié)省投資等諸多優(yōu)點，但畢竟發(fā)展的歷史較短，目前還存在著一些問題。從泰爾實驗室2008年以來的測試情況看，現(xiàn)場組裝式連接器產(chǎn)品主要存在以下問題。

　?。?）大部分現(xiàn)場連接器的插入損耗和回波損耗指標達不到一般傳統(tǒng)光纖連接器的性能水平。如回波損耗雖大于40 dB,但與現(xiàn)在大部分傳統(tǒng)光纖連接器產(chǎn)品的回波損耗指標還有差距。目前PC型插針的回波損耗一般都在50 dB以上。

　?。?）重復性指標差。由于存在一定的光纖對接或者端面不平等原因，多次測試參數(shù)差別較大，尤其是非預置式。

　　（3）接續(xù)成功率較低，在具體應用中很少能制作成功。

　?。?）預置光纖式結(jié)構(gòu)的匹配液容易流失、V型槽壓緊處可能發(fā)生變化；非預置光纖式結(jié)構(gòu)若切割長度、端面不好，多次接續(xù)會進一步磨損端面。

　?。?）在FTTH應用中，環(huán)境溫濕度變化大（如長時間水泡情況），人為因素眾多，因此連接器的適應性有待加強。

　　現(xiàn)在已經(jīng)有不少的試點城市開始使用這種現(xiàn)場組裝光纖連接器。隨著FTTH的大規(guī)模部署，相信現(xiàn)場組裝光纖連接器會得到更好的發(fā)展和應用。

　　6 標準情況

　　光通信發(fā)展較快的國家，很早就推出了相關(guān)標準。我國在光纖冷接成端技術(shù)的研發(fā)方面起步較晚，在這方面的規(guī)范較少，主要是以一些企業(yè)標準的形式存在，缺少行業(yè)上共同遵守的統(tǒng)一標準。為此泰爾實驗室分別在2008年及2009年中國通信協(xié)會傳送網(wǎng)與接入網(wǎng)工作組（TC6）的光器件組（WG4）會議上，提出了機械式現(xiàn)場組裝式光纖連接器的標準立項申請并獲得通過。

　　目前標準起草工作正在緊張進行之中，其標準將會以YD/T 1272為基礎，結(jié)合現(xiàn)場光纖冷接成端的技術(shù)特點，形成現(xiàn)場組裝式光纖連接器的行業(yè)標準。該標準內(nèi)容主要包括產(chǎn)品命名、分類、技術(shù)要求、測試方法、檢驗規(guī)則、包裝與儲運等，將成為現(xiàn)場組裝式光纖連接器生產(chǎn)、設計、驗收等的參考依據(jù)及技術(shù)準則，從而推動光纖冷接成端技術(shù)的應用，推動FTTH的進一步發(fā)展。

　　7 結(jié)束語

　　從短期來看，光纖冷接成端技術(shù)還無法與光纖熱熔接技術(shù)相媲美，其適用范圍僅局限于接入網(wǎng)末端及工程搶修，然而光纖冷接成端技術(shù)是一個伴隨FTTH及光通信的快速發(fā)展而成長起來的持續(xù)創(chuàng)新性技術(shù)，隨著科技的發(fā)展，應用的增多，光纖冷接成端技術(shù)必將進一步發(fā)展和成熟。