[专题]常见的光纤传输器材大汇总-光纤耦合器与光纤跳线、尾纤

2021-03-09 20:00:48 资讯文章 229

光纤耦合器：

光纤耦合器(Coupler)又称分歧器(Splitter)、连接器、适配器、光纤法兰盘，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。

实现光信号功率在不同光纤间的分配或组合的光器件。利用不同光纤面紧邻光纤芯区中导波能量的相互交换作用构成。按所采用的光纤类型可分为多模光纤、单模光纤和保偏光纤耦合器等。

光纤耦合器(Coupler)又称分歧器(Splitter)、连接器、适配器、法兰盘，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。光纤耦合器可分标准耦合器(属于波导式，双分支，单位1×2，亦即将光讯号分成两个功率)、直连式耦合器(连接2条相同或不同类型光纤接口的光纤,以延长光纤链路)、星状/树状耦合器、以及波长多工器(WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属于DWDM)，制作方式则有烧结(Fuse)、微光学式(Micro Optics)、光波导式(Wave Guide)三种，而以烧结式方法生产占多数(约有90%)。烧结方式的制作法，是将两条光纤并在一起烧融拉伸，使核芯聚合一起，以达光耦合作用，而其中最重要的生产设备是光纤熔接机，也是其中的重要步骤，虽然重要步骤部份可由机器代工，但烧结之后，仍须人工作检测封装，因此人工成本约占10～15%左右，再者采用人工检测封装须保品质的一致性，这也是量产时所必须克服的，但技术困难度不若DWDM 模块及光主动元件高，因此初期想进入光纤产业的厂商，大部分会从光耦合器切入，毛利则在20～30%。

原理

光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到最小。对于波导式光纤耦合器，一般是一种具有Y型分支的元件，由一根光纤输入的光信号可用它加以等分。当耦合器分支路的开角增大时，向包层中泄漏的光将增多以致增加了过剩损耗，所以开角一般在30°以内，因此波导式光纤耦合器的长度不可能太短。

单模光纤耦合器

单模光纤耦合器应用最广。2×2单模光纤耦合器具有典型性，其构成如图。它有两个输入端和两个输出端，中间有一段耦合区。

采用熔化拉伸工艺制作的单模光纤耦合器

拉伸部分形成锥形耦合区。拉伸使芯区的光能向芯外扩展；同时，使两纤芯彼此靠近，这两种作用都增强了耦合。由1或2输入的光信号，经锥形耦合区分配，由3和4端输出。分配的比例称为耦合比，由拉伸区的长度控制。图中（b）采用磨抛法将呈一定曲率嵌入石英块的光纤去除部分包层，再将两块这样的石英块贴紧使两纤芯彼此靠近，构成光纤耦合器。耦合比由纤芯靠近程度和光纤在石英块中的曲率半径决定。耦合比可在1%～99%间选定，插入损耗小于0.5dB。输入光在反方向耦合出的光信号极弱，故光纤耦合器常被称为定向耦合器。

多模光纤耦合器

多模光纤耦合器的原理和结构基本与上述者类似，只是磨抛型器件要求强耦合作用，故磨抛平面进入纤芯。在磨抛型2×2光纤耦合器的基础上，还可以制作可调耦合器。在一定的波长情况，耦合比随两磨抛光纤所成角度变化，故调节两光纤的相对方向便可改变耦合比。

在光纤局部网或其他场合还采用l×N，N×1耦合器或N×M耦合器（或称星形耦合器），其中第一个数字代表输入端数，第二个数字代表输出端数。这些耦合器均采用熔拉法制作。

分类

按照耦合的光纤的不同有如下分类：

SC光纤耦合器：应用于 SC光纤接口，它与 RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。

LC光纤耦合器：应用于LC光纤接口，连接SFP模块的连接器，它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。（路由器常用）

FC光纤耦合器：应用于FC光纤接口，外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)

ST光纤耦合器：应用于ST光纤接口，常用于光纤配线架，外壳呈圆形，紧固方式为螺丝扣。（对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架）

光纤跳线：

光纤跳线用来做从设备到光纤布线链路的跳接线。有较厚的保护层，一般用在光端机和终端盒之间的连接，应用在光纤通信系统、光纤接入网、光纤数据传输以及局域网等一些领域。

分类

光纤跳线按传输媒介的不同可分为常见的硅基光纤的单模、多模跳线，还有其它如以塑胶等为传输媒介的光纤跳线；按连接头结构形式可分为：FC跳线、SC跳线、ST跳线、LC跳线、MTRJ跳线、MPO跳线、MU跳线、SMA跳线、FDDI跳线、E2000跳线、DIN4跳线、D4跳线等等各种形式。比较常见的光纤跳线也可以分为FC-FC、FC-SC、FC-LC、FC-ST、SC-SC、SC-ST等。

单模光纤(Single-mode Fiber)：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。

光纤跳线常用头多模光纤(Multi-mode Fiber)：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。

光纤跳线与光纤尾纤

应用

光纤跳线产品广泛运用到：通信机房、光纤到户、局域网络、光纤传感器、光纤通信系统、光纤连接传输设备、国防战备等。适用于有线电视网、电信网、计算机光纤网络及光测试设备。细分下来主要应用于几个方面。

1.光纤通信系统

2.光纤接入网

3.光纤数据传输

4.光纤CATV

5.局域网(LAN)

6.测试设备

7.光纤传感器

结构：

光纤跳线(又称光纤连接器)是指光缆两端都装上连接器插头，用来实现光路活动连接;一端装有插头则称为尾纤。光纤跳线（Optical Fiber Patch Cord/Cable)和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是50μm~65μm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。

光纤跳线的分类和概述如下

光纤跳线（又称光纤连接器），也就是接入光模块的光纤接头，也有好多种，且相互之间不可以互用。SFP模块接LC光纤连接器，而GBIC接的是SC光纤连接器。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明：

①FC型光纤跳线：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)

②SC型光纤跳线：连接GBIC光模块的连接器，它的外壳呈矩形，紧固方式是采用插拔销闩式，不须旋转。(路由器交换机上用的最多)

③ST型光纤跳线：常用于光纤配线架，外壳呈圆形，紧固方式为螺丝扣。(对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架)

光纤线

④LC型光纤跳线：连接SFP模块的连接器，它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。(路由器常用)

光纤跳线的接口类型

使用注意

光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。一般的情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。

光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减。

光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。

如果光纤接头被弄脏了的话，可以用棉签蘸酒精清洁，否则会影响通信质量。

1.使用前必须将光纤跳线陶瓷插芯和插芯端面用酒精和脱脂棉擦拭干净。

2.使用时光纤最小弯曲半径不小150mm。

3.保护插芯和插芯端面，防止碰伤、污染，拆卸后及时带上防尘帽。

4.激光信号传送之时请勿直视光纤端面。

5.出现人为及其它不可抗因素损坏时应及时更换损坏的光纤跳线。

6.安装前应仔细阅读说明书，并在厂家或经销商的工程师指导下进行安装调试。

7.光纤网络或系统出现异常情况，可采用故障排除法逐一测试。测试或排除跳线故障时可以先做通断测试，通常可以使用可见激光笔对整个光纤链路打光判断。或者进一步使用精密光纤插损回损仪，测试其各项指标，指标在合格范围内，则跳线指示正常，反之则不合格。

选用指南

光纤跳线按端接类型分主要有以下三种类型：ST-ST、SC-SC、ST-SC。按光纤种类分主要有单模光纤和多模光纤两类。跳线长度的规格有0.5m、1m、2m、3m、5m、10m等。按线缆外护层材料可分为普通型、普通阻燃型、低烟无卤型（LZSH）、低烟无卤阻燃型等。

根据建筑物防火等级和对材料的耐火要求，综合布线系统应采取相应的措施。在易燃的区域和大楼竖井内布放电缆或光缆，应采用阻燃的电缆和光缆；在大型公共场所宜采用阻燃、低烟、低毒的电缆或光缆；相邻的设备间或交接间应采用阻燃型配线设备。

安装要点

参见《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312－2000和《建筑及建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》CECS 89:97中要求。

区别

光纤跳线

1. 单模模块一般采用LD或光谱线较窄的LED作为光源，耦合部件尺寸与单模光纤配合好，使用单模光纤传输时能传输较远距离

2. 多模模块一般采用价格较低的LED作为光源，耦合部件尺寸与多模光纤配合好。

尾纤又叫猪尾线，只有一端有连接头，而另一端是一根光缆纤芯的断头，通过熔接与其他光缆纤芯相连，常出现在光纤终端盒内，用于连接光缆与光纤收发器（之间还用到耦合器、跳线等）。

光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上，光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。

1.按连接头可分为：FC、ST、SC、LC、MU、MPO、E2000、MTRJ、SMA等，端面接触方式有PC、UPC、APC。

2.光纤外径Ф0.9mm、Ф2mm、Ф3mm,光纤芯数：单芯，双芯，4芯，6芯，8芯，12芯或客户指定。3.光纤种类可分为：G652B，G652D，G655，G657A1，G657A2，50/125，62.5/125，OM3(50/125-150),OM4(50/125-300)等。

4.连接头颜色可分为：蓝色(常用于单模PC,UPC接头)、米色，灰色(常用于多模接头）、绿色（APC接头)、水蓝色(OM3)，尾套颜色可分为：灰色、蓝色、绿色、白色、红色、黑色、青绿色。

5.连接线长度：自定。

如何检测

如何检测光纤跳线是否合格?

用插回损仪首先用通光笔测出跳线是否通光确定光纤没断测出指标一般电信级指标：插入损耗小于0.3dB 回波损耗大于45dB。

光纤跳线的性能检测分为：

1. 光学性能检测，包括回损/插损测试。测试的仪器可以使用FibKey 7602回损/插损一体化测试仪。

2. 端面几何形状测试，测试的参数包括曲率半径、顶点偏移、光纤高度等。测试的仪器是干涉仪，很多人采用NorlandAC/NC3000或者CC6000进行测试。特别是CC6000干涉仪因为性价比优越，越来越多的工厂使用该仪器。

3. 光纤端面划痕检测，采用视频光纤放大镜进行观察，如很多工厂使用FibView FV-400PA进行检查。该仪器能给出最清晰的图像，操作极其简单。也有客户使用FibKey-5600型可变倍数放大镜进行检测，该仪器集400倍、200倍、80倍放大镜于一体，可清晰方便地观察光纤端面以及插芯端面情况。当然还可以使用相关软件进行自动检查。

4. 光纤拉力测试，需要测试光纤连接器能承受的拉力大小。

5. 环境温度实验，需要测试光纤连接器在不同环境温度情况下的性能指标。