光纤插芯技术标准的讨论-2012年12月中电元协潮州

在标准YD/T 1198-2002《光纤活动连接器插针体技术要求》中，定 义了同心度，但并不规范。
因此，在YD/T 1272.3-2005《光纤活动连接器第3部分：SC型》中， 又将其重新定义为同轴度误差。
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响
假定我们现在有同轴度误差为0um的标准测试线，我们通过理论计算
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响
我们参考IEC标准，并结合实际制作工艺，可以把影响 连接器性能的因素总结如下表：
序号 插芯
同心度 内孔出射角（开口夹角） 外圆直径及外圆圆度 内孔直径（与光纤配合度）
光纤
同心度 外圆直径(与插芯内孔配合度)
连接头研磨工艺
曲率半径 顶点偏移 凹凸量
1 2 3 4
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五、插芯新标准制订的必要性探讨 3、定义和测量方法
（1）、新增真圆度，圆柱度、顶点偏移等名词定义；同时对原有 定义，根据实际情况及IEC最新标准进行重新规范。
（2）、对同心度，内孔出射角，外径大小、真圆度等如何测试及 仪器的实际使用需进行规范。 （3）、对各物理性能的检测方法的规范。
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二、光纤陶瓷插芯的应用领域
接入网：大量使用光纤陶瓷插芯
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三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨 1、两个定义
插入损耗 插入损耗是指光纤中的光信号通过连接器之后，其光功率会产生变 化（一般是变小），我们将输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数 称为插入损耗。 其表达式为： IL= - 10log(Pout/Pin) dB
六、总结和展望
光纤陶瓷插芯，是光纤活动连接器的核心部件，关系着 活动连接器的性能好坏。而光纤活动连接器作为光通信网的 接插节点，起着重要的作用。其性能的好坏，影响着网络的 耗能、信号的稳定和误码率。随着我国光纤到户的进一步推 广，连接器得到广泛的应用。因此，对连接器的要求也将提 到一个新的层面。对实际应用、随机对接的要求也将越来越 高。 三环公司作为光通信行业一员，在光连接器方面也将为 业界的发展尽已所能，提高产品的质量，为光纤到户的发展 提供可靠的基础。 最后，谢谢各位专家、领导和业界人士。
回波损耗 回波损耗又称为后向反射损耗。它是指在光纤连接处，后向反射光 相对输入光的比率的分贝数。 其表达式为：RL= - 10log(Pr/Pin) dB 回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。
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三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨 2、插入损耗的测试要求
YD/T 1272.3-2005《光纤活动连接器第3部分：SC型》
（1）测试与实际使用不对应，造成很多线路光功率不满足要求而误码率 高甚至断网。 （2）测试标准线是否标准，同时不同标准线测试结果差异的问题。虽然 YD或电信技术书对标准插头和适配器做出要求，但并不直接且可行性差。
2.4990±0.0003mm
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三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨
因此,由于批量测试方法和实际使用不相同，同时对于批量测试，既 没矛也没盾的现实，造成产品的质量并不受控。IEC标准就较为直接贴近 使用实际，规定了随机对接的损耗值。同时，IEC还对插芯作了直接要求。
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一、光纤陶瓷插芯的发展背景 光纤插芯的分类和发展（一）
不锈钢：最早使用的连接器插芯，但由于加工精度、耐磨性能、 老化性能、环境适应性能等原因，基本被淘汰。
氧化铝，20世纪70年代，主要 用于多模，由于颗粒约15um， 不易研磨而被代替。
玻璃插芯：由于加 工精度差、材料脆 等原因，最终不能 ZrO2陶瓷插芯：近二十年被广 在连接器领域应用 泛应用。加工精度高、耐磨损、 而转向光纤准直器 可加工性好、使用寿命长，能 保证良好的插入损耗和回波损 领域。优点是热匹 配性能与光纤、透 耗。 镜等玻璃材料接近。
UPC型（Ultra Physical Contact），即端面为球面研磨且3D（曲率半径、顶 点偏移、凹凸量）受控。其插入损耗小于0.2dB，回波插损大于50dB。
APC型（Angled-Physical Contact），即端面为斜球面研磨且3D （曲率半径、 顶点偏移、凹凸量）受控。插入损耗小于0.3dB，回波插损大于60dB。 是一种高性能、未来将受广泛应用的光纤陶瓷插芯。
两方面的影响： （1）、倾角损耗； （2）、随着研磨量的增加，同心度会发生变化，可能变好，也可能变坏； （3）、方向性变化。
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响 3、外圆直径（外圆圆度）
外圆直径表现出来的仍然主要是错位损耗，也表现出倾角损耗。而 外圆圆度更表现为连接器多次插拨的稳定性，不同方向的方向性，不同 连接器间的互换性。
FC型
SC型
ST型
LC型
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二、光纤陶瓷插芯的应用领域 应用介绍一（光纤活动连接器）
电信/移动基站
跳线
PLC分路器
路边交接箱
楼道交接盒
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二、光纤陶瓷插芯的应用领域 应用介绍二（半导体激光器）
随着光纤通信的发展，半导体光电 子器件在光纤通信得到广泛应用且取得 突出的进展。但半导体激光器LD（或PD） 的模块化以及LD/PD与光纤的对接显得 非常重要。目前最好的解决方案就是利 用光纤陶瓷插芯进行耦合并对接。
光纤陶瓷插芯 应用及技术标准的探讨
潮州三环（集团）股份有限公司 郑镇宏
目录提纲
一、光纤陶瓷插芯的发展背景 二、光纤陶瓷插芯的应用领域 三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨 四、插芯关键技术及对连接器性能的影响 五、插芯新标准制订的必要性探讨 六、总结和展望
一、光纤陶瓷插芯的发展背景 光纤插芯的定义
外径大小不匹配
真圆度不匹配
圆柱度不匹配
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响 4、内孔直径（与光纤配合）
内孔直径是一个常被忽略但确是十分重要的指标。当然，由于光通 信行业正在高速发展，光纤需求量连续几年处于供不应求状态。行业对 光纤直径的标准也是一变现再变。 （1）光纤用于传输，对外径要求确实可以要求不高； （2）光纤用于跳线等接插头，要和插芯内孔配合，对光纤外径还是要提 出要求。
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响
错位损耗
L=-10*LOG10(EXP(-((d/r)^2)))
\dB
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响
倾角损耗
\dB
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响 1、同心度（同心度和错位量d实际上是2倍的关系）
同心度就是插芯内径距 离整个圆心的偏移程度。理 想状态是0，就是不偏移。
模塑：由于期望 降低成本而开发， 但指标性能不能 突破而停滞。
镍基：新材料应 用，但成本高、 性能差等原因使 其最终没发展。
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一、光纤陶瓷插芯的发展背景 光纤插芯的分类和发展（二）
FC型（Flat Contact） ，即端面为平面研磨。其插入损耗一般能小于0.5dB， 回波插损大于35dB。 PC型（Physical Contact），即端面为球面研磨。其插入损耗一般能小于 0.3dB，回波插损大于40dB。
同心度对连接器性的指标的影响是最为重要，也是最为直观的。而 同心度正是评估光纤陶瓷插芯质量好坏的标准。我们看到，由于损耗的 增加是非线性的。因此，可能存在的风险是比较大的。
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四、插芯关键技术及对连接器性能的影响 2、内孔出射角（开口夹角）
内孔出射角，也称开口夹角或内孔角偏差，是指插芯内孔轴线与插 芯圆柱体轴线之间所形成的夹角。
中国电信2010年集采《光纤活动连接器的技术规范书》
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三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨
IEC61300-3-34 中提到的随机串联测试
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三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨 3、工业测试与实际使用的差异
工业测试-标准线判定
实际使用-随机串联
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三、光纤活动连接器的现状及问题的探讨 4、存在两个问题
错位量(um) 线A-标准线 线B-标准线 线A-线B 1 1 2 损耗(dB) 0.144 0.144 0.574
假定标准测试线的同轴度误差不为0um，而是YD标准要求的小于 0.3um，那么，存在的情况就更为复杂，风险就更大。
标准线同轴度误差 0.3um 线A-标准线 线B-标准线 线A-线B 最小错位量(um) 0.7 0.7 0 最小测试损耗(dB) 最大错位量(um) 0.07 0.07 0 1.3 1.3 2 最大测试损耗 (dB) 0.243 0.243 0.574
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五、插芯新标准制订的必要性探讨 2、各指标
（1）、同心度
目前要求是1.4um，而实际则需要更细化。 IEC标准就进行了A、B、C、D四级连接器对应不同的 度。 （2）、内孔出射角 同心
目前要求是17ˊ，而IEC标准有0.2°、0.3°和0.6° 。
（3）、内孔大小，如何来与光纤外径进行更好的配合 （4）、对应连接器指标的分级和实际应用的规范。
光纤插芯体（ferrule），在通信行业标准YD/T 1198-2002 《光纤活动连接器插针体技术要求》给出这样的定义：光纤 活动连接器插头中精密对中的圆柱体，中心有一微孔，用作 固定光纤。
作用和要求
1、保证两光纤的对接，单模要求轴向偏差小于1um，多模要 要求轴向偏差小于4um； 2、产品耐磨损，可多次重复插拨； 3、端头易加工，可研磨成球面、斜球面； 4、产品抗老化，使用寿命30年以上； 5、材料热胀冷缩系数小，环境适应性能强。
OLT光收发和交换
ONU光入户单元(光猫)
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二、光纤陶瓷插芯的应用领域 应用介绍三（快速连接器）
快速连接器，也称机械型现场组装 式光纤活动连接器，是指不需要热熔接 机，通过简单的工具、利用机械连接技 术直接组装而成的现场组装式光纤活动 连接器。目前作为光纤到户安装的最佳 选择，正飞速地发展。