光通信基礎(chǔ)知識(shí)

1、光纖連接頭，連接和接插面板光纖連接頭，連接和接插面板連接頭是為了對(duì)光纖連接的時(shí)候能有低的損耗和為連接點(diǎn)提供機(jī)械上和環(huán)境上的保護(hù)，容易進(jìn)行連接和斷開(kāi)。大部分的連接頭的損耗要比接合大。EIATIA568標(biāo)準(zhǔn)的連接頭的損耗規(guī)定必須小于0.75dB.造成連接額外損耗的原因有空間隔離(Arialseparation）角度沒(méi)對(duì)齊(Angularmisalignment)徑向位移(Radialdisplacement)纖芯扭曲(cedisttion)

2、纖芯不匹配(cemismatch)數(shù)值孔徑不匹配(NAmismatch)等。空間隔離和角度沒(méi)對(duì)齊是造成額外損耗的主要因素。對(duì)于光纖連接頭來(lái)說(shuō)，最重要的部分是套圈(ferrule)，它可以是瓷，塑料，也可以是金屬，光纖置于套圈中央，為光纖連接提供精確對(duì)齊和保護(hù)。主要部分(body)和套圈連接，然后是彈簧套在主體(body)上，然后加上旋套。很多情況下，主體上有一個(gè)栓(key)來(lái)使得連接只能朝一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)和連接。在連接光纖的地方有一個(gè)后殼

3、(backshell)來(lái)釋放應(yīng)力，可以是橡膠等有韌性的材料。光纖的端面需要拋光，使得端面平滑整齊，多模光纖的端面可以是平的，而單模光纖端面有點(diǎn)圓。對(duì)于多模光纖來(lái)說(shuō)平的端面就可以接受了，但是對(duì)于單模光纖，平的端面帶來(lái)的菲涅爾反射會(huì)影響到系統(tǒng)的性能，包括對(duì)激光器的影響和對(duì)高速數(shù)據(jù)的影響。把端面弄圓一點(diǎn)可以減低反射，這種端面叫PC(physicalcontact).其他類(lèi)型的端面有SPC和APC.SPC（SuperPC）端面是一個(gè)180度的球

4、面，APC(AnglePC)是一個(gè)有一定傾斜角度的端面。端面的打磨是一個(gè)精細(xì)的工作，即使是一點(diǎn)的偏離都不可以接受。這使得PC端面的連接頭相對(duì)別的普通連接頭要貴很多。連接頭可以分好幾類(lèi)，包括在線(xiàn)連接(inline)和有源器件的連接，如激光器等，還有就是軍事上應(yīng)用的連接頭，衰減連接等等。所有的連接頭都比較很牢固和精確的固定好光纖，使得連接的時(shí)候能很好的對(duì)齊。固定采用各種機(jī)械的方法來(lái)把光纖固定在套圈上，然后進(jìn)行打磨。連接頭的有各種主體形式都形

5、成了一定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)。對(duì)于你的網(wǎng)絡(luò)選擇什么形式的連接頭也是很重要的。SC連接頭近來(lái)被ISOEIA等標(biāo)準(zhǔn)化了，它的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單，拔插方便，可以用于在FDDIATM等網(wǎng)絡(luò)中。多模和單模都可以采用這種形式。ST連接頭是SC標(biāo)準(zhǔn)出來(lái)之前的連接頭。它主要用在以太網(wǎng)絡(luò)方面。MiniBNC比較老，是ST連接頭的前身，在IBM1980’s的產(chǎn)品中可以找到。兩種比較近似的連接頭是D4和FC.兩者都是小型高性能的連接頭，在高速單模光纖系統(tǒng)種應(yīng)用，對(duì)于多模光纖也

6、有這種形式。Diamond是瑞士設(shè)計(jì)的，特點(diǎn)是高的可重復(fù)性和低的連接損耗，對(duì)于要求精確對(duì)齊的應(yīng)用，如實(shí)驗(yàn)室，測(cè)試設(shè)備等是理想的選擇。Biconic也是在80年代通訊中應(yīng)用的連接頭，它由兩個(gè)錐面進(jìn)行連接，沒(méi)有固定栓，在連接的可重復(fù)性和損耗上都不是很理想。SMA也不是主流的連接頭，并且僅僅是應(yīng)用在多模光纖上。和Biconic一樣，在連接的可重復(fù)性和損耗上都不是很好，在新系統(tǒng)設(shè)計(jì)上不應(yīng)該被考慮。在光纖系統(tǒng)中，如FDDIESCON等，有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)

7、的插拔式的連接頭。FDDI的連接頭也稱(chēng)為MIC(mediainterfaceconnect)。它在1988被確立，用在FDDI系統(tǒng)中。我們將對(duì)各種不同的連接頭來(lái)演示我們?cè)趺磳?duì)將光纖固定成連接頭。首先看的是ST類(lèi)型的，先將連接頭部分放入烤箱進(jìn)行加熱，然后將光纖去掉保護(hù)層，清們需要把跳線(xiàn)部分的損耗排除在外。當(dāng)我們測(cè)試完成后，很重要的是把測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤的記錄下來(lái)。為了準(zhǔn)確測(cè)量，也需要進(jìn)行多次測(cè)量來(lái)取平均。我們也可以看到光纖在小折曲的情況下，

8、損耗顯著的增大，而這在1550波段更明顯。OTDR是一種精確的測(cè)量系統(tǒng)。OTDR測(cè)試是通過(guò)激光器發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi)，然后在OTDR端口接收返回的信息來(lái)進(jìn)行。當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時(shí)，會(huì)由于光纖本身的性質(zhì)、連接器、接合點(diǎn)、彎曲或其它類(lèi)似的事件而產(chǎn)生散射、反射。其中一部分的散射和反射就會(huì)返回到OTDR中，經(jīng)過(guò)一個(gè)方向選擇性的耦合器把返回的有用信息經(jīng)由OTDR的探測(cè)器來(lái)測(cè)量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或曲線(xiàn)片斷。在OTDR的顯示面板上，垂

9、直方向是它的衰減，水平上是距離。我們可以調(diào)節(jié)它的標(biāo)號(hào)在不同的點(diǎn)上來(lái)進(jìn)行精確定位。它也可以顯示在每公里上的損耗，以及在連接或融接點(diǎn)處的反射和損耗。OTDR是在一點(diǎn)進(jìn)行的，因此它只要一個(gè)就可以進(jìn)行操作。它的顯示直接，可以很清楚的看見(jiàn)連接處的類(lèi)型，如高反射點(diǎn)處的一般是一般的連接頭，損耗輕微下降一點(diǎn)的是融接或者是有小的折曲，小的增益點(diǎn)可能是由于連接處光纖纖芯大學(xué)的不一樣而使得新連接處的光纖反射增加而使得我們可以看到小的增益。OTDR的測(cè)試設(shè)置我

10、們需要選擇所需要的波長(zhǎng)范圍，測(cè)試長(zhǎng)度的選擇。很多情況下，光纖的長(zhǎng)度不等于光纜的長(zhǎng)度。在同一根光纜中不同的光纖也可能因?yàn)楣饫|封裝的不同能有不同的長(zhǎng)度。這些根據(jù)不同的光纜可以找到相應(yīng)的實(shí)際長(zhǎng)度。我們將看到使用OTDR對(duì)光纖每公里損耗的測(cè)量和光纖反射量的測(cè)量。OTDR也用來(lái)監(jiān)測(cè)融接時(shí)候的損耗，現(xiàn)在融接的損耗可以小于0.1dB因此現(xiàn)已很少直接用它來(lái)監(jiān)測(cè)融接損耗，只是在最后融接后檢測(cè)。對(duì)于損耗高于0.1dB的機(jī)械接合，仍然使用OTDR進(jìn)行監(jiān)測(cè)。人

11、們根據(jù)應(yīng)用，也發(fā)展了專(zhuān)門(mén)進(jìn)行錯(cuò)位檢測(cè)的簡(jiǎn)單OTDR只要一個(gè)簡(jiǎn)單的液晶顯示面板和操作。還有就是小型化了的OTDR它小的尺寸和重量使得便于攜帶，它的操作系統(tǒng)也可以當(dāng)作一個(gè)小型個(gè)人電腦，具備各種功能而且也便宜得多。在系統(tǒng)測(cè)試中，通訊也是很重要的，我們有一種談話(huà)裝置(talkset)可以根據(jù)各種應(yīng)用有不同的設(shè)計(jì)，基本包括一個(gè)耳機(jī)和話(huà)筒。這樣我們?cè)跍y(cè)試的過(guò)程中可以交流。另外的測(cè)試工具包括通訊識(shí)別器，這種裝置中有一個(gè)饒曲，可以檢測(cè)所通過(guò)光纖的數(shù)據(jù)等

12、信息。還有一種檢測(cè)光纖斷點(diǎn)的方法，就是使用紅光通過(guò)光纖，在斷點(diǎn)部分我們可以看到紅光，這就使得我們很容易確定斷點(diǎn)的位置了。而顯微鏡可以使得我們看到我們打磨后的連接頭端面是否合乎要求。由于反射進(jìn)來(lái)的光會(huì)對(duì)激光器的性能有很多的影響，因此我們?cè)谶B接的時(shí)候需要盡可能的減少反射。光學(xué)干涉儀可以很精細(xì)的觀(guān)測(cè)接頭端面的情況。所觀(guān)測(cè)到的連接端面情況可以記錄下來(lái)作為以后的參考。反射測(cè)量?jī)x使用的是APC并且測(cè)試之前需要校準(zhǔn)來(lái)消除它自身連接頭所帶來(lái)的反射。在測(cè)