【文章內(nèi)容簡介】 光纖類型及芯數(shù)，中間的字母D表示為二氧化硅光纖，D前面的數(shù)字表示光纖芯數(shù)，D后面的數(shù)字i表示光纖性質(zhì)，例如i=0表示最佳工作波長為1310nm的多模光纖，i=1表示最佳工作波長為1310nm的單模光纖，i=2表示最佳工作波長為1550nm的單模光纖。最后一部分是纜芯結(jié)構(gòu)形式，G表示骨架式纜芯，S表示束管式纜芯，SG表示松套骨架式纜芯。4．光纜的規(guī)格及特性。光纜的特性包括光纖芯數(shù)、外徑、抗拉、抗側(cè)壓、抗彎曲性能和溫度特性等，下表列出了部分廠家生產(chǎn)的光纜的特性，供讀者參考，在訂購光纜時一定要根據(jù)自己的實(shí)際情況采用合適的型號。如果分門別類詳細(xì)分下來，將有上百種型號，因此光纜選型也是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作，選中了光纜的型號，就需要訂購光纜，在訂購光纜之前，一定根據(jù)系統(tǒng)路由確定光纜的長度，這個長度是系統(tǒng)的實(shí)際開口需要長度，不是光纜的總長度。第三部分 光無源器件的原理及應(yīng)用光無源器件是光纖通信設(shè)備的重要組成部分。它是一種光學(xué)元器件，其工藝原理遵守光學(xué)的基本規(guī)律及光線理論和電磁波理論、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、多種計算公式和各種測試方法，與纖維光學(xué)、集成光學(xué)息息相關(guān)；因此它與電無源器件有本質(zhì)的區(qū)別。在光纖有線電視中，其起著連接、分配、隔離、濾波等作用。實(shí)際上光無源器件有很多種，限于篇幅，此處僅講述常用的幾種—光分路器、光衰減器、光隔離器、連接器、跳線、光開關(guān)。一、光纖活動連接器。光纖活動連接器是實(shí)現(xiàn)光纖之間活動連接的無源光器件，它還有將光纖與有源器件、光纖與其它無源器件、光纖與系統(tǒng)和儀表進(jìn)行連接的功能?；顒舆B接器伴隨著光通信的發(fā)展而發(fā)展，現(xiàn)在已形成門類齊全、品種繁多的系統(tǒng)產(chǎn)品，是光纖應(yīng)用領(lǐng)域中不可缺少的、應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)元件之一。盡管光纖（纜）活動連接器在結(jié)構(gòu)上千差萬別，品種上多種多樣，但按其功能可以分成如下幾部分：連接器插頭、光纖跳線、轉(zhuǎn)換器、變換器等。這些部件可以單獨(dú)作為器件使用，也可以合在一起成為組件使用。實(shí)際上，一個活動連接器習(xí)慣上是指兩個連接器插頭加一個轉(zhuǎn)換器。 （1） 連接器插頭。使光纖在轉(zhuǎn)換器或變換器中完成插拔功能的部件稱為插頭，連接器插頭由插針體和若干外部機(jī)械結(jié)構(gòu)零件組成。兩個插頭在插入轉(zhuǎn)換器或變換器后可以實(shí)現(xiàn)光纖（纜）之間的對接；插頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)用于對光纖進(jìn)行有效的保護(hù)。插針是一個帶有微孔的精密圓柱體，其主要尺寸如下： 外徑177。外徑不圓度＜微孔直徑Ф126177。微孔偏心量＜1μm微孔深度4mm 或 10mm插針外圓柱體光潔度▽14端面曲率半徑2060mm插針的材料有不銹鋼、全陶瓷、玻璃和塑料幾種?，F(xiàn)在市場上用得最多的是陶瓷，陶瓷材料具有極好的溫度穩(wěn)定性，耐磨性和抗腐蝕能力，但價格也較貴。塑料插頭價格便宜，但不耐用。市場上也有較多插頭在采用塑料冒充陶瓷，工程人員在購買時請注意識別。插針和光纖相結(jié)合成為插針體。插針體的制作是將選配好的光纖插入微孔中，用膠固定后，再加工其端面，插頭端面的曲率半徑對反射損耗影響很大，通常曲率半徑越小，反射損耗越大。插頭按其端面的形狀可分為3類：PC型、SPC型、APC型。PC型插頭端面曲率半徑最大，近乎平面接觸，反射損耗最低；SPC型插頭端面的曲率半徑為20mm，反射損耗可達(dá)45dB，；反射損耗最高的是APC型，它除了采用球面接觸外，還把端面加工成斜面，以使反射光反射出光纖，避免反射回光發(fā)射機(jī)。斜面的傾角越大，反射損耗越大，但插入損耗也隨之增大，一般取傾角為8o—9o，反射損耗可達(dá)60DB，在CATV系統(tǒng)中所有的光纖插頭端面均為APC型。要想保證插針體的質(zhì)量，光纖的幾何尺寸必須達(dá)到下列要求：；。因此，插針和光纖以及兩者的選配對連接器插頭的質(zhì)量影響極大，也是連接器插頭質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。不同廠家的產(chǎn)品工藝水平不一樣，因而差別就很大，在實(shí)際應(yīng)用中，本人也曾多次碰到一個插頭插損1dB以上的情況。在工程應(yīng)用中，不要小看一個小小的插頭，質(zhì)量低劣的插頭對系統(tǒng)的影響是和很大的；在選購時一定要選用信譽(yù)高、知名廠家的產(chǎn)品。（2）跳線。將一根光纖的兩頭都裝上插頭，稱為跳線。連接器插頭是跳線的特殊情況，即只在光纖的一頭裝有插頭。在工程及儀表應(yīng)用中，大量使用著各種型號、規(guī)格的跳線，跳線中光纖兩頭的插頭可以是同一型號，也可以是不同的型號。跳線可以是單芯的，也可以是多芯的。跳線的價格主要由接頭的質(zhì)量決定。因而價格也相差較大。在選用跳線時，本著質(zhì)優(yōu)價廉去選是不錯，但一定不要買質(zhì)次價低的產(chǎn)品。（3）轉(zhuǎn)換器。把光纖接頭連接在一起，從而使光纖接通的器件稱為轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器俗稱法蘭盤。在CATV系統(tǒng)中用得最多的是FC型連接器；SC型連接器因使用方便、價格低廉，可以密集安裝等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景也不錯，除此地外，ST型連接器也有一定數(shù)量的應(yīng)用。a．FC型連接器。 FC型連接器是一種用螺紋連接，外部元件采用金屬材料制作的圓形連接器。它是我國采用的主要品種，在有線電視光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中大量應(yīng)用；其有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，能適應(yīng)各種工程的要求。b．SC型連接器。SC型連接器外殼采用工程塑料制作，采用矩形結(jié)構(gòu)，便于密集安裝；不用螺紋連接，可以直接插拔，操作空間小。實(shí)用于高密集安裝，使用方便。c．ST型連接器。 ST型連接器采用帶鍵的卡口式鎖緊結(jié)構(gòu)，確保連接時準(zhǔn)確對中。這三種連接器雖然外觀不一樣，但核心元件——套筒是一樣的。套筒是一個加工精密的套管（有開口和不開口兩種），兩個插針在套筒中對接并保證兩根光纖的對準(zhǔn)。其原理是：以插針的外圓柱面為基準(zhǔn)面，插針與套筒之間為緊配合；當(dāng)光纖纖芯外圓柱面的同軸度、插針的外圓柱面和端面、以及套筒的內(nèi)孔加工的非常精密時，兩根插針在套筒中對接，就實(shí)現(xiàn)了兩根光纖的對準(zhǔn)。下面詳細(xì)講一下套筒。套筒有兩種結(jié)構(gòu)：開口套筒與不開口套筒。 a．開口套筒。開口套筒在連接器中使用最普遍，其主要尺寸為 ：外徑：177。，177。，內(nèi)孔光潔度：▽14；彈性形變：，插針插入或拔出套筒的力：。開口套筒采用高彈性的材料，如磷青銅、鈹青銅和氧化鋯陶瓷制作，當(dāng)插針插入套筒之后，套筒對插針的夾持力應(yīng)保持恒定，這三種材料制作的套筒都在應(yīng)用，但以鈹青銅和氧化鋯陶瓷居多。 b．不開口套筒。不開口套筒在連接器中應(yīng)用較少，在光纖與有源器件的連接中應(yīng)用較多，其外型尺寸與開口套筒基本上一致。+，即比插針的外徑大1μm；既讓插針能夠順利插入，同時間隙也不能太大，保證光纖與有源器件（如激光管、探測器）連接時，重復(fù)性、互換性達(dá)到要求的指標(biāo)。上述三種型號的轉(zhuǎn)換器，只能對同型號的插頭進(jìn)行連接，對不同型號插頭的連接，就需要下面三種轉(zhuǎn)換器。即：FC/SC型轉(zhuǎn)換器——用于FC與SC型插頭互連；FC/ST型轉(zhuǎn)換器——用于FC與ST型插頭互連，SC/ST型轉(zhuǎn)換器——用于SC與ST型插頭互連。市場上的法蘭盤價格高低之間相關(guān)數(shù)倍，其實(shí)講完這些，讀者也應(yīng)該明白原因在何處。（4）變換器。將某一種型號的插頭變換成另一型號插頭的器件叫做變換器，該器件由兩部分組成，其中一半為某一型號的轉(zhuǎn)換器，另一半為其它型號的插頭。使用時將某一型號的插頭插入同型號的轉(zhuǎn)換器中，就變成其它型號的插頭了。在實(shí)際工程應(yīng)用中，往往會遇到這種情況，即手頭上有某種型號的插頭，而儀表或系統(tǒng)中是另一型號的轉(zhuǎn)換器，彼此配不上，不能工作。如果備有這種型號的變換器，問題就迎刃而解了。對于FC、SC、ST三種連接器，要做到能完全互換，有下述6種變換器。SC—FC，將SC插頭變換成FC插頭；ST—FC將ST插頭變換成FC插頭；FC—SC將FC插頭變換成SC插頭；FC—ST將FC插頭變換成ST插頭，SC—ST將SC插頭變換成ST插頭；ST—SC將ST插頭變換成SC插頭。實(shí)際上光纖的活動連接除了采用上述的活動連接器外，如果是緊急搶修斷光纜，而手頭又沒有熔接機(jī)，通常采用一種機(jī)械連接頭（也稱快速接線子）處理。其利用一個玻璃微細(xì)管來定位，用一套機(jī)械裝置來緊固光纖，使用時先切開光纖，對端面進(jìn)行清潔處理，光纖端頭保留6—8mm，然后將光纖的兩個端面在玻璃微細(xì)管的中央對準(zhǔn)后夾緊，擰緊兩端的螺帽即可實(shí)現(xiàn)光纖的可靠連接。這種機(jī)械連接頭的長度約40mm，，反射損耗大于50dB，更重要的是裝配時間極短，確實(shí)是一種快速搶修必備工具。2．光纖活動連接器的表征指標(biāo)（1） 插入損耗。 插入損耗定義為光纖中的光信號通過活動連接器之后，其輸出光功率相對輸入光功率的比率的分貝比。其表達(dá)式為IL=10loy PI/PO（dB），其中PO—輸入端的光功率，PI—輸出端的光功率。插入損耗越小越好。從理論上講影響插入損耗的主要因素有以下幾種：纖芯錯位損耗、光纖傾斜損耗、光纖端面間隙損耗、光纖端面的菲涅耳反射損耗、纖芯直徑不同損耗、數(shù)值孔徑不同損耗。不管那種損耗都和生產(chǎn)工藝有關(guān)，因此生產(chǎn)工藝技術(shù)是關(guān)鍵。（2） 回波損耗?；夭〒p耗又稱反射損耗，是指在光纖連接處，后向反射光相對于輸入光的比率的分貝數(shù)，其表達(dá)式為RL=10loy Pr/PO dB，其中PO—輸入光功率，Pr—后向反射光功率。 反射損耗愈大愈好，以減少反射光對光源和系統(tǒng)的影響。改進(jìn)回波損耗的途徑只有一個，即將插頭端面加工成球面或斜球面。球面接觸，使纖芯之間的間隙接近于“0”，達(dá)到“物理接觸”，使端面間隙和多次反射所引起的插入損耗得以消除，從面使后向反射光大為減少。斜球面接觸除了實(shí)現(xiàn)光纖端面的物理接觸以外，還可以將微弱的后向光加以旁路，使其難以進(jìn)入原來的纖芯，斜球面接觸可以使回波損耗達(dá)到60dB以上，甚至達(dá)到70dB。關(guān)于插頭的類型定義前面已述，此處不多講。在CATV系統(tǒng)中都選用APC型端面的接頭，這種接頭的反射損耗完全可以達(dá)到系統(tǒng)要求，當(dāng)然加工工藝不好的APC接頭反射損耗比PC型接頭的還要低也是可能的。（3） 重復(fù)性。 重復(fù)性是指對同一對插頭，在同一只轉(zhuǎn)換器中，多次插拔之后，其插入損耗的變化范圍，單位用DB表示。插拔次數(shù)一般取5次，先求出5個數(shù)據(jù)的平均值，再計算相對于平均值的變化范圍。性能穩(wěn)定的連接器的重復(fù)性應(yīng)小于177。重復(fù)性和使用壽命是有區(qū)別的，前者是在有限的插拔次數(shù)內(nèi)，插入損耗的變化范圍；后者是指在插拔一定次數(shù)后，器件就不能保證完好無損了。（4） 互換性。 互換性是指不同插頭之間或者同轉(zhuǎn)換器任意置換之后，其插入損耗的范圍。這個指標(biāo)更能說明連接器性能的一致性。質(zhì)量較好的連接器，其互換性應(yīng)能控制在177。重復(fù)性和互換性考核連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝的合理與否，也是表明連接器實(shí)用化的重要標(biāo)志。質(zhì)量好的跳線和轉(zhuǎn)換器，其重復(fù)性和互換性是合格的，即使是不同廠家的產(chǎn)品在一起使用；質(zhì)量低劣的產(chǎn)品即使是同一廠家的產(chǎn)品也很差。更不用說不同廠家產(chǎn)品混合使用的情況。活動連接器的使用活動連接器一般用于下述位置：①光端機(jī)到光配接箱之間采用光纖跳線；②在光配線箱內(nèi)采用法蘭盤將光端機(jī)來的跳線與引出光纜相連的尾纖連通；③各種光測試儀一般將光跳線一端頭固定在測試口上另一端與測試點(diǎn)連接；④光端機(jī)內(nèi)部采用尾纖與法蘭盤相連以引出引入光信號；⑤光發(fā)射機(jī)內(nèi)部，激光器輸出尾纖通過法蘭盤與系統(tǒng)主干尾纖相連；⑥光分路器的輸入、輸出尾纖與法蘭盤的活動連接。二、光分路器與同軸電纜傳輸系統(tǒng)一樣，光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也需要將光信號進(jìn)行耦合、分支、分配，這就需要光分路器來實(shí)現(xiàn)，光分路器是光纖鏈路中最重要的無源器件之一，是具有多個輸入端和多個輸出端的光纖匯接器件，常用MN來表示一個分路器有M個輸入端和N個輸出端。在光纖CATV系統(tǒng)中使用的光分路器一般都是113以及由它們組成的1N光分路器。1．光分路器的分光原理光分路器按原理可以分為光纖型和平面波導(dǎo)型兩種，光纖熔融拉錐型產(chǎn)品是將兩根或多根光纖進(jìn)行側(cè)面熔接而成；光波導(dǎo)型是微光學(xué)元件型產(chǎn)品，采用光刻技術(shù)，在介質(zhì)或半導(dǎo)體基板上形成光波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)分支分配功能。這兩種型式的分光原理類似，它們通過改變光纖間的消逝場相互耦合（耦合度，耦合長度）以及改變光纖纖半徑來實(shí)現(xiàn)不同大小分支量，反之也可以將多路光信號合為一路信號叫做合成器。熔錐型光纖耦合器因制作方法簡單、價格便宜、容易與外部光纖連接成為一整體，而且可以耐孚機(jī)械振動和溫度變化等優(yōu)點(diǎn)，目前成為市場的主流制造技術(shù)。熔融拉錐法就是將兩根（或兩根以上）除去涂覆層的光纖以一定的方法靠擾，在高溫加熱下熔融，同時向兩側(cè)拉伸，最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，通過控制光纖扭轉(zhuǎn)的角度和拉伸的長度，可得到不同的分光比例。最后把拉錐區(qū)用固化膠固化在石英基片上插入不銹銅管內(nèi)，這就是光分路器。這種生產(chǎn)工藝因固化膠的熱膨脹系數(shù)與石英基片、不銹鋼管的不一致，在環(huán)境溫度變化時熱脹冷縮的程度就不一致，此種情況容易導(dǎo)致光分路器損壞，尤其把光分路放在野外的情況更甚，這也是光分路容易損壞得最主要原因。對于更多路數(shù)的分路器生產(chǎn)可以用多個二分路器組成。2．光分路器的常用技術(shù)指標(biāo)（1） 插入損耗。光分路器的插入損耗是指每一路輸出我相對于輸入光損失的dB數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Ai=10lg Pouti/Pin ，其中Ai是指第i個輸出口的插入損耗；Pouti是第i個輸出端口的光功率；Pin是輸入端的光功率值。（2） 附加損耗。附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相對于輸入光功率損失的DB數(shù)。值得一提的是，對于光纖耦合器，附加損耗是體現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的指標(biāo)，反映的是器件制作過程的固有損耗，這個損耗越小越好，是制作質(zhì)量優(yōu)劣的考核指標(biāo)。而插入損耗則僅表示各個輸出端口的輸出功率狀況，不僅有固有損耗的因素，更考慮了分光比的影響。因此不同的光纖耦合器之間，插入損耗的差異并不能反映器件制作質(zhì)量的優(yōu)劣。對于1*N單模標(biāo)準(zhǔn)型光分路器附加損耗如下表所示：分路數(shù)2345678910111216附加損耗DB（3） 分光比。分光比定義為光分路器各輸出端口的輸出功率比值，在系統(tǒng)應(yīng)用中，分光比的確定是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)光節(jié)點(diǎn)所需的光功率的多少，確定合適的分光比（平均分配的除外），光分路器的分光比與傳輸光的波長有關(guān)， 微米的光時兩個輸出端的分光比為50：50；，則變?yōu)?0：30（之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)楣夥致菲鞫加幸欢ǖ膸?，即分光比基本不變時所傳輸光信號的頻帶寬度）。所以在訂做光分路器時一定要注明波長。（4） 隔離度。隔離度