光纖通信技術實訓設計

1、摘 要光纖通信的產(chǎn)生和發(fā)展是電信史上的一場重要革命，特別是近年來隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的增長，網(wǎng)絡的帶寬需求呈現(xiàn)加速增長的趨勢，這使光網(wǎng)絡成為光纖通信技術活躍的領域。在光通信工程中，光纜的接續(xù)及光器件的應用好壞會直接影響到整個系統(tǒng)的損耗及傳輸?shù)男阅?，而掌握光纖熔接設備的使用以及光器件的指標測試，就成了光纖通信專業(yè)學生應該掌握的內(nèi)容，本文主要包括熔接機的具體操作，光器件的測試和光纖傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)。關鍵詞：光纖通信；光纖熔接；光器件；熔接機1abstract optical fiber communication is the birth and development of an important hi

2、story of the telecommunications revolution, especially in recent years with the growth of business data, network bandwidth demand growth has accelerated the trend, which makes optical fiber communication technologies become active areas. in the optical communications engineering, fiber optic cable a

3、nd optical components follow the application will directly affect the quality of the whole system loss and transmission performance, and master the use of fiber optic splicing equipment and optical devices indicator test, became optical fiber communication students should grasp the contents of this

4、paper include specific welding machine operation, the optical components and optical fiber transmission system test can be achieved.key words: optical fiber communication; fiber splicing optical devices; fusion splicer目 錄引言.11 光纖熔接.211 康寧光纖熔接機 x76.2111 康寧光纖熔接機介紹.2112 康寧光纖熔接機應用.2113 康寧光纖熔接機特性.212 光纖熔

5、接的流程 .22 光無源器件的測試.421 光源選擇 .422 功率計選擇 .423 光衰減器 .4231 光衰減器的衰減原理.5232 光衰減器的性能指標.524 光分路器 .6241 光分路器的分光原理.6242 光分路器的常用技術指標.625 光纖活動連接器 .7251 光纖活動連接器結(jié)構(gòu).7252 光纖活動連接器的表征指標.9253 光纖活動連接器的使用.1026 數(shù)據(jù)測試 .103 碼型變換.1131 電路組成 .11311 編碼電路.11312cmi 解碼.1232 實驗過程 .134 電話光纖傳輸系統(tǒng).1341 電路原理 .13411 模擬電話.13412 數(shù)字電話.14413p

6、cm 碼調(diào)制.1442 實驗過程 .155 結(jié)論.16謝辭.17參考文獻.181引言本文是光纖設備的應用實例。光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。1996年英籍華人高錕博士發(fā)表了一篇劃時代性的論文，他提出利用帶有包層材料的石英玻璃光學纖維，能作為通信媒質(zhì)。從此，開創(chuàng)了光纖通信領域的研究工作。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間，首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。85微米波段的多模光纖為第一代光纖通信系統(tǒng)。1981年又實現(xiàn)了兩電話局間使用1.3微米多模光纖的通信系統(tǒng)，為第二代光纖通信系統(tǒng)。1984年實現(xiàn)了1.3微米單模光纖的通信系統(tǒng)，

7、即第三代光纖通信系統(tǒng)。80年代中后期又實現(xiàn)了1.55微米單模光纖通信系統(tǒng)，即第四代光纖通信系統(tǒng)。用光波分復用提高速率，用光波放大增長傳輸距離的系統(tǒng)，為第五代光纖通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)中，相干光纖通信系統(tǒng)，已達現(xiàn)場實驗水平，將得到應用。光孤子通信系統(tǒng)可以獲得極高的速率，20世紀末或21世紀初可能達到實用化。在該系統(tǒng)中加上光纖放大器有可能實現(xiàn)極高速率和極長距離的光纖通信。 光纖通信的發(fā)展極其迅速，至1991年底，全球已敷設光纜563萬千米，到1995年已超過1100萬千米。光纖通信在單位時間內(nèi)能傳輸?shù)男畔⒘看?。一對單模光纖可同時開通35000個電話，而且它還在飛速發(fā)展。光纖通信的建設費用正隨著使用數(shù)量的

8、增大而降低，同時它具有體積小，重量輕，使用金屬少，抗電磁干擾，抗輻射性強，保密性好等優(yōu)點。本文主要包括熔接機的具體操作，光器件的測試和光纖傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)。21 光纖熔接11 康寧光纖熔接機 x76111 康寧光纖熔接機介紹康寧 x76 光纖熔接機是目前市面上最緊湊的一款直到 12 芯的帶纖熔接系統(tǒng)。從1995 被引入，并不斷的更新直到現(xiàn)在，該系統(tǒng)提供用戶最大的操作便利和久經(jīng)考驗的各項功能，而價格卻非常的低。全自動操作、熔接損耗評估、參數(shù)優(yōu)化功能（vpo）僅僅是 x75-12 光纖熔接機眾多特性中的小部分。由于采用固定硅材 12 芯帶 v 型槽，該系統(tǒng)特別適合熔接光纖帶和成帶光纖直到 12 芯。

9、精確的 12 芯帶 v 型槽和光纖帶夾具系統(tǒng)使光纖輕松對接而無需過多的調(diào)節(jié)成為可能。3d 光纖位置評估保證 v 型槽中的污物被精確查找和光纖端面質(zhì)量的保證。這樣以上兩方面的因素不會對熔接產(chǎn)生不良的影響。在該情況下，用戶可預先設定接受限制。為了使整個熔接過程可以被跟蹤，光纖兩個方向上都會被交替顯示在 5.5 英寸的顯示屏上。對于 x75-12 光纖熔接機運輸箱的配置，建議包括電源系統(tǒng)（包括一個 2.3ah 電池） 、一套熔接保護裝置、和熔纖盤支架。當然，該運輸箱還可包含其它一些附件如：12 芯帶光纖切割刀、熱剝離器、成帶器等。112 康寧光纖熔接機應用（1）適合所有 125um 包層的硅玻璃系列

10、單模和多模光纖。（2）適合單根光纖, 2 to 12 的成帶光纖和相應芯數(shù)的帶纖。（3）適用于所有光纖通訊網(wǎng)絡，特別適合在高光纖密度、大芯數(shù)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中(如城市接入網(wǎng)，高密度的室內(nèi)光纜系統(tǒng)，catv 光纜接入網(wǎng)等)。（4）對于同一標準 12 芯帶纖或成帶散纖的熔接，平均衰減小于 0.05db ，典型多模帶狀光纖的接頭平均衰減小于 0.05db。（5）特別適合于窄小空間和要求很輕重量的場合。113 康寧光纖熔接機特性（1）高分辨率視頻圖象評估系統(tǒng) l-pas，顯示光纖對準，偏移探測，端面質(zhì)量評估。（2）熔接損耗值估計。（3）全自動、自動、手動三種熔接操作方式。（4）張力測試。（5）用戶自定義 x

11、/y 軸最小偏移值。（6）可貯存 250 個熔接數(shù)據(jù)。（7）高度補償至海拔 4000 米。（8）易維護的電極和光學系統(tǒng)。12 光纖熔接的流程(1)接通電源后開機在開機，確定兩電極已經(jīng)被正確地安裝、固定。開機后熔接機使用的軟件版本被3顯示在顯示器上，并且執(zhí)行一個自檢程序，如果電極蓋被關上，電極會被一個清潔電弧自動清潔。在顯示器上一個狀況報告顯示已被選擇設置的應用程序。兩側(cè)光纖滑動夾槽自動進入到工作位置。(2)將熱保護套管穿入需融接的光纖請確認在光纖剝線及剪斷之前，將保護套管套在其中一根需要融接的光纖上。(3)去除光纖被覆用光纖剝線鉗一次性剝除 20mm30mm 長的光纖被覆。剝除時，光纖保持平直

12、（絕對不準用力彎曲光纖或把光纖纏在手指上)。(4)清潔裸光纖用蘸有酒精的鏡頭紙擦凈光纖，去除光纖表面的被覆殘留。二次濕擦、一次干擦。(5)切斷光纖用專業(yè)的光纖切斷工具（光纖切割刀）切斷光纖。一般建議切斷長為1416mm（光纖切斷后，不能再觸摸，或者擦拭光纖） 。(6)放置光纖熔接機的參數(shù)調(diào)整完畢、光纖端面處理好后，可以將處理好的光纖放置于融接機的 v 形槽中。打開防風蓋后，找到位于融接機頂部中間位置的 v 形槽和光纖夾。首先將光纖夾頂鈕向后推，松開光纖夾。抬起光纖夾可同時抬起裸光纖夾和包層光纖夾。將光纖放入 v 形槽，使光纖端面懸伸至融接部位上方。光纖應大致位于 v 形槽和電極的中間。包層末端

13、應和融接機上的切斷長標記對準。 （注意：請勿將光纖端面觸及任何部位，以免弄臟或損壞光纖）輕輕將光纖夾壓片壓下，使得光纖包層夾壓緊光纖包層。然后放下裸光纖夾，使光纖嵌入 v 形槽中。以相同方法處理另一根光纖。關閉防風蓋，并確認光纖從防風蓋兩側(cè)缺口中伸出。(7)按 set 按鈕開始自動融接在自動方式下，融接機顯示以下信息提示：光纖端面間距調(diào)整聚焦瞬間電弧放電清除灰塵光纖端面檢查x、y 畫面互換在 x 和 y 畫面下對準光纖纖芯或光纖外徑電弧放電，高溫融化光纖端面利用 hdcm 檢查 x 和 y 畫面中的融接結(jié)果推定融接損耗(8)檢查融接結(jié)果、推定融接損耗4若融接結(jié)果良好，屏幕提示“請開防風蓋” 。

14、因為推定精度為 1，所以有可能出現(xiàn)推定損耗為 0.00db 的情況，但實際的損耗并非為零，不過應可控制在 0.02db 以內(nèi)，目前的融接技術也確實很高了。(9)取出融好的光纖，將熱保護套管移至融接點(10)加熱補強（如未使用熱保護套管，此項不做）熔接機內(nèi)置的加熱補強器位于頂蓋前部中央位置。輕輕拉直光纖，并將其連同熱保護套管放入加熱器中央。將光纖放在加熱器夾具的壓柄上，使光纖及保護套管進入加熱器中。兩端的夾具會同時關上，并通過磁鐵固定光纖。按 heater set，融接機進入加熱循環(huán)，收縮熱保護套管。heater set 鍵上的綠色 led 指示燈表示加熱器正在工作，如需取消加熱，請再按 hea

15、ter set。(11)取出融接和加強完畢的光纖（如未使用熱保護套管，此項不做）約 90 秒后，融接機蜂鳴器提示加熱完成。抬起兩端夾具，取出補強部分。輕拉光纖兩端保持其平直。目測加熱結(jié)果。2 光無源器件的測試21 光源選擇測試光源是測試系統(tǒng)的激勵源，由于用于測試而非用于傳輸，一般來說不需要功率太高，激光光源 0dbm，寬譜源-10dbm/nm 足以滿足測試要求。同樣因為是用于測試，光源的功率穩(wěn)定度相當重要，除此之外還有一個相干長度的問題。其實任何激光光源都有相干長度的問題，一般 fp 或 dfb 激光光源的相干長度為 1,000 米或更長，人為使激光器的線寬變寬后也有 10 米左右，這就是說，

16、只要測試系統(tǒng)的光路短于這個長度，就會有干涉，測試就會測不準或者可靠性降低。有一種基于摻鉺光纖環(huán)的可調(diào)諧激光器很好地解決了這一問題，該激光器相干長度只有 15 厘米，而器件測試長度一般13 米，所以一定不會有相干的影響，從而使測試值的穩(wěn)定度、重復性和可靠性都非常高，是一種非常適合于器件測試的光源。22 功率計選擇功率計探測器的材料大致決定了功率計的整體性能，一般有 ge、si、ingaas 等材料的探測器，除此之外還有一種低偏振反映度(pdr)探測器，這種探測器是在 ingaas探測器的基礎上添加一些材料使得其對 pdl 非常不敏感，所以很適合用于 pdl 的測試。 除了以上傳統(tǒng)的探測器類型，還

17、有一種寬口徑積分球探測器技術。這種探測器的探測器面積相當于 7mm2，由于采用積分球技術，所以它沒有傳統(tǒng)大口徑探測器的表面不均勻性、光纖對準和光纖頭容易觸及探測器表面的問題，測試重復性也是傳統(tǒng)探測器所無法相比的。23 光衰減器光衰減器是一種非常重要的纖維光學無源器件，是光纖 catv 中的一個不可缺少的5器件。到目前為止市場上已經(jīng)形成了固定式、步進可調(diào)式、連續(xù)可調(diào)式及智能型光衰減器四種系列。231 光衰減器的衰減原理光衰減器的類型很多，不同類型的衰減器分別采用不同的工作原理。(1)位移型光衰減器。眾所周知，當兩段光纖進行連接時，必須達到相當高的對中精度，才能使光信號以較小的損耗傳輸過去。反過來

18、，如果將光纖的對中精度做適當?shù)恼{(diào)整，就可以控制其衰減量。位移型光衰減器就是根據(jù)這個原理，有意讓光纖在對接時，發(fā)生一定的錯位。使光能量損失一些，從而達到控制衰減量的目的，位移型光衰減器又分為兩種：橫向位移型光衰減器、軸向位移型光衰減器。橫向位移型光衰減器是一種比較傳統(tǒng)的方法，由于橫向位移參數(shù)的數(shù)量級均在微米級，所以一般不用來制作可變衰減器，僅用于固定衰減器的制作中，并采用熔接或粘接法，到目前仍有較大的市場，其優(yōu)點在于回波損耗高，一般都大于 60db。軸向位移型光衰減器在工藝設計上只要用機械的方法將兩根光纖拉開一定距離進行對中，就可實現(xiàn)衰減的目的。這種原理主要用于固定光衰減器和一些小型可變光衰減器

19、的制作。(2)薄膜型光衰減器。這種衰減器利用光在金屬薄膜表面的反射光強與薄膜厚度有關的原理制成。如果玻璃襯底上蒸鍍的金屬薄膜的厚度固定，就制成固定光衰減器。如果在光纖中斜向插入蒸鍍有不同厚度的一系列圓盤型金屬薄臘的玻璃襯底，使光路中插入不同厚度的金屬薄膜，就能改變反射光的強度，即可得到不同的衰減量，制成可變衰減器。(3)衰減片型光衰減器。衰減片型光衰減器直接將具有吸收特性的衰減片固定在光纖的端面上或光路中，達到衰減光信號的目的，這種方法不僅可以用來制作固定光衰減器，也可用來制作可變光衰減器。232 光衰減器的性能指標(1)衰減量和插入損耗。衰減量和插入損耗是光衰減器的重要指標，固定光衰減器的衰

20、減量指標實際上就是其插入損耗，而可變衰減器除了衰減量外，還有單獨的插入損耗指標，高質(zhì)量的可變衰減器的插入損耗在 1.0db 以下，一般情況下普通可變衰減器的該項指標小于 2.5db即可使用。在實際選用可調(diào)衰減器時，插入損耗越小越好。但這勢必會牽扯到價格。(2)光衰減器的衰減精度。衰減精度是光衰減器的重要指標。通常機械式可調(diào)光衰減器的衰減精度為其衰減量的0.1 倍。其大小取決于機械元件的精密加工程度。固定式光衰減器的衰減精度很高。通常衰減精度越高，價格就越高。(3)回波損耗。6在光器件參數(shù)中影響系統(tǒng)性能的一個重要指標是回波損耗?；胤倒鈱饩W(wǎng)絡系統(tǒng)的影響是眾所周知的。光衰減器的回波損耗是指入射到光

21、衰減器中的光能量和衰減器中沿入射光路反射出的光能量之比。高性能光衰減器的回波損耗在 45db 以上。事實上由于工藝等方面的原因，衰減器實際回波損耗離理論值還有一定差距，為了不致于降低整個線路回波損耗，必須在相應線路中使用高回損衰減器，同時還要求光衰減器具有更寬的溫度使用范圍和頻譜范圍。24 光分路器與同軸電纜傳輸系統(tǒng)一樣，光網(wǎng)絡系統(tǒng)也需要將光信號進行耦合、分支、分配，這就需要光分路器來實現(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 12、13

22、以及由它們組成的 1n 光分路器。241 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型兩種，光纖熔融拉錐型產(chǎn)品是將兩根或多根光纖進行側(cè)面熔接而成；光波導型是微光學元件型產(chǎn)品，采用光刻技術，在介質(zhì)或半導體基板上形成光波導，實現(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，而且可以耐孚機械振動和溫度變化等優(yōu)點，目前成為市場的主流制造技術。熔融拉錐法就是將兩根（或兩根以上）除去涂覆層

23、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。242 光分路器的常用技術指標(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)學表達式為：a

24、i=-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7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，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。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。(3)分光比。分光比定義為光分路器各輸出端口的輸出功率

25、比值，在系統(tǒng)應用中，分光比的確定是根據(jù)實際系統(tǒng)光節(jié)點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，例如一個光分路在傳輸 1.31 微米的光時兩個輸出端的分光比為 50：50；在傳輸 1.5m 的光時，則變?yōu)?70：30（之所以出現(xiàn)這種情況，是因為光分路器都有一定的帶寬，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。25 光纖活動連接器251 光纖活動連接器結(jié)構(gòu)光纖活動連接器是實現(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)和儀表進行連接的功能。活動連接器伴隨著光通信的發(fā)展

26、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，是光纖應用領域中不可缺少的、應用最廣泛的基礎元件之一。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。這些部件可以單獨作為器件使用，也可以合在一起成為組件使用。實際上，一個活動連接器習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現(xiàn)光纖（纜）之間的對接；插頭的機械結(jié)構(gòu)用于對光纖進行有效的保護。插針是一個帶有微孔的精密圓柱體，其主

27、要尺寸如下：外徑 2.4990.0005mm外徑不圓度 0.0005mm微孔直徑 1260.5m微孔偏心量 1m微孔深度 4mm 或 10mm插針外圓柱體光潔度 14端面曲率半徑 20-60mm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8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

28、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 45db，插入損耗可以做到小于 0.2db；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。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 8090，此時插入損耗約 0.2db，反射損耗可達 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到下列要求：光纖外徑比微孔直徑小 0.0005m

29、m；光纖纖芯的不同軸度小于 0.0005mm。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)量好壞的關鍵。(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

30、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，應用前景也不錯，除此地外，st 型連接器也有一定數(shù)量的應用。afc 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)絡系統(tǒng)中大量應用；其有較強的抗拉強度，能適應各種工程的要求。bsc 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。實用于高密集安裝，使用方便。cst 型連接器。st 型連接器采用帶鍵的卡口式鎖緊結(jié)構(gòu)，確保連接時準確對中。這三種連接器雖然外觀不一樣，但核心元件套

31、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。其原理是：以插針的外圓柱面為基準面，插針與套筒之間為緊配合；當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，就實現(xiàn)了兩根光纖的對準。9下面詳細講一下套筒。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：3.20.01mm，內(nèi)徑 2.50.02mm，內(nèi)孔光潔度：14；彈性形變：小于0.0005mm，插針插入或拔出套筒的力：3.92-5.88n。開口套筒采用高彈性的材料，如磷青銅、鈹青銅和

32、氧化鋯陶瓷制作，當插針插入套筒之后，套筒對插針的夾持力應保持恒定，這三種材料制作的套筒都在應用，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用較少，在光纖與有源器件的連接中應用較多，其外型尺寸與開口套筒基本上一致。不同之處在于它的內(nèi)孔直徑為2.5+0.0005mm，即比插針的外徑大 1m；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，重復性、互換性達到要求的指標。上述三種型號的轉(zhuǎn)換器，只能對同型號的插頭進行連接，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

33、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數(shù)倍，其實講完這些，讀者也應該明白原因在何處。(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。在實際工程應用中，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

34、變換器。scfc，將 sc 插頭變換成 fc 插頭；stfc 將 st 插頭變換成 fc 插頭；fcsc 將 fc 插頭變換成 sc 插頭；fcst 將 fc 插頭變換成 st 插頭，scst 將 sc 插頭變換成 st 插頭；stsc 將 st 插頭變換成 sc 插頭。實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，通常采用一種機械連接頭（也稱快速接線子）處理。其利用一個玻璃微細管來定位，用一套機械裝置來緊固光纖，使用時先切開光纖，對端面進行清潔處理，光纖端頭保留 68mm，然后將光纖的兩個端面在玻璃微細管的中央對準后夾緊，擰緊兩端的螺帽即可實現(xiàn)光纖

35、的可靠連接。這種機械連接頭的長度約 40mm，直徑不超過 5.7mm，平均插入損耗小于 0.4db，反射損耗大于 50db，抗拉強度大于1.25kg，更重要的是裝配時間極短，確實是一種快速搶修必備工具。252 光纖活動連接器的表征指標(1)插入損耗10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。其表達式為 il=-10lg 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

36、不同損耗。不管那種損耗都和生產(chǎn)工藝有關，因此生產(chǎn)工藝技術是關鍵。(2)回波損耗回波損耗又稱反射損耗，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)，其表達式為 rl=-10lg 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，使其難以進入原來的纖芯，斜球面接觸可

37、以使回波損耗達到 60db以上，甚至達到 70db。關于插頭的類型定義前面已述，此處不多講。253 光纖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連接；(4)光端機內(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；光分路器的輸入、輸出尾纖與法蘭盤的活動連接。26 數(shù)據(jù)測試(1)插入損耗(insertion loss)就光耦合器而言，插入損耗定義為指定輸出端口的光功率

38、相對全部輸入光功率的減少值。該值通常以分貝(db)表示，數(shù)學表達式為:ili=-10lg(poi/pi)其中，ili 是第 i 個輸出端口的插入損耗；poi 是第 i 個輸出端口測到的光功率值；pi 是輸入端的光功率值。(2)附加損耗(excess loss)附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相對于全部輸入光功率的減小值。該值以分貝(db)表示的數(shù)學表達式為:el=-10lg(po/pi)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，反映的是器件制作11過程帶來的固有損耗；而插入損耗則表示的是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。因此不同種類的光纖

39、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，這是與其他無源器件不同的地方。(3)分光比(coupling ratio)分光比是光耦合器所特有的技術術語，它定義為耦合器各輸出端口的輸出功率的比值，在具體應用中常常用相對輸出總功率的百分比來表示:cr=poi/poi x 100例如對于標準 x 形耦合器，1:1 或 50：50 代表了同樣的分光比，即輸出為均分的器件。實際工程應用中，往往需要各種不同分光比的器件，這可以通過控制制作過程的停機點來得到。p1=-4.25;p2=-4.46;p3=-4.48;p4=-7.71;p5=-8.52;p6=-21.84;p7=-21.36;(p1

40、:輸入功率;p2:固定衰減功率;p3:可調(diào)衰減功率;p4:支路 1 輸出功率;p5: 支路 2 輸出功率;p6: 支路 3 輸出功率;p7:輸出總功率；單位：dbm)衰減量 =p1-p2=-4.25+4.46=0.21插入損耗 =p1-p3=-4.25+4.48=0.23附加損耗 =p1-p7=-4.25+21.36=17.21p8=p1+p2+p3=-38.04分光比 cr1=p4/p8*100%=7.71/38.04*100%=20.27%分光比 cr2=p5/p8*100%=8.52/38.04*100%=22.40%分光比 cr3=p6/p8*100%=21.84/38.04*100%

41、=57.41%3 碼型變換31 電路組成cmi 碼即為傳號翻轉(zhuǎn)碼， “1”交替的用“00”和“11”表示，而“0”則固定用“01”表示，因此 1bit 變?yōu)?2bit，故屬于二電平的 nrz 的 1b2b 碼型，這種碼的特點是有一定的糾錯能力，易于實現(xiàn)，易于定時提取，因此在低速系統(tǒng)中選為傳輸碼型，圖 1-1 為 cmi 碼與 nrz 的關系。圖 1-112311 編碼電路編碼電路結(jié)束來自信號源的單極性非歸零碼（nrz） ，并把這種碼型量變?yōu)?cmi 碼發(fā)送至光發(fā)送單元，其圖如圖 1-2：圖 1-2偽隨機碼為 15 位的 pn 碼，其輸入的信碼序列如圖 1-3：圖 1-3電路各測試點波形如圖 1-4：圖 1-4312cmi 解碼解碼采用如下思路：當時鐘和信碼對齊時，如果輸入的是“11”或“00”則輸出為“1” ， 如果輸入的是“10”或“01”則輸出為“0” ，圖 1-5 是解碼電路各點波形圖：13圖 1-532 實驗過程（1）接通電源，打開開關，看到電源指示燈亮，系統(tǒng)狀態(tài)指示燈全亮閃爍 3 次后熄滅，表示系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。（2）用連接導線連接 cmi-out 和 cmi 測試點后，按下“cmi”鍵，再按下“