1 引言

隨著FTTH的快速發展，光纖成端接續技術正在得到眾多科研工作者的積極研究和探索，一些成端接續產品已經陸續上市應用。成端接續主要是指在光纖末端進行活動連接的過程。光纖的活動連接一般通過光纖活動連接器完成，這些連接器的生產、設計、應用已經比較成熟，并且均有相應的行業標準指導生產。傳統光纖活動連接器的制作過程非常復雜，一般需要專門的生產線，配備有專業的研磨機、固化爐等生產工具，并且需要熟練的技術人員進行操作，制作周期較長。這種情況下，在綜合布線施工現場或新建大樓的光纖末端制作這種光纖連接器幾乎是不可能的。為此，一些著名通信設備制造商如美國3M、日本住友、韓國電信等很早就推出了現場組裝式光纖連接器產品，并且形成了初步的技術規范。國內的江蘇宇特、南京普天、江蘇中天、武漢烽火、深圳日海等公司各自研發了此類產品，并且取得了不錯的應用及市場效果。

2 光纖冷接成端接續理論

無論哪種端接接續方式，均要實施光纖對光纖的接續。從光纖端面情況來看，光纖冷接可以分為以下幾種。

2.1平面-平面冷接續方式

平面-平面冷接續方式是指光纖接續點兩端均為切制的平面，對接時要加入匹配液彌補接續空隙，實現光信號的低損導通。它是光纖冷接子主要采用的冷接續方式。

優點：產品制造成本低廉；現場光纖制備容易；接續工序簡單，操作速度快，便于FTTH大批量施工使用。

缺點：接續點必須加入起彌補作用的匹配液，但匹配液易于受到污染，對使用環境要求較高，而且容易在長時間使用中流失，耐氣候性能較差。

適用范圍：光纖冷接子和光纖快速接續連接器。

2.2 球面-平面冷接續方式

球面-平面冷接續方式是指光纖接續點一端為研磨的球面，另一端為現場切制的平面，對接時根據產品結構的不同，可選擇性加入匹配液來彌補接續空隙。它是目前高品質產品主要采用的冷接續方式。

優點：耐氣候性能極佳，接續點可以不必加入起彌補作用的匹配液，接續工序簡單、可靠，操作速度較快，便于大批量施工使用。

缺點：現場光纖的制備要求較高。

適用范圍：現場光纖快速接續連接器。

2.3球面-球面冷接續方式

球面-球面冷接續方式是指光纖接續點兩端均為研磨的球面，對接時不用加入匹配液來彌補接續空隙。這種方式在活動連接器中大量使用，而用于現場冷接最初是20世紀80年代。

優點：接續性能優異，耐氣候性強。

缺點：現場光纖的制備要求很高，需要昂貴的現場研磨機配套使用，接續工序復雜，操作速度慢，不便于在FTTH現場大批量施工使用。

適用范圍：光纖活動連接器、光纖冷接子和現場光纖快速接續連接器。

2.4 斜面-斜面冷接續方式

斜面-斜面冷接續方式是指光纖接續點兩端均為研磨或切制的斜面，需在接續點加入匹配液來彌補接續空隙。它主要用于對回波損耗要求較高的CATV模擬信號的傳輸，一般用在APC活動連接器上，用在現場冷接續技術領域只是剛剛開始。

優點：回波損耗性能較好。

缺點：現場光纖的制備要求很高，需要昂貴的現場研磨機配套使用，或特制的斜8度切割刀來完成，接續工序復雜，操作速度慢，不便于FTTH現場大批量施工使用。

適用范圍：APC型光纖活動連接器、光纖冷接子或現場快速接續連接器。

根據以上分析，一般來說，我們要盡可能實現研磨球面的端接，其次選擇研磨球面與平面的端接，再其次選擇平面與平面的端接。盡管斜面與斜面的端接能較好地避免回波損耗，但實際很少使用。

3 光纖冷接成端產品

光纖冷接成端產品即現場組裝式光纖連接器，又稱光纖快速連接器，是一種在施工現場采用機械方式在單模光纖或光纜的護套上，只通過簡單的接續工具實現入戶光纜直接成端的連接器。在現場組裝的過程中，連接器無需注膠、研磨、熔接。

3.1意義

現場組裝式光纖連接器是一種機械式接續方式，由機械式光纖接續子發展而來，能和傳統的光纖連接器相匹配，無需工廠定制。其現場組裝、量身定制的特點使光纖到戶的鏈路設計更準確合理，施工更加方便快捷，降低了預算投資。

對建設方來說，采用現場連接器可以減少投資，縮短建設周期；對設計人員來說，可以幫助準確規劃、設計光線路的走向及長度；對施工人員和維護人員來說，簡單又快捷。尤其在FTTH建設中優勢明顯，到戶的接續環境惡劣，接續點眾多，分布位置千變萬化，熱熔接續的方式雖然更加可靠，但熔接操作過程復雜，操作時間長，熔接機放置準備、整理費時費力，初期投入高，而且需要電力供給。

3.2 現狀

目前光纖冷接成端產品種類較多，按連接器結構可分為SC型插頭、LC型插頭、SC型插座、LC型插座4種類型；按插針體端面可分為PC型和APC型；按匹配的光纖或光纜類型可分為光纖型（250 μm預涂覆光纖或900 μm緊套光纖）和光纜型（主要有2.0 mm×3.1 mm蝶形引入光纜或直徑3.0 mm圓形單芯光纜）；按連接點數量可分為單連接點連接器組件和多連接點連接器組件；按插頭是否預置光纖可分為預置型和非預置型。

目前，市場上以美國3M、日本住友、韓國NWC等公司為代表的現場組裝式光纖連接器是預置式的。這種端接技術研發較早，在歐美及日本、韓國均有較多的成功應用經驗。另一種是以國內公司為代表生產的現場組裝式光纖連接器，屬非預置型現場式光纖連接器。這種端接技術原創于我國，這兩年得到了迅速的發展和應用。

預置式光纖的接續點設置在連接器內部，預置有匹配液；非預置光纖接續點在連接器表面，不預置匹配液，直接通過適配器與目標光纖相連。

3.3實驗數據

從應用及測試效果來看，目前大部分現場組裝式連接器產品均能達到或接近傳統方法生產的光纖連接器的要求，即YD/T 1272系列標準中規定的要求。如插入損耗在0.5 dB以內，回波損耗大于40 dB，而且大部分可靠性試驗，如拉力、低溫對產品性能影響不大，基本上能達到相應行業標準的要求，只是個別連接器對濕熱、溫度循環、振動、沖擊有些敏感。

圖1和圖2為3個不同廠商產品的光學性能情況，其中產品1和產品3為預置式，產品2為非預置式，3種產品的連接器插頭均為SC/PC型。

圖1  插入損耗測試值

圖2  回波損耗測試值

從圖1、圖2可以看出，雖然不同廠商產品之間的性能存在差異，但是都能達到常態下插入損耗小于0.5 dB，回波損耗大于40 dB。

4 預置式與非預置式現場連接器

目前對現場組裝式連接器的分類用得較多的是按插頭是否預置光纖劃分，即預置式現場連接器和非預置式現場連接器。下面探討這兩種連接器的特點。

4.1結構及組裝特點

（1）預置光纖型現場連接器

圖3 預置光纖式現場連接器

預置光纖式現場連接器一般由一段研磨好端面的光纖、V型槽、匹配液等部分組成，如圖3所示。

操作步驟為：先將研磨好的裸纖置入陶瓷插芯內，現場制作時將另一端切割好的光纖插入V型槽與之對接，然后壓緊，同時配以匹配液，消除菲涅爾反射。

（2）非預置光纖型現場連接器

與預置光纖式現場連接器不同的是，非預置光纖式現場連接器不需要在V型槽進行光纖對接，不需要匹配液，只需將切割好的裸纖插入套管，用緊固裝置加固即可。

組裝步驟為：第一，剝光纖并切割，切割端面和裸纖長度是關鍵；第二，使用裝配工具將裸纖插入插芯；第三，利用緊固裝置固定、壓緊插頭及裸纖；第四，安裝外護套（尾管）等裝配件。

4.2 兩種方式的比較

（1）接續效果

預置光纖型現場連接器一般采用處理過的、完整的光纖端面，通過陶瓷插芯在套管中或直接在V型槽中對準，其端面通過彈性貼合，光纖被緊固在陶瓷插芯或V型槽中來實現光信號的低損導通。

非預置光纖快速連接器是把接續點前移至插芯表面，對接插針體（標準連接器或設備）預研磨球面與現場光纖的切割面直接彈性貼合，通過減少一個接續點，實現光纖的超低損耗接續。

這樣看來，預置光纖型現場連接器需要比非預置光纖快速連接器多一個接續點，但預置光纖型現場連接器插頭端面可以保證是符合行業標準的研磨端面，可以滿足端面幾何尺寸如頂點偏移、光纖凹陷與凸出、曲率半徑等要求，而非預置光纖型現場連接器的插頭端面幾何尺寸無法滿足行業標準的要求。

（2）使用壽命

預置式光纖連接器兩光纖端面處理方法均為切制時，無法保證接續表面的平整，致使接續性能較差，特別是回波損耗，故需在接續點中放入折射率與光纖相同的匹配液，彌補間隙等缺陷造成的接續損耗。

非預置光纖快速連接器內部無接續點和匹配液，不會由于匹配液的流失而影響使用壽命，也不存在因使用時間過長導致匹配液變質等問題。

（3）操作難度

由于預置光纖型現場連接器有匹配液輔助接續，因此相對來說，非預置光纖型現場連接器對光纖切割端面的要求要比預置光纖型現場連接器高。

（4）維護

無論是預置式還是非預置式，對正常的光纖通信來說維護工作都非常重要。要判斷是否接續好，需要用儀表進行現場測量。一旦發現數據異常，則需要進行現場維護。

由于非預置式無匹配液存在，只要當時接續足夠好，后期維護的必要性相對較小，即使當時沒有接續好，還可通過放大鏡或干涉儀觀察、判斷是接續的問題還是端面遭到污染的問題。對預置式連接器進行維護時需對接續點進行開啟檢查，這樣容易導致匹配液的流失或被污染。

5 存在的問題

雖然現場組裝式光纖連接器具有方便快捷、節省投資等諸多優點，但畢竟發展的歷史較短，目前還存在著一些問題。從泰爾實驗室2008年以來的測試情況看，現場組裝式連接器產品主要存在以下問題。

（1）大部分現場連接器的插入損耗和回波損耗指標達不到一般傳統光纖連接器的性能水平。如回波損耗雖大于40 dB，但與現在大部分傳統光纖連接器產品的回波損耗指標還有差距。目前PC型插針的回波損耗一般都在50 dB以上。

（2）重復性指標差。由于存在一定的光纖對接或者端面不平等原因，多次測試參數差別較大，尤其是非預置式。

（3）接續成功率較低，在具體應用中很少能一次制作成功。

（4）預置光纖式結構的匹配液容易流失、V型槽壓緊處可能發生變化；非預置光纖式結構若切割長度、端面不好，多次接續會進一步磨損端面。

（5）在FTTH應用中，環境溫濕度變化大（如長時間水泡情況），人為因素眾多，因此連接器的適應性有待加強。

現在已經有不少的試點城市開始使用這種現場組裝光纖連接器。隨著FTTH的大規模部署，相信現場組裝光纖連接器會得到更好的發展和應用。

6 標準情況

光通信發展較快的國家，很早就推出了相關標準。我國在光纖冷接成端技術的研發方面起步較晚，在這方面的規范較少，主要是以一些企業標準的形式存在，缺少行業上共同遵守的統一標準。為此泰爾實驗室分別在2008年及2009年中國通信協會傳送網與接入網工作組（TC6）的光器件組（WG4）會議上，提出了機械式現場組裝式光纖連接器的標準立項申請并獲得通過。

目前標準起草工作正在緊張進行之中，其標準將會以YD/T 1272為基礎，結合現場光纖冷接成端的技術特點，形成現場組裝式光纖連接器的行業標準。該標準內容主要包括產品命名、分類、技術要求、測試方法、檢驗規則、包裝與儲運等，將成為現場組裝式光纖連接器生產、設計、驗收等的參考依據及技術準則，從而推動光纖冷接成端技術的應用，推動FTTH的進一步發展。

7 結束語

從短期來看，光纖冷接成端技術還無法與光纖熱熔接技術相媲美，其適用范圍僅局限于接入網末端及工程搶修，然而光纖冷接成端技術是一個伴隨FTTH及光通信的快速發展而成長起來的持續創新性技術，隨著科技的發展，應用的增多，光纖冷接成端技術必將進一步發展和成熟。