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 光纖活動連接器進網(wǎng)質(zhì)量檢驗中常見問題及分析
江城子GG
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發(fā)表于 2007-10-24 09:49:41  只看樓主 
　近幾年來，光通信在世界范圍內(nèi)得到飛速發(fā)展，光通信的觸角也不斷從骨干網(wǎng)向非骨干網(wǎng)及接入網(wǎng)中延伸。與此同時，作為光通信中不可缺少的連接部件-----光纖活動連接器，也隨著光通信的發(fā)展而得到更加廣泛的應(yīng)用。因此，光纖活動連接器質(zhì)量問題也越來越引起了相關(guān)部門的重視，在信息產(chǎn)業(yè)部信科(1999)68號的發(fā)文中向各相關(guān)檢驗中心發(fā)布了《單模光纖活動連接器進網(wǎng)質(zhì)量檢驗實施細則》,通過這幾年的進網(wǎng)檢驗，光纖活動連接器的產(chǎn)品質(zhì)量得到了普遍的提高，但是，由于光纖活動連接器的生產(chǎn)受到技術(shù)及設(shè)備的局限性，因此不可避免仍然存在一些問題，本文就目前光纖活動連接器進網(wǎng)檢驗的現(xiàn)狀及進網(wǎng)檢驗中所發(fā)現(xiàn)的一些問題進行歸納和分析。
　　一、光纖活動連接器進網(wǎng)檢驗中較常出現(xiàn)的一些問題
　　光纖活動連接器在1999年開始進行進網(wǎng)質(zhì)量檢驗以來，光纖活動連接器的產(chǎn)品質(zhì)量在穩(wěn)步提高。在此之前，光纖活動連接器的質(zhì)量很不穩(wěn)定，有不少檢驗項目都在不同程度存在一些問題，如常態(tài)的插入損耗過高或回波損耗過低；重復性差別較大，穩(wěn)定性不好；機械耐久性差，經(jīng)過多次插拔，插入損耗和回波損耗的測試值明顯變差；耐環(huán)境試驗差，經(jīng)過高溫試驗或鹽霧的環(huán)境試驗后，連接器外觀明顯出現(xiàn)不應(yīng)有的一些問題等等。但隨著這幾年技術(shù)和設(shè)備的改善，進網(wǎng)檢驗的光纖活動連接器出現(xiàn)的問題比以前的要少多了。在此就目前進網(wǎng)檢驗中仍然較為常見的問題作一下闡述和分析。
　　1．光纖活動連接器的光學指標
　　在光纖活動連接器的進網(wǎng)檢驗中，光學性能方面出現(xiàn)的主要問題是插入損耗和回波損耗無法達到細則中規(guī)定的要求。為了說明這個問題，首先把細則中對光纖連接器的光學性能方面的技術(shù)要求在這里詳細介紹一下，表1是細則中規(guī)定的詳細技術(shù)指標要求。
　　這些技術(shù)要求與標準中的技術(shù)要求大部分是一致的，但也有一點小小的區(qū)別，主要區(qū)別是，標準中規(guī)定的插入損耗要求一般為≤0.5dB，而在進網(wǎng)檢驗細則中要求為PC型≤0.2dB，而APC型≤0.3dB。另外標準中對回波損耗的要求為：PC型≥40dB，而在細則中則規(guī)定為：PC型≥45dB，UPC型≥50dB。APC型的回波損耗標準與細則的要求是一致的，均為≥60dB。弄清這些區(qū)別對于廠家指導自己的產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗以及申請光纖活動連接器進網(wǎng)檢驗肯定是有幫助的。
　　下面簡單地分析一下光纖活動連接器可能出現(xiàn)光學性能質(zhì)量問題的原因。
　　根據(jù)前面的介紹我們知道，光纖活動連接器的光學性能主要包括插入損耗和回波損耗。而插入損耗與回波損耗并非是獨立的，理論上是高插入損耗則一般對應(yīng)低回波損耗，與之相反，低插入損耗則一般對應(yīng)高回波損耗。但由于插入損耗光功率的數(shù)量級遠大于回波損耗光功率的數(shù)量級，因此上述規(guī)律并非是絕對的。實際上回波損耗的大小主要取決于能否把反射光盡量旁路掉，這跟端插針端面的結(jié)構(gòu)很有關(guān)系。為方便起見，本文在討論光纖活動連接器的光學性能的影響因素時，只討論插入損耗的影響因素。
　　光纖活動連接器的插入損耗是由光纖固有損耗和端接損耗引起的，而光纖固有損耗主要包括光纖吸收損耗和瑞利散射損耗，目前光纖的制造技術(shù)可以使光纖的固有損耗在1550nm附近降到0.2dB/km，而光纖跳線的長度通常為10m左右，因此光纖跳線的固有損耗幾乎可以忽略不計。因此光纖活動連接器的插入損耗主要取決于光纖跳線的端接損耗。
　　端接損耗是指兩根光纖跳線通過適配器連接而引起的損耗。產(chǎn)生端接損耗的原因有很多，大概包括有纖心尺寸失配、數(shù)值孔徑失配、折射率分布失配、端面間隙、軸線傾角、橫向偏移或同心度、菲涅爾(Fresnel)反射等等。
　　根據(jù)標準和細則的規(guī)定，光纖活動連接器的插入損耗是使用標準跳線與被測光纖活動連接器相連，從而測量出光纖活動連接器的插入損耗。根據(jù)這種測試方法，則光纖活動連接器的端接損耗實際是被測跳線與標準跳線間的端接損耗�？紤]到標準跳線一般是非常規(guī)范的，因此，端接損耗主要取決于被測光纖活動連接器。在光纖活動連接器的測試過程中，通過清潔的無毛軟紙沾酒精擦拭和反復插拔，首先可以排除由于端面不潔和連接不當?shù)扰既灰蛩卦斐啥私訐p耗過高。除此之外，根據(jù)我們大量檢測的經(jīng)驗以及使用端面干涉儀的輔助分析，光學性能中端接損耗過高的原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
　　（1）研磨不充分。研磨是光纖活動連接器插針生產(chǎn)中很重要的一道工序。研磨不充分往往會造成光纖插頭插針端面凹凸不平。這種光纖活動連接器互相連接勢必會使兩根光纖之間有空氣縫隙，這樣就容易造成光學性能變差。在研磨不充分的插針端面上還可能存在劃痕，如果劃劃痕直接通過纖心，它們同樣會引起光纖活動連接器光學性能的明顯下降。
　�。�2）光纖偏心。通過光纖端面分析儀對光纖端面的觀察，我們注意到，若光纖插針端面等高線的干涉圓環(huán)中心與實際光纖纖心基本重合，則說明光纖的纖心落在了插針的最高點，這樣就可以保證纖心與纖心對接時中間不留縫隙。但是，如果干涉圓環(huán)中心與光纖纖心不重合，甚至超出65μm，則勢必會影響光纖的通光性能，從而導致光纖活動連接器的插入損耗較差。
　�。�3）纖心凹陷或凸出。纖心的凹陷或凸出都容易引起光纖傳輸性能的下降。這是因為，當纖心凹陷時，則可能導致對接的兩根纖心之間存在縫隙，接觸不夠緊密從而存在空氣，引起反射，從而影響插入損耗和回波損耗；而當纖心凸出時，則可能導致對接的兩根纖心互相擠壓從而使實際的光線射出端面和入射端面并不平行，從而使兩根光纖之間出現(xiàn)軸向傾角導致對接光纖的通光性能下降。
　　決定光纖活動連接器的光學性能指標最根本的因素是插頭插針，如果能從插頭插針的幾何尺寸著手，微觀分析插針端面情況，則我們就會對光纖活動連接器的光學性能有一個深刻的認識，由此我們就能可靠地判斷光纖活動連接器光學性能的質(zhì)量水平。
　　2．光纖活動連接器的機械強度
　　在進網(wǎng)檢驗中，光纖活動連接器的機械強度問題出現(xiàn)的情況相對較多。它們主要體現(xiàn)在兩個方面。
　　（1）抗拉試驗
　　抗拉試驗在進網(wǎng)檢驗中出現(xiàn)問題的情況較為普遍，這些問題主要表現(xiàn)在做完抗拉試驗后。
　　光纜與插頭完全拉脫�？赡茉蚴窃诠饫w連接器生產(chǎn)時光纜中的紡綸與插頭壓接不好。紡綸是光纜與插頭在經(jīng)受拉力時主要的抗拉材料，它一般要與插頭用金屬套管壓接。如果紡綸與插頭壓接不牢，很容易導致插頭與光纜拉脫。
　　光纜護套與插頭分離。可能原因是光纜護套與插頭粘接不可靠，從而導致外觀上光纜護套與插頭分離。
　　光纜仍然與插頭粘連，但纖心已斷�？赡茉蚴羌従]的材料不好，光纖跳線一旦受力過大則拉伸過長，從而導致纖心余長不夠而斷裂。
　　光纜與纖心均未斷，但光學性能明顯下降。這說明光纖跳線經(jīng)受到拉力時纖心遭到了一定程度的破壞，但并不太嚴重。出現(xiàn)這種情況的原因很復雜，但多數(shù)是因為光纖跳線的材料不好造成的。
　　以上只是從技術(shù)上來分析出現(xiàn)這些情況的主要可能原因，實際上，主觀原因是也造成抗拉試驗不合格的一個重要因素。
　　在現(xiàn)有標準YD/T826-1996《FC-PC型單模光纖光纜活動連接器技術(shù)條件》、YD/T895-1997《SC/PC型單模光纖活動連接器技術(shù)條件》、YD/T826-1997《FC-APC型單模光纖光纜活動連接器技術(shù)條件》、YD/T987-1998《ST/PC型單模光纖光纜活動連接器技術(shù)條件》中，除YD/T826-1996《FC-PC型單模光纖光纜活動連接器技術(shù)條件》規(guī)定的拉伸試驗條件為50N外，其它幾個標準規(guī)定的拉伸試驗條件均為90N，因此信息產(chǎn)業(yè)部參照這些標準制定的細則中規(guī)定拉伸試驗條件也為90N。
　　然而在拉伸試驗出現(xiàn)問題的光纖活動連接器產(chǎn)品中，不排除有一些企業(yè)仍然是按50N的試驗條件要求生產(chǎn)和檢測光纖活動連接器。如果這樣，生產(chǎn)出的光纖活動連接器很有可能滿足不了細則的要求。因此，值得我們注意的是，光纖活動連接器入網(wǎng)檢驗中拉伸試驗條件為90N，而不能采用50N的試驗條件要求。
　　實際上，目前很多國際上生產(chǎn)的光纖活動連接器的抗拉性能要求已是15kg(約等于147N)，因此只要選擇合適的材料，并采取正確的方法和程序，生產(chǎn)出滿足抗拉條件為90N的光纖活動連接器是完全能做到的。
　�。�2）SC型連接器鎖緊裝置的強度試驗
　　鎖緊裝置的主要作用是減少光纖插頭由于意外受力而被拔出的可能性。在正常的拔出時，只要按規(guī)定方向和在規(guī)定位置施力牽拉，鎖緊力就可解除，插頭即可拔下，否則光纖活動連接器將鎖定。與FC和ST相比，鎖緊裝置的強度試驗是SC型光纖活動連接器獨有的檢驗項目。這項試驗的目的是考驗SC型光纖活動連接器的鎖緊裝置在正常鎖緊時中能承受軸向力的大小。根據(jù)標準和細則規(guī)定，其該檢驗項目的技術(shù)要求是光纖活動連接器鎖緊后應(yīng)能經(jīng)受68.6N（即7kg）的軸向拉力試驗后，其插入損耗和回波損耗指標應(yīng)滿足表1的要求。但在我們的試驗中，發(fā)現(xiàn)有不少連接器在60N左右時就已破壞，說明該鎖緊裝置并不可靠。
　　鎖緊裝置不可靠的原因主要是組成SC型連接器的插頭或適配器的材料問題。如果使用了較軟或較脆的工程塑料，均有可能導致鎖緊裝置可靠性無法滿足標準和細則要求。
　　3．光纖活動連接器的互換性
　　在進網(wǎng)細則中規(guī)定，光纖活動連接器的互換測試就是指定某一適配器與其它跳線組成新的連接器進行插入損耗和回波損耗的測試。在進網(wǎng)檢驗中我們是針對一根帶有插頭的光纖跳線和一個適配器組合進行的檢驗。但在實際使用中，光纖跳線和適配器并非是固定搭配的，因此在進網(wǎng)檢驗中，光纖活動連接器的互換性檢驗是十分必要的，也是具有實際意義的。
　　在光纖活動連接器的進網(wǎng)檢驗中互換性能差也是一個較為常見的問題。出現(xiàn)這個問題主要原因有：
　�。�1）研磨機一次只能同時研磨12個或有限個插針，每一個插針的位置均不同；另外每批連接器由于人為原因有可能松緊程度和研磨程度不同，從而導致的各個連接器插針的研磨情況有一定的差別。
　　（2）對于有多個研磨機的廠家，由于各個研磨機之間的肯定有一定差別，因此通過不同研磨機所生產(chǎn)的產(chǎn)品勢必要比同一個研磨機生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在一致性方面差異大點。
　�。�3）另外對于APC型插針，由于其斜8度端面實現(xiàn)起來相對困難，因此其互換性能一般比加工相對容易的PC型插針差。
　　根據(jù)插針形式的不同以及連接器生產(chǎn)廠家的不同，我們可以把互換性問題分成4個等級。
　　一等是以PC型插針組成的光纖活動連接器，一般不存在互換性能方面的問題，互換性好。其互換性試驗中的插入損耗變化量典型值為0.05dB，一般不超過0.2dB。這類產(chǎn)品一般是由同一研磨設(shè)備研磨出來的PC型連接器。
　　二等也是以PC型插針組成的光纖活動連接器，互換性方面存在較小的問題，互換性較好。其互換性試驗中的插入損耗變化量典型值為0.1dB，一般不超過0.2dB。這類產(chǎn)品一般是由不同研磨設(shè)備研磨出來的PC型連接器。
　　三等是以APC型插針組成的光纖活動連接器，互換性能有一定問題，互換性一般。其互換性試驗中的插入損耗變化量典型值為0.15dB，一般不超過0.3dB。這類產(chǎn)品是一般由同一研磨設(shè)備研磨出來的APC型連接器。
　　四等也是APC型插針組成的光纖活動連接器，這種連接器互換性能容易出現(xiàn)較多問題，其互換性能差。其互換性能試驗中的插入損耗變化量典型值為0.2dB，一般不超過0.3dB。這類產(chǎn)品一般是由不同研磨設(shè)備研磨出來的APC型連接器。
　　三、總結(jié)
　　要保證光纖活動連接器產(chǎn)品滿足信息產(chǎn)業(yè)部的進網(wǎng)質(zhì)量檢驗要求，企業(yè)首先要保證光纖活動連接器的原材料滿足要求；其次是嚴格按照規(guī)定的要求設(shè)計和生產(chǎn)；最后就是要求企業(yè)的質(zhì)檢及技術(shù)人員對產(chǎn)品的質(zhì)量指標有一個深入全面的理解，了解和掌握有關(guān)標準和細則的要求。只有這樣，才能生產(chǎn)出符合相關(guān)標準要求與進網(wǎng)檢驗實施細則要求的產(chǎn)品，從根本上避免光纖活動連接器產(chǎn)品在進網(wǎng)檢驗中出現(xiàn)問題，更好地保證光纖通信的穩(wěn)定可靠。
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