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[技術(shù)資料] 通信連接器技術(shù)現(xiàn)狀與展望
P:2006-11-14 08:12:08
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通信連接器技術(shù)現(xiàn)狀與展望
通信是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，使用的各個(gè)部件的性能都會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，其中通信連接器屬于網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)互聯(lián)設(shè)備，所采用的連接器性能可能影響整個(gè)通信系統(tǒng)。目前，連接器產(chǎn)品的型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)很多，有電連接器件和光纖連接器。特別是光纖連接器，各種標(biāo)準(zhǔn)差異很大；同時(shí)，新的工藝、新的技術(shù)層出不窮。因此用戶應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況，選擇適用的連接器。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有關(guān)技術(shù)人員也要熟悉和了解各種連接器的性能，考慮網(wǎng)絡(luò)向高速網(wǎng)絡(luò)升級(jí)時(shí)的建設(shè)成本和硬件升級(jí)等問(wèn)題，提出接口要求；并綜合考慮連接器的性能、價(jià)格和發(fā)展，建議連接器的選用。
連接器的形式和結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，隨著應(yīng)用對(duì)象、頻率、功率和應(yīng)用環(huán)境等的不同，有各種不同形式的連接器。通信連接器作為一種物理層器件，在一定程度上影響傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項(xiàng)性能；同時(shí)，連接器連接技術(shù)的改進(jìn)，簡(jiǎn)化了終端連接和維護(hù)服務(wù)，降低了對(duì)硬線連接的需求，使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程更方便、更靈活，降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本。由于光纖連接器也是一種損耗性產(chǎn)品，所以還要求其價(jià)格低廉。
一、光纖連接器
1. 光纖連接器分類(lèi)
光纖連接器的作用在于把光纖的兩個(gè)端面精密地對(duì)接起來(lái)，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其接入光鏈路而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小，這也是光纖連接器的基本要求。這里所說(shuō)的光纖連接器確切地講是光纖活動(dòng)連接器，俗稱活接頭，是按光纖接頭可拆卸與否來(lái)分類(lèi)時(shí)的一類(lèi)；相應(yīng)地還有一種不可拆卸的連接器，稱為固定連接器。正是由于連接器的使用，使得光通道間的可拆式連接成為可能，從而方便了光系統(tǒng)的調(diào)測(cè)與維護(hù)，使光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接調(diào)度更加靈活。
光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中使用量最大的光無(wú)源器件，隨著光纖的廣泛應(yīng)用，光纖連接器已形成了門(mén)類(lèi)齊全、品種繁多的系列產(chǎn)品，各種類(lèi)型的特點(diǎn)也逐漸分明。光纖連接器按傳輸媒介的不同，可分為硅基光纖的單模、多模連接器以及以其他媒介(如塑膠等)為傳輸媒介的光纖連接器；按連接頭的結(jié)構(gòu)形式，可分為FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等；按光纖端面形狀，可分為FC、PC(包括SPC或UPC)和APC型；按光纖芯數(shù)，可分為單芯型和多芯(如MT-RJ、MPO)型光纖連接器。對(duì)于單模光纖連接器，其接頭類(lèi)型有FC、SC、ST、FDDI、SMA及新開(kāi)發(fā)出的LC、MT-RJ等，端面接觸方式有PC、UPC和APC型。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般按照光纖連接器結(jié)構(gòu)的不同來(lái)加以區(qū)分。目前，F(xiàn)C、ST和SC 3種類(lèi)型連接器占據(jù)光纖連接器市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。
2. 光纖連接器的特點(diǎn)與應(yīng)用
1)FC(F01)型光纖連接器
FC型連接器采用金屬螺紋連接結(jié)構(gòu)，插針體采用外徑2.5mm的精密陶瓷插針，根據(jù)其插針端面形狀的不同，它分為球面接觸的FC/PC和斜球面接觸的FC/APC兩種結(jié)構(gòu)。FC型連接器是目前世界上使用量最大的品種，也是中國(guó)采用的主要品種。
2)SC(F04)型光纖連接器
這是一種模塑插拔耦合式單模光纖連接器，其結(jié)構(gòu)尺寸與FC型相同，插針體同樣為外徑2.5mm的精密陶瓷插針，端面處理采用PC或APC型研磨方式；緊固方式為插拔銷(xiāo)閂式。此類(lèi)連接器價(jià)格低廉，插拔操作方便，接入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度較高，安裝密度高。
3)ST型光纖連接器
采用帶鍵的卡口式鎖緊結(jié)構(gòu)(類(lèi)似BNC連接結(jié)構(gòu))，插針體為外徑2.5mm的精密陶瓷插針，插針的端面形狀通常為PC面。
4)DIN47256型光纖連接器
這是一種由德國(guó)開(kāi)發(fā)的連接器，DIN是德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的表示，其后的數(shù)字為標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。這種連接器采用的插針和耦合套筒的結(jié)構(gòu)尺寸與FC型相同，端面處理采用PC研磨方式。其結(jié)構(gòu)比FC型連接器要復(fù)雜一些，內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)中有控制壓力的彈簧，接入損耗值較小。
5)雙錐型連接器
這類(lèi)光纖連接器由兩個(gè)經(jīng)精密模壓成形的端頭呈截頭圓錐形的圓筒插頭和一個(gè)內(nèi)部裝有雙錐形塑料套筒的耦合組件組成。光通信的飛速發(fā)展對(duì)光纖連接器器件的發(fā)展同樣提出了要求和需求�，F(xiàn)在國(guó)際已經(jīng)有許多公司開(kāi)發(fā)了各種新型的光纖通信連接器。美國(guó)目前已經(jīng)研制出8種結(jié)構(gòu)的光纖連接器，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為光纖連接器內(nèi)部匹配標(biāo)準(zhǔn)(FOCIS)。FOCIS1、2、3和4分別為雙錐型、ST型、SC型和FC型連接器的標(biāo)準(zhǔn)。新型的有用于光纖帶的MTP/MPO連接器(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為FOCIS5)、小型MT(小型MPO)連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為OFCIS8)、小型MAC連接器(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為OFTLS9)、MT-RJ連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為OFCIS12)，還有FJ型光纖連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為FOCLS6)、LC型連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為FOCIS10)、SG型連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為OFCIS7)等。日本對(duì)新一代光纖連接器的研究以NTT光電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室為代表，已研究出MT型、簡(jiǎn)化SC型、MU型小型單元耦合型、FPC型和平面光波線路PLC型等結(jié)構(gòu)的連接器，其中MU型連接器的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JIS C 5963(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))和IEC 1754－6(國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn))。
新型光連接器在結(jié)構(gòu)上大致可分為4類(lèi)：第一類(lèi)是在插頭直徑為2.5mm連接器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)；第二類(lèi)是圍繞光纖帶而設(shè)計(jì)的連接器；第三類(lèi)是插頭直徑為l.25mm的小型連接器；第四類(lèi)是無(wú)套管的光纖連接器。新一代連接器體積更小、價(jià)格更低。 一些發(fā)展比較迅速的光纖連接器包括：
1)LC型光纖連接器)
采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機(jī)理制成。由于它的陶瓷插針的外徑僅為1.25mm，外形尺寸小，因此能夠大大提高連接器在光配線架中的密度。目前，在單模SFF方面，LC類(lèi)型的連接器實(shí)際已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位，在多模方面的應(yīng)用也增長(zhǎng)迅速。
2)MU型光纖連接器
MU型光纖連接器采用如SC型連接器那樣的插入鎖緊結(jié)構(gòu)，外殼與SC型連接器相似，但由于采用了外徑為1.25mm的陶瓷插芯，尺寸要小得多。與SC型連接器相比，它可大大提高安裝密度，特別適用于新型的同步終端設(shè)備和用戶線路終端。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)向更大帶寬更大容量方向的迅速發(fā)展和DWDM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)MU型連接器的需求也將迅速增長(zhǎng)。
3)VF-45光纖連接器/SG連接器
VF-45光纖連接器已被認(rèn)證為新的光纖接口的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，命名為SG連接器；其接頭外形與普通8芯雙絞線接頭RJ-45相似，不采用套管，插頭和插座與光纖的連接就像用壓線鉗連接8芯5類(lèi)線與RJ-45接頭一樣方便，使用專用的制作工具快速制作即可成型，可以減少現(xiàn)場(chǎng)端接的時(shí)間和成本，這是該連接器與其他FOCIS連接器的明顯區(qū)別。
4)帶狀光纖連接器
在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方面，中國(guó)已制定了FC、SC、ST/PC型連接器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其他一些光纖連接器也有一定的規(guī)定。受技術(shù)水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度的限制，目前，中國(guó)光通信系統(tǒng)中所用的光纖連接器，或是使用進(jìn)口連接器，或是將進(jìn)口的陶瓷套管和外圍金屬件等散件在國(guó)內(nèi)進(jìn)行組裝，主要是FC型光纖連接器。
與電連接器相同，不同結(jié)構(gòu)的光連接器，應(yīng)用范圍也有所不同。例如FC連接器主要用于光纜干線系統(tǒng)，其中FC/APC連接器用在要求有較高的回波損耗的場(chǎng)合，如CATV網(wǎng)等；ST、SC型連接器和D4型連接器則廣泛用于光纖接入網(wǎng)和局域網(wǎng)中，其優(yōu)點(diǎn)是接入損失小、便于安裝且穩(wěn)定性高；對(duì)于短距離(≤20km)信號(hào)傳輸，因其精度要求不高，所以較多采用的是ST、SMA、FDDI等成本較低的連接器，且多用于多模系統(tǒng)。在本地交換機(jī)中的光纜終端架上采用較多的是SC連接器或簡(jiǎn)化的SC連接器；新型的同步終端設(shè)備和用戶線路終端，采用的是LC、MU型連接器或帶狀光纖的MPO連接器；各種局域網(wǎng)一般采用的是帶狀陣列式光纜MT連接器。對(duì)于平面光波器件與光纖之間的連接，多采用PLC連接器。另外，塑膠類(lèi)光纖連接器多用于更短距離通信，自動(dòng)控制和音響訊號(hào)傳輸?shù)�，如用于住宅廣播的FJ型光纖連接器。MT-RJ光纖連接器在快速以太網(wǎng)及千兆位以太網(wǎng)中也有廣泛的應(yīng)用。
在最新的光纖布線標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA-568-B.3中,推薦使用小型光纖連接器(SFF)。SFF包括有LC、MT-RJ、MU、E-2000，F(xiàn)-3000和VF-45等，這些SFF連接器的共性是低插入損耗、回波損耗、高重復(fù)性、高環(huán)境可靠性以及精密機(jī)械結(jié)構(gòu)等。SFF連接器目前也是DWDM系統(tǒng)的最佳選擇。
為保證光纖連接器的正常使用，要考慮光纖連接器的光學(xué)性能、互換(同型號(hào)間)性能、機(jī)械性能、環(huán)境性能和壽命(即最大可拔插次數(shù))。在光學(xué)性能方面，一般要求連接損耗應(yīng)不大于0.5dB，回波損耗典型值應(yīng)不小于25dB。對(duì)于同一類(lèi)型的光纖連接器，可以任意組合使用、并可以重復(fù)多次使用，由此而導(dǎo)入的附加損耗一般都在小于0.2dB的范圍內(nèi)。另外，光纖連接器的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于90N，必須在-40-+70℃的溫度下能夠正常使用，可以插拔l000次以上等等。
二、電連接器分類(lèi)及應(yīng)用
電連接器使電流在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路可以流通，使電路實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。有些連接器被做成普通插座的形式，在線纜工業(yè)中得到廣泛認(rèn)可和使用。
多年來(lái)電連接器的分類(lèi)混亂，各個(gè)廠家自有其分類(lèi)方法和標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家電子分銷(xiāo)商協(xié)會(huì)(NEDA, 即National Electronic Distributors Association)在1989年主持制訂了一套稱為連接器部件封裝分類(lèi)等級(jí)(Levels of Packaging)的標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，通信連接一般使用4級(jí)連接器。但級(jí)別只是用于學(xué)習(xí)和分類(lèi)連接器，實(shí)際工作中很少按照上述級(jí)別談及連接器，而是按照連接器的外觀形式和連接的結(jié)構(gòu)方式來(lái)命名它(不同結(jié)構(gòu)形式電連接器的命名由國(guó)際上通用的詳細(xì)規(guī)范做出具體規(guī)定；一般來(lái)說(shuō)，不同結(jié)構(gòu)的連接器，有不同的應(yīng)用范圍)。通信網(wǎng)絡(luò)的連接往往取決于所用的媒體，所以，通常是按不同的連接介質(zhì)、連接方式和應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)討論連接器的。
1. 多線電纜連接器
多線電纜連接器包括DB連接器和DIX連接器以及DIN連接器等。
1) DB型連接器包括DB-9、DB-15、DB-25連接器,它用于連接串口設(shè)備及并口電纜,分為陽(yáng)性端和陰性端,DB25中的DB代表是D型連接器,數(shù)字25代表連接器的針的個(gè)數(shù)。DB25連接器是目前微機(jī)與線路接口的常用器件。
2) DIX連接器:它的外表象DB-15連接器.它在連接時(shí)是用滑扣來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而DB15連接時(shí)是通過(guò)螺絲來(lái)固定的，常常用于連接粗纜以太網(wǎng)。
3) DIN連接器:在DIN連接器中有不同的針以及針的排列形式,它一般在連接Macintosh 和Apple Talk網(wǎng)絡(luò)中使用。
2. 雙絞線連接器
雙絞線連接包括兩種連接器:RJ45和RJ11。RJ是描述公用電信網(wǎng)絡(luò)的接口，在以往的4類(lèi)、5類(lèi)、超5類(lèi)，甚至出臺(tái)不久的6類(lèi)布線中，采用的都是RJ型接口。
1) RJ11連接器:是一種電話線類(lèi)連接器，支持2線和4線，一般用于用戶電話線接入。
2) RJ45連接器:一種同種類(lèi)型的連接器，插孔式，比RJ11連接器較大，并且支持8線，是標(biāo)準(zhǔn)8位模塊化接口的俗稱，多用于網(wǎng)絡(luò)中連接雙絞線。由于它所用電路均為平衡式發(fā)送器和接受器，所以具有較高的共模抑制能力。
3. 同軸電纜連接器
同軸電纜連接器包括T連接頭和BNC連接器及終端電阻。
1)T連接頭：用于連接同軸電纜和BNC連接器。
2)BNC連接器：BayoNette卡口式桶型連接器，用于將網(wǎng)段連接到BNC連接器。通信和計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的急速增長(zhǎng)以及通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合已成為刺激同軸連接器需求增長(zhǎng)的主要因素。由于同軸電纜和T型連接器依賴BNC接插件進(jìn)行連接，因此BNC連接器市場(chǎng)為業(yè)內(nèi)人士所看好。
3) 終端器：電纜都需要終端器，終端器是一種特殊的連接器，它內(nèi)部有一個(gè)精心選擇的匹配網(wǎng)絡(luò)電纜特性的電阻,其中每一個(gè)終端器都必須接地。
4)在粗纜以太網(wǎng)中多使用N型連接器，工作站并不直接接入以太網(wǎng)絡(luò)中，而是用一個(gè)收發(fā)器，通過(guò)一個(gè)AUI連接器(DIX連接器)連到收發(fā)器。
射頻同軸連接器從連接類(lèi)型來(lái)分，主要有以下三種：
1)螺紋連接型：如：APC-7、N、TNC、SMA、SMC、L27、L16、L12、L8、L6等射頻同軸連接器。這種連接形式的連接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特點(diǎn)，所以應(yīng)用也最為廣泛。
2)卡口連接型：如BNC、C、Q9、Q6等射頻同軸連接器。這種連接器具有連接方便、快捷等特點(diǎn)，也是國(guó)際上應(yīng)用最早的射頻連接器連接形式。
3)直插推連接型：如SMB、SSMB、MCX等，這種連接形式的連接器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小、易于小型化等特點(diǎn)。
串行通信方式是被廣泛采用的一種通信方式。在串行通信時(shí)，要求通信雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。ISDN基本接口的連接器均采用ISO8877標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定S接口標(biāo)準(zhǔn)連接器為RJ-45(8芯)，中間4芯為有效芯；U接口連接器無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，有些廠家用RJ-11，華為采用的是RJ-45，都是中間兩芯有效。數(shù)字傳輸網(wǎng)中G.703接口的連接器一般為BNC(75Ω)或RJ-45(120Ω)，有時(shí)也使用9芯接口。USB規(guī)范(通用串行總線)是一種連接標(biāo)準(zhǔn)，它為所有USB外設(shè)連接PC機(jī)提供了通用的連接器(A型和B型)。這些連接器將取代傳統(tǒng)的各種外部端口，如串口、游戲接口、并口等。
在綜合布線方面，以往的四類(lèi)、五類(lèi)、超五類(lèi)，包括剛剛出臺(tái)的六類(lèi)布線中，采用的都是RJ型接口。從七類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始，布線歷史上出現(xiàn)和RJ型和非RJ型接口的劃分。Cat7連接件組合（GG45-GP45標(biāo)準(zhǔn)已在2002年3月22日被一致通過(guò)（IEC 60603-7-7），成為7類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)連接件，并可完全兼容目前的RJ-45。
電連接器的選用包含了使用環(huán)境條件、電參數(shù)、機(jī)械參數(shù)、端接方式的選用。具體包括電氣參數(shù)要求、額定電壓、額定電流、接觸電阻、屏蔽性、安全參數(shù)、機(jī)械參數(shù)、機(jī)械壽命、連接方式、安裝方式和外形、環(huán)境參數(shù)、端接方式等等。
三、通信連接器的發(fā)展趨勢(shì)
連接技術(shù)是當(dāng)今強(qiáng)勢(shì)發(fā)展的熱點(diǎn)，它與移動(dòng)電話、因特網(wǎng)所使用的信息終端和通信設(shè)備市場(chǎng)激烈擴(kuò)展、光纖通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大緊密相關(guān)。從目前的情況看，市場(chǎng)上對(duì)能處理通用系列總線產(chǎn)品的高速度的連接器、小型同軸連接器的需求正不斷增加；隨著光通信朝著超高速、大容量、長(zhǎng)距離的方向發(fā)展，CATV、光纖局域網(wǎng)和用戶系統(tǒng)的大力開(kāi)發(fā)和光纖到路邊、到家庭的應(yīng)用，對(duì)光纖連接器的品種規(guī)格和性能也提出更高的要求。未來(lái)連接器的研發(fā)總趨勢(shì)是朝著低成本、高密度、高可靠度、功能及安裝簡(jiǎn)化等方面發(fā)展。 對(duì)電連接器而言，廠家都把注意力集中在小外形、窄間距、能處理快速數(shù)字信號(hào)型號(hào)的研發(fā)，小型化、高頻率、多功能、高功率是電連接器未來(lái)的方向。
在活動(dòng)光纖連接器方面，由于精密陶瓷插針及其研磨工藝的研制成功，徹底解決了光纖的對(duì)中難題，使得活動(dòng)光纖連接器的性能指標(biāo)大為改善。通對(duì)陶瓷插針端面形狀的不斷改進(jìn)，使接器的指標(biāo)得到了更大的提高。目前，活動(dòng)光纖連接器的插入損耗已經(jīng)達(dá)到小于0.2dB, 回波損耗也可達(dá)到40dB(PC面)和65dB(APC面)以上，為光纖連接器的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。光纖連接器插頭支撐套管和耦合套筒未來(lái)的趨勢(shì)將是進(jìn)一步降低接入損耗，提高回波損耗，并改善連接器的機(jī)械耐力和溫度性能。隨著系統(tǒng)速率的不斷提高，PC(物理接觸)型連接器將逐步取代FC(平面接觸)型連接器；對(duì)于PC型研磨的工藝也在不斷改進(jìn)，人工研磨正逐漸被機(jī)器研磨所取代。另外，采用斜面連接也是提高單模光纖連接器回波損耗性能的一個(gè)有效途徑。
就光纖連接器的外圍元部件而言，發(fā)展的趨勢(shì)是高性能、低成本、小型化、多纖化、安裝密度高、安裝簡(jiǎn)便等。從生產(chǎn)規(guī)�？矗B接器的裝配正從工廠走向安裝工程現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)快速簡(jiǎn)易的現(xiàn)場(chǎng)裝配型光纖連接器的需求也越來(lái)越多。圖6所示的采用高精度模塑法開(kāi)發(fā)出的帶有MT套管的低損耗MPO(多纖推拉式)連接器可一次同時(shí)接通4、8和12芯光纖，非常有利于高速和高密度數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
另外，為使插入損耗最小，光纖連接器所用的光纖應(yīng)當(dāng)與系統(tǒng)所用的光纖相同，因此隨著新型光纖的應(yīng)用，必須采用同種光纖的光纜來(lái)制造光纖連接器。
通信是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，使用的各個(gè)部件的性能都會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，其中通信連接器屬于網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)互聯(lián)設(shè)備，所采用的連接器性能可能影響整個(gè)通信系統(tǒng)。目前，連接器產(chǎn)品的型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)很多，有電連接器件和光纖連接器。特別是光纖連接器，各種標(biāo)準(zhǔn)差異很大；同時(shí)，新的工藝、新的技術(shù)層出不窮。因此用戶應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況，選擇適用的連接器。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有關(guān)技術(shù)人員也要熟悉和了解各種連接器的性能，考慮網(wǎng)絡(luò)向高速網(wǎng)絡(luò)升級(jí)時(shí)的建設(shè)成本和硬件升級(jí)等問(wèn)題，提出接口要求；并綜合考慮連接器的性能、價(jià)格和發(fā)展，建議連接器的選用。
連接器的形式和結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，隨著應(yīng)用對(duì)象、頻率、功率和應(yīng)用環(huán)境等的不同，有各種不同形式的連接器。通信連接器作為一種物理層器件，在一定程度上影響傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項(xiàng)性能；同時(shí)，連接器連接技術(shù)的改進(jìn)，簡(jiǎn)化了終端連接和維護(hù)服務(wù)，降低了對(duì)硬線連接的需求，使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程更方便、更靈活，降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本。由于光纖連接器也是一種損耗性產(chǎn)品，所以還要求其價(jià)格低廉。
一、光纖連接器
1. 光纖連接器分類(lèi)
光纖連接器的作用在于把光纖的兩個(gè)端面精密地對(duì)接起來(lái)，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其接入光鏈路而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小，這也是光纖連接器的基本要求。這里所說(shuō)的光纖連接器確切地講是光纖活動(dòng)連接器，俗稱活接頭，是按光纖接頭可拆卸與否來(lái)分類(lèi)時(shí)的一類(lèi)；相應(yīng)地還有一種不可拆卸的連接器，稱為固定連接器。正是由于連接器的使用，使得光通道間的可拆式連接成為可能，從而方便了光系統(tǒng)的調(diào)測(cè)與維護(hù)，使光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接調(diào)度更加靈活。
光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中使用量最大的光無(wú)源器件，隨著光纖的廣泛應(yīng)用，光纖連接器已形成了門(mén)類(lèi)齊全、品種繁多的系列產(chǎn)品，各種類(lèi)型的特點(diǎn)也逐漸分明。光纖連接器按傳輸媒介的不同，可分為硅基光纖的單模、多模連接器以及以其他媒介(如塑膠等)為傳輸媒介的光纖連接器；按連接頭的結(jié)構(gòu)形式，可分為FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等；按光纖端面形狀，可分為FC、PC(包括SPC或UPC)和APC型；按光纖芯數(shù)，可分為單芯型和多芯(如MT-RJ、MPO)型光纖連接器。對(duì)于單模光纖連接器，其接頭類(lèi)型有FC、SC、ST、FDDI、SMA及新開(kāi)發(fā)出的LC、MT-RJ等，端面接觸方式有PC、UPC和APC型。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般按照光纖連接器結(jié)構(gòu)的不同來(lái)加以區(qū)分。目前，F(xiàn)C、ST和SC 3種類(lèi)型連接器占據(jù)光纖連接器市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。
2. 光纖連接器的特點(diǎn)與應(yīng)用
1)FC(F01)型光纖連接器
FC型連接器采用金屬螺紋連接結(jié)構(gòu)，插針體采用外徑2.5mm的精密陶瓷插針，根據(jù)其插針端面形狀的不同，它分為球面接觸的FC/PC和斜球面接觸的FC/APC兩種結(jié)構(gòu)。FC型連接器是目前世界上使用量最大的品種，也是中國(guó)采用的主要品種。
2)SC(F04)型光纖連接器
這是一種模塑插拔耦合式單模光纖連接器，其結(jié)構(gòu)尺寸與FC型相同，插針體同樣為外徑2.5mm的精密陶瓷插針，端面處理采用PC或APC型研磨方式；緊固方式為插拔銷(xiāo)閂式。此類(lèi)連接器價(jià)格低廉，插拔操作方便，接入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度較高，安裝密度高。
3)ST型光纖連接器
采用帶鍵的卡口式鎖緊結(jié)構(gòu)(類(lèi)似BNC連接結(jié)構(gòu))，插針體為外徑2.5mm的精密陶瓷插針，插針的端面形狀通常為PC面。
4)DIN47256型光纖連接器
這是一種由德國(guó)開(kāi)發(fā)的連接器，DIN是德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的表示，其后的數(shù)字為標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。這種連接器采用的插針和耦合套筒的結(jié)構(gòu)尺寸與FC型相同，端面處理采用PC研磨方式。其結(jié)構(gòu)比FC型連接器要復(fù)雜一些，內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)中有控制壓力的彈簧，接入損耗值較小。
5)雙錐型連接器
這類(lèi)光纖連接器由兩個(gè)經(jīng)精密模壓成形的端頭呈截頭圓錐形的圓筒插頭和一個(gè)內(nèi)部裝有雙錐形塑料套筒的耦合組件組成。光通信的飛速發(fā)展對(duì)光纖連接器器件的發(fā)展同樣提出了要求和需求�，F(xiàn)在國(guó)際已經(jīng)有許多公司開(kāi)發(fā)了各種新型的光纖通信連接器。美國(guó)目前已經(jīng)研制出8種結(jié)構(gòu)的光纖連接器，其標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為光纖連接器內(nèi)部匹配標(biāo)準(zhǔn)(FOCIS)。FOCIS1、2、3和4分別為雙錐型、ST型、SC型和FC型連接器的標(biāo)準(zhǔn)。新型的有用于光纖帶的MTP/MPO連接器(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為FOCIS5)、小型MT(小型MPO)連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為OFCIS8)、小型MAC連接器(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為OFTLS9)、MT-RJ連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為OFCIS12)，還有FJ型光纖連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為FOCLS6)、LC型連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為FOCIS10)、SG型連接器(標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為OFCIS7)等。日本對(duì)新一代光纖連接器的研究以NTT光電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室為代表，已研究出MT型、簡(jiǎn)化SC型、MU型小型單元耦合型、FPC型和平面光波線路PLC型等結(jié)構(gòu)的連接器，其中MU型連接器的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JIS C 5963(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))和IEC 1754－6(國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn))。
新型光連接器在結(jié)構(gòu)上大致可分為4類(lèi)：第一類(lèi)是在插頭直徑為2.5mm連接器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)；第二類(lèi)是圍繞光纖帶而設(shè)計(jì)的連接器；第三類(lèi)是插頭直徑為l.25mm的小型連接器；第四類(lèi)是無(wú)套管的光纖連接器。新一代連接器體積更小、價(jià)格更低。 一些發(fā)展比較迅速的光纖連接器包括：
1)LC型光纖連接器)
采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機(jī)理制成。由于它的陶瓷插針的外徑僅為1.25mm，外形尺寸小，因此能夠大大提高連接器在光配線架中的密度。目前，在單模SFF方面，LC類(lèi)型的連接器實(shí)際已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位，在多模方面的應(yīng)用也增長(zhǎng)迅速。
2)MU型光纖連接器
MU型光纖連接器采用如SC型連接器那樣的插入鎖緊結(jié)構(gòu)，外殼與SC型連接器相似，但由于采用了外徑為1.25mm的陶瓷插芯，尺寸要小得多。與SC型連接器相比，它可大大提高安裝密度，特別適用于新型的同步終端設(shè)備和用戶線路終端。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)向更大帶寬更大容量方向的迅速發(fā)展和DWDM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)MU型連接器的需求也將迅速增長(zhǎng)。
3)VF-45光纖連接器/SG連接器
VF-45光纖連接器已被認(rèn)證為新的光纖接口的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，命名為SG連接器；其接頭外形與普通8芯雙絞線接頭RJ-45相似，不采用套管，插頭和插座與光纖的連接就像用壓線鉗連接8芯5類(lèi)線與RJ-45接頭一樣方便，使用專用的制作工具快速制作即可成型，可以減少現(xiàn)場(chǎng)端接的時(shí)間和成本，這是該連接器與其他FOCIS連接器的明顯區(qū)別。
4)帶狀光纖連接器
在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方面，中國(guó)已制定了FC、SC、ST/PC型連接器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其他一些光纖連接器也有一定的規(guī)定。受技術(shù)水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度的限制，目前，中國(guó)光通信系統(tǒng)中所用的光纖連接器，或是使用進(jìn)口連接器，或是將進(jìn)口的陶瓷套管和外圍金屬件等散件在國(guó)內(nèi)進(jìn)行組裝，主要是FC型光纖連接器。
與電連接器相同，不同結(jié)構(gòu)的光連接器，應(yīng)用范圍也有所不同。例如FC連接器主要用于光纜干線系統(tǒng)，其中FC/APC連接器用在要求有較高的回波損耗的場(chǎng)合，如CATV網(wǎng)等；ST、SC型連接器和D4型連接器則廣泛用于光纖接入網(wǎng)和局域網(wǎng)中，其優(yōu)點(diǎn)是接入損失小、便于安裝且穩(wěn)定性高；對(duì)于短距離(≤20km)信號(hào)傳輸，因其精度要求不高，所以較多采用的是ST、SMA、FDDI等成本較低的連接器，且多用于多模系統(tǒng)。在本地交換機(jī)中的光纜終端架上采用較多的是SC連接器或簡(jiǎn)化的SC連接器；新型的同步終端設(shè)備和用戶線路終端，采用的是LC、MU型連接器或帶狀光纖的MPO連接器；各種局域網(wǎng)一般采用的是帶狀陣列式光纜MT連接器。對(duì)于平面光波器件與光纖之間的連接，多采用PLC連接器。另外，塑膠類(lèi)光纖連接器多用于更短距離通信，自動(dòng)控制和音響訊號(hào)傳輸?shù)�，如用于住宅廣播的FJ型光纖連接器。MT-RJ光纖連接器在快速以太網(wǎng)及千兆位以太網(wǎng)中也有廣泛的應(yīng)用。
在最新的光纖布線標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA-568-B.3中,推薦使用小型光纖連接器(SFF)。SFF包括有LC、MT-RJ、MU、E-2000，F(xiàn)-3000和VF-45等，這些SFF連接器的共性是低插入損耗、回波損耗、高重復(fù)性、高環(huán)境可靠性以及精密機(jī)械結(jié)構(gòu)等。SFF連接器目前也是DWDM系統(tǒng)的最佳選擇。
為保證光纖連接器的正常使用，要考慮光纖連接器的光學(xué)性能、互換(同型號(hào)間)性能、機(jī)械性能、環(huán)境性能和壽命(即最大可拔插次數(shù))。在光學(xué)性能方面，一般要求連接損耗應(yīng)不大于0.5dB，回波損耗典型值應(yīng)不小于25dB。對(duì)于同一類(lèi)型的光纖連接器，可以任意組合使用、并可以重復(fù)多次使用，由此而導(dǎo)入的附加損耗一般都在小于0.2dB的范圍內(nèi)。另外，光纖連接器的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于90N，必須在-40-+70℃的溫度下能夠正常使用，可以插拔l000次以上等等。
二、電連接器分類(lèi)及應(yīng)用
電連接器使電流在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路可以流通，使電路實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。有些連接器被做成普通插座的形式，在線纜工業(yè)中得到廣泛認(rèn)可和使用。
多年來(lái)電連接器的分類(lèi)混亂，各個(gè)廠家自有其分類(lèi)方法和標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家電子分銷(xiāo)商協(xié)會(huì)(NEDA, 即National Electronic Distributors Association)在1989年主持制訂了一套稱為連接器部件封裝分類(lèi)等級(jí)(Levels of Packaging)的標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，通信連接一般使用4級(jí)連接器。但級(jí)別只是用于學(xué)習(xí)和分類(lèi)連接器，實(shí)際工作中很少按照上述級(jí)別談及連接器，而是按照連接器的外觀形式和連接的結(jié)構(gòu)方式來(lái)命名它(不同結(jié)構(gòu)形式電連接器的命名由國(guó)際上通用的詳細(xì)規(guī)范做出具體規(guī)定；一般來(lái)說(shuō)，不同結(jié)構(gòu)的連接器，有不同的應(yīng)用范圍)。通信網(wǎng)絡(luò)的連接往往取決于所用的媒體，所以，通常是按不同的連接介質(zhì)、連接方式和應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)討論連接器的。
1. 多線電纜連接器
多線電纜連接器包括DB連接器和DIX連接器以及DIN連接器等。
1) DB型連接器包括DB-9、DB-15、DB-25連接器,它用于連接串口設(shè)備及并口電纜,分為陽(yáng)性端和陰性端,DB25中的DB代表是D型連接器,數(shù)字25代表連接器的針的個(gè)數(shù)。DB25連接器是目前微機(jī)與線路接口的常用器件。
2) DIX連接器:它的外表象DB-15連接器.它在連接時(shí)是用滑扣來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而DB15連接時(shí)是通過(guò)螺絲來(lái)固定的，常常用于連接粗纜以太網(wǎng)。
3) DIN連接器:在DIN連接器中有不同的針以及針的排列形式,它一般在連接Macintosh 和Apple Talk網(wǎng)絡(luò)中使用。
2. 雙絞線連接器
雙絞線連接包括兩種連接器:RJ45和RJ11。RJ是描述公用電信網(wǎng)絡(luò)的接口，在以往的4類(lèi)、5類(lèi)、超5類(lèi)，甚至出臺(tái)不久的6類(lèi)布線中，采用的都是RJ型接口。
1) RJ11連接器:是一種電話線類(lèi)連接器，支持2線和4線，一般用于用戶電話線接入。
2) RJ45連接器:一種同種類(lèi)型的連接器，插孔式，比RJ11連接器較大，并且支持8線，是標(biāo)準(zhǔn)8位模塊化接口的俗稱，多用于網(wǎng)絡(luò)中連接雙絞線。由于它所用電路均為平衡式發(fā)送器和接受器，所以具有較高的共模抑制能力。
3. 同軸電纜連接器
同軸電纜連接器包括T連接頭和BNC連接器及終端電阻。
1)T連接頭：用于連接同軸電纜和BNC連接器。
2)BNC連接器：BayoNette卡口式桶型連接器，用于將網(wǎng)段連接到BNC連接器。通信和計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的急速增長(zhǎng)以及通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合已成為刺激同軸連接器需求增長(zhǎng)的主要因素。由于同軸電纜和T型連接器依賴BNC接插件進(jìn)行連接，因此BNC連接器市場(chǎng)為業(yè)內(nèi)人士所看好。
3) 終端器：電纜都需要終端器，終端器是一種特殊的連接器，它內(nèi)部有一個(gè)精心選擇的匹配網(wǎng)絡(luò)電纜特性的電阻,其中每一個(gè)終端器都必須接地。
4)在粗纜以太網(wǎng)中多使用N型連接器，工作站并不直接接入以太網(wǎng)絡(luò)中，而是用一個(gè)收發(fā)器，通過(guò)一個(gè)AUI連接器(DIX連接器)連到收發(fā)器。
射頻同軸連接器從連接類(lèi)型來(lái)分，主要有以下三種：
1)螺紋連接型：如：APC-7、N、TNC、SMA、SMC、L27、L16、L12、L8、L6等射頻同軸連接器。這種連接形式的連接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特點(diǎn)，所以應(yīng)用也最為廣泛。
2)卡口連接型：如BNC、C、Q9、Q6等射頻同軸連接器。這種連接器具有連接方便、快捷等特點(diǎn)，也是國(guó)際上應(yīng)用最早的射頻連接器連接形式。
3)直插推連接型：如SMB、SSMB、MCX等，這種連接形式的連接器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小、易于小型化等特點(diǎn)。
串行通信方式是被廣泛采用的一種通信方式。在串行通信時(shí)，要求通信雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。ISDN基本接口的連接器均采用ISO8877標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定S接口標(biāo)準(zhǔn)連接器為RJ-45(8芯)，中間4芯為有效芯；U接口連接器無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，有些廠家用RJ-11，華為采用的是RJ-45，都是中間兩芯有效。數(shù)字傳輸網(wǎng)中G.703接口的連接器一般為BNC(75Ω)或RJ-45(120Ω)，有時(shí)也使用9芯接口。USB規(guī)范(通用串行總線)是一種連接標(biāo)準(zhǔn)，它為所有USB外設(shè)連接PC機(jī)提供了通用的連接器(A型和B型)。這些連接器將取代傳統(tǒng)的各種外部端口，如串口、游戲接口、并口等。
在綜合布線方面，以往的四類(lèi)、五類(lèi)、超五類(lèi)，包括剛剛出臺(tái)的六類(lèi)布線中，采用的都是RJ型接口。從七類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始，布線歷史上出現(xiàn)和RJ型和非RJ型接口的劃分。Cat7連接件組合（GG45-GP45標(biāo)準(zhǔn)已在2002年3月22日被一致通過(guò)（IEC 60603-7-7），成為7類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)連接件，并可完全兼容目前的RJ-45。
電連接器的選用包含了使用環(huán)境條件、電參數(shù)、機(jī)械參數(shù)、端接方式的選用。具體包括電氣參數(shù)要求、額定電壓、額定電流、接觸電阻、屏蔽性、安全參數(shù)、機(jī)械參數(shù)、機(jī)械壽命、連接方式、安裝方式和外形、環(huán)境參數(shù)、端接方式等等。
三、通信連接器的發(fā)展趨勢(shì)
連接技術(shù)是當(dāng)今強(qiáng)勢(shì)發(fā)展的熱點(diǎn)，它與移動(dòng)電話、因特網(wǎng)所使用的信息終端和通信設(shè)備市場(chǎng)激烈擴(kuò)展、光纖通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大緊密相關(guān)。從目前的情況看，市場(chǎng)上對(duì)能處理通用系列總線產(chǎn)品的高速度的連接器、小型同軸連接器的需求正不斷增加；隨著光通信朝著超高速、大容量、長(zhǎng)距離的方向發(fā)展，CATV、光纖局域網(wǎng)和用戶系統(tǒng)的大力開(kāi)發(fā)和光纖到路邊、到家庭的應(yīng)用，對(duì)光纖連接器的品種規(guī)格和性能也提出更高的要求。未來(lái)連接器的研發(fā)總趨勢(shì)是朝著低成本、高密度、高可靠度、功能及安裝簡(jiǎn)化等方面發(fā)展。 對(duì)電連接器而言，廠家都把注意力集中在小外形、窄間距、能處理快速數(shù)字信號(hào)型號(hào)的研發(fā)，小型化、高頻率、多功能、高功率是電連接器未來(lái)的方向。
在活動(dòng)光纖連接器方面，由于精密陶瓷插針及其研磨工藝的研制成功，徹底解決了光纖的對(duì)中難題，使得活動(dòng)光纖連接器的性能指標(biāo)大為改善。通對(duì)陶瓷插針端面形狀的不斷改進(jìn)，使接器的指標(biāo)得到了更大的提高。目前，活動(dòng)光纖連接器的插入損耗已經(jīng)達(dá)到小于0.2dB, 回波損耗也可達(dá)到40dB(PC面)和65dB(APC面)以上，為光纖連接器的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。光纖連接器插頭支撐套管和耦合套筒未來(lái)的趨勢(shì)將是進(jìn)一步降低接入損耗，提高回波損耗，并改善連接器的機(jī)械耐力和溫度性能。隨著系統(tǒng)速率的不斷提高，PC(物理接觸)型連接器將逐步取代FC(平面接觸)型連接器；對(duì)于PC型研磨的工藝也在不斷改進(jìn)，人工研磨正逐漸被機(jī)器研磨所取代。另外，采用斜面連接也是提高單模光纖連接器回波損耗性能的一個(gè)有效途徑。
就光纖連接器的外圍元部件而言，發(fā)展的趨勢(shì)是高性能、低成本、小型化、多纖化、安裝密度高、安裝簡(jiǎn)便等。從生產(chǎn)規(guī)�？矗B接器的裝配正從工廠走向安裝工程現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)快速簡(jiǎn)易的現(xiàn)場(chǎng)裝配型光纖連接器的需求也越來(lái)越多。圖6所示的采用高精度模塑法開(kāi)發(fā)出的帶有MT套管的低損耗MPO(多纖推拉式)連接器可一次同時(shí)接通4、8和12芯光纖，非常有利于高速和高密度數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
另外，為使插入損耗最小，光纖連接器所用的光纖應(yīng)當(dāng)與系統(tǒng)所用的光纖相同，因此隨著新型光纖的應(yīng)用，必須采用同種光纖的光纜來(lái)制造光纖連接器。
［小丫1000 在 2006-11-14 8:12:29 編輯過(guò)］
［小丫1000 在 2006-11-14 8:12:45 編輯過(guò)］
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