光纖到戶快速連接方案的探討/sundae_meng一、到戶快速連接的現(xiàn)狀二、快速連接現(xiàn)有方案的比較三、快接產(chǎn)生插入損耗的原因分析四、快接到戶使用的產(chǎn)品標準探討五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望目錄提綱-1-/sundae_meng光纖入戶產(chǎn)品光信息面板冷接子皮線光纜光纖現(xiàn)場連接器家居配線箱（ONU）熔接快速連接頭熔接和快接的插入損耗比較熔接最大損耗性能

=

熔接點（0.1dB）+連接頭（0.35

dB）=

0.45

dB快接最大損耗性能

=

對接點（0.15dB）+連接頭（0.35

dB）=

0.5

dB一、到戶快速連接的現(xiàn)狀-2

-/sundae_meng一、到戶快速連接的現(xiàn)狀一、熱熔接熱熔接，實際上就是將光纜與尾纖分別開剝后通過熔接機熱

熔對接，對接完后需要使用熔接盤進行固定保護。/sundae_meng一、到戶快速連接的現(xiàn)狀熱熔接主要優(yōu)缺點熱熔接主要缺點熔接操作過程復雜，操作時間長熔接設備價格高昂，工程隊初期投入大，后期維修成本高需要供電，現(xiàn)場不方便。電池成本昂貴，壽命也有限熔接操作需專業(yè)人員產(chǎn)品可靠性能好，使用壽命長熱熔接主要優(yōu)點現(xiàn)場接續(xù)有專用設備，能及時發(fā)現(xiàn)接續(xù)不成功的問題，并提醒操作者-4-/sundae_meng二、機械接續(xù)光纖現(xiàn)場連接器，在“通信行業(yè)標準YD/T2343.1-2011”或“中國電

信技術(shù)要求書”中是這樣定義的：現(xiàn)場組裝光纖活動連接器（簡稱光纖現(xiàn)場連接器），是一種在施工現(xiàn)場直接成端，采用熱熔接或機械接續(xù)方

法，不采用現(xiàn)場研磨成端的光纖活動連接器。普及率最高的韓國和日本，最重要的發(fā)展有兩個階段：一、到戶快速連接的現(xiàn)狀光纖機械接續(xù)（包括冷接子

和快速連接頭）代替熱熔接使用小彎曲半徑高強度光纖

和皮線光纜然而，由國外移植進來的快速連接頭，在中國似乎出現(xiàn)水土不服的現(xiàn)象。-5-/sundae_meng一、到戶快速連接的現(xiàn)狀以金屬材料為基礎的V-Groove，材料多為銅基

合金或鋁基合金以玻璃材料為基礎的V-Groove以陶瓷插芯內(nèi)孔為管束

的O型槽或C型槽分類近期在光纖在線有相關(guān)信息的發(fā)

表，但市面未見實際產(chǎn)品二、機械接續(xù)以塑料材料為基礎的V-Groove，材料多為PEI

或聚芳酯材料-6-/sundae_meng一、到戶快速連接的現(xiàn)狀主要優(yōu)點產(chǎn)品成本低，無需專用昂貴設備精密成型技術(shù)

落后，V型槽實際成型變形

嚴重產(chǎn)品操作簡單，施工速度快產(chǎn)品使用工具簡單、易攜帶，對現(xiàn)場施工

無特殊要求存在問題國內(nèi)材料技術(shù)

相對落后，對

材料的選取和

控制存在一些

問題產(chǎn)品的設計及

光纜和現(xiàn)場施

工的因素讓產(chǎn)

品問題雪上加霜/sundae_meng二、快速連接方案的比較光纖到戶，是提高網(wǎng)絡帶寬必然發(fā)展的結(jié)果。光纖到

戶的發(fā)展，接續(xù)將是到戶網(wǎng)絡工程中最重要的環(huán)節(jié)之一。但

鑒于目前行業(yè)快速形式較多，且故障頻出的這種現(xiàn)象，如何

選擇好光纖入戶的接續(xù)方案，是運營商一個棘手的問題。陶瓷方案快接？熔接？塑料V型槽快接？金屬V型槽快接？玻璃V型槽快接？/sundae_meng二、快速連接方案的比較熔接本來就是一種應用于干線布線的技術(shù)，不適用于入

戶的分散接續(xù)。但由于目前國內(nèi)出現(xiàn)的問題，熔接的呼聲越來越大，這是一種不正常的現(xiàn)象。我們應該冷靜地分析原因。1、熔接現(xiàn)在只應用于干線，接續(xù)點不頻繁，接續(xù)地點環(huán)境單一且受人

活動干擾少，所以故障次數(shù)自然不高；

2、熔接往往是專業(yè)的工程人員，其對光纖處理等具備較高知識水平，

接續(xù)成功率和接續(xù)后質(zhì)量自然受保證。打個比方，如果讓接續(xù)快接的普

通工人操作熔接機，其接續(xù)成功率和質(zhì)量又會是一個怎么樣情況？而目

前很多接續(xù)失效的快接，讓專業(yè)的制作人員操作，其成功率也將會得到

極大的提高。相信這個可能原因，運營商和布線工程公司都應該慎重評

估。

3、熔接成本和如何解決到戶數(shù)量快速增長所需配套設備和專業(yè)人員。/sundae_meng二、快速連接方案的比較快接（以塑料材料為基礎的V-Groove）。1、由于塑料材料特性，

一般的熱膨脹系數(shù)較大。

2、成型產(chǎn)品的精度依賴

于模具和材料。3、材料本身使用壽命十分

有限。

4、對接方式是敞開式，匹

配液容易揮發(fā)或流失。

5、對接方式是敞開式，匹

配液容易與其他污水相混。/sundae_meng二、快速連接方案的比較快接（金屬材料為基礎的V-Groove

）。1、金屬材料相對于塑料材料而言，其熱膨脹系數(shù)較小，約為10~20×10-6℃。相對影響較小，但仍然有一定影響。2、金屬V-Groove利用研磨或沖壓技術(shù)，其中研磨穩(wěn)定性不高，而沖壓技術(shù)對模具的要求比塑料V-Groove注射成型的模具更高，更不容易實現(xiàn)。3、金屬材料雖然相對不容易碳化或變形，但容易銹化。特別在匹配液的侵蝕作用下更為明顯。雖然有部分廠家利用鍍膜技術(shù)進行保護，但在光纖鋒利端面的刮擦下，鍍膜拜面一樣容易破損而銹化。

4、敞開式對接方式，仍然無法有效解決揮發(fā)、流失或受污水、水汽等的污染。/sundae_meng二、快速連接方案的比較快接（玻璃材料為基礎的V-Groove

）。1、玻璃材料在熱脹冷縮方面、成型或研磨技術(shù)（PLC

中FA

技術(shù)）、材料老化方面都較前兩者好，是個值得期待的設計。目前有幾個廠家提出方案但仍不見實際產(chǎn)品面市，未知在哪方面仍存在缺陷。2、敞開式對接方式，仍然無法有效解決揮發(fā)、流失或受污水、水汽等的污染。3、玻璃材料與陶瓷插芯封接可能存在裂化或脫離現(xiàn)象，相對封接技術(shù)存在一定難度。/sundae_meng二、快速連接方案的比較陶瓷插芯內(nèi)孔為管束的O型槽或C型槽方案，實際上是利用陶瓷插芯

本身的內(nèi)孔精度，把陶瓷插芯的內(nèi)孔當作對接的同軸管道。其實現(xiàn)的方

法是將光纖預埋于陶瓷插芯的內(nèi)孔中，與穿入的光纖在插芯內(nèi)孔中實現(xiàn)

對接，并在插芯上開出相應的開口用于預置匹配液。三次方案優(yōu)選×

方案一、孔內(nèi)對接，V槽鎖緊，光纜后鎖?！?/p>

方案二、孔內(nèi)對接，光纜后鎖?！谭桨溉?、孔內(nèi)平臺對接并鎖緊，光纜后鎖。/sundae_meng二、快速連接方案的比較光纜鎖緊存在問題：

當鎖緊光纖時，由于鎖緊V型槽軸心與插芯內(nèi)孔軸心不在同一線上，造成鎖緊后穿入光纖向后退約15~20um，如上圖所示。這時插入損耗往

往會變大約0.1~0.2dB，同時造成假對接，使產(chǎn)品可靠性能降低。因此

我們放棄該方案。方案一、孔內(nèi)對接，V槽鎖緊，光纜后鎖光纖下沉產(chǎn)生約15~20um的間隙/sundae_meng二、快速連接方案的比較存在問題：

產(chǎn)品按電信各項可靠性能要求測試，均能通過，且插損非常好。但如上圖所示，當扭轉(zhuǎn)光纜時，一般配電信要求±180

°，這時插入損耗

往往會變大約0.1~0.2dB，如加大扭轉(zhuǎn)角度至±360

°，產(chǎn)品損耗會繼

續(xù)變大至0.5dB以上

。這雖然能通過目前的可靠性測試，但并不適用于

實際使用。因此我們放棄該方案。方案二、孔內(nèi)對接，光纜后鎖扭轉(zhuǎn)光纜光纖被帶動扭轉(zhuǎn)對接點產(chǎn)生向

后和錯開力/sundae_meng二、快速連接方案的比較光纜鎖緊光纖在C型槽中對接如上述示意圖，實際上是利用陶瓷插芯本身的內(nèi)孔精度，把陶瓷插

芯的內(nèi)孔當作對接的同軸管道。其實現(xiàn)的方法是將光纖預埋于陶瓷插芯

的內(nèi)孔中，與穿入的光纖在插芯內(nèi)孔中實現(xiàn)對接，并在插芯上開出相應

的開口用于預置匹配液和壓緊穿入光纖。方案三、孔內(nèi)平臺對接并鎖緊，光纜后鎖光纖微彎曲/sundae_meng三、快接產(chǎn)生插入損耗的原因分析快接損耗

=

對接點（Max:0.15dB）+連接頭（Max:0.35

dB）=

0.5

dB快接損耗

=

對接點（Ave:0.10dB）+連接頭（Ave:0.20dB）=

0.3dB由此可見，快速連接器除了以上指標外，還受預埋光纖對接的影響。

但不管是陶瓷插芯的對接面還是預埋光纖的對接面，我們都可以把插損

歸結(jié)為以下幾個方面：1、錯位損耗；2、間隙損耗；3、傾角損耗。/sundae_meng三、快接產(chǎn)生插入損耗的原因分析1、錯位損耗根據(jù)上圖，一般錯位距離與造成

的損耗可以通過數(shù)學表達式計算

如下：L=-10*LOG10(EXP(-((d/r)^2)))，其中r為纖芯半徑，d為實際錯位量。下表是參照單模光纖模場直徑9.2um，在1310nm光波長下進行的數(shù)學模擬

計算出錯位距離與插入損耗的關(guān)系

曲線：/sundae_meng三、快接產(chǎn)生插入損耗的原因分析2、間隙損耗根據(jù)上圖，一般間隙距離與造成的損

耗可以通過數(shù)學表達式計算如下：L=-10Log(4(4Z^2+1)/((4Z^2+2)^2+4Z^2)，其中Z為歸一化間隙：Z=

其中S為纖芯面積。下表是參照單模光纖模場直徑

9.2um，在1310nm光波長下進行

的數(shù)學模擬計算出間隙距離與插

入損耗的關(guān)系曲線：/sundae_meng三、快接產(chǎn)生插入損耗的原因分析3、傾角損耗根據(jù)左圖，一般傾角大小與造成

的損耗可以通過數(shù)學表達式計算

如下，其中r為纖芯半徑，Ф為實際傾角。右表是參照單模光纖模場直

徑9.2um，在1310nm光波長下

進行的數(shù)學模擬計算出傾角大小與插入損耗的關(guān)系曲線：/sundae_meng四、快接到戶使用的產(chǎn)品標準探討工作溫度快速連接器使用于終端時，目前電信或行業(yè)標準中，均

有要求產(chǎn)品在溫度-40℃~85℃范圍內(nèi)工作，插入損耗和回波

損耗均在合格范圍內(nèi)。實際上，產(chǎn)品的是否能在-40℃~85℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工

作，取決于產(chǎn)品設計的材料，這方面在后續(xù)的產(chǎn)品展望中將

給出比較。/sundae_meng四、快接到戶使用的產(chǎn)品標準探討浸水試驗快速連接器使用于家庭時，被雨水或潮濕水汽侵蝕的可能性是十分大的。所以一方面，必需要求產(chǎn)品通過浸水試驗；另一方面，目前電信標準中，浸水試驗要求是自來水，也是

不科學的，在家庭中一旦出現(xiàn)浸水，往往是污水、泥水或帶

有一定酸堿性的水。因此，要求浸水試驗通過，并要求水是

污水和弱酸成份是有必要的。/sundae_meng四、快接到戶使用的產(chǎn)品標準探討使用壽命產(chǎn)品使用壽命要求30年以上，目前在“行業(yè)標準書”或“電信要求書”中均有相關(guān)要求，但沒有相應的老化標準。因

此，提出如“高壓水煮”、“高溫高濕1000小時”等參照，

設定檢驗產(chǎn)品使用壽命的規(guī)范標準十分重要。/sundae_meng五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望陶瓷插芯內(nèi)孔C型槽來代替V型槽---專利設計。從根本上解決：1、V型槽成型工藝造成的V型槽變形而導致的對接不良；2、塑料熱脹冷縮變化大，導致產(chǎn)品不能在-40~+85

℃環(huán)境下穩(wěn)定工作；3、塑料剛性不好，導致產(chǎn)品V型槽出現(xiàn)變形而造成對接不良；4、塑料或金屬材料易老化變形或銹化，導致產(chǎn)品長時間服役后對接不良。/sundae_meng五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望1．陶瓷插芯孔內(nèi)對接

---對接精度高（專利設計）在實際的制作過程中，由于幾百度成型后溫度降低過程中，產(chǎn)品收縮而造成

的精度變化是個較難突破的問題。V型槽要求保證光纖放置于其上時，要使兩光

纖對接同芯度小于1微米，即表示至少在對接點附近，整個V型槽的平整度要小于

1微米。這其實是很難做到的。下圖就是一V型槽在200倍放大下的圖片。由上圖我們可以清楚看到，V型槽上出現(xiàn)較明顯的變形，這使得兩光纖在對

接時，容易產(chǎn)生錯位損耗。/sundae_meng五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望下面展示國內(nèi)外幾個公司的V型槽微觀圖像。/sundae_meng1．陶瓷插芯孔內(nèi)對接

---對接精度高（專利設計）下圖則是陶瓷插芯C型槽在200倍放大下的圖片，我們可以清楚看到，光纖

在內(nèi)孔中被同軸管束。一般地，孔徑比光纖外徑大約1微米，同時，在對接點，使用特殊材料對兩

光纖進行向下壓緊，使光纖緊貼內(nèi)孔下壁對接。五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望/sundae_meng2．陶瓷插芯孔內(nèi)對接

---光纖不同外徑適應性強當預埋光纖與穿入光纖直徑不同時，C型槽中對接兩光纖錯開只有（D1-D2）/2，而60°V型槽錯開則等于D1-D2，而當V型槽小于60°時則大于D1-D2。上圖示例為125.5與124.5兩光纖對接，C型槽兩光纖錯開只有0.5um，而60°V型槽錯開達到1um。五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望/sundae_meng3．陶瓷材料好，熱脹系數(shù)低---工作溫度-40

℃

～+85

℃陶瓷材料設計，保證產(chǎn)品在高溫、低溫及高低溫循環(huán)（-40℃~+85℃）中，在線產(chǎn)品檢測插損變化值小于0.1dB。而通常的產(chǎn)品開始雖能保證高溫、低溫及高低溫循環(huán)后變化小于0.3dB，但在逐步老化過程中卻很難保證。同時，通過下表，我們可以清楚看到在實際使用過程中，當溫度的變化，對產(chǎn)品插入損耗產(chǎn)生的影響。五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望材料熱膨脹系數(shù)假定鎖緊力矩裝配溫度使用溫度光纖發(fā)生距離產(chǎn)生損耗塑料50×10∧-68mm-105020um0.124dB金屬30×10∧-68mm-105012um0.05dB陶瓷10×10∧-68mm-10504um0.005dB/sundae_meng4．陶瓷材料剛性好---對接點不變形一方面，在實際使用中，V型槽要求鎖緊裸光纖，這使得長期受光

纖壓迫的材料部分會下陷。五、對產(chǎn)品的技術(shù)展望/sundae_meng另一方面，一般的設計方案都是在V-Groove的后端施加彈簧壓力，

在其長期作用下，整個V型槽十分容易變形。彈簧長期作用力V型槽此處容易受力變形，導對接點錯位，插損變大由圖我們可以清楚看到，V型槽上出現(xiàn)較明顯的變形，同樣使

得兩光