连接器套圈公差如何影响现场插入损耗

每个光纤连接器都有一个套圈——一个精密的工程部件,用于固定光纤并使其与配套光纤对准。从理论上讲,它们看起来一样,很容易让人误以为它们是一种商品。但与光纤中的大多数部件一样,质量至关重要。几微米的同心度误差、孔径漂移或椭圆度都可能导致光纤纤芯发生偏移,从而造成可测量的插入损耗。

损耗预算越低,连接器的质量就越重要。在现代网络中,这个限值已经非常低了。10GBase-SR 要求的最大信道损耗为 2.9dB,而 40GBase-SR4 的最大信道损耗为 1.5dB。如果在长度范围内增加光纤损耗,那么质量就不容置疑了。

在理想情况下,纤芯每次都能完美对齐。但现实情况总是需要妥协。套圈是一个简单却又极其复杂的工程部件,其中许多因素都会影响性能。套圈内径是其中最重要的一个因素。如果内径过紧,制造过程中光纤插入会变得困难,并且会影响温度循环下的性能。如果内径过松,光纤会在空隙中移动。内径相对于套圈外径的同心度也至关重要。如果偏移过大,光纤对准效果就会受到影响。这些都凸显了选择合适的套圈作为基础平台以实现所需性能的重要性。

除了套圈之外,抛光工艺也有很大的影响。抛光方法会影响最终的几何形状。曲率半径、顶点偏移、突出或底切以及表面粗糙度都会影响与插接连接器的对准度,并最终导致损耗。

即使是高质量的套管也会有差异。问题在于这些差异在测试中以及在实际网络中如何体现。


参考随机与随机随机交配

插入损耗不是连接器的固定属性。它是一个连接器与另一个连接器配对时的属性。

  • 参考-随机:一个连接器是高精度参考级连接器。它的制造公差比典型的现场连接器更严格。您可以将每个被测连接器与这个已知良好的参考连接器配对。由于参考插芯可以补偿大部分的损耗变化,因此损耗值更低且更一致。

  • 随机-随机:从一般生产批次中选出两个连接器进行配对。这更接近实际使用情况,两个真实的连接器,其自身的公差可能一致(也可能不一致)。这种情况下,差异性会增大,平均损耗通常比参考-随机测试更差。


为什么差异如此重要

制造时看起来很棒的连接器在实际机架上可能会令人失望,因为在野外很少能找到完美的参考插芯。这就是为什么有些制造商悄悄地选择随机发布参考插芯——这样在数据手册上看起来更好。

在部署中,尤其是在连接器需要反复插接数百次的配线环境中,随机-随机结果更能准确预测实际情况。您的表现最终取决于最差的匹配对。


现场公差叠加

随机-随机场景中的插入损耗是以下几种因素的混合:

  • 两个连接器的套圈同心度误差。
  • 光纤芯/包层直径变化。
  • 抛光几何一致性。
  • 污垢或污染。

即使每个连接器都符合规格,这种组合也可能使线对超出极限——尤其是在多连接器通道中,损耗会迅速累积。如果您根据已公布的损耗规格进行预算,您会发现在实际应用中很难甚至不可能达到这样的性能。

IEC 61753-1 作为指导标准

值得一提的是,IEC 发布了一项标准,帮助定义无源光纤元件的“良好”标准:IEC 61753-1。根据 IEC 61753-1,随机插拔的连接器对根据测量的插入损耗和回波损耗分为 A、B、C 或 D 类。

  • A 级公差最严格——平均插入损耗最低,随机对之间的性能最一致。
  • B 级仍然是高质量,但限制稍微宽松一些。
  • C 级和 D 级允许的损耗逐渐增加,通常用于预算比挤压每个 dB 的裕度更重要的情况。
IEC 随机配接等级平均IL≤(dB)最大 IL ≤ (dB),≥ 97% 的样本笔记
一个0.07 分贝0.15 分贝A级尚未最终确定;已在实践中采用
B0.12 分贝0.25 分贝随时可用
0.25 分贝0.50 分贝很常见;通常不发表
D0.5 分贝1.00 分贝表现较差;通常不公布

对于买家来说,这些等级是了解产品优劣的捷径。关键在于,IEC 61753-1 使不同供应商的等级具有可比性。一家供应商的 B 级连接器必须满足与另一家供应商相同的测试条件和限值。这意味着您可以比较两家供应商的报价,核对等级,并确保您不是在比较苹果和橘子。


该怎么办

  1. 仔细检查规格表——它是否指定了 IEC 等级?如果没有,则假设提供的损耗限值是参考随机的,并且您可以预期实际使用中的损耗会更高。
  2. 从严格控制套圈来源的供应商处购买 — 并非所有“氧化锆套圈”都是一样的 - 更便宜的供应商使用更差的套圈。
  3. 每次插拔前务必清洁 — 污垢会加剧公差错位的影响。(在此为我们的 ClickPRO 连接器清洁剂 打个广告)
  4. 设计余量 — 如果您的链路预算紧张,请不要依赖最佳插入损耗数字。

Daniel Rose
Daniel Rose
Chief Executive Officer, ScaleFibre

Daniel Rose 是 ScaleFibre 的创始人兼首席执行官,致力于提升全球光纤连接产品。凭借在光学连接方面的深厚背景,他为建设智能、可扩展且面向未来的基础设施注入不竭动力。

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