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插芯——这种精密设计的部件用于固定光纤并将其与另一根光纤对准。从外观上看,它们似乎都一样,很容易让人觉得它们只是普通的零件。但就像光纤领域的大多数部件一样,质量至关重要。哪怕是几微米的同心度误差、孔径偏移或椭圆度偏差,都可能导致光纤纤芯发生显著偏移,从而造成可测量的插入损耗。

损耗预算越低,连接器质量就越关键。在现代网络中,损耗限制已经非常低。10GBase-SR 要求最大信道损耗为 2.9dB,而 40GBase-SR4 的最大信道损耗仅为 1.5dB。考虑到光纤传输过程中的损耗,任何质量问题都容不得半点妥协。

理想情况下,纤芯每次都能完美对齐。但现实总是需要妥协。套圈看似简单,实则结构精妙复杂,诸多因素都会影响其性能。套圈内径便是其中之一。过小的内径会导致光纤在制造过程中难以插入,并影响温度循环下的性能。过大的内径则会导致光纤在空隙中晃动。内径与套圈外径的同心度也至关重要。如果偏差过大,光纤的对准就会受到影响。这些都凸显了选择合适的套圈作为性能基础平台的重要性。

除了套圈之外,抛光工艺的影响也十分巨大。抛光方法会影响最终的几何形状。曲率半径、顶点偏移、凸起或倒角以及表面粗糙度都会影响与对接连接器的对准,并最终导致损耗。

即使是高质量的套管也存在差异。问题在于这些差异如何在测试中以及在您的实际网络中体现出来。


Reference–Random vs. Random–Random Mating

插入损耗并非连接器的固定属性,而是连接器与另一个连接器配合时产生的属性。

  • 参考级随机连接器 其中一个连接器是高精度参考级连接器,其制造公差比普通现场连接器更严格。将每个待测连接器与这个已知良好的参考连接器进行配对。由于参考级插芯补偿了大部分误差,因此可以获得更低且更一致的损耗值。

  • 随机-随机测试 从一般生产批次中随机选取两个连接器进行配对。这更接近实际应用情况,两个具有各自公差的真实连接器进行匹配(或不匹配)。变异性会增加,平均损耗通常比参考-随机测试更严重。


为什么这种差异至关重要

一个在制造过程中看起来很棒的连接器,在实际机架应用中可能表现不佳,因为在实际使用中,你很少能遇到完美的参考插芯。这就是为什么一些制造商更倾向于发布参考随机插芯:这样在数据手册上看起来更美观。

在部署过程中,尤其是在连接器需要重新配对数百次的补丁环境中,随机配对的结果更能预测实际情况。你的性能取决于最差的配对结果。


现场公差累积

随机-随机场景中的插入损耗是由以下几个因素共同造成的:

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

即使每个单独的连接器都符合规格,组合起来也可能使一对连接器超出限制,尤其是在多连接器通道中,损耗会迅速累积。如果仅根据公布的损耗规格进行预算,则在实际应用中可能难以甚至无法达到该性能要求。

IEC 61753-1 作为导向柱

值得庆幸的是,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,随机配对的连接器对根据其测量的插入损耗和回波损耗被分为 A、B、C 或 D 类。

  • A 级是公差最严格的等级——平均插入损耗最低,随机配对之间的性能最稳定。
  • B级仍然是高质量,但限制条件略微宽松一些。
  • C 级和 D 级允许逐渐增加损耗,通常在预算比榨取每一分贝余量更重要的情况下使用。
IEC随机配合等级平均IL≤(dB)97% 以上的样本最大插入损耗 ≤ (dB)笔记
一个0.07 分贝0.15 分贝A级标准尚未最终确定,但已在实践中采用。
B0.12 dB0.25 dBReadily available
C0.25 分贝0.50 分贝非常常见;通常未公开
D0.5 分贝1.00 分贝表现较差;通常不发表

对于买家而言,这些等级是了解产品性能的捷径。关键在于,IEC 61753-1 标准使得不同供应商的等级评定具有可比性。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制。这意味着您可以比较两份报价,查看等级,从而确保比较的是同类产品,而不是不相关的产品。


该怎么办?

  1. 仔细查看规格表——它是否标明了IEC等级?如果没有,则假定提供的损耗限值为参考随机损耗,并且预计实际使用中的损耗会更高。
  2. 从严格控制套圈采购的供应商处购买 — 并非所有“氧化锆套圈”的质量都一样 — 价格较低的供应商使用质量较差的套圈。
  3. 每次配合前都要清洁 — 污垢会加剧公差偏差的影响。(此处插入我们ClickPRO连接器清洁器的广告)
  4. 留出余地进行设计 — 如果您的链路预算紧张,请不要依赖最佳情况下的插入损失数据。

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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