1 引言

随着FTTH的快速发展，光纤成端接续技术正在得到众多科研工作者的积极研究和探索，一些成端接续产品已经陆续上市应用。成端接续主要是指在光纤末端进行活动连接的过程。光纤的活动连接一般通过光纤活动连接器完成，这些连接器的生产、设计、应用已经比较成熟，并且均有相应的行业标准指导生产。传统光纤活动连接器的制作过程非常复杂，一般需要专门的生产线，配备有专业的研磨机、固化炉等生产工具，并且需要熟练的技术人员进行操作，制作周期较长。这种情况下，在综合布线施工现场或新建大楼的光纤末端制作这种光纤连接器几乎是不可能的。为此，一些著名通信设备制造商如美国3M、日本住友、韩国电信等很早就推出了现场组装式光纤连接器产品，并且形成了初步的技术规范。国内的江苏宇特、南京普天、江苏中天、武汉烽火、深圳日海等公司各自研发了此类产品，并且取得了不错的应用及市场效果。

2 光纤冷接成端接续理论

无论哪种端接接续方式，均要实施光纤对光纤的接续。从光纤端面情况来看，光纤冷接可以分为以下几种。

2.1平面-平面冷接续方式

平面-平面冷接续方式是指光纤接续点两端均为切制的平面，对接时要加入匹配液弥补接续空隙，实现光信号的低损导通。它是光纤冷接子主要采用的冷接续方式。

优点：产品制造成本低廉；现场光纤制备容易；接续工序简单，操作速度快，便于FTTH大批量施工使用。

缺点：接续点必须加入起弥补作用的匹配液，但匹配液易于受到污染，对使用环境要求较高，而且容易在长时间使用中流失，耐气候性能较差。

适用范围：光纤冷接子和光纤快速接续连接器。

2.2 球面-平面冷接续方式

球面-平面冷接续方式是指光纤接续点一端为研磨的球面，另一端为现场切制的平面，对接时根据产品结构的不同，可选择性加入匹配液来弥补接续空隙。它是目前高品质产品主要采用的冷接续方式。

优点：耐气候性能极佳，接续点可以不必加入起弥补作用的匹配液，接续工序简单、可靠，操作速度较快，便于大批量施工使用。

缺点：现场光纤的制备要求较高。

适用范围：现场光纤快速接续连接器。

2.3球面-球面冷接续方式

球面-球面冷接续方式是指光纤接续点两端均为研磨的球面，对接时不用加入匹配液来弥补接续空隙。这种方式在活动连接器中大量使用，而用于现场冷接最初是20世纪80年代。

优点：接续性能优异，耐气候性强。

缺点：现场光纤的制备要求很高，需要昂贵的现场研磨机配套使用，接续工序复杂，操作速度慢，不便于在FTTH现场大批量施工使用。

适用范围：光纤活动连接器、光纤冷接子和现场光纤快速接续连接器。

2.4 斜面-斜面冷接续方式

斜面-斜面冷接续方式是指光纤接续点两端均为研磨或切制的斜面，需在接续点加入匹配液来弥补接续空隙。它主要用于对回波损耗要求较高的CATV模拟信号的传输，一般用在APC活动连接器上，用在现场冷接续技术领域只是刚刚开始。

优点：回波损耗性能较好。

缺点：现场光纤的制备要求很高，需要昂贵的现场研磨机配套使用，或特制的斜8度切割刀来完成，接续工序复杂，操作速度慢，不便于FTTH现场大批量施工使用。

适用范围：APC型光纤活动连接器、光纤冷接子或现场快速接续连接器。

根据以上分析，一般来说，我们要尽可能实现研磨球面的端接，其次选择研磨球面与平面的端接，再其次选择平面与平面的端接。尽管斜面与斜面的端接能较好地避免回波损耗，但实际很少使用。

3 光纤冷接成端产品

光纤冷接成端产品即现场组装式光纤连接器，又称光纤快速连接器，是一种在施工现场采用机械方式在单模光纤或光缆的护套上，只通过简单的接续工具实现入户光缆直接成端的连接器。在现场组装的过程中，连接器无需注胶、研磨、熔接。

3.1意义

现场组装式光纤连接器是一种机械式接续方式，由机械式光纤接续子发展而来，能和传统的光纤连接器相匹配，无需工厂定制。其现场组装、量身定制的特点使光纤到户的链路设计更准确合理，施工更加方便快捷，降低了预算投资。

对建设方来说，采用现场连接器可以减少投资，缩短建设周期；对设计人员来说，可以帮助准确规划、设计光线路的走向及长度；对施工人员和维护人员来说，简单又快捷。尤其在FTTH建设中优势明显，到户的接续环境恶劣，接续点众多，分布位置千变万化，热熔接续的方式虽然更加可靠，但熔接操作过程复杂，操作时间长，熔接机放置准备、整理费时费力，初期投入高，而且需要电力供给。

3.2 现状

目前光纤冷接成端产品种类较多，按连接器结构可分为SC型插头、LC型插头、SC型插座、LC型插座4种类型；按插针体端面可分为PC型和APC型；按匹配的光纤或光缆类型可分为光纤型（250 μm预涂覆光纤或900 μm紧套光纤）和光缆型（主要有2.0 mm×3.1 mm蝶形引入光缆或直径3.0 mm圆形单芯光缆）；按连接点数量可分为单连接点连接器组件和多连接点连接器组件；按插头是否预置光纤可分为预置型和非预置型。

目前，市场上以美国3M、日本住友、韩国NWC等公司为代表的现场组装式光纤连接器是预置式的。这种端接技术研发较早，在欧美及日本、韩国均有较多的成功应用经验。另一种是以国内公司为代表生产的现场组装式光纤连接器，属非预置型现场式光纤连接器。这种端接技术原创于我国，这两年得到了迅速的发展和应用。

预置式光纤的接续点设置在连接器内部，预置有匹配液；非预置光纤接续点在连接器表面，不预置匹配液，直接通过适配器与目标光纤相连。

3.3实验数据

从应用及测试效果来看，目前大部分现场组装式连接器产品均能达到或接近传统方法生产的光纤连接器的要求，即YD/T 1272系列标准中规定的要求。如插入损耗在0.5 dB以内，回波损耗大于40 dB，而且大部分可靠性试验，如拉力、低温对产品性能影响不大，基本上能达到相应行业标准的要求，只是个别连接器对湿热、温度循环、振动、冲击有些敏感。

图1和图2为3个不同厂商产品的光学性能情况，其中产品1和产品3为预置式，产品2为非预置式，3种产品的连接器插头均为SC/PC型。

图1  插入损耗测试值

图2  回波损耗测试值

从图1、图2可以看出，虽然不同厂商产品之间的性能存在差异，但是都能达到常态下插入损耗小于0.5 dB，回波损耗大于40 dB。

4 预置式与非预置式现场连接器

目前对现场组装式连接器的分类用得较多的是按插头是否预置光纤划分，即预置式现场连接器和非预置式现场连接器。下面探讨这两种连接器的特点。

4.1结构及组装特点

（1）预置光纤型现场连接器

图3 预置光纤式现场连接器

预置光纤式现场连接器一般由一段研磨好端面的光纤、V型槽、匹配液等部分组成，如图3所示。

操作步骤为：先将研磨好的裸纤置入陶瓷插芯内，现场制作时将另一端切割好的光纤插入V型槽与之对接，然后压紧，同时配以匹配液，消除菲涅尔反射。

（2）非预置光纤型现场连接器

与预置光纤式现场连接器不同的是，非预置光纤式现场连接器不需要在V型槽进行光纤对接，不需要匹配液，只需将切割好的裸纤插入套管，用紧固装置加固即可。

组装步骤为：第一，剥光纤并切割，切割端面和裸纤长度是关键；第二，使用装配工具将裸纤插入插芯；第三，利用紧固装置固定、压紧插头及裸纤；第四，安装外护套（尾管）等装配件。

4.2 两种方式的比较

（1）接续效果

预置光纤型现场连接器一般采用处理过的、完整的光纤端面，通过陶瓷插芯在套管中或直接在V型槽中对准，其端面通过弹性贴合，光纤被紧固在陶瓷插芯或V型槽中来实现光信号的低损导通。

非预置光纤快速连接器是把接续点前移至插芯表面，对接插针体（标准连接器或设备）预研磨球面与现场光纤的切割面直接弹性贴合，通过减少一个接续点，实现光纤的超低损耗接续。

这样看来，预置光纤型现场连接器需要比非预置光纤快速连接器多一个接续点，但预置光纤型现场连接器插头端面可以保证是符合行业标准的研磨端面，可以满足端面几何尺寸如顶点偏移、光纤凹陷与凸出、曲率半径等要求，而非预置光纤型现场连接器的插头端面几何尺寸无法满足行业标准的要求。

（2）使用寿命

预置式光纤连接器两光纤端面处理方法均为切制时，无法保证接续表面的平整，致使接续性能较差，特别是回波损耗，故需在接续点中放入折射率与光纤相同的匹配液，弥补间隙等缺陷造成的接续损耗。

非预置光纤快速连接器内部无接续点和匹配液，不会由于匹配液的流失而影响使用寿命，也不存在因使用时间过长导致匹配液变质等问题。

（3）操作难度

由于预置光纤型现场连接器有匹配液辅助接续，因此相对来说，非预置光纤型现场连接器对光纤切割端面的要求要比预置光纤型现场连接器高。

（4）维护

无论是预置式还是非预置式，对正常的光纤通信来说维护工作都非常重要。要判断是否接续好，需要用仪表进行现场测量。一旦发现数据异常，则需要进行现场维护。

由于非预置式无匹配液存在，只要当时接续足够好，后期维护的必要性相对较小，即使当时没有接续好，还可通过放大镜或干涉仪观察、判断是接续的问题还是端面遭到污染的问题。对预置式连接器进行维护时需对接续点进行开启检查，这样容易导致匹配液的流失或被污染。

5 存在的问题

虽然现场组装式光纤连接器具有方便快捷、节省投资等诸多优点，但毕竟发展的历史较短，目前还存在着一些问题。从泰尔实验室2008年以来的测试情况看，现场组装式连接器产品主要存在以下问题。

（1）大部分现场连接器的插入损耗和回波损耗指标达不到一般传统光纤连接器的性能水平。如回波损耗虽大于40 dB，但与现在大部分传统光纤连接器产品的回波损耗指标还有差距。目前PC型插针的回波损耗一般都在50 dB以上。

（2）重复性指标差。由于存在一定的光纤对接或者端面不平等原因，多次测试参数差别较大，尤其是非预置式。

（3）接续成功率较低，在具体应用中很少能一次制作成功。

（4）预置光纤式结构的匹配液容易流失、V型槽压紧处可能发生变化；非预置光纤式结构若切割长度、端面不好，多次接续会进一步磨损端面。

（5）在FTTH应用中，环境温湿度变化大（如长时间水泡情况），人为因素众多，因此连接器的适应性有待加强。

现在已经有不少的试点城市开始使用这种现场组装光纤连接器。随着FTTH的大规模部署，相信现场组装光纤连接器会得到更好的发展和应用。

6 标准情况

光通信发展较快的国家，很早就推出了相关标准。我国在光纤冷接成端技术的研发方面起步较晚，在这方面的规范较少，主要是以一些企业标准的形式存在，缺少行业上共同遵守的统一标准。为此泰尔实验室分别在2008年及2009年中国通信协会传送网与接入网工作组（TC6）的光器件组（WG4）会议上，提出了机械式现场组装式光纤连接器的标准立项申请并获得通过。

目前标准起草工作正在紧张进行之中，其标准将会以YD/T 1272为基础，结合现场光纤冷接成端的技术特点，形成现场组装式光纤连接器的行业标准。该标准内容主要包括产品命名、分类、技术要求、测试方法、检验规则、包装与储运等，将成为现场组装式光纤连接器生产、设计、验收等的参考依据及技术准则，从而推动光纤冷接成端技术的应用，推动FTTH的进一步发展。

7 结束语

从短期来看，光纤冷接成端技术还无法与光纤热熔接技术相媲美，其适用范围仅局限于接入网末端及工程抢修，然而光纤冷接成端技术是一个伴随FTTH及光通信的快速发展而成长起来的持续创新性技术，随着科技的发展，应用的增多，光纤冷接成端技术必将进一步发展和成熟。