使用光纖傳輸A/V信號的時代來臨了,在這種背景下,針對信號傳輸采取新的措施也正是時候。 光纖傳輸聽起來似乎是對于長距離或要求高度安全的傳輸應用而言,的一個偉大的想法。而事實也正是如此。光纖傳輸解決方案要求縝密的規劃與實施,目前依舊是一種要求大投入的選擇。該使用哪一種設備傳輸格式,模擬還是數字?數字傳輸設備是否可用?這種應用要求使用多模光纖還是單模光纖?我該如何處理客戶已經安裝的光纖設施?該使用哪一類的光纖連接器?
之前我曾撰文介紹了光纖導管的一些基本特征與考慮。以下,我們將探討Subscriber Connector – SC、Straight Tip- ST、Fixed Connection – FC,以及Lucent – LC光纖連接器;這些光纖連接器的應用、性能表現,以及各自的端接要求。與同軸銅纜傳輸A/V信號所普遍使用的BNC連接器不同,光纖連接器是隨著光纖技術的逐步成熟而發展而來的。在A/V 應用中,銅纜傳輸很少會產生明顯的信號損耗影響,而光纖傳輸應用中在每一個接口點處確實存在著可測量的信號損耗影響。
最終,有關物理連接的一些問題必須得到回答。很可能,光纖傳輸設備本身會決定連通性。而在其它情況下,光纖分配系統的所有或絕大多數連通性選擇都取決于用戶。雖然光纜損耗會依安裝的光纖的類型與質量而增加,但是每個連接點所產生的損耗卻是固定的。取決于用戶的選擇,連接器接點信號損耗的累加值可能會超過由光纜本身所產生的信號損耗。
滿足損耗預算
光能,與電能一樣,通常使用dB表示,-3 dB相對于源基準電平,代表半功率點。對于銅纜電路,無論是數字還是模擬,連接器的損耗裕度針對實際應用典型的被假定為“0”。換言之,因連接器接點阻抗造成的電阻損耗,與總體電纜損耗相比通常可以忽略不計。而在大多數光纖安裝設施中,情況剛好相反。對于傳輸距離不足1000英尺的A/V光纜傳輸應用,光纜損耗通常不足3 dB。事實上,增加的光散射——我在上篇文章中探討的損耗類型,通常會使基本衰減損耗相形見絀。對于長達數公里的分配應用,多模光纖散射可能非常嚴重,可能必須使用低損耗的單模光纖。
不管是哪種情況,每個接插件界面與分配信號接觸后都會產生一個可測量的損耗值。通常,最大的初始損耗發生在信號源輸出耦合處,接著便是第一個系統接插板。好的光纖接插件的理念,當然是將連接光纖之間的接口損耗降低到最小,從而保持損耗處在允許范圍內,確保較長時間內的系統可靠性。接插件接口損耗也用dB表示。光通路中斷本身也會在接口處產生一定的信號損耗——這是由于不正確的光纖端接造成的,同時,其他一些不當處理,如較差的光纖表面條件與不平行的端部表面校準的存在,都會大大增加損耗,使之超過預期的水平。
高速激光光纖傳輸設計技術的大量采用,對于端面設計提出了新的要求。由于在甚高傳輸速率下端面會變得非常易于反射,因此需要進行特殊處理,如角度打磨或球面打磨以便使損耗減至最小。
不過,具體到連接器損耗裕度,標稱的連接器損耗范圍約在0.1 dB -1.5 dB/ per connection之間,前提是安裝條件符合規定。考慮到設備機架、矩陣及工作空間內的可能的連接要求,損耗范圍可能還會大大增加。然而,還需要考慮到一些非常情況。
保持正常
日常生活中,當我們見到熟人時一般都會自動打招呼,最常見的打招呼是“Hello, how are you?”,二回答則是"Oh, I'm fine."。
而我的回答卻是: "I'm nominal-我很正常"。這已經成為我的一個商標了。現在,熟悉我的人都已對此習以為常。可是那些跟我不熟的人則會很驚訝。正常? 什么意思? 它與fine是一個意思嗎? 它的意思是一切正常,運轉如常。對我來說,我猜它意味著“fine”,但是讀者可不能在我說出“fine”的時候產生誤解。
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對于光纖系統設計,正常就是很好。我們需要的就是設計能考慮到一些未知的因素并仍舊能夠獲得正常的結果。一些人稱之為"design headroom-設計公差"。換句話說,就是按照最糟糕的條件設計,期待取得大多數時間內的較好的結果。我認為這也是光纖連接器設計師們思考的問題。光纖連接器的公差很小,不允許出現未對準的情況。
可靠的連接要求光纖端部光滑工整。端到端的位置必須精確校準,而且,我們的要求是精確到幾個微米,甚至是百萬分之一微米。我在上篇文章中介紹了常見的多模光纖的直徑在50 - 62.5 微米之間。單模光纖的直徑只有8- 9微米。如果與人類頭發的直徑(17 - 180微米)相比,僅有“一根頭發絲”的誤差都會造成災難性后果。
微小的公差要求截面必須干凈。光纖連接器和附件在裝運過程中一般都包上防護罩。一個指印污跡或無關的灰塵都可能嚴重影響連接器的性能,甚至導致傳輸失敗。光纖不用時一定要包上防護罩。