FTTH光纤冷接续技术探讨及解决方案.ppt
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1、FTTH光纤冷接续技术探讨 -及解决方案,江苏宇特光电科技有限公司,吕根良,2010 .3. 28,内容提要,1. 光纤冷接续的目标及要求,2. 国外光纤冷接续产品概况,3. 光纤冷接续在FTTH光纤到户工程中应用的必要性,4. 我国FTTH光纤到户现状及其对光纤冷接续产品的 特殊要求,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,6. 光纤快速接续连接器技术概述,7. 光纤冷接续理论,8. 光纤冷接续方式及优缺点,9. 快速接续连接器接续理论,内容提要,总结,10. 快速接续连接器中对工厂光纤接续点的技术要求,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,12. 非预置光纤快速接续连接器理论,13.
2、 获得专利,14.企业标准及技术检验认证,15.非预置光纤快速接续连接器应用及市场情况,16. FTTH光纤到户解决方案,17. 非预置光纤连接器-工程案例,两目标光纤通过: 完整切割, 精确对准, 弹性贴入, 可靠固紧。 使光信号低损导通。,1. 光纤冷接续的目标及要求,国外主要生产厂家:3M、康宁、北电、藤仓、住友。 采用预置光纤在V-Groove对接技术。 接续效果一般通过工程ODTR表或功率表检测。,2. 国外光纤冷接续产品概况,2.1 快速接续连接器,国外主要生产厂家:3M、康宁、藤仓、瑞凯。 采用V-Groove对接技术。 接续一般需要专用工具或设备。 使用环境要求较高,在恶劣情况
3、下,如灰尘、进水、污染等情况下故障率升高。,2. 国外光纤冷接续产品概况,2.2 光纤冷接子,熔接操作过程复杂,操作时间长。 熔接需要熔接机,好的一台6-10万,差的也两万多,如批量使用,工程队初期投入过大。 FTTH工程有其特殊性,往往需接续点分布零散,熔接机准备整理费时费力。 熔接需要供电,而施工现场往往用电不方便,如使用电池,使用时间会越来越短。 FTTH光纤入户位置多样,有的在顶棚上、有的在地板下,无法放置熔接机,接续难以进行。 熔接机是精密仪器,里面有高精密对准机构,而在现场操作中,有严格规定和要求,在FTTH批量使用时,意外摔撞会频繁发生,维修率高。 冷接在国外FTTH工程中得到证
4、实,比熔接更方便可靠。,3. 光纤冷接续在FTTH光纤到户工程中应用的必要性,光纤冷接续与熔接技术比较,目前我国FTTH工程大多处于初级阶段,由于客户对入户端光纤正确选择认识不足,而入户皮线光缆又没有统一国家标准,导致光缆厂家生产的皮线光缆规格、型号各不相同,由于价格、利润考量等因素影响,多有以次充好的光缆入户,大大增加了后续工程实施的难度。,4. 我国FTTH光纤到户现状及其对光纤冷接续产品的 特殊要求,4.1 光缆的多样化,松包线芯光缆导致快速接续现场光纤穿入时,由于回缩现象而不能贴紧,造成严重的假对接现象,甚至接续失败。,4.2 松包线芯光缆导致假对接,4. 我国FTTH光纤到户现状及其
5、对光纤冷接续产品的 特殊要求,在接入层使用常规的G652光缆取代规范中的G657光缆,由于G652光缆系列对弯曲较为敏感,机械冷接续光纤插入时尾部弯曲会使长波长信号带来较大的损耗,达不到接续要求。,G652比G657系列光纤弯曲半径大一倍以上,G.652,G.657A,G.657B,4.3 使用常规价廉的G652系列纤芯导致接续损耗过大,4. 我国FTTH光纤到户现状及其对光纤冷接续产品的 特殊要求,使用常规的G652双芯线缆,包层为0.9mm,而标准的光纤快速接续产品的设计推荐采用G657光纤,包层为0.25mm,不能成功接续。,不规范皮线截面尺寸与标准的2X3mm尺寸不相符合。,4.4 不
6、规范的双芯皮缆,无法使用标准产品接续,4. 我国FTTH光纤到户现状及其对光纤冷接续产品的 特殊要求,应用于别墅的FTTH光纤到户工程时,客户最希望直接把室外缆接续进入,降低工程成本,提高效率,但目前国外没有室外缆固定、面板盒到快速接续连接器的全套完善的解决方案。,室外缆固定繁琐、占用空间大,而多业务信息箱 体积小,放入用户ONU和电源后没有足够空间。,4.5 室外光缆直接入户需求,4. 我国FTTH光纤到户现状及其对光纤冷接续产品的 特殊要求,施工现场往往与装修并行,环境较差;工作人员大多没接触过光纤,有的 外包给施工队,他们仅熟练于电缆的操作,操作洁净要求很难达到,这往 往会使光纤处理不干
7、净,从而污染连接器中的匹配液,导致接续性能下降。,4.6 施工环境和操作习惯难以保证光纤接续的清洁需求,4. 我国FTTH光纤到户现状及其对光纤冷接续产品的 特殊要求,光缆纤芯型号如何选:G652、G657A、G657B、超柔光纤、抗压光纤? 如何判断所用光缆的纤芯型号? 光缆外形尺寸大小有关系吗? 光缆加强筋是金属的好还是FRP的好? 光缆的纤芯是单心的好还是双心的好? 光缆抗拉强度大就不用考虑布线保护了吗? 光缆?,5.1 入户光缆的质量和选购,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,光缆布设质量如何控制? 光缆野蛮布设会带来哪些问题? 光缆布设管道设计及如何防止动物噬咬?,广东珠海某项目
8、野蛮布线增加了后续接续工程的难度,5.2 入户光缆布设质量和风险,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,光纤对是否精确对准? 光纤对是否没有贴紧、是否有间隙、是否假对接? 光纤对是否压接牢固? 光纤对模场是否相配? 光纤对中的匹配液是否干净? 光纤对中的匹配液是否足够?是否能在20-30年内保证接续?,匹配液被污染,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,5.3 冷接续质量的判断和控制,切割刀的质量是否良好? 切割刀磨损后是否能及时更换切割面? 现场光纤是否切割角度太大? 现场光纤切割时是否表面有损伤? 接续好的产品如何查验?,5.4 光纤切割表面质量的判断和控制,5. 现场光纤冷接续急需解
9、决的相关问题,哪种切割刀的质量是较好的? 哪种切割刀最适合客户要求的? 哪种切割刀最经济合算? 切割笔可以用吗?,5.5 光纤切割刀品种的选择,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,哪种产品适合新手使用? 是否现场操作容易、速度快就适合吗? 现场操作者对产品操作成败的把握心中有数吗? 如何判断入户光缆两端的接续头,哪个是坏的? 接续失败的原因如何分析?如何总结改进? 所有接续结构都要等通光测试才能做吗? 工程验收会不会出现大概率故障问题? 测试通过就能保证后续使用没有问题吗?,5.6 适合新手使用的冷接续产品选择,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,工程验收通过就能保证后续使用没有问题吗
10、? 后续故障的原因如何判断? 是链路产品问题?还是客户环境、使用问题?,5.7 适合后续线路维护及问题处理的冷接续产品选择,5. 现场光纤冷接续急需解决的相关问题,光纤快速接续连接器也叫现场组装型连接器,是指不需要熔接机,只通过简单的接续工具、利用机械对准连接技术实现入户光缆直接成端的方式,连接器现场组装的过程中无需注胶、研磨。 光纤快速接续连接器使用技术分预置光纤和非预置光纤两大类。预置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。,6. 光纤快速接续连接器技术概述,美国3M,日本藤仓,江苏宇特,韩国NWC,处理过的(工
11、厂研磨或现场研磨或切制的)、完整的两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,光纤被胶固或机械固紧在陶瓷插芯或V型槽中来实现光信号的低损导通。 如两光纤端面处理方法均为切制时,由于无法保证接续表面的平整要求,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过大的接续损耗。但匹配液易于受到污染,使用环境要求较高,而在数十年的使用中易于流失性,使其耐候性能较差,故仅仅起到辅助作用,不可以作为永久接续依赖剂。,7. 光纤冷接续理论,在陶瓷插芯和套筒组件中对准,在V型槽中对准,8.1 平面-平面冷接续方式,8. 光纤冷接续方
12、式及优缺点,平面 平面接续,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光纤,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。 优点:产品制造成本低廉,现场光纤的制备容易,接续工序简单,操作速度快,便于FTTH大批量施工使用。 缺点:平面-平面接续方式是光纤冷接子主要采用的冷接续方式,其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,使用环境要求较高,而在数十年的使用中易于流失性,使其耐候性能较差。 适用范围:光纤冷接子和光纤快速接续连接器。,8.2 球面-平面冷接续方式,8. 光纤冷接续方式及优缺点,球面 平面接续,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
13、一端为现场切制的平面光纤,对接时根据产品结构不同,可选择性加入匹配液来弥补接续空隙,实现光信号的低损导通。 优点:球面-平面接续方式是目前高品质产品主要采用的冷接续方式,其接续点可以不必加入起弥补作用的匹配液,使其耐候性能极佳,其接续工序简单、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,8.3 球面-球面冷接续方式,8. 光纤冷接续方式及优缺点,球面 球面接续,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,实现光信号的低损导通。 优点:接续性能优异,耐候性强。 缺点:球面-球面接续方式在
14、活动连接器中大量使用,而用在现场冷接是在上世纪80年代,其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,8.4 斜面-斜面冷接续方式,8. 光纤冷接续方式及优缺点,斜面 斜面接续,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,切制的端面需在接续点加入匹配液来弥补接续空隙,实现光信号的低损导通。 优点:回损性能较好。 缺点:斜面-斜面接续方式主要用于对回损要求较高的CATV模拟信号传输中,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
15、,其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,根据光纤冷接续理论分析,光纤接续点最好是两端都是研磨球面,最少也须是预研磨球面与现场切割平面的弹性贴合,最好不使用匹配液。 这是因为: 标准预研磨球面表面完整,无不良缺陷,与现场切割面的弹性贴合时,接续间隙由于弹性变形控制在微米级以内,从而得到良好的接续性能、减少接续损耗,而现场接续操作时,切割表面的质量好坏需易于在现场及时判断,避免由于匹配液掩盖不良接续,造成在后续使用中匹配液的流
16、失造成高故障率。,9.1 快速接续连接器光纤接续点的技术要求,9. 快速接续连接器接续理论,标准的接续点示意图,9.2 预置光纤型快速接续连接器结构,9. 快速接续连接器接续理论,9.3 非预置光纤型快速接续连接器结构,9. 快速接续连接器接续理论,光纤接续点前移至端面,10.1 预置光纤接续点预研磨球面的优点,预置光纤型连接器预埋接续点光纤研磨球表面,1、预埋光纤接续点表面预研磨可以保证光纤表面良好完整,特别是通光模场不受损伤,降低接续不良率 。 2、预埋光纤接续点预研磨球面能与现场光纤的切割表面实现最小的贴合间隙,提高接续成功率。 3、根据液体吸附效应原理,贴紧表面对匹配液吸附张力最大,匹
17、配液流失速度大大降低,保证接续质量良好、耐后持久。,10. 快速接续连接器中对工厂光纤接续点的技术要求,10.2 预置光纤接续点预切割面的风险,未经过研磨的预埋光纤剪切端,切割面质量难以控制,存在不良切割概率风险,切割斜度、非完整切割尖点与现场光纤对接时容易产生过大的间隙,接续损耗大,匹配液易于流失,产品使用寿命短,耐候性能差。,匹配液易于流失,使用寿命短,10. 快速接续连接器中对工厂光纤接续点的技术要求,10.3 预置光纤接续点预切割面照片,预置光纤型连接器预埋接续点光纤切割斜表面,切割刀切入口,此边凸起,不利于光纤表面贴合,10. 快速接续连接器中对工厂光纤接续点的技术要求,剪切面质量难
18、以控制,主要有以下几种缺陷:,10.4 预置光纤接续点预切割面的几种缺陷,非完整切割尖点,非完整切割内凹面,10. 快速接续连接器中对工厂光纤接续点的技术要求,10.5 预置光纤接续点预切割面的对接图,接续间隙大,匹配液容易流失,10. 快速接续连接器中对工厂光纤接续点的技术要求,据了解,在我国光纤到户发展最早的地区武汉,这个最早接触和使用美国3M和康宁产品的地区,对冷接续产品的使用很不成功,到目前为止还依赖熔接机实现光纤到户,探究其中原因,可以帮助我们更好的使用冷接产品,尽量减少使用成本,尽快实现三网融合,早日实现光纤到户有着现实意义。,11.1 预置光纤连接器施工概述,11. 预置光纤连接
19、器施工接续失败原因分析,3M公司产品施工现场,11.2 预置光纤连接器失败原因之一,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,- 切割刀磨损后未及时更换刀口,造成现场光纤切割表面损伤,或切口斜度过大或凸边致使接续间隙过大而产生的接续损耗过大或失败现象。,现场光纤不良切割表面,重新开启连接器可解决此问题,但匹配液被光纤带走,二次接续造成匹配液不足,二次接续如侥幸成功,使用寿命也会很短,后期维修率高。,现场光纤切出斜面,11.3 预置光纤连接器失败原因之二,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,-现场光纤制备不合规格,涂覆层和裸纤长度误差较大,造成假对接或大的弯曲损耗,造成损耗过大甚至接续
20、失败。,假对接现象,G657A光缆开剥后对弯曲敏感度加大,重新开启连接器可解决此问题,但匹配液被光纤带走,二次接续造成匹配液不足,二次接续如侥幸成功,使用寿命也会很短,后期维修率高。,过大的弯曲,标准的G657A光纤弯曲测试录像:,超柔光缆(弯曲半径达到7.5mm)光纤弯曲测试录像:,11.4 预置光纤连接器失败原因之三,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,-松包纤芯皮线光缆由于光纤穿入接续时,产生回退导致间隙过大致使接续损耗过大。,松包纤芯皮线光缆易回缩,重新开启连接器可解决此问题,但匹配液被光纤带走,二次接续造成匹配液不足,二次接续如侥幸成功,使用寿命也会很短,后期维修率高。,11
21、.5 预置光纤连接器失败原因之四,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,-皮线光缆在使用过程中,由于外皮老化与光纤分离开脱造成纤芯窜动,在受常态布线力的作用下,导致现场纤芯回退,接续间隙加大,损耗加大。,线缆使用中数十年期老化弯曲变形,重新开启连接器可解决此问题,但匹配液被光纤带走,二次接续造成匹配液不足,二次接续如侥幸成功,使用寿命也会很短,后期维修率高。,11.6 预置光纤连接器失败原因之五,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,-施工现场灰尘大,尤其是装修阶段,光纤制备时没有用专用清洁纸处理,造成现场组装型连接器内部匹配液污染,接续损耗过大或失败。,匹配液受到污染,重新开启连
22、接器不可以解决此问题,因为匹配液被污染后,其内部混浊,折射率达不到要求,重新接续不能成功。,11.7 预置光纤连接器失败原因之六,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,-光纤插入V型槽时,塑料倒口在穿纤不慎时,把刮伤的导入槽侧表面碎屑带入接续点,阻挡光纤对接贴合,甚至阻挡通过,导致不通光。,导入槽侧表面被刮出碎屑,阻挡通光并污染匹配液,重新开启连接器不可以解决此问题,因为碎屑进入匹配液后不能取出,重新接续时,问题同样存在,接续不能成功。,11.8 预置光纤连接器失败原因之七,11. 预置光纤连接器施工接续失败原因分析,-光纤开剥产生的微损伤在接续压紧固定时,产生断纤致使接续失败 。,断纤
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