光子產品和光纖連接配接器

一、光收發一體子產品定義

光收發一體子產品由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發射和接收兩部分。發射部分是：輸入一定碼率的電信号經内部的驅動晶片處理後驅動半導體雷射器（LD）或發光二極管（LED）發射出相應速率的調制光信号，其内部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光信号功率保持穩定。接收部分是：一定碼率的光信号輸入子產品後由光探測二極管轉換為電信号。經前置放大器後輸出相應碼率的電信号，輸出的信号一般為PECL電平。同時在輸入光功率小于一定值後會輸出一個告警信号。

二、光收發一體子產品分類

按照速率分：以太網應用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE SDH應用的155M、622M、2.5G、10G

按照封裝分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各種封裝見圖1～6

1×9封裝--焊接型光子產品，一般速度不高于千兆，多采用SC接口

SFF封裝--焊接小封裝光子產品，一般速度不高于千兆，多采用LC接口

GBIC封裝--熱插拔千兆接口光子產品，采用SC接口

SFP封裝--熱插拔小封裝子產品，目前最高數率可達4G，多采用LC接口

XENPAK封裝--應用在萬兆以太網，采用SC接口

XFP封裝--10G光子產品，可用在萬兆以太網，SONET等多種系統，多采用LC接口

按照雷射類型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB LD

按照發射波長分：850nm、1310nm、1550nm等等

按照使用方式分：非熱插拔（1×9、SFF），可熱插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）

三、光纖連接配接器的分類和主要規格參數

光纖連接配接器是在一段光纖的兩頭都安裝上連接配接頭，主要作光配線使用。

按照光纖的類型分：單模光纖連接配接器（一般為G.652纖：光纖内徑9um，外徑125um），多模光纖連接配接器（一種是G.651纖其内徑50um，外徑125um；另一種是内徑62.5um，外徑125um）；

按照光纖連接配接器的連接配接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC，見圖7～10。

FC型--最早由日本NTT研制。外部加強件采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。測試裝置選用該種接頭較多。

SC型--由日本NTT公司開發的模塑插拔耦合式連接配接器。其外殼采用模塑工藝，用鑄模玻璃纖維塑膠制成，呈矩形；插針由精密陶瓷制成，耦合套筒為金屬開縫套管結構。緊固方式采用插拔銷式，不需要旋轉。

LC型--朗訊公司設計的。套管外徑為1.25mm，是通常采用的FC-SC、ST套管外徑2.5mm的一半。提高連接配接器的應用密度。

四、光子產品主要參數

1、 光子產品傳輸數率：百兆、千兆、10GE等等

2、 光子產品發射光功率和接收靈敏度：發射光功率指發射端的光強，接收靈敏度指可以探測到的光強度。兩者都以dBm為機關，是影響傳輸距離的重要參數。光子產品可傳輸的距離主要受到損耗和色散兩方面受限。損耗限制可以根據公式：損耗受限距離＝（發射光功率-接收靈敏度）/光纖衰減量 來估算。光纖衰減量和實際選用的光纖相關。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。對于百兆、千兆的光子產品色散受限遠大于損耗受限，可以不作考慮。常見的光子產品規格：

傳輸數率 發射波段 傳輸使用光纖 參考傳輸距離 百兆 1310nm 多模 2km 百兆 1310nm 單模 15km 百兆 1310nm 單模 40km 百兆 1550nm 單模 80km 千兆 850nm 多模 550m 千兆 1310 單模/多模 10km/550m 千兆 1550 單模 70km

3、 10GE光子產品遵循802.3ae的标準，傳輸的距離和選用光纖類型、光子產品光性能相關。如10G－S傳輸距離的300m有如下條件

4、 飽和光功率值指光子產品接收端最大可以探測到的光功率，一般為-3dBm。當接收光功率大于飽和光功率的時候同樣會導緻誤碼産生。是以對于發射光功率大的光子產品不加衰減回環測試會出現誤碼現象。

五、光子產品功能失效重要原因

光子產品功能失效分為發射端失效和接收端失效，分析具體原因，最常出現的問題集中在以下幾個方面：

1． 光口污染和損傷

由于光接口的污染和損傷引起光鍊路損耗變大，導緻光鍊路不通。産生的原因有：

1. 光子產品光口暴露在環境中，光口有灰塵進入而污染；
2. 使用的光纖連接配接器端面已經污染，光子產品光口二次污染；
3. 帶尾纖的光接頭端面使用不當，端面劃傷等；
4. 使用劣質的光纖連接配接器；

2． ESD損傷

ESD是ElectroStatic Discharge縮寫即"靜電放電"，是一個上升時間可以小于1ns（10億分之一秒）甚至幾百ps（1ps＝10000億分之一秒）的非常快的過程，ESD可以産生幾十Kv/m甚至更大的強電磁脈沖。靜電會吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響産品的功能與壽命； ESD的瞬間電場或電流産生的熱，使元件受傷，短期仍能工作但壽命受到影響；甚至破壞元件的絕緣或導體，使元件不能工作（完全破壞）。ESD是不可避免，除了提高電子元器件的抗ESD能力，重要的是正确使用，引起ESD損傷的因素有：

1. 環境幹燥，易産生ESD；
2. 不正常的操作，如：非熱插拔光子產品帶電操作；不做靜電防護直接用手接觸光子產品靜電敏感的管腳[t2]；運輸和存放過程中沒有防靜電包裝；
3. 裝置沒有接地或者接地不良；

六、光收發一體光子產品應用注意點

1． 光口問題

光鍊路上各處的損耗衰減都關系到傳輸的性能，是以要求：

1. 選擇符合入網标準的光纖連接配接器；
2. 光纖連接配接器要有封帽，不使用時蓋上封帽，避免光纖連接配接器污染而二次污染光子產品光口；封帽不使用時應放在防塵幹淨處儲存；
3. 光纖連接配接器插入是水準對準光口，避免端面和套筒劃傷；
4. 光子產品光口避免長時間暴露，不使用時加蓋光口塞；光口塞不使用時儲存在防塵幹淨處；清潔光子產品時根據光口類型選用合适的無塵棉棒（SC使用ф2.5mm的無塵棉棒[如NTT的14100400]，LC和MTRJ使用ф1.25mm的無塵棉棒[如NTT的14100401]）蘸上無水酒精插入光口内部，按同一方向旋轉擦拭；然後再用幹燥的無塵棉棒插入器件光口，按同一方向旋轉擦拭；
5. 光纖連接配接器的端面保持清潔，避免劃傷；清潔端面時使用幹燥無塵棉[如：小津産業株式會社的M－3]在手指未接觸部分按如圖9所示方法擦拭清潔，每次擦拭不能在同一位置；對髒污嚴重的接頭，則将無塵棉浸無水酒精（不易過多），按相同方法進行擦拭清潔，并需更換另一幹燥無塵棉按相同方法操作一次，保證接頭端面幹燥，再進行測試；此類清潔方法需注意擦拭長度要足夠，才能保證清潔效果，并且不能在相同位置重複擦拭；此類無塵棉每張可按圖示方向擦拭4次；場地不足時可将無塵棉放在手掌上，在手指未接觸部分按如圖10所示方法在手掌部位進行擦拭清潔，每次擦拭不能在同一位置；對髒污嚴重的接頭，則将無塵棉浸無水酒精（不易過多），按相同方法進行擦拭清潔，并需更換另一幹燥無塵棉按相同方法操作一次，保證接頭端面幹燥，再進行測試；此類清潔方法需注意擦拭長度要足夠，才能保證清潔效果，并且不能在相同位置重複擦拭；此類無塵棉每張可按圖示方向擦拭3次；也可以使用清潔器如圖11～13所示；

   

   ESD是自然界不可避免的現象，預防ESD從防止電荷積聚和讓電荷快速放電兩方面着手：
   1. 保持環境的濕度30～75％RH；
   2. 劃定專門的防靜電區域。選用防靜電的地闆或工作台；
   3. 使用的相關裝置采用并聯接地的公共接地點接地，保證接地路徑最短，接地回路最小，不能串聯接地，應避免采用外接電纜連接配接接地回路的設計方式；
   4. 在專門的防靜電區域中操作，防靜電工作區内禁止放置工作不必須的靜電産生材料，如未作防靜電處理的塑膠袋、盒子、泡沫、帶子、筆記本、紙片、個人用品等物品，這些材料必須距離靜電敏感器件30厘米以上；
   5. 包裝和周轉的時候，采用防靜電包裝和防靜電周轉箱/車；
   6. 禁止對非熱插拔的裝置，進行帶電插拔的操作；
   7. 避免用萬用表表筆直接檢測靜電敏感的管腳；
   8. 對光子產品操作時做靜電防護工作（如：帶靜電環或将手通過預先接觸機殼等手段釋放靜電），接觸光子產品殼體，避免接觸光子產品PIN腳；

   七、簡易光子產品失效判斷步驟

   1．測試光功率是否在名額要求範圍之内，如果出現無光或者光功率小的現象。處理方法：

   1. 檢查光功率選擇的波長和測量機關（dBm）
   2. 清潔光纖連接配接器端面，光子產品光口，方法見第五節。
   3. 檢查光纖連接配接器端面是否發黑和劃傷，光纖連接配接器是否存在折斷，更換光纖連接配接器做互換性試驗
   4. 檢查光纖連接配接器是否存在小的彎折。
   5. 熱插拔光子產品可以重新插拔測試。
   6. 同一端口更換光子產品或者同一光子產品更換端口測試。

   

   

   九、附件--光纖端面要求