技术支持

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非接触MPO光纤连接器简介(MNC™)


1.1 非接触光纤连接器(MNC™)

光纤通信网络是现代信息社会的基石。无止境的光纤连接需要大量的光纤连接器。

目前,单光纤连接器已不能满足光纤连接密度的要求。需要高密度多光纤连接器。在高密度光纤连接器中,光纤的数量从8122448不等。在未来,它可以增加到144,576,甚至1024

然而,目前高密度光纤连接器的工作原理存在很大的问题,因为它依赖于光纤端面之间的物理接触来传输光信号。例如,如果有48根光纤,每对光纤的端面必须相互接触,这显然是几乎不可能实现的。

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1. 48通道非接触MPO光纤连接器 (MNC™)

 

我们发明的非接触式MPO光纤连接器,使其成为传输光纤端面之间无接触光信号的理想选择,完美地解决了这一重大技术问题。图1显示了一个48通道非接触式MPO光纤连接器。非接触式MPO光纤连接器具有MNC™商标。

MNC™光纤连接器基于MPO光纤连接器。MNC™的形状因子与常规MPO相同,唯一的区别在于光纤端面。MNC™光纤连接器有两个关键要素: A)一个是光纤端面的防反射涂层(如图2),B)所有光纤端面要比连接器塑料插芯表面略微凹陷 (见图3)。防反射膜可以防止光的多次反射,光纤端面凹陷可以确保光纤的端面对接时不损坏。

 

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2. 光纤端面镀有防反射膜的非接触MPO光纤连接器(MNC™) (), 常规MPO光纤连接器 ()

3. 所有MNC™光纤连接器端面比塑料插芯表面凹陷。典型凹陷深度是1微米到几个微米.

1.2光纤连接器工作原理的比较

常规的MPO光纤连接器要求所有光纤端之间同时进行物理接触。一般情况下,由于抛光后并非所有的光纤端面都在平面上,所以当MPO光纤连接器配对使用时,光纤端面之间自然会形成微小的间隙。光纤端面之间的灰尘和其他污染物也会造成空气间隙。带有间隙的常规MPO的示意图如图4(A)所示。

光在光纤/空气界面有4%的反射。当光纤端面之间存在间隙时,光在光纤两端多次反射形成法布里-珀罗腔,如图4(b)所示。图4(c)为连接器插入损耗随间隙变化的理论计算。插入损耗值随间隙的变化而迅速振荡是不可接受的,这严重影响了信号的稳定性。因此,MPO光纤连接器必须保证光纤端面始终处于紧密的物理接触状态,否则会产生严重的问题。

 

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4 (a) MPO连接器对接示意图

5 (a) MNC™   连接器对接示意图

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4 (b) 存在反射的MPO连接器

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5 (b) 不存在反射的MNC™ 连接器

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4 (c) MPO插损随着间隙变化迅速震荡

5 (c) MNC™   插损随着间隙的变化几乎不变

 

MPO光纤连接器必须消除自然存在的微小空气间隙,以实现物理接触。为确保没有间隙,首先,所有的光纤端面需要显著的凸出研磨的塑料插芯表面,然后一个由弹簧施加的大工作压力需要应用在MPO光纤连接器,所以光纤表面充分变形达到多根光纤同时物理接触的效果。

实际工作环境中存在大量粉尘等污染物,会使光纤之间的物理接触停止,使该光纤连接器的连接稳定性较差。在接触型MPO光纤连接器中,光纤的数目越多,光纤连接的稳定性越差。

在接触MPO光纤连接器上施加的工作压力与光纤的数量成正比。光纤越多,工作压力越大。48 通道MPO要求工作压力过大。

因此,接触式MPO光纤连接器的工作原理是一个大问题。

与物理接触MPO光纤连接器相比,我们的MNC™光纤连接器端面要低于塑料插芯表面,表面和光纤凹陷的深度控制约为0.6μm。凹陷的光纤端面可以确保连接器匹配时不受损坏。防反射镀膜层沉积在所有光纤端面上,连接器匹配后,光纤端面之间产生一个1.2μm的空气间隙, 如图5(a)所示。

防反射膜可以防止光的多次反射,从而不会形成法布里-珀罗腔,如图5(b)所示。

5(c)显示了MNC™连接器插入损耗随空气间隙影响的理论计算。当间隙增大时,插入损耗值稳定,基本为零。例如,假设磨削不均匀产生的间隙为0.5微米,初始间隙为1.2微米,最终间隙为1.7微米。从图5(c)可以看出,间隙由1.2微米变为1.7微米所造成的插入损失可以忽略不计。

因此,MNC™连接器的信号传输不受光纤端面之间不可避免的小间隙影响,是最理想的高密度光纤连接器。MNC™连接器可以在单模和多模光纤上工作。

由于光纤之间没有物理接触,只需要一个小的弹簧压力。塑料套圈表面之间可形成接触。我们在24通道和48通道 MNC™光纤连接器中使用的弹簧是我们在12通道 MNC™中使用的10N弹簧。MNC™连接器不需要突出的光纤端面,这大大简化了研磨过程。

1.3 MNC™ 连接器测试结果

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. 6(a) 12通道单模MNC™的插损分布

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. 6(b) 12通道单模MNC™的回损分布

6(a)和图6(b)显示了插入损耗和返回损耗的测试结果。连接器是12通道单模MNC™光纤连接器。插入损耗比常规MPO略低(更好)MNC™的返回损耗比常规MPO高约10 dB。这进一步验证了MNC™的工作原理,当光束在光纤端面之间的间隙中传播时,插入损耗不会显著增加。

7MPOMNC™连接器插入损耗可重复性的直接比较。4MPO连接器(SM MPOMM MPOSM MNC™、MM MNC)共配对100次,中间不进行清洗,每5次配对后测量一次。

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(a)        MM MPO

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(b)       MM MNC™

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(c)        SM MPO

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(d) SM MNC™

7. MPO光纤连接器对接100次后的插损结果

 

对比多模 MNC™的测试结果(7(a)和图7(b)),可以发现物理接触多模 MPO的插入损耗测试结果是高度不稳定的。而MNC™插入损耗测试结果非常稳定。将单模MPOMNC™的测试结果进行对比,结果与图7(c)和图7(d)相同。

我们也可以发现,MNC™在重复性方面比传统MPO具有绝对优势。稳定的光纤连接可靠性是我们的MNC™光纤连接器被客户积极采用的最根本原因。

1.4 MNC™ 光纤连接器卓越的优势

MNC™光纤连接器使用相同的组件,其工作原理具有创新性,因此是比常规MPO具有更可靠的高密度光纤连接器。它的许多优点来自于它更合理和简单的工作原理。

MNC™光纤连接器具有以下显著的性能优势:

·                低插损:平均0.06dB;

·                高回损:75dB (单模);

·                插损重复性:<0.01dB;

·                较长的连接器使用寿命: >2,000 (MPO10);

·                互换性:保证任何一对连接器之间的连接;

·                对灰尘不敏感;

·                弹簧作用力小:48通道MNC™只需10N;

·                MNC™可以和MPO对接;

·                MNC不损坏待测器件;

·                成本略高于传统MPO连接器.