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2013/09/30
作者：殷星
一、引言
随着“宽带中国”国家战略的实施，中国FTTH进入了快速成长期。在当前的技术背景下，FTTH接入终端方案可灵活的采用多种方式，如热熔接方式，机械接续方式及工厂预制的蝶形引入光缆尾纤（以下简称蝶形缆尾纤且仅指SC型）。其中，采用工厂预制蝶形缆尾纤的方式可有效降低建设成本，提高工程建设的质量，为大规模的FTTH工程建设提供有效的技术支撑和产品支持。
蝶形缆尾纤主要用于用户室内多媒体信息箱至楼道过渡盒、配线箱、电信光交接箱之间的布放和连接，如图1所示。作为直接信号传输的媒介，蝶形缆尾纤的机械性能及光学性能的优劣将直接影响提供给终端用户的通信服务质量。当前市场中主流的各种普通光纤活动连接器散件不适宜于蝶形光缆连接器的制造。普通散件制造的蝶形缆尾纤的抗拉力，重复性及与其它连接器的匹配性能等各项指标难以满足FTTH工程实际部署中的要求，勉强使用将埋下质量隐患。本文提出了解决此瓶颈的一种有效方案。
二、蝶形缆尾纤主体结构
蝶形缆尾纤由蝶形引入光缆和光纤活动连接器插头两部分组成。 蝶形光缆分室内、室（内）外两种，根据使用场景的不同选择恰当的缆型，本文中蝶形缆尾纤的结构设计不区分室内室外型。蝶形缆尾纤是一种新型结构的光纤活动连接器，改变了传统SC型散件的结构模式，采用尾端一体式设计，专门用于2.0×3.0结构蝶形光缆光纤活动连接器的制造。可保证蝶形缆尾纤达到较高的抗拉力指标要求，成品具有良好的光学性能，适宜于FTTH终端用户入户光缆复杂环境安装使用。
蝶形缆尾纤结构设计的重点和难点在一体式尾柄的设计。如何确保蝶形缆尾纤连接器外形与普通SC型连接器外观尺寸一致的前提下，结合蝶形缆的特殊结构，保证产品的完整性与匹配度及产品各项技术指标的的优异。
三、蝶形缆尾纤可靠性设计思路
蝶形缆尾纤包括蝶形光缆、外壳、针套、陶瓷插芯、弹簧、一体式尾柄、锁紧卡和方形尾套组成，如图2。连接器主体结构采用新型的功能设计，用卡接的方式与散件的其它部分相匹配，便于工厂加工。后止杯采用长尾柄式结构设计，尾端采用金属锁紧卡锁紧的方式，将皮线缆牢牢卡住，保证产品在工程建设中具有较强的抗拉力，便于大规模的工程建设。该方案实现的重点和难点在一体式尾柄的设计。长尾柄的结构设计能够保证涂覆纤在使用过程中不会因为弯曲而折断。实际生产操作数据统计显示一次组装合格率超过99%，生产过程的成品率得到保障。
（1）适用于蝶形光缆有别于普通单芯软光缆结构的特殊性，采用3.2×2.2mm的方形孔设计，便于固定蝶形光缆，确保产品的稳定性。
（2）一体式尾柄与针套之间的连接采用卡接的方式，将注塑成形的凸起卡入针套的凹槽处，能与普通SC型散件的针套进行有效配合，保证了部分组件的通用性。且两个凸起起到定位槽的作用，保证组装合格率，有效降低断纤浪费。
（3）一体式尾柄的可视窗设计可有效指引员工进行生产作业，确保穿纤准确性，避免光纤在尾柄中弯曲导致弯曲损耗，保证产品质量且提升光学性能中的插损指标。
（4）蝶形光缆锁紧结构为本设计思路的亮点，采用U型金属锁紧扣可将尾柄中蝶形缆牢牢固定。长尾柄锁紧结构可以保证蝶形缆尾纤的抗拉力超过60N，确保产品在工程施工中有较强的抗拉能力。
四、蝶形缆尾纤可靠性验证要求
蝶形缆尾纤可靠性试验包括光学性能、环境性能和机械性能试验，具体试验项目见表1、表2和表3。准备SC/UPC-SC/UPC-GJXFH-1B6-SM-3m样本20根并依次编号，所有样本均需满足表1中光学性能指标。
1、光学性能要求
蝶形缆尾纤光学性能指标在标准工作环境下应能满足如表1要求：
五、蝶形缆尾纤可靠性试验结果
根据环境和机械性能要求，依次按编号取10根标准跳线样本做环境性能试验，10根做机械性能试验，分别每两个样本完成一项试验。试验结束后检查外观，所有样本均无机械损伤，如变形、龟裂、松弛、起泡、粗糙、剥落等现象。光学性能插损变化量均在0.2dB范围内，具体分布如图4、图5所示。 
图4 环境性能试验结果 图5 机械性能试验结果
六、结束语
根据中国电信对预制成端型蝶形引入光缆技术要求，特殊设计了一种新型主体结构的蝶形引入光缆尾纤。利用新型结构蝶形缆尾纤可靠性设计思路制作样品并进行可靠性试验，所有光学、环境和机械试验验证结果可以推断出该结构蝶形光缆尾纤具有产品可靠性好、生产成品率高、造价成本低、施工便捷、维护成本低等优势。该新型结构蝶形缆尾纤可在FTTH项目中大规模推广应用。
随着“宽带中国”国家战略的实施，中国FTTH进入了快速成长期。在当前的技术背景下，FTTH接入终端方案可灵活的采用多种方式，如热熔接方式，机械接续方式及工厂预制的蝶形引入光缆尾纤（以下简称蝶形缆尾纤且仅指SC型）。其中，采用工厂预制蝶形缆尾纤的方式可有效降低建设成本，提高工程建设的质量，为大规模的FTTH工程建设提供有效的技术支撑和产品支持。
蝶形缆尾纤主要用于用户室内多媒体信息箱至楼道过渡盒、配线箱、电信光交接箱之间的布放和连接，如图1所示。作为直接信号传输的媒介，蝶形缆尾纤的机械性能及光学性能的优劣将直接影响提供给终端用户的通信服务质量。当前市场中主流的各种普通光纤活动连接器散件不适宜于蝶形光缆连接器的制造。普通散件制造的蝶形缆尾纤的抗拉力，重复性及与其它连接器的匹配性能等各项指标难以满足FTTH工程实际部署中的要求，勉强使用将埋下质量隐患。本文提出了解决此瓶颈的一种有效方案。
图1 蝶形缆尾纤的应用场景
二、蝶形缆尾纤主体结构
蝶形缆尾纤由蝶形引入光缆和光纤活动连接器插头两部分组成。 蝶形光缆分室内、室（内）外两种，根据使用场景的不同选择恰当的缆型，本文中蝶形缆尾纤的结构设计不区分室内室外型。蝶形缆尾纤是一种新型结构的光纤活动连接器，改变了传统SC型散件的结构模式，采用尾端一体式设计，专门用于2.0×3.0结构蝶形光缆光纤活动连接器的制造。可保证蝶形缆尾纤达到较高的抗拉力指标要求，成品具有良好的光学性能，适宜于FTTH终端用户入户光缆复杂环境安装使用。
蝶形缆尾纤结构设计的重点和难点在一体式尾柄的设计。如何确保蝶形缆尾纤连接器外形与普通SC型连接器外观尺寸一致的前提下，结合蝶形缆的特殊结构，保证产品的完整性与匹配度及产品各项技术指标的的优异。
三、蝶形缆尾纤可靠性设计思路
蝶形缆尾纤包括蝶形光缆、外壳、针套、陶瓷插芯、弹簧、一体式尾柄、锁紧卡和方形尾套组成，如图2。连接器主体结构采用新型的功能设计，用卡接的方式与散件的其它部分相匹配，便于工厂加工。后止杯采用长尾柄式结构设计，尾端采用金属锁紧卡锁紧的方式，将皮线缆牢牢卡住，保证产品在工程建设中具有较强的抗拉力，便于大规模的工程建设。该方案实现的重点和难点在一体式尾柄的设计。长尾柄的结构设计能够保证涂覆纤在使用过程中不会因为弯曲而折断。实际生产操作数据统计显示一次组装合格率超过99%，生产过程的成品率得到保障。
图2 蝶形缆尾纤的主体结构（SC型）
一体式尾柄的设计方案如图3，设计思路主要从以下四个方面考虑：（1）适用于蝶形光缆有别于普通单芯软光缆结构的特殊性，采用3.2×2.2mm的方形孔设计，便于固定蝶形光缆，确保产品的稳定性。
（2）一体式尾柄与针套之间的连接采用卡接的方式，将注塑成形的凸起卡入针套的凹槽处，能与普通SC型散件的针套进行有效配合，保证了部分组件的通用性。且两个凸起起到定位槽的作用，保证组装合格率，有效降低断纤浪费。
（3）一体式尾柄的可视窗设计可有效指引员工进行生产作业，确保穿纤准确性，避免光纤在尾柄中弯曲导致弯曲损耗，保证产品质量且提升光学性能中的插损指标。
（4）蝶形光缆锁紧结构为本设计思路的亮点，采用U型金属锁紧扣可将尾柄中蝶形缆牢牢固定。长尾柄锁紧结构可以保证蝶形缆尾纤的抗拉力超过60N，确保产品在工程施工中有较强的抗拉能力。
图3 一体式尾柄的结构示意图
1-3.2×2.2mm的方形孔 2-一体式尾柄卡接设计 3-可视窗设计 4-蝶形光缆锁紧结构
四、蝶形缆尾纤可靠性验证要求
蝶形缆尾纤可靠性试验包括光学性能、环境性能和机械性能试验，具体试验项目见表1、表2和表3。准备SC/UPC-SC/UPC-GJXFH-1B6-SM-3m样本20根并依次编号，所有样本均需满足表1中光学性能指标。
1、光学性能要求
蝶形缆尾纤光学性能指标在标准工作环境下应能满足如表1要求：
表1 蝶形缆尾纤光学性能要求
| 序号 | 检测项目 | 检测条件 |
| 1 | 插入损耗 | 与标准插头和标准适配器测试：≤0.3dB 与任意插头及适配器测试：≤0.5dB |
| 2 | 回波损耗 | ≥50dB（UPC）；≥60dB（APC） |
2、环境性能要求
蝶形缆尾纤应满足表2中规定的环境性能试验要求。可靠性判定标准为插损变化量≤0.2dB，外形变化不得有机械损伤，如变形、龟裂、松弛、起泡、粗糙、剥落等现象。
表2 蝶形缆尾纤环境性能要求
| 序号 | 试验名称 | 试验条件 |
| 1 | 高温 | +70℃，96h 在线检测光学性能 |
| 2 | 低温 | -40℃，96h 在线检测光学性能 |
| 3 | 温度循环 | （－40℃~＋70℃）21次循环，共168h |
| 4 | 湿热 | +40℃，95％，96h 在线检测光学性能 |
| 5 | 浸水 | 室温，自来水，168h |
3、机械性能要求
蝶形缆尾纤应满足表3中规定的机械性能试验要求。可靠性判定标准为插损变化量≤0.2dB，外形变化不得有机械损伤，如变形、龟裂、松弛等现象。
表3 蝶形缆尾纤的机械性能要求
| 序号 | 试验名称 | 试验条件 |
| 1 | 振动 | 频率：10-55Hz； 扫频：扫频1次/min，频程45Hz； 振幅：0.75mm单振幅； 时间：两个方向，各2小时。 |
| 2 | 跌落 | 高度：距离试样头部1.5m； 次数：8次； |
| 3 | 机械耐久性 | 插拔次数：500； |
| 4 | 抗拉 | 插头与蝶形光缆间：负荷50N，在线监测光学性能，10min； 负荷60N，不在线监测光学性能，10min； |
| 5 | 扭转 | 负荷：50N； 频次：10次/分钟； 次数：200次； |
根据环境和机械性能要求，依次按编号取10根标准跳线样本做环境性能试验，10根做机械性能试验，分别每两个样本完成一项试验。试验结束后检查外观，所有样本均无机械损伤，如变形、龟裂、松弛、起泡、粗糙、剥落等现象。光学性能插损变化量均在0.2dB范围内，具体分布如图4、图5所示。
图4 环境性能试验结果 图5 机械性能试验结果
六、结束语
根据中国电信对预制成端型蝶形引入光缆技术要求，特殊设计了一种新型主体结构的蝶形引入光缆尾纤。利用新型结构蝶形缆尾纤可靠性设计思路制作样品并进行可靠性试验，所有光学、环境和机械试验验证结果可以推断出该结构蝶形光缆尾纤具有产品可靠性好、生产成品率高、造价成本低、施工便捷、维护成本低等优势。该新型结构蝶形缆尾纤可在FTTH项目中大规模推广应用。
