APC型光纤活动连接器有何特点？适合使用在什么场景？

Posted 2022-12-01 impptang

1  概述

光纤活动连接器的型号主要由两个部分组成，比如我们常用的SC/UPC型连接器，SC表示连接器的接口类型，UPC表示插针端面形状。

连接器的接口分SC、FC、LC、ST、MPO等多钟类型，我们在工程中常用的主要有LC、FC和SC。连接器插针端面形状主要有PC、UPC和APC三种。

2  APC和PC、UPC的区别

PC（Physical Contact），物理接触。抛光后的插针前端面为球面形状，确保在两个连接器端面对接时的光纤物理端面达到充分接触，以消除光纤端面菲涅尔反射对系统的影响，使回波损耗（以下简称“回损”）值达到40dB以上。

UPC（Ultra Physical Contact），超级物理接触。与PC端面相比，行业标准中UPC光纤端面有几何尺寸要求，使回损达到50dB以上。UPC是在PC的基础上更加优化了端面抛光和表面光洁度，端面看起来更加呈圆顶状。

APC（Angled Physical Contact），角度物理接触。光纤端面通常研磨成8°斜面，反射光通过斜面角度反射到包层而不是直接返回到光源处，从而最大程度地减少了背向反射，使回损达到60dB以上。

3种不同连接器的端面示意图如下。由于UPC连接器比PC连接器具有较高的回损，当前已完全取代了PC连接器，日常所称的PC连接器均为UPC连接器。

 所以，当前使用的光纤连接器端面类型主要就两种：APC和UPC。APC与UPC的区别在于：光纤端面为8°斜面、回损更大。外观上，这两种连接器的主体颜色有明显区别，UPC是蓝色的，APC是绿色的。

3  活动连接器的回损(RL)

3.1 回损(RL)的定义

APC和UPC连接器传输特性的区别在于回损不同。回损（Return Loss，简写：RL）是指光信号在活动连接处，后向反射光功率相对入射光功率的分贝数。

 这个公式也可以写成：RL＝10lg(P1/P0)。RL值越大，则进入光纤中的反射光功率越小；显然，活动连接器的RL越大越好。

3.2 回损对光通信的影响

在模拟光通信系统中，光信号的强度变化是连续的，光纤中反射信号的强度如果较大，则必然对正常信号造成影响。所以，模拟光通信系统中活动连接器的RL值越大越好。

 在采用NRZ码的数字光通信系统中，光信号的强度只有两种（分别代表“1”和“0”），光纤中反射信号的强度只要不足以对信号“1”的判断造成影响，则不会对光信号传输造成影响。所以，在采用NRZ码的数字光通信系统中，对活动连接器的RL值并无特别要求。

 当前，城域网中单光模块50G、200G、400G的光通信系统，线路码型主要采用PAM4码。PAM4码的信号强度共有4种，分别代表11、10、01和00。当光纤中反射信号的强度较大时，就可能会对 “01”信号的判断造成影响。所以，线路码型采用PAM4码的通信系统对连接器的RL都有一定要求。

 实际的光传输系统中，光纤传输链路中通常有多个活动连接，每个活动连接产生的反射信号的光功率在光纤链路中会累积，所以，光纤链路中活动连接的数量越多，对每个连接器的回损要求也越高。例如，采用PAM4码的40km光纤链路，当链路中活动连接器数量为2/4/6/8个时，活动连接器的回损应分别不小于27dB/32dB/35dB/37dB。

3.3 插针端面污染对回损的影响

当连接器的端面受到污染时，会导致回损的增加。通过对现网中UPC活动连接器的插损和回损的测试发现：连接器的回损对端面污染更敏感。现网中约20%的活动连接器因端面污染导致回损低于标准值，而只有当连接器的端面受到较严重污染时，才会对插损造成影响。

 部分端面受污染的UPC活动连接器的插损和回损见下表。

 
4 APC连接器的使用场景

由于APC连接器的回损更大，适合使用在对回损要求较高的光通信系统中。如：

（1）CATV等模拟光通信系统；

（2）线路码型为PAM4的城域50G、200G、400G及以上光通信系统；

前文的分析表明，PAM4信号对连接器回损的要求并不高（40km链路中8个活动连接时，连接器回损不小于37dB），但由于实际光纤链路中连接器普遍存在端面污染问题，故建议采用APC连接器。例如，某运营商利用接入层光缆网络（链路全程共8个活动连接）开通的50G SPN系统，由于采用的是PAM4线路码和UPC连接器，部分系统出现了纠前误码计数增长、上报Local-Fault、50G端口闪断等故障，在将连接器更换成APC后，故障消除。

（3）使用拉曼光纤放大器的WDM系统。

APC连接器的光纤端面为8°斜面，其截面积较UPC连接器更大。较大的光纤截面积和较大的回损，使APC连接器更适合承载更高的光功率。目前，单载波超100G的WDM系统中普遍采用了拉曼光纤放大器；拉曼光纤放大器的反向输出光功率高达30dBm，若使用UPC连接器，则很容易烧坏连接器的光纤端面；所以，在使用拉曼光纤放大器的设备手册上通常都明确要求使用APC连接器。

5 写在最后

相同接口的APC和UPC连接器尺寸基本相同，虽然在物理上是可以连接的，但由于插针端面的不同，连接后的插损较大（超过4.0dB），因此，APC和UPC连接器是无法混用的。

当前，运营商的光配线设备中普遍采用了UPC活动连接。随着线路码型为PAM4的通信系统、以及使用拉曼光纤放大器的WDM系统使用量的增加，UPC活动连接的不足也越来越多地暴露，光纤活动连接器应尽快从UPC向APC过渡。

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图/文：老丁头；     审阅：陈銮雄    

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