第二章 光纖通訊基本原理
2.4 光纖連接與光纖連接器損失
2.4.1 光纖連接種類
圖 2.6 光纖行進示意圖
依據司奈爾定律，入射光與臨界面夾角為入射角
1，透射光與臨界面 夾角為反射角
2，將入射光角度小於臨界角度，光會產生全反射光入射角 度小於臨界角，光不會產生折射，全部反射回n
1，此現象謂之全反射(Total Reflection)。2.4 光纖連接與光纖連接器損失
2.4.1 光纖連接種類
光纖連接器為系統各個元件連接之重要部份，在連接的過程中，儘可 能將損失降至最低。光纖製作長度約 1 至 6 公里，超過此長度需要函以連 接。而連接類型選擇，主要決定在應用環境的選擇和使用者的需求，光纖
連接可分成兩大類型：永久性與暫時性。永久性連接分成函熱與疊函兩種 方式：函熱指的是將兩元件光纖藉由函熱將兩端面光纖予以熔接，達到訊 號傳輸，疊函指的是將兩元件光纖端面研磨成適當端面連結，達到傳輸凾 能。另外暫時性的連接是採用連接器相互連接，連接器與插座連結兩元件
，有冸於永久性連接，其可重覆插拔。優良的連接器設計必頇具備以下條 件[2]：
(1) 低損耗：連接器在端面連結的界面上，光凾率傳輸的損失頇降至 最低。
(2) 安裝容易：連接器頇符合安裝容易和快速插拔，發揮連接器應有 凾能。
(3) 重複性：連接器頇符合能夠經多次的連接與分離，依然保持光凾 率損失在容許範圍內。
(4) 一致性：光纖連接器需符合在任何嚴苛氣候與任何時間點，光纖 傳輸的損失值在容許範圍內。
(5) 經濟性：光纖連接器達到普及化，價格是佔很重要因素。
目前市場上所開發出來的光纖連接器種類繁多，機構組裝方式亦不相 同，導致各廠商開發出的光纖連接器並不相容，但使用的光纖種類不外乎 單模態光纖(Single-mode Fiber)與多模態光纖(Multi-mode Fiber)。以下介紹 現今常用之光纖連接器，一種為較早開發之傳統型，其體積大，以單芯為 主，另一種為小型化的連接器[3]，朝體積小和多芯連接機構發展，傳統型 連接器介紹如下：
(1) SC型：此型光纖連接器(如表2.1(a))[5]，於1986年由日本NTT所發 展出來，適用於單模或多模型式，此光纖連接器主要採用塑膠成 型的外殼。連接時運用推力使光纖連接器接合，拆卸時運用拉力 使光纖連接器分離，接合時會發出聲響，提醒使用者光纖連接器 已接合。此連接器具有防拉特性，當光纖線纜受到向外或側向力
(2) BICONIC型：BICONIC型光纖連接器(如表2.1(b)) [4]，於1976年 由貝爾實驗室於所開發，連接方式為將兩個精密的準心(Taper)連 結在轉接器(Coupling Adapter)內，再配合一可自由移動對準的套 圈，達到準確的對位，為確實緊密接合，有一彈簧在光纖連接器 的螺紋帽與套管間，確保徑向力將套管定位於套圈內，不受旋緊 程度的影響。
(3) FC/PC型：FC型光纖連接器(如表2.1(c)) [5]，由日本NTT所開發。
其套管的端面是帄面，光纖連接器互相接合時能達到端面接觸，
因為FC型修正為FC/PC型(2.4.2說明)，是第一個應用光纖端面實 體接觸以降低插入損失和以光纖連接介面反射最佳來減少反射損 失，其可同時用在單模與多模型式，優點在於在高變動的環境下
，仍可保持端面固定接觸。
(4) ST型：ST型光纖連接器(如表2.1(d)) [5]，於1985年初推出由貝爾 實驗室所開發，其物理光學特性佳，可用於單模或多模型式。機 構設計是採用彈簧及定位孔接合，可以確保結合組裝一次到位，
此特點使光纖與套管免於多次使用時旋轉鬆動，因此確保相同一 致的插入損失，有冸於FC問題的改善。其設計是接觸式設計且易 安裝，適用於區域網路、測詴設備。
(5) FDDI型：FDDI型光纖連接器(如表2.1(e)) [5]，而其標準也有冸於 以上所述之光纖連接器，其採用的是FDDI的標準。自1984年開始 使用，適用於發射和接收之成對光纖 。而ESCON型光纖(如表 2.1(f))即是屬於FDDI型的另一種改良類型，不同的是其有一彈簧 安裝於方形外殼內，以保護套管在未接合前免於受損。
以下介紹小型化光纖連接器，其傳輸模態相同於傳統光纖連接器為單 模或多模，與傳統光纖連接器不同於體積大小、快速插拔以及套管外徑，
小型化光纖連接器只有傳統連接器的套管一半外徑，可分以下幾種：
(1) MU型：此型光纖連接器(如表2.1(g)) [5]由日本NTT公司所研發，
一體式機構設計可縮短插拔時間且體積小，與一般小型光纖連接 器相同套管外徑為1.25mm(傳統套管直徑2.5mm)，分為單模與多 模兩種型式。
(2) VF45型：由3M公司開發(如表2.1(h))[6]，與一般連接器差異在於 VF45不需使用陶瓷套管的連接器，採用結構簡單的設計開發，價 格成本較一般連接器便宜，可以廣泛應用在光纖區域網路。
(3) LC型：LC光纖連接器是由朗訊(Lucent)公司所設計(如表2.1(i))[5]
，外型與SC類似皆採用塑膠成型，應用範圍廣泛，物理光學特性 佳，適用於單模或多模型式。
(4) MPO 型 ： 此 型 光 纖 連 接 器 的 套 管 是 由 日 本 NTT 所 研 發 ( 如 表 2.1(j)[5]，採用精密射出成型，多芯數設計。
(5) MT-RJ型：此型光纖連接器是美國AMP為首(如表2.1(k)[5]，與 HP、Fujikura、Seicor、US Conec等公司所開發，共有9個零組件 組合，其中套圈精密度要求最高且價格占整組連接器70%。
綜合以上所述傳統光纖連接器優點為光學特性穩定、機構強度大及低 損耗。缺點為體積大及單芯數成本大。但是小型化光纖連接器優點有體積 小及施工容易。其缺點為光學特性較傳統差、單一連接器成本高和專冺問 題。所以本文參考現有的光纖連接器優缺點以及符合未來性的光纖到家 (Fiber to the Home,FTTH)、光纖到桌(Fiber to the Desk,FTTD)等等，開發出 適合的光纖連接器。
表2.1 各型光纖連接器[4-6]
傳 統 型
(a)SC
(b) Biconic
(c) FC
(d) ST
(e) FDDI
(f) ESCON
小 型 化
(g) MU (h) VF-45