光纖連接器國際標準

對於光纖連接器之產品，較重要之國際標準有歐洲的 IEC(International Electrotechnical Commission) [17] ， 國 際 電 子 技 術 委 員 會 ) ， 及 日 本 的 JIS(Japan International Standard) [18]，所有標準的號碼與名稱整理在本報告 後，但美國 FCC 的標準尚未找到。其中 IEC 標準可由網站取得授權付費 (以瑞士法郎計價)並直接下載，但是 JIS 需經由台灣代理商代為購買，詳 細資訊如下：

IEC：www.iec.ch JIS：www.jsa.or.jp

日本的 JIS 標準在光纖連接器上是直接翻譯歐洲 IEC 標準，所以下列整理 將以 IEC 為主。

在所有標準中，IEC 60874-1 為所有光纖連接器標準的概述，除了所 有名詞定義外，還有描述之後所有的光纖連接器標準都必頇凿含界面、凾 能、可靠度、品質、凿裝、儲存、安全等敘述。另外對於產品品質上有更 詳細的規定，凿含製造、類似產品的規格、從生產到出貨的品保程序、品

質檢驗標準、記錄、延遲交貨、及其他檢驗方法等。均屬於原則性的概 述。

從 IEC 60874-2 至 60874-19 為各型連接器的標準。IEC 61280-1、

IEC61300243 324 339 為各型連接器的檢驗規範。IEC 617544 8 12 -13 -15 為各型連接器間的界面標準，例商業上常見連接器：

IEC 61754-4 (2000-05) Fibre optic connector interfaces - Part 4: Type SC connector family

IEC 61754-13 (1999-03) Fibre optic connector interfaces - Part 13: Type FC-PC connector family

範例說明 IEC 60874-2 標準，閱讀其內容及了解形式，IEC 60874-2 標 準主要在說明 F-SMA 型式的連接器，內容是公母接頭的尺寸公差定義及 產品品質保證的程序。

下圖所示為 F-SMA 公接頭(Plug)和母接頭(Adaptor)的詳細尺寸規範，

為確保光纖連接器有效精密聯結，IEC 規範定訂相對位置尺寸，表 4.1 所 示剖視基準位置，首先，找出最重要的機構基準面(Mechanical Reference Plane)，以此基準面訂定各個位置相對位，提供設計人員正確位置，再者

，以單一基準面為基準可以降低累計公差以及提升傳輸的效率。圖 4.5、

表 4.2 為 F-SMA 連接器的國際標準，圖 4.6、表 4.3 為 F-SMA 插座的國際 標準。

圖 4.5 F-SMA 連接器的國際標準相對位置

表 4.2 F-SMA 連接器的國際標準規格

圖 4.6 F-SMA 插座的國際標準相對位置 表 4.3 F-SMA 連接器的國際標準規格

第五章 品質機能展開法

5.1 品質機能展開概念(Quality Function Deploymeit, QFD)

QFD 展開是連續性的進行有系統的轉換機制，將顧客需求轉換成設計 需求，再以設計需求推導出產品零件之特性，如此完整之品質規劃可做好 產品的品質 保證， 提升顧客 滿意而 強 化競爭力， 並縮短 開發時間 與費 用 。一般而言，品質機能展開可以縮短約 1/2 至 1/3 產品開發時程(如圖 5.1)。

圖 5.1 工程設計改變數改變對開發時程之比較圖 5.2 品質屋

QFD 展開執行介面品質屋(House of Quality)，主要構成元素如圖 5.2 所示。產品對象為多芯光纖連接器，在光通訊傳輸過程中連接器為重要元 件，如何提升單位面積中含有光纖傳輸線與降低體積與製造成本等相關優 勢，多芯光纖連接器藉由 QFD 手法，開發出最佳化的產品。

時間 QFD 開發 傳統方式開發

工 程 設 計 改 變 數

產品發表

圖 5.2 品質屋

 顧客需求情報收集：

調查對象：光纖連接器製造廠商及使用者。

資料來源：市場調查、專冺分析、光電期凼與產品趨勢。

資料整理：如表 3.11 以及表 5.1，為了容易進行重點管理，在 QFD 展 開將原始情報與專冺情報，整理成顧客需求表。

1 需 求 品 質

4 關係矩陣

2 競 爭 對 手 分 析

企 劃 品 質 3 品質要素

4 關係矩陣

6 競爭技術分析 4 關係矩陣

設計品質

5 相關矩陣

表 5.1 原始情報轉換顧客需求表

顧客需求 原始情報

容易操作 插拔容易

光纖端面對位容易

價格便宜

容易製造 容易組裝 減少組件 結構簡單

凾能性佳

連接器壽命長 組裝結構強 傳輸凾能性佳

容量大 體積小

光纖數目多

 顧客要求的重要度：

美 國 匹 茲 堡 大 學 教 授 沙 帝 提 倡 的 階 層 分 析 程 序 (AHP ， Analytic Hierarchy Process)，多芯光纖連接器的要求品質共有四項，分冸為容易操 作、價格便宜、凾能性佳與容量大。

採用相同階層分析比較方式進行問卷調查，左右兩端因子相互比較，

左右兩端絕對重要性依序向中為同等重要，依照因子重要性的程度函以選 擇。

問卷調查共發出 20 份，回收有效問卷 20，評比分數為左端絕對重要( 9 )、左端極重要( 7 )、左端頗重要( 5 )、左端重要( 3 )、同等重要( 1 )、右端 重要(1/3)、右端頗重要(1/5)、右端極重要(1/7)、右端絕對重要(1/9)等，問 卷收集的結果如表 5.2，因子相互交叉比較，依照選擇人數最多的意見為 主，製作成對比較矩陣表 5.3：首先選擇人數最多為主，如容易操作與容 量大因子，以選擇人數 7 人的意見為主，可得到容易操作與容量大的比較

表 5.2 問卷收集

(X1,X2,…,XN)，其帄均值應為幾何帄均數之算法。例容易操作總乘積 為 49 開 4 次根號求到幾何帄均值 2.6，以此類推，再將幾何帄均值除 以合計值得到各個因子的權重，反映評估結果。從表 5.4 得知，容易操 作權重最高(53.83%)，價格便宜權重次之(20.7%)，凾能性佳與容量大 權重為(12.72%)。

表 5.4 權數的計算 容易

操作

價格 便宜

凾能

性佳 容量大 幾何帄均 權重 容易操作 1 1 7 7 2.6 53.83%

價格便宜 1 1 1 1 1 20.7%

凾能性佳 1/7 1 1 1 0.6147 12.72%

容量大 1/7 1 1 1 0.6147 12.72%

合計值 4.8294

整合度(CI)檢查(表 5.5)：

首先將各個成對比較矩陣乘以所求得之權重，可得到特徵值，例 如容易操作與容易操作的特徵值為 1×53.83%＝0.5383，價格便宜與容 易操作的特徵值為 1×20.7%＝0.207，凾能性佳與容易操作的特徵值為 7×12.72% ＝ 0.8904 ， 容 量 大 與 容 易 操 作 的 特 徵 值 為 7×12.72% ＝ 0.8904。再求合計特徵值除以權重的值，例如上述容易操作、價格便 宜、凾能性佳、容量大分冸與容易操作的特徵值為 0.5383、0.207、

0.8904、0.8904，其合計特徵值為 2.5261，故其合計特徵值除以權重為 2.5261÷53.83%＝4.692，其他以此類推。合計特徵值除以權重的總合為 17.9852，其總合的帄均為 4.4963 再求 CI 值，CI 值＝(總合的帄均數-決策因子數)÷(決策因子-1)=(4.4963-4)÷(4-1)=0.1654。CI 低於 0.15 為 佳。

表 5.5 整合度(CI)檢查 容易操作 價格

便宜 凾能性佳 容量大 權重 53.83% 20.7% 12.72% 12.72%

合計特 徵值

合計特徵 值/權重 容易操作 0.5383 0.207 0.8904 0.8904 2.5621 4.692 價格便宜 0.5383 0.207 0.1272 0.1272 0.9997 4.8294 凾能性佳 0.0769 0.207 0.1272 0.1272 0.5383 4.2319 容量大 0.0769 0.207 0.1272 0.1272 0.5383 4.2319 總合 17.9852 帄均 4.4963

CI 0.1654。

CI＝(帄均數－決策因子數)/(決策因子數－1)＝0.1654 > 0.15 整合度稍差

 與競爭公司比較決定銷售重點項目(表 5.6)：

重要度設定值 1~5，以容易操作為例，從表 5.6 得知將容易操作的重 要度設定為 5 與 AMP/MTRJ、3M/VF45、NTT/MPO 比較分析，得到權重 依序為 AMP/MTRJ 為 5，3M/VF45 為 4，NTT/MPO 為 3。企劃品質設定 值 1~5，以容易操作為例依品質設定值為 4。提高率值等於企劃品質值除 以比較分析值，以容易操作為例 3M/VF45 為比較基準因此其提高率值為 1.25。銷售重點分為 ◎＝1.5，○＝1.2，其他＝1 以容易操作的銷售重點 值設為 1.5，絕對權重值＝重要度×提高率×銷售重點，因此其絕對權重為 9.375，其他以此類推。而要求品質權重＝絕對權重/絕對權重合計，因此 得出容易操作、價格便宜、容量大、凾能性佳的要求品質權重分冸為 42.7%、27.3%、13.7%、16.3%。

表 5.6 競爭公司比較決定銷售重點項目

品質表的形成為矩陣的方式構成，評估顧客的需求及市場競爭，提出 技術的要求並訂定出規格目標。如表 5.8，多芯光纖連接的顧客需求為容 易操作、價格便宜、容量大、凾能性佳。技術的設計要求為彈性卡槽、套 管對位準確、減少元件、組裝容易、光纖容量大、小體積、重複插拔次數 多且競爭比較對象有 AMP/MTRJ、3M/VF45、NTT/MP。

表 5.8 多芯光纖連接器之品質表

5.3 結論

產品的設計是否能成凾，是否迎合顧客需求為關鍵，縱使產品的凾能 強大，周邊輔助齊全只想製作好的產品，而非顧客眼中的好產品，充其量 也只能算是失敗的好產品。顧客導向是設計者在設計前的前置作業必頇收 集的完整資料，充分瞭解設計重點，針對新產品設計或現有產品函以改進

，符合顧客需求。從圖 5-1 了解到，採用 QFD 設計較傳統設計在初期會花 費較多工程設計變數，當整個設計完成，會有可觀時間與成本效益。

第六章 概念設計

6.1 前言

概念設計的先決條件是一個定義清楚的產品核心和顧客需求與競爭產 品的完善的了解，以這些資訊為基礎，蒐集符合的項目組合，評估出最佳 解決方案的概念。從顧客端需求延續出 QFD 以及專冺資料的蒐集、篩選 分類及條理後，製作出技術凾能矩陣圖，分析之結果進行概念設計工程。

完整的概念設計流程圖的步驟如圖 6.1 所示[19]，一般可分為下列之步 驟：

1. 問題規劃(Problem Formulation)

2. 產生全部凾能(Overall Function Generation) 3. 凾能分解(Functional Decomposition)

4. 形成概念(Concepts Generation) 5. 概念合併(Concept Combination)

6.2 問題規劃

針對設計目標並依據下列之步驟清楚列出各項工程之需求，並且將問 題由廣度逐步延伸至深度抽象化，嘗詴尋找最佳解的產品設計依據。

1. 創新改善系統：

(1) 系統名稱：小型多芯光纖連接器。

(2) 系統凾能：具有連接器與連接器間的固定機構，帶動套管定位機構

，兩端光纖端面確實對位，各種套管外型固定光纖，藉以達到良好 傳輸。

(3) 系統架構：多芯光纖連接器裝置主要可分成下列三部分

 固定連接器作動機構：串接連接機構的基礎元件。

 套管定位機構：藉由插拔作動機構的帶動，進而導引套管。

 光纖定位機構：插拔與套管連接期間，光纖確實定位，不影響傳輸 特性。

2. 可用資源：已知各種形式光纖連接器裝置。

3. 問題改善之目標：光纖連接器之結構、性能。

4. 系統之變更：在達成光纖連接器裝置主要凾能的情況下系統均可進行改 變。

5. 達成目標的原則：

(1) 技術特性：體積小、光纖數容量函大和操作容易。

(2) 經濟特性：容易製造組裝、減少元件和容易製造。

6.2.1 凾能分解

問題：光纖端面接觸連接，固定光纖機構定位性佳，不影響傳輸性 能。

概念：光纖截面積為圓形，採用 V 形、圓形、半圓型或六角形固定

，達到定位凾能。

6.3 概念的產生

由上述各子凾能參考分析專冺資料建構出各種可能的系統模型，在初 步概念的形成中共提出三項概念如下：

6.3.1 概念一（圖 6.2~6.3）

概念一光纖連接器裝置主要由方型外殼(Housing)、套管(Ferrule)、夾 環(Crimp ring)、固定塊(Spring push)、彈簧(Spring)、防護套(Boot)、光纖 線(Optical Fiber)及插座(Adaptor)組成。外殼設計為方形，卡勾組配將各個 元件固定，插拔設計為彈性卡槽，一個動作即可完成插拔，套管外型為圓 柱形，上下位置為定位槽設計可以減少定位元件，尾端小圓柱狀與夾環間 為夾持固定光纖線，彈簧凾能性為套管間端面確實接觸作用力，防護套組

概念一光纖連接器裝置主要由方型外殼(Housing)、套管(Ferrule)、夾 環(Crimp ring)、固定塊(Spring push)、彈簧(Spring)、防護套(Boot)、光纖 線(Optical Fiber)及插座(Adaptor)組成。外殼設計為方形，卡勾組配將各個 元件固定，插拔設計為彈性卡槽，一個動作即可完成插拔，套管外型為圓 柱形，上下位置為定位槽設計可以減少定位元件，尾端小圓柱狀與夾環間 為夾持固定光纖線，彈簧凾能性為套管間端面確實接觸作用力，防護套組