随着光纤在LAN中的用量不断增大,特别是在楼宇和园区网主干方面,小型封装光纤接头的使用正日趋广泛,以减小布线硬件和设备接口所占空间和造价,正是这一趋势的主要驱动力。目前市场上已有多种小型封装接头。另外,随着大多数厂商带有小型封装光纤接头(SFF)和小型封装可插拔光纤收发器(SFP)接口设备的出现,在LAN和WAN设备上采用SFF小封装光纤接头已经成为一个明显的趋势。
小封装接头的相关国际标准
尽管布线标准组织对选何种接头作为标准一事,“不作决定”――留给市场和用户来选定。但他们十分鼓励使用小封装接头(SFF),并对任何满足性能指标的小封装接头都予以开放政策。ISO/IEC 11801标准第二版,发布于2002年9月, 维持SC接头用于信息出口, 但鉴于光纤在企业网中的作用与日俱增,现在建议在设备间和结合点等高密度区使用小封装接头(SFF)。而TIA-568B标准则允许在任何布线设施上使用小封装接头,包括信息出口。
由于缺乏布线标准的引导,一些最终用户在选择小封装接头时倾向于他们偏爱的LAN和WAN设备厂商的小封装接头。然而,以此作为选择小封装接头的标准,他们忽视了这样一个事实,那就是网络设备和布线设施有着截然不同的生命周期,接头的选择应该以寿命期很长的布线设施作为依据。网络设备接口从来没能成为决定布线设施接口的决定因素。FDDI和ESCON接头的销声匿迹就是一个可鉴之例,而布线设施所采用的ST和SC接头却能够长期广泛地用作设备接口,而目前在综合布线行业,ST和SC又正在被小型光纤封装接头(SFF)所超越。
SFF小封装接头收发器多方协议(MSA)
日前由Avaya,AMP,HP,Siemens AG,Sumitomo及Nortel等网络巨头最近签署的多方协议,将成为部署SFF小型光纤连接头发展的重要里程碑,该协议中大家共同签署了开发及部署兼容型小封装可插拔光纤收发器接口(SFP)及其特性指标,此新型SFP网络光收发器极易匹配任何一种布线系统的SFF小型光纤连接头,如Avaya的LC或AMP的MT-RJ等。之后, 这些公司还签订了相关的SFP接口的多方协议,除了小封装SFF指标的优点外,SFP指标还允许在同一收发器板卡上短波长和长波长通用,以方便用户的选择。
LC型小型光纤连接器件
自SFF出现以来,LC型光纤连接头无论在性能还是安装量上在同类产品中均处于显著的领先地位。由于LC接头的广泛授权,大多数主要布线厂商(包括一些原MT-RJ的支持者)都可提供LC接头产品。虽然其精确的发货量难以统计,但至少有一家发货量达二千四百万件,其中多模占60%,单模占40%。MT-RJ接头在性能和安装量上远远落于第二位,其多模光纤接头虽然也有几家收发器和网络设备厂商的支持,但大多用于
需求量渐少的100BASE-FX接口。而LC接头因其设计及性能的优势,正迅速成为高比特应用(1G及以上)的首选收发器接头。与其他小封装接头相比,越来越多的厂商支持LC接头,并提供从10M到10G的LC收发器的应用。LC接头的特性,包括纤芯距离宽,对位精准,耦合完美,清洁简易和单双工配置,都使之无论在工厂测试还是现场安装都同样具有无与伦比的优越性。
连接头纤芯间距(Fibre Spacing):
如同ST,SC一样,LC连接头设计兼容标准的(900 micro)缓冲套光纤,该标准系列应用于大部分现有的楼宇布线系统及光纤跳线中。而MT-RJ连接头则是带状光纤MT连接头的一种改进,MT-RJ的纤芯芯距只有750微米,此会导致制作该光纤头时,尤其是工地现场制作会很困难。而LC接头的二纤芯芯距却有6.25mm,更适合于室内及室外光纤布线现场制作及安装。

上图分别是LC和MT-RJ连接头的前视图,显示出不同的双纤芯芯距。 MT-RJ纤芯芯距太小使得该器件的现场制作非常困难,为了达到收发端最小的串扰, MT-RJ需采用波分器或光镜原理来分离收发的光波。对于采用激光光源的高速网络应用如1Gbps,会导致系统的容错性低,并使得光收发器功率输出下降达2dB。而LC连接头则具有较大的二纤芯芯距,有源设备可以直接与光纤耦合,使得网络光纤收发器接口制造简单而且性能最佳。
纤芯的对准(Fibre Alignment):
SFF接头中的纤芯对准度直接影响着光纤连接系统的传输性能。LC接头与ST及SC接头一样有着传统型的1.25mm直径独立的陶瓷纤芯套管,并独立完成与膛孔套管的耦合。而MT-RJ的二个纤芯装在同一个物理接头内导致二个纤芯的同时对准大大复杂化从而降低其精准度, MT-RJ接头需同时对准二个纤芯头,再加上采用金属对准针与塑料孔对位,此方式会随时间推移而令对准精度变差,直接导致损耗增大,纤芯端面带来的回波损耗也会变大。
纤芯的耦合 (Mating):
纤芯端面之间的物理接触也是决定接头性能的重要因素。MT-RJ连接头中若某个纤芯有轻微的凸出,即会导致另一纤芯不能有效地接触,从而导致接入损耗及回波损耗增大。LC接头采用具有弹力的独立套管连接,保证了每个纤芯端面的物理接触,从而保证了每一个连接的高性能。

可清洁性 (Cleaning):
光纤接头的清洁是保持传输性能的另一重要方面。一段时期使用后,灰尘、气泡等污染也会引入稀奇古怪的链路问题。LC接头的单套管方式令纤芯清洁非常容易。而MT-RJ接头的清洁则要复杂得多,其凸面由于有二个对位金属针而难于清洁纤芯端面,而凹面的对位孔内的污染物则更难于去除。
单,双工接头组合性 (Simplex vs. Duplex):
与MT-RJ光纤接头所采用的固化与一体的双芯连接头方式相比,LC采用的是二个单独接头组合成一个双工接头的方式,该方式具有灵活组合的优势,如有单纤芯的图象传输等应用时可单纤芯连接,另外,现场安装时也不会因为其中一个接头失败而导致整个一双接头的重新制作。

现场安装及接头性能(Field Installation and Performance):
MT-RJ接头的性能很大程度上依赖于接头及跳线的工厂制作工艺,据其厂家提供的技术数据,其接入衰减指标值一般为0.2dB(其多模光纤接头的标准值为0.25dB),而LC接头的标称衰减值仅为0.1dB,为世界上性能最佳的SFF类接头,LC接头还具有传统的磨接EZ方式及免磨接的快接安装方式QwikCrimp型LC头可选,且性能下降甚微。而MT-RJ连接头的现场安装则有较高的衰减(甚至会超过0.75dB标准要求的最高限制)。
使用小型封装可插拔收发器(SFP)的趋势
固定于设备上的小封装收发器已被小封装可插拔收发器SFP版本取代。对设备厂商和最终用户来讲,小封装可插拔收发器的关键优势在于它能在同一接口上能够支持短波长也能够支持长波长。小封装可插拔收发器还能为厂商带来另一个益处是因其可插拔性而大大减少了产品线的复杂性及产品的库存。随着越来越多的设备厂商为千兆以太网和Fiber Channel交换机及网卡提供小封装可插拔收发器,LC接头已成为千兆以太网和Fiber Channel应用中小封装可插拔收发器(SFP)接头的既成事实的标准。绝大多数收发器厂商(包括Agilent, JDS Uniphase, Finisar, Stratos Lightwave, Picolight, Infineon, Molex, and Samsung)在SFP版本上只生产LC接头收发器,最近,原主推MT-RJ的Tyco Electronics也宣布为多模及单模应用提供LC接头小封装可插拔收发器。
10G收发器和小封装接头SFF
随着日前万兆以太网标准和针对企业客户主干的新一代万兆多模光纤(OM3)标准的正式批准,安装支持万兆的主干和存储区域网(Storage Area Network)应用成为了对最终用户的最佳建议。支持10G应用的厂商已达成数个多方协议(MSA)来面对迅速增长的10G以太网市场。固化于设备的收发器正迅速被小封装可插拔收发器取代。下表列出了一些主要的收发器多方协议厂商的产品型号、尺寸、应用和采用的接头。
最初的设计是基于设备上的收发器。在多方协议的200针产品中,厂商采用固定收发器并安装于交换模块的内部,通过盘绕在模块内的尾纤连接至电路板边缘的耦合器上。
市场上最新推出的10G可插拔收发器是基于Xenpak多方厂商协议的,它采用较大的外形设计,支持所有的10G以太网选项。Xenpak收发器的目标是用于WAN和企业级交换设备,也适用于长距离传输的应用,只是较大的外形对其接口密集程度有所限制。
最近不少厂商宣布生产可插拔XPAK收发器。此收发器能同时支持所有10G以太网选项以及10G FC(Fiber Channel)应用。其外形尺寸仅为Xenpak收发器的一半。XPAK应用对象是企业级交换设备,网卡和存储区域网(SAN)。
总之作为小封装可插拔收发器,XFP多方厂商协议(MSA)收发器是XPAK同等级别产品,无论是尺寸还是功能都很接近。就光纤接头的设计和选择而言,在实际应用中小封装接头显然是大势所趋了。SC和LC接头带尾纤的方式常见于200针收发器。Xenpal 收发器通常选用SC接头,但至少有LC 版本。XPAK 收发器声称接头“应该”采用SC但也应该为小封装接头广开大门,Intel已宣布了其首例XPAK收发器并只生产LC接头的产品。SFP 也因其外形小而使用小封装接头,其具体型号尚未宣布,但LC仍是其首选。不少收发器厂商业已宣布了XFP收发器,全部采用LC接头。

LC接头也是服务器,主机,工作站的选择
LC接头也令人信服地成为千兆以太网和FC(Fiber Channel)网卡的接头并应用于服务器、主机及高端工作站。作为既成事实的标准,LC接头也为Intel所采用的,用于其近期千兆服务器网卡系列,包括支持1000BASE-SX和1000BASE-LX的单双收发器卡。千兆以太网服务器网卡,带有LC或SFP选项也被Emulex,Ramix及其他产品采用。
信道性能是布线设施的决定因素
随着数据网络速度的不断提高,光纤布线标准的信道允许的衰减值会变得越来越小,10Mbps及100Mbps光纤以太网的信道允许衰减值最大为10-12dB,而现在的1000Base-SX及10G以太网允许的信道光功率衰减值最大仅为2.5dB,这意味着整个光纤信道的传输介质必须具备良好的的性能和最小的衰减以适应高速光以太网的要求。近期的应用标准(如1000BASE-SX和10GBASE-SR)所选用的信道损耗是基于配置两个标准连接,每个连接的插入损耗为0.75的。由于接头出色地插入损耗性能,它能提供额外的信道余量能加入额外的连接,从而便于管理和链路配置。
信道损耗的比较为了对LC信道和MT-RJ信道的损耗性能比较,SYSTIMAX实验室进行了信道衰减测试和统计,被测信道总长为590米(包括跳线)带有六个LC和MT-RJ连接(如图4)。使用各自的接头各建立5个信道,每个信道包括有三个链路,长度从发端到收端分别为45,450和90米。20条原厂跳线供随机选用,每个信道收集到195个数据点。结果显示LC接头的信道损耗比MT-RJ接头的低47%,且标准偏离率是MT-RJ信道的一半(图5)。
