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端面檢查與清潔:IEC 61300-3-35 分級與方法

單模纖芯直徑為 9 µm。落在其上的一個 5 µm 粉塵顆粒會擋住相當一部分光,連接器對接時顆粒被壓入玻璃,劃傷兩側端面:損傷隨後會傳遞到這個連接器接觸到的每一個其他連接器,包括光模組的端口。污染是光纖線路中最常見的故障,也是唯一可以完全避免的故障。本頁介紹污染造成的後果、把「看起來乾淨」變成合格/不合格判定的 IEC 61300-3-35 分區和標準、包括 MPO 和光模組端口在內的檢測設備與技術、污染和損傷的類型及識別方法、各種清潔方法及其適用場合,以及檢測-清潔-檢測的操作流程。

污染的影響

污染物影響
纖芯上的粉塵顆粒損耗 0.5–3 dB,反射率升高到 −30 … −40 dB
油膜(指紋)0.2–1 dB,在高速鏈路上產生干涉噪聲
插芯之間的顆粒形成空氣隙:產生損耗並伴有 −14 … −25 dB 的反射;對接時顆粒會在兩側端面留下永久劃痕和凹坑
乾涸的液環造成損耗和反射;常見於濕式清潔後未做乾燥步驟
高功率下的污染物功率超過約 +20 dBm 時會燒入玻璃;瓦級功率下可能引發光纖保險絲效應(安全與操作
傳播髒污的跳線會污染它插入的每一個端口(配線架適配器和模組介面);故障會在線路中擴散

對鏈路的後果:鏈路抖動、CRC 錯誤、Rx 功率偏低、反射引起的激光器噪聲(線路故障反射與回波損耗)。

IEC 61300-3-35 的分區與標準

該標準把端面劃分為多個同心區域,並針對每種連接器類型規定每個區域允許存在多少劃痕和缺陷、尺寸多大。檢測儀器會自動套用這些表格;下面的數值展示標準(第 2 版)判據的大致形態。

區域直徑,單模直徑,多模含義
A(纖芯)0–25 µm0–65 µm光傳播路徑;要求最嚴
B(包層)25–115 µm65–115 µm靠近光路;此處的缺陷會散射並擴散
C(膠層)115–135 µm115–135 µm環氧膠圈;無要求
D(接觸區)135–250 µm135–250 µm物理接觸區域;較大缺陷會妨礙正常對接
連接器類型A 區B 區D 區
單模 UPC(回波損耗 ≥ 45 dB)無劃痕,無缺陷寬度 ≤ 3 µm 的劃痕:數量不限;更寬:不允許;缺陷 < 2 µm:數量不限,2–5 µm:至多 5 個,> 5 µm:不允許劃痕:不限;缺陷 ≥ 10 µm:不允許
單模 APC至多 4 條細劃痕(≤ 3 µm);無缺陷同 UPC同 UPC
多模 PC劃痕 ≤ 3 µm:數量不限;更寬:不允許;缺陷 < 5 µm:至多 4 個,≥ 5 µm:不允許劃痕 ≤ 5 µm:不限;更寬:不允許;缺陷 < 2 µm:不限,2–5 µm:至多 5 個,> 5 µm:不允許同上
MPO/MTP對陣列中每根光纖應用相同標準;任何一根光纖不合格,整個連接器即判為不合格

檢測設備與技術

工具用途說明
手持視頻探頭,200×/400×通過 2.5 mm(SC/FC/ST)和 1.25 mm(LC/MU)探針檢測跳線;通過法蘭式探針檢測配線架端口和介面;通過手動掃描或自動掃描探針檢測 MPO攝像頭讓眼睛遠離光束,是唯一可用於可能帶光光纖的檢測方式
自動分析探頭按 IEC 61300-3-35 評級,保存圖像用於驗收報告,保證不同技術人員判斷一致
台式顯微鏡實驗室和工廠切勿用目鏡直接觀察帶光光纖
可視故障定位儀不是檢測工具,但能顯示跳線中的斷纖或嚴重彎折紅光,2/3R 級;切勿直視

操作要點:先用功率計確認光纖無光;只在檢測時才取下防塵帽;對準並聚焦到纖芯上;每個連接都要檢測兩側:跳線和端口,因為端口常常是被忽略的一半;在光模組上,LC 介面(SFP、QSFP-LR4)用 1.25 mm 法蘭式探針,並行光介面(SR4、DR4)用 MPO 探針,因為介面內部裝有插芯短棒或透鏡陣列,其判據與任何端面相同;結果要存入驗收記錄時,應保存檢測圖像。

污染和損傷類型

外觀成因處理
明亮斑點空氣中的粉塵、防塵帽掉落的顆粒乾式清潔
纖芯上的塗抹痕跡或霧狀污漬觸摸插芯留下的皮膚油脂濕-乾清潔
環狀或月牙狀痕跡乾涸的液體,通常是濕式清潔後未做乾燥步驟留下的酒精殘留再次濕-乾清潔,減少溶劑用量,隨即擦乾
纖維和絨毛擦拭紙、衣物、棉籤使用乾式一鍵清潔器;停止使用該擦拭紙
凝膠或油脂來自接頭盒的光纜填充膠用認可的溶劑做濕-乾清潔
塑膠碎屑新防塵帽脫落的塑膠屑打開新跳線的防塵帽後務必清潔
線性劃痕帶雜質對接、磨蝕性擦拭劃痕進入 A 區則更換跳線;尾纖可重新研磨或重新端接
暗色凹坑和崩缺帶硬質顆粒對接、高功率、連接器跌落更換
端面或插芯上的裂紋機械損傷重新端接
纖芯發暗或燒毀高功率損傷更換兩端對接的連接器;檢查對端

清潔方法

方法適用對象說明
乾式一鍵清潔器(「一鍵推入式」),1.25 和 2.5 mm跳線;配合加長探針也可用於配線架適配器和介面首選方式;每支工具可清潔 500–800 次;垂直推入、按一下,不要旋轉
盒式或捲帶式乾式清潔器(無絨布)跳線插芯在潔淨區域直線擦拭一到兩次
濕-乾法:光學級溶劑滴在無絨擦拭紙上,再用乾燥區域擦拭油脂、乾涸殘留物、凝膠只滴一滴,不要浸透;乾燥步驟必不可少;使用 99 % 異丙醇或專用清潔液,絕不使用 70 % 酒精或丙酮
1.25 和 2.5 mm 無絨棉籤配線架適配器和介面一次性使用,直插、轉一圈、抽出;除非有可見油污,否則乾用
MPO/MTP 一鍵清潔器、MPO 盒式清潔器MPO 連接器和適配器乾用;只有油污時才用濕-乾法;切勿觸碰導針;母頭一側也要清潔
光學級氣體除塵器在用棉籤清潔前吹出介面內的浮塵不適用於絨毛或油污;普通罐裝壓縮空氣會留下推進劑殘留
不可接受的做法棉籤棒、哈氣、衣服、重複使用的擦拭紙、用手觸碰插芯、在帶透鏡陣列的光模組介面內使用濕溶劑

光模組介面:LC 介面用帶 1.25 mm 法蘭式探針的乾式一鍵清潔器;並行光介面用乾式 MPO 清潔器或氣體除塵器;只有模組廠商允許時才使用溶劑,因為 SR4/DR4 介面內部裝有透鏡陣列。

操作流程:檢測、清潔、檢測

  1. 用功率計確認光纖無光,或關閉對端激光器。
  2. 檢測前才取下防塵帽,不要提前取下。
  3. 同時檢測跳線它要插入的端口。
  4. 髒 → 乾式清潔 → 再次檢測。仍然髒 → 濕-乾清潔 → 再次檢測。仍然髒或 A 區有劃痕 → 更換跳線或重新端接;損壞的端口適配器予以更換,光模組介面損壞通常意著更換模組。
  5. 檢測合格後立即對接;不要用手觸碰插芯、對其哈氣或把插芯放下接觸其他物體。
  6. 所有未對接的連接器都要蓋帽,乾淨的防塵帽保存在密封袋中。
  7. 驗收時保存圖像並標註端口編號(文件與標註)。
時機檢測內容
每次對接始終檢測連接器和端口
每次測量前先檢測參考跳線:參考跳線髒污會使測試結果無效(測試與測量
運輸或存放之後所有跳線和模組
每季度經常重新跳接的配線架端口(維護與修復
出現任何鏈路問題時在動其他任何東西之前先檢測

標準

標準內容
IEC 61300-3-35研磨端面的目視檢測分區及合格/不合格判據
IEC TR 62627-01連接器清潔方法及其評估
IPC-8497-1光學組件的清潔方法與污染評估
IEC 60825-2檢測可能帶光的光纖時的眼部安全(標準體系圖

在 CodingBox 中

工作台是檢驗清潔習慣的地方:在 CodingBox 中,通過參考跳線從校準光源讀取的模組, Rx 功率應與預期值相差在零點幾分貝以內。當讀數低 1–2 dB 時,先檢查模組介面和跳線,再懷疑模組本身,清潔過程中可以實時看到 Rx 數值回升。把清潔後的數值記錄為該模組的基準值(應用中的 DDM連接器與光纖類型)。


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