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三、光无源器件

已有 1082 次阅读2012-11-15 21:00 |个人分类:光电传输学习笔记| 光分(合)路器, 分光比, 隔离度

什么叫光无源器件?
       光无源器件是一种不依靠外部的任何光或电的能量,而由自身能够完成某种光学功能的光学元器件,如耦合器、滤波器等,其工作原理遵守物理和几何光学理论,像激光收发器这样的基于光电能量转换的器件则被称为有源器件.
光无源器件如何分类?  
       光无源器件可根据其制作工艺和所具备的功能进行分类.按不同的制作工艺可分为纤维光学无源器件和集成光学无源器件;按其具备的不同功能可分为光连接器件、光衰减器件、光功率分配器件、光波长分配器件、光隔离器件、光开关器件、光调制器件等等
评价光无源器件有哪些主要技术指标?
       主要技术指标包括:插入损耗、反射损耗、工作带宽、带内起伏、功率分配误差、波长隔离度、信道隔离度、信道宽度、消光比、开关速度、调制速度等.不同的器件要求有不同性质的技术指标,但绝大多数的光无源器件都要求插入损耗低、反射损耗高、工作带宽宽等.
1-1光分(合)路器
光通信是最主要的信息传送手段,世界信息传送量的80%是通过光通信系统传送的。然而现代的通信系统不是单纯的点对点的连接,而是网络的概念。不仅区域内的网络需要互连互通,区域间的网络在全国范围内也需要互连互通,乃至各国的网络在全球范围内仍需要互连互通。无论是国内、国际,不同运营者的网络同样有互连互通的问题。即使是同一运营者的同一区域内的网络,由于有可能采用不同供应商的设备,因此还是存在互连互通的问题。 
          光分路器又称分光器,是光纤链路中最重要的无源器件之一,是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件,常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。
1-2光分路器的分光原理
目前市场上光分路器主流可以分为熔融拉锥型(FBT)和平面波导型(PLC)两种,熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成; 平面波导型是微光学元件型产品,采用光刻技术,在介质或半导体基板上形成光波导,实现分支分配功能。这两种型式的分光原理类似,它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合(耦合度,耦合长度)以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量(可得到不同的分光比例),反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体,而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点,目前成为市场的主流制造技术。平面波导型(PLC)光分路器具有工作波长宽,通道损耗均匀性好,体积小,工作温度范围宽,可靠性高等特点,目前是PON接入网中连接OLT和ONU并实现光信号功率分配的首选.
(3)分光比。
  分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值,在系统应用中,分光比的确是根据实际系统光节点所需的光功率的多少,确定合适的分光比(平均分配的除外),光分路器的分光比与传输光的波长有关,例如一个光分路在传输1.31 微米的光时两个输出端的分光比为50:50;在传输1.5μm的光时,则变为70:30(之所以出现这种情况,是因为光分路器都有一定的带宽,即分光比基本不变时所传输光信号的频带宽度)。所以在订做光分路器时一定要注明波长。
(4)隔离度。
  隔离度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。在以上各指标中,隔离度对于光分路器的意义更为重大,在实际系统应用中往往需要隔离度达到40dB以上的器件,否则将影响整个系统的性能。
        另外光分路器的稳定性也是一个重要的指标,所谓稳定性是指在外界温度变化,其它器件的工作状态变化时,光分路器的分光比和其它性能指标都应基本保持不变,实际上光分路器的稳定性完全取决于生产厂家的工艺水平,不同厂家的产品,质量悬殊相当大。在实际应用中,本人也确实碰到很多质量低劣的光分路器,不仅性能指标劣化快,而且损坏率相当高,作于光纤干线的重要器件,在选购时一定加以注意,不能光看价格,工艺水平低的光分路价格肯定低。  
1-4全波段和三窗口光分路器有什么不同
三窗口熔融拉锥FBT分路器由于工作原理和制作工艺上的限制,一般可以满足最多三个不同工作波长的传输,即称为三窗口光分路器.而平面波导PLC光分路器在一个很宽的波长范围内(1260-1650nm )其损耗都很低,因此除了满足常用的三个工作窗口外,还可用于更多工作波长的传输和管理,所以被称为全波段分路器.目前EPON和GPON标准要求的工作波长是1310,1490和 1550nm,下一代 PON 标准(如WDM-PON)则会要求更多的工作波长.因此使用PLC光分路器可以更好的适应将来网络升级发展的需要

 

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