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什么是光纤分路器?纤亿通带你一文解析

[来源:纤亿通]  [日期:2021-12-23]  [点击数:160] 

分光器(Optical splitter)简称PLC,是用来实现光波能量的分路与合路的器件。它将一根光纤中传输的光能量按照既定的比例分配给两根或者是多根光纤,或者将多根光纤中传输的光能量合成到一根光纤中。分光器是一种无源器件,又称光分路器,它们不需要外部能量,只要有输入光即可,是光纤链路中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。



光纤分路器有哪些分类?


光分路器按分光原理可以分为熔融拉锥型和平面波导型两种,熔融拉锥法就是将两根(或两根以上)除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰,在高温加热下熔融,同时向两侧拉伸,最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构,通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度,可得到不同的分光比例。最后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内,这就是光分路器。这种生产工艺因固化胶的热膨胀系数与石英基片、不锈钢管的不一致,在环境温度变化时热胀冷缩的程度就不一致,此种情况容易导致光分路器损坏,尤其把光分路放在野外的情况更甚,这也是光分路容易损坏的最主要原因。对于更多路数的分路器生产可以用多个二分路器组成。而PLC分路器采用半导体工艺(光刻、腐蚀、显影等技术)制作。光波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集成在芯片上,也就是在一只芯片上实现1、1等分路;然后,在芯片两端分别耦合输入端以及输出端的多通道光纤阵列并进行封装。


根据生产工艺一般分为两大类:


1. 平面波导型光分路器(即PLC splitter)



平面波导型光分路器: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.损耗对光波长不敏感,可以满足不同波长的传输需要。分光均匀,可以将信号均匀分配给用户.(平面波导型为全波段分路器1260-1650nm)


2. 熔融拉锥型光分路器(即FBT Coupler)



熔融拉锥型光分路器:熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成,可以实现光的任意分配比例。(主要波长为850,1310,1490,1550nm)光纤分路器有哪些常用封装?
光分路器设备封装应经济高效、坚固且结构紧凑,设备内部光纤应保证一定的盘纤半径,保证盘绕的光纤不受损伤,所有器件应固定良好并可提供足够的供管理、连接、安装、维护、检验、测试用的空间,光分路器按照常用封装形式可分为以下几种:


1. 钢管式微型光分路器



2. ABS盒式封装



3. 插片式封装



4. 托盘式封装



5. 1U机架式封装




光纤分路器多被应用在那些场景?


根据分光器特性,在实际应用中主要应用于以下几种场景:


1. FTTH光纤到户,OLT(局端) ONU(客户端)



2. 分光监控,多用于公安部网络监管部门



3. 掺铒光纤放大器



4. 光纤传感系统



5. 光保护OLP系统



光纤分路器有哪些特点和缺点?


熔融拉锥技术是将两根或多根光纤捆在一起,然后在拉锥机上熔融拉伸,并实时监控分光比的变化,分光比达到要求后结束熔融拉伸,其中一端保留一根光纤(其余剪掉)作为输入端,另一端则作多路输出端。目前成熟拉锥工艺一次只能拉1×4以下。1×4以上器件,则用多个1×2连接在一起。再整体封装在分路器盒中。


这种器件主要优点有


(1)拉锥耦合器已有二十多年的历史和经验, 许多设备和工艺只需沿用而已, 开发经费只有PLC的几十分之一甚至几百分之一。


(2)原材料只有很容易获得的石英基板, 光纤, 热缩管, 不锈钢管和少些胶, 总共也不超过一美元. 而机器和仪器的投资折旧费用更少,1×2、1×4等低通道分路器成本低。


(3)分光比可以根据需要实时监控,可以制作不等分分路器。


主要缺点有


(1)损耗对光波长敏感,一般要根据波长选用器件,这在三网合一使用过程是致命缺陷,因为在三网合一传输的光信号有1310nm、1490nm、1550nm等多种波长信号。


(2)均匀性较差,1X4标称最大相差1.5dB左右,1×8以上相差更大,不能确保均匀分光,可能影响整体传输距离。


(3)插入损耗随温度变化变化量大(TDL)。


(4)多路分路器(如1×16、1×32)体积比较大,可靠性也会降低,安装空间受到限制。


平面光波导功率分路器(PLC Optical Power Splitter)
平面光波导技术是用半导体工艺制作光波导分支器件,分路的功能在芯片上完成,可以在一只芯片上实现多达1X32以上分路,然后,在芯片两端分别耦合封装输入端和输出端多通道光纤阵列。


这种器件的优点有


(1)损耗对传输光波长不敏感,可以满足不同波长的传输需要。


(2)分光均匀,可以将信号均匀分配给用户。


(3)结构紧凑,体积小(博创科技1×32 尺寸:4×7×50mm),可以直接安装在现有的各种交接箱内,不需特殊设计留出很大的安装空间。


(4)单只器件分路通道很多,可以达到32路以上。


(5)多路成本低,分路数越多,成本优势越明显。


主要缺点有:


(1)器件制作工艺复杂,技术门槛较高,目前芯片被国外几家公司垄断,国内能够大批量封装生产的企业也只有博创科技等很少几家。


(2)相对于熔融拉锥式分路器成本较高,特别在低通道分路器方面更处于劣势。

定做光分路器时需要提供哪些技术要求?



  1. 指定用熔融拉锥型(光纤耦合型)光分路器。这种光分路器生产工艺比较简单,具有较好的性能,在CATV系统中得到了广泛的应用。
  2. 确定结构形式。在机房里一般用19寸机架式、FC/APC或SC/APC接头。如用在树型网络,需要把分路器安装熔接在接续盒内,则要求分路器不带机壳,不带接头,尺寸大约为80mm*60mm*15mm(不含引出光纤)。
  3. 确定中心波长和带宽。波长类型分为单一波长1310nm、单一波长1550nm、宽带型(1310nm&1550nm)。带宽类型分为窄带型±20nm、宽带型±40nm。一般情况下,选择单一波长、窄带型的光分路器,既能满足使用,又能节省成本。
  4. 要求附加损耗的上限如下:分路数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16附加损耗0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2


  5. 确定分光比,精确到小数点后一位,如82.3% 。低分路器件(1×4以下)可以选用拉锥器件,高分路器件(1×8以上)优先选用平面波导器件




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