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光分路器按分光原理可以分為熔融拉錐型和平面波導(dǎo)型兩種,熔融拉錐法就是將兩根(或兩根以上)除去涂覆層的光纖以一定的方法靠擾,在高溫加熱下熔融,同時(shí)向兩側(cè)拉伸,最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu),通過控制光纖扭轉(zhuǎn)的角度和拉伸的長度,可得到不同的分光比例。最后把拉錐區(qū)用固化膠固化在石英基片上插入不銹銅管內(nèi),這就是光分路器。這種生產(chǎn)工藝因固化膠的熱膨脹系數(shù)與石英基片、不銹鋼管的不一致,在環(huán)境溫度變化時(shí)熱脹冷縮的程度就不一致,此種情況容易導(dǎo)致光分路器損壞,尤其把光分路放在野外的情況更甚,這也是光分路容易損壞得最主要原因。對于更多路數(shù)的分路器生產(chǎn)可以用多個(gè)二分路器組成。

而PLC分路器采用半導(dǎo)體工藝(光刻、腐蝕、顯影等技術(shù))制作。光波導(dǎo)陣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實(shí)現(xiàn)1、1等分路;然后,在芯片兩端分別耦合輸入端以及輸出端的多通道光纖陣列并進(jìn)行封裝。

與熔融拉錐式分路器相比,PLC分路器的優(yōu)點(diǎn)有:(1)損耗對光波長不敏感,可以滿足不同波長的傳輸需要。(2)分光均勻,可以將信號(hào)均勻分配給用戶。(3)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,可以直接安裝在現(xiàn)有的各種交接箱內(nèi),不需留出很大的安裝空間。(4)單只器件分路通道很多,可以達(dá)到32路以上。(5)多路成本低,分路數(shù)越多,成本優(yōu)勢越明顯。

同時(shí),PLC分路器的主要缺點(diǎn)有:(1)器件制作工藝復(fù)雜,技術(shù)門檻較高,芯片被國外幾家公司壟斷,國內(nèi)能夠大批量封裝生產(chǎn)的企業(yè)很少。(2)相對于熔融拉錐式分路器成本較高,特別在低通道分路器方面更處于劣勢。

熔融拉錐型產(chǎn)品是將兩根或多根光纖進(jìn)行側(cè)面熔接而成;平面波導(dǎo)型是微光學(xué)元件型產(chǎn)品,采用光刻技術(shù),在介質(zhì)或半導(dǎo)體基板上形成光波導(dǎo),實(shí)現(xiàn)分支分配功能。這兩種型式的分光原理類似,它們通過改變光纖間的消逝場相互耦合(耦合度,耦合長度)以及改變光纖纖半徑來實(shí)現(xiàn)不同大小分支量,反之也可以將多路光信號(hào)合為一路信號(hào)叫做合成器。熔錐型光纖耦合器因制作方法簡單、價(jià)格便宜、容易與外部光纖連接成為一整體,而且可以耐孚機(jī)械振動(dòng)和溫度變化等優(yōu)點(diǎn),成為市場的主流制造技術(shù)。

與同軸電纜傳輸系統(tǒng)一樣,光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也需要將光信號(hào)進(jìn)行耦合、分支、分配,這就需要光分路器來實(shí)現(xiàn)。光分路器常用M×N來表示一個(gè)分路器有M個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端。在光纖CATV系統(tǒng)中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它們組成的1×N光分路器。

用于PON網(wǎng)絡(luò)的光分路器按功率分配形成規(guī)格來看,光分路器可表示為M×N,也可表示為M:N。M表示輸入光纖路數(shù),N表示輸出光纖路數(shù)。在FTTx系統(tǒng)中,M可為1或2,N可為2、4、8、16、32、64、128等。本標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一用M×N表示。

損耗

光分路器的插入損耗是指每一路輸出相對于輸入光損失的dB數(shù),其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:Ai=-10lg Pouti/Pin ,其中Ai是指第i個(gè)輸出口的插入損耗;Pouti是第i個(gè)輸出端口的光功率;Pin是輸入端的光功率值。

附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相對于輸入光功率損失的DB數(shù)。值得一提的是,對于光纖耦合器,附加損耗是體現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的指標(biāo),反映的是器件制作過程的固有損耗,這個(gè)損耗越小越好,是制作質(zhì)量優(yōu)劣的考核指標(biāo)。而插入損耗則僅表示各個(gè)輸出端口的輸出功率狀況,不僅有固有損耗的因素,更考慮了分光比的影響。因此不同的光纖耦合器之間,插入損耗的差異并不能反映器件制作質(zhì)量的優(yōu)劣。對于1*N單模標(biāo)準(zhǔn)型光分路器附加損耗如下表所示:

分路數(shù) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16

附加損耗DB 0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2

分光比

分光比定義為光分路器各輸出端口的輸出功率比值,在系統(tǒng)應(yīng)用中,分光比的確是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)光節(jié)點(diǎn)所需的光功率的多少,確定合適的分光比(平均分配的除外),光分路器的分光比與傳輸光的波長有關(guān),例如一個(gè)光分路在傳輸1.31 微米的光時(shí)兩個(gè)輸出端的分光比為50:50;在傳輸1.5μm的光時(shí),則變?yōu)?0:30(之所以出現(xiàn)這種情況,是因?yàn)楣夥致菲鞫加幸欢ǖ膸��?即分光比基本不變時(shí)所傳輸光信號(hào)的頻帶寬度)。所以在訂做光分路器時(shí)一定要注明波長。

隔離度

隔離度是指光分路器的某一光路對其他光路中的光信號(hào)的隔離能力。在以上各指標(biāo)中,隔離度對于光分路器的意義更為重大,在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用中往往需要隔離度達(dá)到40dB以上的器件,否則將影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

另外光分路器的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的指標(biāo),所謂穩(wěn)定性是指在外界溫度變化,其它器件的工作狀態(tài)變化時(shí),光分路器的分光比和其它性能指標(biāo)都應(yīng)基本保持不變,實(shí)際上光分路器的穩(wěn)定性完全取決于生產(chǎn)廠家的工藝水平,不同廠家的產(chǎn)品,質(zhì)量懸殊相當(dāng)大。在實(shí)際應(yīng)用中,本人也確實(shí)碰到很多質(zhì)量低劣的光分路器,不僅性能指標(biāo)劣化快,而且損壞率相當(dāng)高,作于光纖干線的重要器件,在選購時(shí)一定加以注意,不能光看價(jià)格,工藝水平低的光分路價(jià)格肯定低。

此外,均勻性、回波損耗、方向性、PDL都在光分路器的性能指標(biāo)中占據(jù)非常重要的位置。

光分路器設(shè)備封裝應(yīng)經(jīng)濟(jì)高效、堅(jiān)固且結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備內(nèi)部光纖應(yīng)保證一定的盤纖半徑,保證盤繞的光纖不受損傷,所有器件應(yīng)固定良好并可提供足夠的供管理、連接、安裝、維護(hù)、檢驗(yàn)、測試用的空間。

本標(biāo)準(zhǔn)主要定義下列五種封裝結(jié)構(gòu)的光分路器,以適應(yīng)不同的安裝設(shè)施和安裝環(huán)境,不同封裝光分路器的外形、尺寸應(yīng)符合附錄A要求。

光分路器封裝方式

名稱封裝方式 端口類型 適用范圍

盒式光分路器 盒式封裝 帶插頭尾纖型 桌面、托盤、光纜交接箱等

機(jī)架式光分路器 機(jī)架式封裝 適配器型 19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架

微型光分路器 微型封裝 不帶插頭尾纖型

帶插頭尾纖型

光纜接頭盒、分光分纖盒等

托盤式光分路器 托盤式封裝 適配器型 光纖配線架或光纜交接箱等

插片式光分路器 插片式封裝 適配器型 光纖配線架、光纜交接箱、分光分纖

盒等,配合插箱使用

其他封裝形式的光分路器不做明確要求,可根據(jù)各地實(shí)際需要定制,所有性能指標(biāo)參照

本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

適配器要求

光分路器的適配器應(yīng)根據(jù)需要選擇SC、FC、LC等類型,為減小設(shè)備體積,節(jié)省安裝空

間,光分路器可采用LC適配器。技術(shù)條件應(yīng)分別符合YD/T 1272.3-2005(SC型)、YD/T

1272.4-2007(FC-UPC型、FC-APC型)、YD/T 1272.1-2003(LC型)等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

端面以UPC為主,APC端面適配器主要在承載模擬CATV信號(hào)時(shí)采用。

6.3 引出尾纖要求

盒式光分路器的引出尾纖應(yīng)采用Φ2mm光纜,微型光分路器的引出尾纖應(yīng)采用Φ0.9mm

光纜或Φ0.25mm光纖。尾纖中的光纖應(yīng)符合ITU-T G.657A標(biāo)準(zhǔn)。

不帶插頭的Φ0.25mm光纖型光分路器,輸出端應(yīng)采用8芯一組的光纖帶,光纖帶技術(shù)條

件應(yīng)符合YD/T 979-2009標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,光纖帶色譜應(yīng)按照YD/T 979-2009要求排列,具體

見表2。分光比大于8的光分路器需要采用多組光纖帶,應(yīng)在每組光纖帶尾部貼上標(biāo)簽,區(qū)分

每組光纖帶。

表2 光纖帶色譜要求

序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8

色譜 藍(lán) 橙綠棕灰白紅黑

引出尾纖長度應(yīng)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制。