?。?) 插入損耗
光分路器的插入損耗是指每一路輸出相對(duì)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。
(2) 附加損耗
附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相對(duì)于輸入光功率損失的DB數(shù)。值得一提的是,對(duì)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?jī)?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(duì)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 910111216
附加損耗DB 0.2 0.3 0.40.450.50.550.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2
?。?)分光損耗
分光損耗是輸出端口每一路的光功率相對(duì)于輸入光功率相差的dB數(shù),是和分光比有直接關(guān)系的,這里的dB數(shù)之差是把光功率換算成dB后進(jìn)行的差計(jì)算得出的。
(4)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(zhǎng)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(zhǎng)。
(5) 隔離度
隔離度是指光分路器的某一光路對(duì)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(duì)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(gòu)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。
2光分路器原理 在單模光纖傳導(dǎo)光信號(hào)的時(shí)候,光的能量并不完全是集中在纖芯中傳播,有少量是通過靠近纖芯的包層中傳播的,也就是說,在兩根光纖的纖芯足夠靠近的話,在一根光纖中傳輸?shù)墓獾哪?chǎng)就可以進(jìn)入另外一根光纖,光信號(hào)在兩根光纖中得到重新的分配。光分路器的分光原理就是通過改變光纖間的消逝場(chǎng)相互耦合(耦合度,耦合長(zhǎng)度)以及改變光纖纖半徑來實(shí)現(xiàn)不同大小分支量。3光分路器種類及其特點(diǎn)光分路器按原理可以分為熔融拉錐型和平面波導(dǎo)型兩種。
一、熔融拉錐光纖分路器(FusedFiberSplitter)
熔融拉錐技術(shù)是將兩根或多根光纖捆在一起,然后在拉錐機(jī)上熔融拉伸,并實(shí)時(shí)監(jiān)控分光比的變化,分光比達(dá)到要求后結(jié)束熔融拉伸,其中一端保留一根光纖(其余剪掉)作為輸入端,另一端則作多路輸出端。目前成熟拉錐工藝一次只能拉1×4以下。1×4以上器件,則用多個(gè)1×2連接在一起。再整體封裝在分路器盒中。
這種器件主要優(yōu)點(diǎn)有:
(1)拉錐耦合器已有二十多年的歷史和經(jīng)驗(yàn),許多設(shè)備和工藝只需沿用而已, 開發(fā)經(jīng)費(fèi)只有PLC的幾十分之一甚至幾百分之一
?。?)原材料只有很容易獲得的石英基板,光纖,熱縮管,不銹鋼管和少些膠, 總共也不超過一美元. 而機(jī)器和儀器的投資折舊費(fèi)用更少,1×2、1×4等低通道分路器成本低。
?。?)分光比可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控,可以制作不等分分路器。
主要缺點(diǎn)有
(1)損耗對(duì)光波長(zhǎng)敏感,一般要根據(jù)波長(zhǎng)選用器件,這在三網(wǎng)合一使用過程是致命缺陷,因?yàn)樵谌W(wǎng)合一傳輸?shù)墓庑盘?hào)有1310nm、1490nm、1550nm等多種波長(zhǎng)信號(hào)。
?。?)均勻性較差,1X4標(biāo)稱**相差1.5dB左右,1×8以上相差更大,不能確保均勻分光,可能影響整體傳輸距離。
?。?)插入損耗隨溫度變化變化量大(TDL)
(4)多路分路器(如1×16、1×32)體積比較大,可靠性也會(huì)降低,安裝空間受到限制。
二、平面光波導(dǎo)功率分路器(PLCOpticalPowerSplitter)
平面光波導(dǎo)技術(shù)是用半導(dǎo)體工藝制作光波導(dǎo)分支器件,分路的功能在芯片上完成,可以在一只芯片上實(shí)現(xiàn)多達(dá)1X32以上分路,然后,在芯片兩端分別耦合封裝輸入端和輸出端多通道光纖陣列。
這種器件的優(yōu)點(diǎn)有:
?。?)損耗對(duì)傳輸光波長(zhǎng)不敏感,可以滿足不同波長(zhǎng)的傳輸需要。
(2)分光均勻,可以將信號(hào)均勻分配給用戶。
?。?)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小(博創(chuàng)科技1×32尺寸:4×7×50mm),可以直接安裝在現(xiàn)有的各種交接箱內(nèi),不需特殊設(shè)計(jì)留出很大的安裝空間。
?。?)單只器件分路通道很多,可以達(dá)到32路以上。
?。?)多路成本低,分路數(shù)越多,成本優(yōu)勢(shì)越明顯。
主要缺點(diǎn)有:
?。?)器件制作工藝復(fù)雜,技術(shù)門檻較高,目前芯片被國(guó)外幾家公司壟斷,國(guó)內(nèi)能夠大批量封裝生產(chǎn)的企業(yè)也只有博創(chuàng)科技等很少幾家。
?。?)相對(duì)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(shì)。