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在光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,分光器的出現(xiàn)幫助用戶最大限度地提高了網(wǎng)絡(luò)性能。分光器是一種可以將光信號分解為多路光信號輸出的無源光器件,包含一個(gè)或兩個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端。當(dāng)光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要將光信號進(jìn)行耦合、分配時(shí),可以采用分光器來實(shí)現(xiàn)。接下來,本文將對分光器進(jìn)行全面介紹。
分光器概述
分光器又叫分光器,是一種集成波導(dǎo)光功率分配器件,作用是實(shí)現(xiàn)光信號的分路。例如,一個(gè)1x4分光器可以將一路輸入光信號等比分成四路輸出光信號,并在四個(gè)不同的通道內(nèi)進(jìn)行傳輸。如今,分光器廣泛應(yīng)用在無源光網(wǎng)絡(luò)(如EPON、GPON、BPON、FTTX、FTTH等)中,發(fā)揮了重要作用。
分光器工作原理
當(dāng)光信號在單模光纖中傳輸時(shí),光能量并不能完全集中在纖芯中傳播,有少量光能量是通過靠近光纖包層進(jìn)行傳播的。總的來說,當(dāng)兩根光纖纖芯距離足夠靠近,一根光纖中傳輸?shù)墓庑盘柧涂梢赃M(jìn)入另一根光纖,也就是光信號可以在這兩根光纖中得到重新分配,這也正是分光器的由來。
例如,一個(gè)1x4分光器可以將一根光纖中的光信號等比分配給四根光纖,其實(shí)簡單來說就是將1000Mbps帶寬平均分配給四個(gè)家庭,每個(gè)家庭可以使用250Mbps帶寬的網(wǎng)絡(luò)。
分光器類型及選擇
目前,市面上常用的兩種分光器分別是平面波導(dǎo)型(PLC)分光器和熔融拉錐型(FBT)分光器。相比FBT分光器,PLC分光器因具有溫度范圍廣、故障率低、穩(wěn)定性好和靈活性高等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用在高密度應(yīng)用中,但因制造工藝相對復(fù)雜,其成本普遍高于FBT分光器。在實(shí)際應(yīng)用中,1×4以下的端口配置建議使用FBT分光器,1×8以上的端口配置最好選擇PLC分光路器。除此之外,對于單波長或雙波長傳輸,F(xiàn)BT分光器更加經(jīng)濟(jì)高效,而對于PON傳輸,考慮到未來網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和監(jiān)控需求,PLC分光器是最佳選擇。推薦閱讀:《PLC分光器 VS FBT分光器:有何不同?》。
根據(jù)不同維度劃分,分光器還可以分為多種類型,如根據(jù)封裝形式可分為盒式和微型分光器,其中盒式分光器通常與外徑為2mm或3mm的光纖跳線搭配使用,微型分光器通常與外徑為0.9mm的光纖跳線搭配使用,了解更多詳見:《揭秘分光器類型及選擇》。
分光器在PON網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
分光器是無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)中的核心光學(xué)器件,廣泛應(yīng)用在光纖到戶(FTTH)中,它在FTTH網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的分布方式:集中式分布和級聯(lián)式分布。
集中式分布
集中式分布是指光線路終端(OLT)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的分光器是并行的,基本表現(xiàn)形式為“OLT→分光器→ONU”,其中分光器的分光比通常是1:32。在集中式分布中,分光器集中分布在光纖配線箱內(nèi),并通過單根光纖直接與中心局端的OLT連接,另一端則通過多根光纖與用戶端的多個(gè)ONT連接。它的使用一般分為四種情況:
1、放置在局端機(jī)房;
2、放置在小區(qū)機(jī)房;
3、放置在小區(qū)光交接箱內(nèi);
4、直接放置在樓道;
集中式分布具有靈活性高、成本低和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),一般適合用在用戶較集中的市中心或城鎮(zhèn)。
級聯(lián)式分布
級聯(lián)式分布是指光線路終端(OLT)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的分光器是級聯(lián)的,基本表現(xiàn)形式為“OLT→分光器1→分光器2→ONU”,其中分光器1的分光比通常是1:4,分光器2的分光比通常是1:8。在級聯(lián)式分布中,分光器1通常安裝在中心局端附近,分光器2通常安裝在用戶端附近,如樓道內(nèi)。它的使用一般分為三種情況:
1、一級分光器放置在局端機(jī)房,二級分光器放置在小區(qū)光交接箱內(nèi);
2、一級分光器放置在小區(qū)機(jī)房,二級分光器放置在小區(qū)光交接箱內(nèi);
3、一級分光器放置在小區(qū)光交接箱內(nèi),二級分光器放置在樓道;
級聯(lián)式分布具有用戶接入成本低、分光比可靈活調(diào)整等優(yōu)點(diǎn),一般適合用在用戶較分散的村落。
如何測試分光器的質(zhì)量?
分光器性能好壞主要由五個(gè)參數(shù)決定:插入損耗、回波損耗、均勻性、方向性和波長平坦性,下面講解該如何測量每個(gè)參數(shù):
1、插入損耗:使用光源和光功率計(jì)測量插入損耗。首先,在分光器的輸入端口設(shè)置光源,然后使用光功率計(jì)測量每個(gè)端口的損耗值。關(guān)于具體測量步驟,可閱讀這篇文章進(jìn)行了解:《分光器光衰多少,如何計(jì)算和測量?》。
2、回波損耗:使用回波損耗測試儀測量回波損耗,將分光器的所有輸入端口連接到回波損耗測試儀。
3、均勻性:分光器均勻性可以參考插入損耗的測量結(jié)果來確定,其最大插入損耗和最小插入損耗值之差為均勻性值。
4、方向性:分光器方向性的測量方法與插入損耗測量方式類似,不同的是將光源和光功率計(jì)分別連接到每個(gè)輸入端口和每個(gè)輸出端口。
5、波長平坦性:使用光譜分析儀測量波長平坦性。將分光器連接到具有高功率光源的光譜分析儀上,其中光源可提供分光器所需的中心波長。
結(jié)論
隨著PON技術(shù)的不斷發(fā)展,未來無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)越來越普遍,分光器作為PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不可或缺的組件之一,或?qū)⒚媾R持續(xù)增長的使用需求。