常見光無源器件種類及原理

2.光衰減器的性能指標(biāo)

① 衰減量和插入損耗

衰減量和插入損耗是光衰減器的重要指標(biāo)，固定光衰減器的衰減量指標(biāo)實(shí)際上就是其插入損耗，而可變衰減器除了衰減量外，還有單獨(dú)的插入損耗指標(biāo)，高質(zhì)量的可變衰減器的插入損耗在1.0dB以下，一般情況下普通可變衰減器的該項(xiàng)指標(biāo)小于2.5dB即可使用。在實(shí)際選用可調(diào)衰減器時(shí)，插入損耗越小越好。但這勢必會(huì)牽扯到價(jià)格。

② 光衰減器的衰減精度

衰減精度是光衰減器的重要指標(biāo)。通常機(jī)械式可調(diào)光衰減器的衰減精度為其衰減量的±0.1倍。其大小取決于機(jī)械元件的精密加工程度。固定式光衰減器的衰減精度很高。通常衰減精度越高，價(jià)格就越高。

③ 回波損耗

在光器件參數(shù)中影響系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)是回波損耗。回返光對(duì)光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響是眾所周知的。光衰減器的回波損耗是指入射到光衰減器中的光能量和衰減器中沿入射光路反射出的光能量之比。高性能光衰減器的回波損耗在45dB以上。事實(shí)上由于工藝等方面的原因，衰減器實(shí)際回波損耗離理論值還有一定差距，為了不致于降低整個(gè)線路回波損耗，必須在相應(yīng)線路中使用高回?fù)p衰減器，同時(shí)還要求光衰減器具有更寬的溫度使用范圍和頻譜范圍。

3.光衰減器的應(yīng)用范圍

固定式光衰減器主要用于對(duì)光路中的光能量進(jìn)行固定量的衰減，其溫度特性極佳。在系統(tǒng)的調(diào)試中，常用于模擬光信號(hào)經(jīng)過一段光纖后的相應(yīng)衰減或用在中繼站中減小富余的光功率，防止光接收機(jī)飽和;也可用于對(duì)光測試儀器的校準(zhǔn)定標(biāo)。對(duì)于不同的線路接口，可使用不同的固定衰減器;如果接口是尾纖型的，可用尾纖型的光衰減器焊接于光路的兩段光纖之間;如果是在系統(tǒng)調(diào)試過程中有連接器接口，則用轉(zhuǎn)換器式或變換器式固定衰減器比較方便。在實(shí)際應(yīng)用中常常需要衰減量可隨用戶需要而改變的光衰減器。所以可變衰減器的應(yīng)用范圍更廣泛。例如由于EDFA、CATV光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)富余度和實(shí)際系統(tǒng)中光功率的富余度不完全一樣，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行BER評(píng)估，防止接收機(jī)飽和時(shí)，就必須在系統(tǒng)中插入可變光衰減器，另外，在纖維光學(xué)(如光功率計(jì)或OTDR)的計(jì)量、定標(biāo)也將使用可變衰減器。從市場需求的角度看，一方面光衰減器正向著小型化，系列化、低價(jià)格方向發(fā)展。另一方面由于普通型光衰減器已相當(dāng)成熟，光衰減器正向著高性能方向發(fā)展，如智能化光衰減器，高回?fù)p光衰減器等。

四.光隔離器

光隔離器是一種非互易光學(xué)元件，它只容許光束沿一個(gè)方向通過，對(duì)反射光有很強(qiáng)的阻擋作用。在CATV光傳輸系統(tǒng)中，由于光纖活動(dòng)連接器，光纖熔接頭，光學(xué)元件的存在和光纖本身的瑞利散射的作用，總是存在反射光波，對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生有害的影響，因此就必須采用光隔離器消除反射波的影響，在光反射機(jī)，光放大器中都裝有光隔離器，

隔離器由起偏器，旋光器和檢偏器三部分組成。起偏器是一種光學(xué)器件，當(dāng)光束入射到它上面時(shí)，其輸出光束變成了某一方向的線性偏振光，該方向就是起偏器的偏振軸。當(dāng)入射光的偏振方向與起偏器的偏振軸垂直時(shí)光不能通過，因此起偏器又可作檢偏器用。旋光器由旋光性材料和套在外面的永久磁鐵組成，借助磁光效應(yīng)，使通過它的光的偏振方向發(fā)生一定程度的旋轉(zhuǎn)。

光隔離器的工作原理為：起偏器與檢偏器的偏振軸相差45o，當(dāng)入射光經(jīng)過起偏器時(shí)，被變成線偏振光，然后經(jīng)旋光器，其偏振面被旋轉(zhuǎn)45o，剛好與檢偏器的偏振方向一致，于是光信號(hào)順利通過光隔離器而進(jìn)入光路中。如果有反射光出現(xiàn)時(shí)，反射光通過檢偏器和旋光器后，其偏振方向與起偏器的偏振方向正交而不能通過起偏器，從而達(dá)到了隔離反射光的目的，每級(jí)光隔離器對(duì)反射光的損耗高達(dá)35dB以上。

在CATV系統(tǒng)中對(duì)光隔離器性能的要求是：正向損耗低、反向隔離度高、回波損耗高、器件體積小、環(huán)境性能好。由于光隔離器比較貴重，所以一般應(yīng)用在光源中，在光纖線路中不用，只所以不用并不是不需要，而是從成本考慮。如果光隔離器價(jià)格便宜，插入損耗又小，可以在線路中應(yīng)用，以提高系統(tǒng)性能。

五、光開關(guān)

光開關(guān)是一種光路控制器件，起著切換光路的作用，在光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和各種光交換系統(tǒng)中，可由微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)分光交換，實(shí)現(xiàn)各終端之間、終端與中心之間信息的分配與交換智能化;在普通的光傳輸系統(tǒng)中，可用于主備用光路的切換，也可用于光纖、光器件的測試及光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中，使光纖傳輸系統(tǒng)，測量儀表或傳感系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，使用方便。

在CATV光網(wǎng)絡(luò)中，為保證有線電視系統(tǒng)的不間斷工作，應(yīng)配備備份光發(fā)射機(jī)，當(dāng)正在工作的光發(fā)射機(jī)出故障時(shí)，利用光開關(guān)就可以在極短的時(shí)間內(nèi)(小于1ms)將備份光發(fā)射機(jī)接入系統(tǒng)，保證其正常工作。

根據(jù)其工作原理，光開關(guān)可分為機(jī)械式和非機(jī)械式兩大類。機(jī)械式光開關(guān)靠光纖或光學(xué)元件移動(dòng)使光路發(fā)生改變，目前市場上的光開關(guān)一般為機(jī)械式，其優(yōu)點(diǎn)是插入損耗低，一般小于1.5dB;隔離度高，一般大于45dB，不受偏振和波長的影響。非機(jī)械式光開關(guān)則依靠電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)以及熱光效應(yīng)來改變波導(dǎo)折射率，使光路發(fā)生改變，這也是一項(xiàng)新技術(shù)，這類開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是：開關(guān)時(shí)間短，體積小，便于光集成或光電集成;不足之處是插入損耗大，隔離度低。

六、波分復(fù)用器

在一根光纖內(nèi)同時(shí)傳送幾個(gè)不同波長的光信號(hào)通信方式收做波分復(fù)用，采用波分復(fù)用技術(shù)，只要在發(fā)送端和接收端增加少量的合波、分波設(shè)備，就可以大幅度增加光纖的傳輸容量，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于已經(jīng)鋪設(shè)的光纜，采用波分復(fù)用技術(shù)，也可實(shí)現(xiàn)多路傳輸，起到降低成本和擴(kuò)充容量的作用。波分復(fù)用器在光路中起到合波和分波的作用，它把不同波長的光信號(hào)匯集(合波)到一根光纖中傳輸，到了接收端，又把由光纖傳輸來的復(fù)用光信號(hào)重新分離(分波)出來。根據(jù)分光原理的不同，波分復(fù)用器又可分為枝鏡型、干涉模型和衍射光柵型三種，目前市場上的產(chǎn)品大多數(shù)是衍射光柵型。波分復(fù)用器的主要指標(biāo)有插入損耗、串音損耗、波長間隔和復(fù)用路數(shù)等。插入損耗是指因使用波分復(fù)用器而帶來的光功率損耗，一般在1-5dB左右。串音損耗表示波分復(fù)用器對(duì)各波長的分隔程度。串音衰耗越大越好，應(yīng)大于20dB。

七、光接頭盒、光配線箱、光終端盒

接頭盒

配線箱

終端盒

由于每盤光纜長度大多在2。5KM以下，因此在長距離光纜連接時(shí)需要連接光纜，為保證連接強(qiáng)度和在各種環(huán)境情況下使用，都要按裝接頭盒。光接頭盒能夠起密封和防水作用，它可以橫式安裝，也可以豎式安裝。為了保證連接強(qiáng)度，先在一段連接光纜之間用鋼絲加固，然后將每根熔接好的光纖用插板分層排列。一根光纜輸出，選擇1*1接頭盒，如果是一根光纜輸入，N根光纜輸出，選擇1*N接頭盒。當(dāng)光纜芯數(shù)超過16對(duì)，訂購時(shí)需要說明是多少芯光纜，以便內(nèi)部增加光纖熱收縮套管和光纖托板。

當(dāng)16芯以上光纜進(jìn)入室內(nèi)并分配給不同設(shè)備時(shí)需要按裝光配線箱，光配線箱上有活動(dòng)接頭、法蘭盤、光分路器，既可固定光纜、又可進(jìn)行光設(shè)備的配接。

當(dāng)16芯以下光纜進(jìn)入室內(nèi)并且分配給不同設(shè)備時(shí)，可按裝光終端盒，光終端盒一端和室外光纜連接，另一端分出若干根尾纖連接到光設(shè)備。

在有線電視光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中用到大量的光無源器件，光系統(tǒng)的質(zhì)量與穩(wěn)定性與光無源器件息息相關(guān)，即使有源器件采用世界著名品牌，如果無源器件不仔細(xì)加以選擇，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)質(zhì)量低劣。