光分路器按原理可以分为熔融拉锥型和平面波导型两种,熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成;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。这两种型式的分光原理类似,它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合(耦合度,耦合长度)以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量,反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体,而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点,目前成为市场的主流制造技术。
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得最主要原因。对于更多路数的分路器生产可以用多个二分路器组成。
2.光分路器的常用技术指标(1) 插入损耗。光分路器的插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的dB数,其数学表达式为:Ai=-10lg Pouti/Pin ,其中Ai是指第i个输出口的插入损耗;Pouti是第i个输出端口的光功率;Pin是输入端的光功率值。
(2) 附加损耗。附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的DB数。值得一提的是,对于光纤耦合器,附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标,反映的是器件制作过程的固有损耗,这个损耗越小越好,是制作质量优劣的考核指标。而插入损耗则仅表示各个输出端口的输出功率状况,不仅有固有损耗的因素,更考虑了分光比的影响。因此不同的光纤耦合器之间,插入损耗的差异并不能反映器件制作质量的优劣。对于1*N单模标准型光分路器附加损耗如下表所示:
分路数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16
附加损耗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
(3) 分光比。分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值,在系统应用中,分光比的确是根据实际系统光节点所需的光功率的多少,确定合适的分光比(平均分配的除外),光分路器的分光比与传输光的波长有关,例如一个光分路在传输1.31 微米的光时两个输出端的分光比为50:50;在传输1.5μm的光时,则变为70:30(之所以出现这种情况,是因为光分路器都有一定的带宽,即分光比基本不变时所传输光信号的频带宽度)。所以在订做光分路器时一定要注明波长。
(4) 隔离度。隔离度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。在以上各指标中,隔离度对于光分路器的意义更为重大,在实际系统应用中往往需要隔离度达到40dB以上的器件,否则将影响整个系统的性能。
另外光分路器的稳定性也是一个重要的指标,所谓稳定性是指在外界温度变化,其它器件的工作状态变化时,光分路器的分光比和其它性能指标都应基本保持不变,实际上光分路器的稳定性完全取决于生产厂家的工艺水平,不同厂家的产品,质量悬殊相当大。在实际应用中,本人也确实碰到很多质量低劣的光分路器,不仅性能指标劣化快,而且损坏率相当高,作于光纤干线的重要器件,在选购时一定加以注意,不能光看价格,工艺水平低的光分路价格肯定低。
此外,均匀性、回波损耗、方向性、PDL都在光分路器的性能指标中占据非常重要的位置。
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以下是更详细的光纤分光箱使用说明:
一、安装环境要求
• 空间要求:光纤分光箱周围应预留足够的空间,方便开启箱门、插拔光纤和进行维护操作。箱门开启角度一般要能达到90度以上。
• 温湿度条件:工作环境温度适宜在-40℃ - +60℃之间,相对湿度在5% - 95%范围内。避免安装在温度和湿度变化剧烈的地方,像靠近热源或者通风口的位置。
• 防尘防水:应安装在相对干净、灰尘少的环境。如果是室外安装,需要具备一定的防水等级(如IP65以上),防止雨水等进入箱内损坏设备。
二、安装步骤
• 确定安装位置:根据设计图纸和实际布线情况,确定分光箱的安装高度和位置。室内一般安装在弱电竖井或者楼道墙壁上;室外可安装在电线杆或者建筑物外墙等位置。
• 固定箱体:使用配套的螺丝和膨胀螺栓将分光箱牢固地固定在墙体或者支架上。对于室外安装,还需要考虑防风和抗震措施,如增加支撑结构。
• 引入光纤:将主干光纤和分支光纤通过预先铺设的管道或者线槽引入分光箱。在入口处要做好光纤的保护,防止光纤被刮伤。可以使用专门的光纤保护套或者密封胶泥。
三、内部组件认识与连接
• 分光器:这是核心部件,认识其输入端口和多个输出端口。输入端口连接主干光纤,将光信号进行分光后从输出端口输出到各个分支光纤。分光比有多种,如1:4、1:8等,根据实际需求选择。
• 光纤适配器:用于连接光纤插头,确保光纤之间的jingque对接。在连接光纤时,将光纤插头对准适配器的插孔,轻轻插入直到听到“咔哒”声,表示连接到位。
• 熔纤盘:如果需要熔接光纤,将光纤在熔纤盘内进行熔接操作。熔接完成后,把光纤余长盘绕在熔纤盘内,整理好光纤,避免光纤交叉或者打结。
四、光路连接与配置
• 连接输入光纤:将来自前端设备(如OLT)的主干光纤连接到分光器的输入端口,连接时要确保光纤端面的清洁,可以使用光纤清洁棒擦拭。
• 连接输出光纤:按照网络规划,将分支光纤连接到分光器的输出端口。连接后,检查光纤是否插紧,避免出现松动导致光信号衰减或者中断。
• 配置分光比:根据实际的用户数量和带宽需求,通过调整分光器上的配置接口(如果有)或者在网管系统中进行配置,设置合适的分光比。
五、测试与验收
• 光功率测试:使用光功率计对各个端口的光功率进行测试。在输入端口,检查输入光功率是否符合设备要求;在输出端口,测试分光后的光功率,确保每个端口的光功率衰减在合理范围内,一般不应超过设计规定的值(如-10dBm到-20dBm)。
• 信号质量测试:可以使用光时域反射仪(OTDR)检测光纤链路的信号质量,查看是否存在光纤断裂、弯曲过大或者熔接不良等问题。检查各个端口的光信号的反射损耗、插入损耗等参数是否合格。
六、日常维护与注意事项
• 定期巡检:定期(如每月一次)检查分光箱的外观是否有损坏,箱门是否关闭严密。检查内部光纤连接是否正常,有无光纤插头松动或者脱落的情况。
• 清洁维护:每季度(或根据环境情况)清理分光箱内部的灰尘。可以使用小型吸尘器或者干净的软布轻轻擦拭。对于光纤端面,如发现有污垢,使用光纤清洁工具进行清洁。
• 故障处理:如果发现光信号异常,如某个端口光功率过低或者无光,首先检查光纤连接是否松动,然后使用光功率计和OTDR逐步排查故障点,可能是光纤损坏、分光器故障或者前端设备问题。