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一文教您认识光分路器

2022年01月24日 499

在光网络拓扑结构中,光分路器的出现帮助用户最大限度地提高了网络性能。光分路器是一种可以将光信号分解为多路光信号输出的无源光器件,包含一个或两个输入端和多个输出端。当光网络系统需要将光信号进行耦合、分配时,可以采用光分路器来实现。接下来,本文将对光分路器进行全面介绍。

光分路器概述

光分路器又叫分光器,是一种集成波导光功率分配器件,作用是实现光信号的分路。例如,一个1x4光分路器可以将一路输入光信号等比分成四路输出光信号,并在四个不同的通道内进行传输。如今,光分路器广泛应用在无源光网络(如EPON、GPON、BPON、FTTX、FTTH等)中,发挥了重要作用。

光分路器概述

光分路器工作原理

当光信号在单模光纤中传输时,光能量并不能完全集中在纤芯中传播,有少量光能量是通过靠近光纤包层进行传播的。总的来说,当两根光纤纤芯距离足够靠近,一根光纤中传输的光信号就可以进入另一根光纤,也就是光信号可以在这两根光纤中得到重新分配,这也正是光分路器的由来。

光分路器工作原理

例如,一个1x4光分路器可以将一根光纤中的光信号等比分配给四根光纤,其实简单来说就是将1000Mbps带宽平均分配给四个家庭,每个家庭可以使用250Mbps带宽的网络。

光分路器类型及选择

目前,市面上常用的两种光分路器分别是平面波导型(PLC)光分路器和熔融拉锥型(FBT)光分路器。相比FBT光分路器,PLC光分路器因具有温度范围广、故障率低、稳定性好和灵活性高等优势,广泛应用在高密度应用中,但因制造工艺相对复杂,其成本普遍高于FBT光分路器。在实际应用中,1×4以下的端口配置建议使用FBT光分路器,1×8以上的端口配置最好选择PLC分光路器。除此之外,对于单波长或双波长传输,FBT光分路器更加经济高效,而对于PON传输,考虑到未来网络扩展和监控需求,PLC光分路器是最佳选择。推荐阅读:《PLC光分路器 VS FBT光分路器:有何不同?》

根据不同维度划分,光分路器还可以分为多种类型,如根据封装形式可分为盒式和微型光分路器,其中盒式光分路器通常与外径为2mm或3mm的光纤跳线搭配使用,微型光分路器通常与外径为0.9mm的光纤跳线搭配使用,了解更多详见:《揭秘光分路器类型及选择》

光分路器在PON网络中的应用

光分路器是无源光网络(PON)系统中的核心光学器件,广泛应用在光纤到户(FTTH)中,它在FTTH网络中有两种不同的分布方式:集中式分布和级联式分布。

光分路器在PON网络中的应用

集中式分布

集中式分布是指光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间的光分路器是并行的,基本表现形式为“OLT→光分路器→ONU”,其中光分路器的分光比通常是1:32。在集中式分布中,光分路器集中分布在光纤配线箱内,并通过单根光纤直接与中心局端的OLT连接,另一端则通过多根光纤与用户端的多个ONT连接。它的使用一般分为四种情况:

1、放置在局端机房;

2、放置在小区机房;

3、放置在小区光交接箱内;

4、直接放置在楼道;

集中式分布具有灵活性高、成本低和维护方便等优点,一般适合用在用户较集中的市中心或城镇。

集中式分布

级联式分布

级联式分布是指光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间的光分路器是级联的,基本表现形式为“OLT→光分路器1→光分路器2→ONU”,其中光分路器1的分光比通常是1:4,光分路器2的分光比通常是1:8。在级联式分布中,光分路器1通常安装在中心局端附近,光分路器2通常安装在用户端附近,如楼道内。它的使用一般分为三种情况:

1、一级光分路器放置在局端机房,二级光分路器放置在小区光交接箱内;

2、一级光分路器放置在小区机房,二级光分路器放置在小区光交接箱内;

3、一级光分路器放置在小区光交接箱内,二级光分路器放置在楼道;

级联式分布具有用户接入成本低、分光比可灵活调整等优点,一般适合用在用户较分散的村落。

级联式分布

如何测试光分路器的质量?

光分路器性能好坏主要由五个参数决定:插入损耗、回波损耗、均匀性、方向性和波长平坦性,下面讲解该如何测量每个参数:

1、插入损耗:使用光源光功率计测量插入损耗。首先,在光分路器的输入端口设置光源,然后使用光功率计测量每个端口的损耗值。关于具体测量步骤,可阅读这篇文章进行了解:《光分路器光衰多少,如何计算和测量?》

2、回波损耗:使用回波损耗测试仪测量回波损耗,将光分路器的所有输入端口连接到回波损耗测试仪。

3、均匀性:光分路器均匀性可以参考插入损耗的测量结果来确定,其最大插入损耗和最小插入损耗值之差为均匀性值。

4、方向性:光分路器方向性的测量方法与插入损耗测量方式类似,不同的是将光源和光功率计分别连接到每个输入端口和每个输出端口。

5、波长平坦性:使用光谱分析仪测量波长平坦性。将光分路器连接到具有高功率光源的光谱分析仪上,其中光源可提供光分路器所需的中心波长。

结论

随着PON技术的不断发展,未来无源光网络系统的应用将会越来越普遍,光分路器作为PON网络架构不可或缺的组件之一,或将面临持续增长的使用需求。

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