常見光無源器件種類及原理

2.光衰減器的性能指標

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，固定光衰減器的衰減量指標實際上就是其插入損耗，而可變衰減器除了衰減量外，還有單獨的插入損耗指標，高質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指標小于2.5dB即可使用。在實際選用可調衰減器時，插入損耗越小越好。但這勢必會牽扯到價格。

② 光衰減器的衰減精度

衰減精度是光衰減器的重要指標。通常機械式可調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，價格就越高。

③ 回波損耗

在光器件參數中影響系統性能的一個重要指標是回波損耗。回返光對光網絡系統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。事實上由于工藝等方面的原因，衰減器實際回波損耗離理論值還有一定差距，為了不致于降低整個線路回波損耗，必須在相應線路中使用高回損衰減器，同時還要求光衰減器具有更寬的溫度使用范圍和頻譜范圍。

3.光衰減器的應用范圍

固定式光衰減器主要用于對光路中的光能量進行固定量的衰減，其溫度特性極佳。在系統的調試中，常用于模擬光信號經過一段光纖后的相應衰減或用在中繼站中減小富余的光功率，防止光接收機飽和;也可用于對光測試儀器的校準定標。對于不同的線路接口，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;如果是在系統調試過程中有連接器接口，則用轉換器式或變換器式固定衰減器比較方便。在實際應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用范圍更廣泛。例如由于EDFA、CATV光系統的設計富余度和實際系統中光功率的富余度不完全一樣，在對系統進行BER評估，防止接收機飽和時，就必須在系統中插入可變光衰減器，另外，在纖維光學(如光功率計或OTDR)的計量、定標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、低價格方向發展。另一方面由于普通型光衰減器已相當成熟，光衰減器正向著高性能方向發展，如智能化光衰減器，高回損光衰減器等。

四.光隔離器

光隔離器是一種非互易光學元件，它只容許光束沿一個方向通過，對反射光有很強的阻擋作用。在CATV光傳輸系統中，由于光纖活動連接器，光纖熔接頭，光學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，對系統性能產生有害的影響，因此就必須采用光隔離器消除反射波的影響，在光反射機，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。起偏器是一種光學器件，當光束入射到它上面時，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。當入射光的偏振方向與起偏器的偏振軸垂直時光不能通過，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，使通過它的光的偏振方向發生一定程度的旋轉。

光隔離器的工作原理為：起偏器與檢偏器的偏振軸相差45o，當入射光經過起偏器時，被變成線偏振光，然后經旋光器，其偏振面被旋轉45o，剛好與檢偏器的偏振方向一致，于是光信號順利通過光隔離器而進入光路中。如果有反射光出現時，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，從而達到了隔離反射光的目的，每級光隔離器對反射光的損耗高達35dB以上。

在CATV系統中對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、環境性能好。由于光隔離器比較貴重，所以一般應用在光源中，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。如果光隔離器價格便宜，插入損耗又小，可以在線路中應用，以提高系統性能。

五、光開關

光開關是一種光路控制器件，起著切換光路的作用，在光纖傳輸網絡和各種光交換系統中，可由微機控制實現分光交換，實現各終端之間、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絡中，使光纖傳輸系統，測量儀表或傳感系統工作穩定可靠，使用方便。

在CATV光網絡中，為保證有線電視系統的不間斷工作，應配備備份光發射機，當正在工作的光發射機出故障時，利用光開關就可以在極短的時間內(小于1ms)將備份光發射機接入系統，保證其正常工作。

根據其工作原理，光開關可分為機械式和非機械式兩大類。機械式光開關靠光纖或光學元件移動使光路發生改變，目前市場上的光開關一般為機械式，其優點是插入損耗低，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。非機械式光開關則依靠電光效應、磁光效應、聲光效應以及熱光效應來改變波導折射率，使光路發生改變，這也是一項新技術，這類開關的優點是：開關時間短，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、波分復用器

在一根光纖內同時傳送幾個不同波長的光信號通信方式收做波分復用，采用波分復用技術，只要在發送端和接收端增加少量的合波、分波設備，就可以大幅度增加光纖的傳輸容量，提高經濟效益。對于已經鋪設的光纜，采用波分復用技術，也可實現多路傳輸，起到降低成本和擴充容量的作用。波分復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用光信號重新分離(分波)出來。根據分光原理的不同，波分復用器又可分為枝鏡型、干涉模型和衍射光柵型三種，目前市場上的產品大多數是衍射光柵型。波分復用器的主要指標有插入損耗、串音損耗、波長間隔和復用路數等。插入損耗是指因使用波分復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用器對各波長的分隔程度。串音衰耗越大越好，應大于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需要連接光纜，為保證連接強度和在各種環境情況下使用，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。當光纜芯數超過16對，訂購時需要說明是多少芯光纜，以便內部增加光纖熱收縮套管和光纖托板。

當16芯以上光纜進入室內并分配給不同設備時需要按裝光配線箱，光配線箱上有活動接頭、法蘭盤、光分路器，既可固定光纜、又可進行光設備的配接。

當16芯以下光纜進入室內并且分配給不同設備時，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備。

在有線電視光網絡系統中用到大量的光無源器件，光系統的質量與穩定性與光無源器件息息相關，即使有源器件采用世界著名品牌，如果無源器件不仔細加以選擇，也會導致系統質量低劣。