光中繼分插設備是套用於中繼站下電路的設備。
基本介紹
- 中文名：光中繼分插設備
- 外文名：optical drop/insert equipment
- 套用學科：光纖通信技術
簡介,結構,原理,損耗,分光比,隔離度,
簡介
當下電路的數量較大時，應採用光終端機作為端站。如果下電路數量僅為端機容量例如1/8或更少一些，採用光端機不經濟。於是設計了專用於下電路的光分插設備，又稱為光分路機。光分插設備與光端機原理上相似。是把光收發信機與部分的數字復接設備裝在一個機架上，採用光電合架的形式。所謂部分復接設備即復接的支路較少不是滿容量的，是按照下電路的需要而配置的。在34Mbit/s的系統中應有16個30話路的支路，分插設備可能只需下2個30話路支路。
在採用具有區間通信功能的插入比特線路碼時，就可利用區間通信作為下電路。它不必從主信道中分插話路，只利用部分插入比特實現中繼站的上下路問題。區間通信插分話路的數量可以很少或很多。最大的可達總容量3/4左右。區間通信的分插設備十分簡單，甚至僅是一塊機盤。
光纖通信系統的分插設備一般裝在有人站，分插設備內包括輔助系統，它具有監測、告警、公務電話以及倒換等功能，以便維護。
結構
光分路器按分光原理可以分為熔融拉錐型和平面波導型兩種，熔融拉錐法就是將兩根（或兩根以上）除去塗覆層的光纖以一定的方法靠擾，在高溫加熱下熔融，同時向兩側拉伸，最終在加熱區形成雙錐體形式的特殊波導結構，通過控制光纖扭轉的角度和拉伸的長度，可得到不同的分光比例。最後把拉錐區用固化膠固化在石英基片上插入不銹銅管內，這就是光分路器。這種生產工藝因固化膠的熱膨脹係數與石英基片、不鏽鋼管的不一致，在環境溫度變化時熱脹冷縮的程度就不一致，此種情況容易導致光分路器損壞，尤其把光分路放在野外的情況更甚，這也是光分路容易損壞得最主要原因。對於更多路數的分路器生產可以用多個二分路器組成。
而PLC分路器採用半導體工藝（光刻、腐蝕、顯影等技術）製作。光波導陣列位於晶片的上表面，分路功能集成在晶片上，也就是在一隻晶片上實現1、1等分路；然後，在晶片兩端分別耦合輸入端以及輸出端的多通道光纖陣列並進行封裝。
與熔融拉錐式分路器相比，PLC分路器的優點有：（1）損耗對光波長不敏感，可以滿足不同波長的傳輸需要。（2）分光均勻，可以將信號均勻分配給用戶。（3）結構緊湊，體積小，可以直接安裝在現有的各種交接箱內，不需留出很大的安裝空間。（4）單只器件分路通道很多，可以達到32路以上。（5）多路成本低，分路數越多，成本優勢越明顯。
同時，PLC分路器的主要缺點有：（1）器件製作工藝複雜，技術門檻較高，目前晶片被國外幾家公司壟斷，國內能夠大批量封裝生產的企業很少。（2）相對於熔融拉錐式分路器成本較高，特別在低通道分路器方面更處於劣勢。[1]
原理
熔融拉錐型產品是將兩根或多根光纖進行側面熔接而成；平面波導型是微光學元件型產品，採用光刻技術，在介質或半導體基板上形成光波導，實現分支分配功能。這兩種型式的分光原理類似，它們通過改變光纖間的消逝場相互耦合（耦合度，耦合長度）以及改變光纖纖半徑來實現不同大小分支量，反之也可以將多路光信號合為一路信號叫做合成器。熔錐型光纖耦合器因製作方法簡單、價格便宜、容易與外部光纖連線成為一整體，而且可以耐孚機械振動和溫度變化等優點，目前成為市場的主流製造技術。
與同軸電纜傳輸系統一樣，光網路系統也需要將光信號進行耦合、分支、分配，這就需要光分路器來實現。光分路器常用M×N來表示一個分路器有M個輸入端和N個輸出端。在光纖CATV系統中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它們組成的1×N光分路器。
用於PON網路的光分路器按功率分配形成規格來看，光分路器可表示為M×N，也可表示為M：N。M表示輸入光纖路數，N表示輸出光纖路數。在FTTx系統中，M可為1或2，N可為2、4、8、16、32、64、128等。本標準統一用M×N表示。
損耗
光分路器的插入損耗是指每一路輸出相對於輸入光損失的dB數，其數學表達式為：Ai=-10lg Pouti/Pin ，其中Ai是指第i個輸出口的插入損耗；Pouti是第i個輸出連線埠的光功率；Pin是輸入端的光功率值。
附加損耗定義為所有輸出連線埠的光功率總和相對於輸入光功率損失的DB數。值得一提的是，對於光纖耦合器，附加損耗是體現器件製造工藝質量的指標，反映的是器件製作過程的固有損耗，這個損耗越小越好，是製作質量優劣的考核指標。而插入損耗則僅表示各個輸出連線埠的輸出功率狀況，不僅有固有損耗的因素，更考慮了分光比的影響。因此不同的光纖耦合器之間，插入損耗的差異並不能反映器件製作質量的優劣。對於1*N單模標準型光分路器附加損耗如下表所示：
分路數 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16
附加損耗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
分光比
分光比定義為光分路器各輸出連線埠的輸出功率比值，在系統套用中，分光比的確是根據實際系統光節點所需的光功率的多少，確定合適的分光比（平均分配的除外），光分路器的分光比與傳輸光的波長有關，例如一個光分路在傳輸1.31 微米的光時兩個輸出端的分光比為50：50；在傳輸1.5μm的光時，則變為70：30（之所以出現這種情況，是因為光分路器都有一定的頻寬，即分光比基本不變時所傳輸光信號的頻頻寬度）。所以在訂做光分路器時一定要註明波長。
隔離度
隔離度是指光分路器的某一光路對其他光路中的光信號的隔離能力。在以上各指標中，隔離度對於光分路器的意義更為重大，在實際系統套用中往往需要隔離度達到40dB以上的器件，否則將影響整個系統的性能。
另外光分路器的穩定性也是一個重要的指標，所謂穩定性是指在外界溫度變化，其它器件的工作狀態變化時，光分路器的分光比和其它性能指標都應基本保持不變，實際上光分路器的穩定性完全取決於生產廠家的工藝水平，不同廠家的產品，質量懸殊相當大。在實際套用中，本人也確實碰到很多質量低劣的光分路器，不僅性能指標劣化快，而且損壞率相當高，作於光纖幹線的重要器件，在選購時一定加以注意，不能光看價格，工藝水平低的光分路價格肯定低。
此外，均勻性、回波損耗、方向性、PDL都在光分路器的性能指標中占據非常重要的位置。
