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分光器分布原理 分光器的工作原理

1, 分光器的工作原理



光分器(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。
而PLC分路器采用半导体工艺(光刻、腐蚀、显影等技术)制作。光波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集成在芯片上,也就是在一只芯片上实现1、1等分路;然后,在芯片两端分别耦合输入端以及输出端的多通道光纤阵列并进行封装。
与熔融拉锥式分路器相比,PLC分路器的优点有:(1)损耗对光波长不敏感,可以满足不同波长的传输需要。(2)分光均匀,可以将信号均匀分配给用户。(3)结构紧凑,体积小,可以直接安装在现有的各种交接箱内,不需留出很大的安装空间。(4)单只器件分路通道很多,可以达到32路以上。(5)多路成本低,分路数越多,成本优势越明显。
同时,PLC分路器的主要缺点有:(1)器件制作工艺复杂,技术门槛较高,目前芯片被国外几家公司垄断,国内能够大批量封装生产的企业很少。(2)相对于熔融拉锥式分路器成本较高,特别在低通道分路器方面更处于劣势。[1]

2, 分光器的原理及作用是什么?



概述
分光器是一种无源器件,它们不需要外部能量,只要有输入光即可。

光线进入分光器后,把普通光线按波长可分为以下三种类:
近紫外线(near UV) : 200-380nm
真空紫外线(vacuumUV〈VUV〉 : 10-200nm
极紫外线、极端紫外线(Extreme UV〈EUV〉) :1-10nm
※从人类健康和环保角度,还可分为UVA(315~400nm)、UVB(280~315nm)、UVC(280nm以下)。
参考:
近红外(NIR)光谱分析仪(近红外分光器/红外线分光器
另外一种分类方法是单模,多模。
单模:1310nm
多模:850nm
分光器通用接口有2种,一种为LC,一种为FC

组成
分光器由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成,其作用是将所需要的共振吸收线分离出来。分光器的关键部件是色散元件,现在商品仪器都是使用光栅。原子吸收光谱仪对分光器的分辨率要求不高,曾以能分辨开镍三线Ni230.003、Ni231.603、Ni231.096nm为标准,后采用Mn279.5和279.8nm代替Ni三线来检定分辨率。光栅放置在原子化器之后,以阻止来自原子化器内的所有不需要的辐射进入检测器。

光通信时代
光通信时代的分光器是组建EPON网络的一个组件,是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。分光器带有一个上行光接口,若干下行光接口。从上行光接口过来的光信号被分配到所有的下行光接口传输出去,从下行光接口过来的光信号被分配到唯一的上行光接口传输出去。只是光信号从上行光接口转到下行光接口的时候,光信号强度/光功率将下降,从下行光接口转到上行光接口的时候,同样如此。各个下行光接口出来的光信号强度可以相同,也可以不同。

3, 分光器的原理是什么?



1:PON基本原理
PON 系统采用WDM(波分复用)技术,使得不同的方向使用不同
波长的光信号,实现单纤双向传输。
为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号,采用以下两种复用技术:
下行数据流采用广播技术,实现天然组播。
广播方式:OLT 连续广播发送,ONU 选择性接收。
在ONU 注册成功后分配一个唯一的识别码LLID(Logical Link Identifier 逻辑链路地址)。
ONU 接收数据时,仅接收符合自己识别码的帧或广播帧。
上行数据流采用TDMA 技术,灵活区分不同的ONU 数据。
TDMA 方式:上行通过TDMA(时分复用)的方式传输数据。
任何一个时刻只能有一个ONU 发送上行信号。
各个ONU 发送的上行数据流通过光分路器耦合进共用光纤,
以TDM 方式复合成一个连续的数据流。
每个ONU 由一个TDM 控制器,它与OLT 的定时信息一起控制上行数据包的发送时刻,避免复合时数据发生碰撞和冲突。
2:加上分光器的衰耗后,其光功率仍在正常范围内。
3:参考PON基本原理。

相关概念


ONU

ONU (Optical Network Unit)光网络单元,ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。PON使用单光纤连接到OLT,然后OLT连接到ONU。ONU提供数据、IPTV(即交互式网络电视),语音(使用IAD,即Integrated Access Device综合接入设备)等业务,真正实现 “triple-play”应用。

数据流

数据流(datastream)最初是通信领域使用的概念,代表传输中所使用的信息的数字编码信号序列。然而,我们所提到的数据流概念与此不同。这个概念最初在1998年由Henzinger在文献87中提出,他将数据流定义为“只能以事先规定好的顺序被读取一次的数据的一个序列”。

PON

PON(Passive Optical Network:无源光纤网络)。 PON(无源光网络)是指(光配线网中)不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT),以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONUs)。在OLT与ONU之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。 PON系统结构主要由中心局的光线路终端(OLT: Optical Line Terminal)、包含无源光器件的光分配网(ODN: Optical Distribution Network)、用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal)组成,其区别为ONT直接位于用户端,而ONU与用户之间还有其它网络,如以太网) 以及网元管理系统(EMS)组成,通常采用点到多点的树型拓扑结构。

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