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PLC光分路器百科

PLC光分路器是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件,广泛应用于无源光网络(PON)和FTTx网络。

PLC光分路器是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件,广泛应用于无源光网络(PON)和FTTx网络。它是光纤链路中最重要的无源光器件之一,具有一个或多个输入端以及多个输出端,用来连接无源光网络(PON)中的局端和终端设备,并实现光信号的分路。

PLC光分路器简介

PLC光分路器是现代光纤网络中重要的无源光器件之一,它的芯片采用半导体工艺(光刻、显影等技术)制作,光波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集中在芯片上,也就是在一只芯片上实现分路。PLC光分路器广泛用于宽带无源光网络(BPON)、千兆无源光网络(GPON)、以太无源光网络(EPON)、10G以太无源光网络(10G EPON)、10G千兆无源光网络(10G GPON)等应用,是FTTH网络的重要组成部分。

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PLC光分路器工作原理

与传统的分立式器件不同,PLC器件采用半导体工艺制作,能够把不同功用的光学元件集成在一块芯片上,是实现光电器件集成化,模块化,小型化的基础工艺技术。

PLC光分路器的两个关键之处:即芯片和光纤列阵。芯片采用半导体工艺制作,光波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集成在每个节点的分光比为50:50,在芯片两端分别耦合输入输出端的多通道光纤阵列,并进行封装波导的光路。光纤阵列采用V型槽制作,利用特殊的粘合工艺实现精确的光纤定位和高可靠性,以满足不同的需求。热膨胀系数匹配的封装设计保证了光纤阵列板无压力、高可靠性和高温下无光纤移位。端面角度可按要求精确研磨,符合Telcordia GR-1209-CORE和GR-1221-CORE标准。

PLC光分路器技术指标

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。

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)。所以在定做光分路器时一定要注明波长。

PLC光分路器种类

PLC光分路器的分光比种类繁多,最常见的有1:8、1:16、1:32、1:64、2:8、2:16、2:32和2:64。根据封装方式的不同,PLC光分路器可以分为裸纤式、微型(钢管/模块)、带分支器型、ABS盒式、托盘式、机架式等。

裸纤式PLC光分路器&微型钢管式PLC光分路器

裸纤式PLC光分路器和微型钢管式PLC光分路器是所有PLC光分路器中体积最小的光分路器(如下图所示)。裸纤式PLC光分路器常安装在各种类型的尾纤盒内、各种类型的测试仪表内以及WDM系统中。微型钢管式PLC光分路器的外形与裸纤式PLC光分路器的差不多,不同的是,微型钢管式PLC光分路器每根光纤的末端都端接有一个光纤连接器,常安装在光缆接头盒内、模块盒内以及配线箱内。

裸纤式PLC光分路器&微型钢管式PLC光分路器

带分支器型PLC光分路器

带分支器型PLC光分路器是专为在有限空间内灵活管理光缆而设计,输入端和输出端都使用的是0.9 mm光纤。带分支器型PLC光分路器的输出端有一个分支器和多个分支光缆的设计(如下图所示),通常安装在各种类型的光配器材内以及各种类型的光测试仪表内。

带分支器型PLC光分路器

ABS盒式PLC光分路器

如下图所示,ABS盒式PLC光分路器使用塑料ABS盒来保护光波导芯片和光纤阵列板,具有高等级的防护性能,适合于在工程施工条件下直接应用。

ABS盒式PLC光分路器

LGX盒式PLC光分路器

与ABS盒式PLC光分路器不同,LGX盒式PLC光分路器的光波导芯片、光纤阵列板以及光缆全部都安装在金属材质的LGX盒内,既可以单独使用,也可以安装在配线箱中(如下图所示)。此外,LGX盒式PLC光分路器上还预端接有光纤适配器,能快速实现可靠的光纤连接。LGX盒式PLC光分路器在FTTH应用中越来越常见。

LGX

插片式PLC光分路器

插片式PLC光分路器的结构十分紧凑,看起来像是LGX盒式PLC光分路器的缩小版(如下图所示),用于FTTX系统中需分光的用户接入点,主要完成进入小区或大楼的光缆成端,具有光纤的固定、开剥、熔接、跳线、分路等功能,分光后以入户光缆的形式进入终端用户。插片式PLC光分路器可安装在19英寸机架或室内外壁挂箱内,安装密度高、容量大。
插片式PLC光分路器

托盘式PLC光分路器

托盘式PLC光分路器是将光分路器放在一个机架式配线盒中,这种光分路器可在各种户外光缆交接箱、ODF配线架、机架式ODB等设备上安装使用,常用在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)。

机架式PLC光分路器

机架式PLC光分路器采用19英寸标准结构设计,前面板上含有适配器安装面板,可根据客户需求提供不同的适配器接口,主要用于在19英寸结构的机架或机柜上安装,也可广泛用于各种19英寸安装结构的室内综合接入箱及壁挂箱。

 

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PLC光分路器优点

损耗对光波长不敏感,可以满足不同波长的传输需求分光均匀,可以将信号均匀分配给用户结构紧凑、体积小,不会占用很大的安装空间多路成本低,分路数越多,成本优势越明显。

PLC光分路器的集中式和级联式分布

PLC光分路器集中分布

PLC光分路器集中分布即光分路器集中安装在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONT)间的某一位置,集中对局端的信号进行分光处理,然后分别传送到各个终端用户,比较适合用户较集中的网络应用。这里使用的PLC光分路器分光比通常为1:32和1:64。如下图所示,一个分光比为1:32的PLC光分路器可以用来将局端的网络服务分别输送到32个家庭用户:

PLC光分路器集中分布

集中分布的PLC光分路器通常安装在光纤分布集线器或光纤终端盒中。其中,用在光纤分布集线器中的PLC光分路器有托盘式、微型(钢管式)和ABS盒式;用在光纤终端盒中的PLC光分路器有裸纤式等。

PLC光分路器级联分布

级联分布与集中分布的最大不同点是级联分布有二级分光(集中分布只有一级分光)。下图是通过PLC光分路器级联分布的方式向32个家庭用户输送网络服务的示例图,从图中我们可以看出,各个光分路器是分散分布,而且一级分光器的分光比是1:4,二级分光器的分光比则为1:8。

PLC光分路器级联分布

这种分布方式要比PLC光分路器集中分布复杂,但是可以最大化地利用光纤资源,而且布线灵活,比较适合用户较分散的网络应用。

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