光纤分光器（将光信号进行耦合、分支的器件）

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更新时间：2023-05-20
光纤分光器
将光信号进行耦合、分支的器件
光纤分光器（也叫分光器）就是实现光网络系统中将光信号进行耦合、分支、分配的光纤汇接器件。
基本信息
中文名
光纤分光器
外文名
Fiber splitter
别名
分光器
类别
平面波导型、熔融拉锥分光器
运用领域
光纤通信
系统、光纤局域网
原理
实现光网络系统中将光信号进行
耦合
、分支、分配
收起
概念
是光纤链路中最重要的无源器件之一，具有多个输入端和多个输出端，一个分路器有M个输入端和N个输出端用M*N表示。而将多路光信号合为一路信号叫做合成器。按生产工艺有平面波导型光纤分光器(PLC Splitter)和 熔融拉锥分光器（FBTSplitter）。
主要参数对比
这两种器件在性能价格方面各有优势，两种工艺技术也都在不断升级，不断克服各自的缺点。拉锥式分路器正在解决一次性拉锥数量不多和均匀性不良等问题；光波导分路器也在降低成本方面作不懈努力，目前两种器件在1X8以上成本已相差无几，随着分路通道的增加平面波导型分路器价格更优。2、如何选择器件如何选用这两种器件，关键要从使用场合和用户的需求方面考虑。在一些体积和光波长不是很敏感的应用场合，特别是分路少的情况下，选用拉锥式光分路器比较实惠，如独立的数据传输选用1310nm拉锥式分路器，电视视频网络可选择1550nm的拉锥式分路器；在三网合一、FTTH等需要多个波长的光传输而且用户较多的场合下，应选用光波导分路器。目前，国内多数公司进行FTTH试验网多采用拉锥式分路器，这是由于许多设计人员对PLC器件还不熟悉，国内也很少有公司生产这种器件。日本和美国FTTH真正商业运行的市场几乎全部采用平面光波导分光器。
插入损耗
每一路输出相对于输入光损失的dB数就是插入损耗，其数学表达式为：Ai=-10lgPouti/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。
熔融拉锥
熔融拉锥是将两根或多根光纤捆在一起，然后在拉锥机上熔融拉伸，并实时监控分光比的变化，分光比达到要求后结束熔融拉伸，其中一端保留一根光纤（其余剪掉）作为输入端，另一端则作多路输出端。目前成熟拉锥工艺一次只能拉1×4以下。1×4以上器件，则用多个1×2连接在一起。再整体封装在分路器盒中。
主要优点
（1）拉锥耦合器已有二十多年的历史和经验，许多设备和工艺只需沿用而已，开发经费只有PLC的几十分之一甚至几百分之一
（2）原材料只有很容易获得的石英基板，光纤，热缩管，不锈钢管和少些胶，总共也不超过一美元。而机器和仪器的投资折旧费用更少，1×2、1×4等低通道分路器成本低。
（3）分光比可以根据需要实时监控，可以制作不等分分路器。
主要缺点
（1）损耗对光波长敏感，一般要根据波长选用器件，这在三网合一使用过程是致命缺陷，因为在三网合一传输的光信号有1310nm、1490nm、1550nm等多种波长信号。
（2）均匀性较差，均匀性是指均分光的分路器各输出端的插入损耗变化量。1X4标称最大相差1.5dB左右，1×8以上相差更大，不能确保均匀分光，可能影响整体传输距离。
（3）插入损耗随温度变化变化量大（TDL）；插入损耗是指某一端口输出光功率与输入端光功率之比。插入损耗是由两个部分组成：一部分是附加损耗，另一部分是分光比因素；器件的分光比不同，插入损耗也不相同，因此；在标准中也没做具体规定。
（4）多路分路器（如1×16、1×32）体积比较大，可靠性也会降低，安装空间受到限制。
特点
附加损耗低
偏振相关损耗低
稳定性好
双工作窗口
三工作窗口
波长隔离度高
小体积
分光比任选
应用领域
光纤通信系统
光纤局域网
CATV
FTTH
测量仪器
封装信息
结构
1×2 or 2×2
尾纤长度
1m或客户要求
尾纤类型
250mm裸纤
2mm、3mm松套管
封装尺寸
（￠×L）mm
￠3.0×54
￠3.0×70
90×14×8.5
外壳
不锈钢（圆）
不锈钢（圆）
小模块
注：也可以按客户的规格要求进行封装
性能指标
等级
参数
P级
A级
工作波长（nm）
1310,1550或其它
工作带宽（nm）
±15
典型附加损耗（dB）
≦0.10
≦0.15
插入损耗（dB）
50/50
≦3.4
≦3.6
40/60
≦4.4/2.6
≦4.7/2.8
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注：可按客户规格的要求定制
要求附加损耗的上限如下:
分路数2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16
附加损耗0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2
确定分光比，精确到小数点后一位，如82.3%。
平面波导型
平面波导型光分路器(PLC Splitter)是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件，具有体积小，工作波长范围宽，可靠性高，分光均匀性好等特点，特别适用于无源光网络(EPON，BPON，GPON等)中连接局端和终端设备并实现光信号的分路。目前有1×N及2×N两种类型。1×N和2×N分路器将光信号均匀地从单个或双个进口均分地输入多个出口，或反向工作将多个光信号汇入单根或双根光纤。
生产工艺
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。
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。
性能参数表
参数
1X2
1X4
1X8
1X16
1X32
1X64
光纤类型
SMF-28e或者客户指定
工作波长(nm)
1260～1650
插入损耗(dB)
典型值
3.7
6.8
10.0
13.0
16.0
19.5
最大值
4.0
7.2
10.5
13.5
16.9
21.0
损耗均匀性(dB)
最大值
0.4
0.6
0.8
1.2
1.5
2.5
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(Measured at room temperature and excludes connector loss室温值，不包含连接头)
注:1.以上为不含连接头指标；2.可根据要求定做特殊规格产品。
连接头类型：方头SC/圆头FC/小方头LC；端面类型：平口UPC/斜口APC。
特点
1.工作波长宽
2.插入损耗低
3小偏振相关损耗低
4.小型化设计
5.通道间一致性良好
6.高可靠性和稳定性
7.通过GR-1221-CORE可靠性测试，通过GR-12091-CORE可靠性测试
8.符合RoHS标准
9．可根据客户需求提供不同种类的连接头，安装快捷，性能可靠，
分类及应用
机架式：安装在19寸的OLT机柜内；在光纤分支入户时，提供的安装设备是标准数字机柜；当ODN需要放置于桌上时。
盒式：安装在19寸标准机架内；在光纤分支入户时，提供的安装设备是光缆交接箱；在光纤分支入户时，客户指定的设备内安装。
裸纤式：
1.安装在各种类型的尾纤盒内。
2.安装在各种类型的测试仪表内及WDM系统。
分支器型：
1.安装在各种类型的光配器材内。
2.安装在各种类型的光测试仪表内。
微型：
1.安装在光缆接头盒内
2.安装在模块盒内。
3.安装在配线箱内。
插片式：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。
托盘式：适用于各类型的光纤分路器、波分复用器等集成安装使用。选用优质的光纤连接器、适配器，低插入损耗、高回波损耗；
注：单层托盘最大可配置1分16适配器接口，双层托盘最大可配置1分32适配器接口。
外形封装规格
封装规格及尺寸
单位
1×4
1×8
1×16
1×32
1×64
基本裸带封装
长*宽*高
40×4×4
40×4×4
50×7×4
50×7×4
60×12×4
小型盒式封装
50×7×4
60×12×4
80×12×4
80×20×6
100×40×6
模块盒式封装
100×80×10
100×80×10
100×80×10
140×114×18
140×114×18
封装规格及尺寸
单位
2×4
2×8
2×16
2×32
2×64
基本裸带封装
长*宽*高
50×4×4
50×4×4
60×7×4
60×7×4
60×12×4
小型盒式封装
60×7×4
80×12×4
80×12×4
80×20×6
100×40×6
模块盒式封装
100×80×10
100×80×10
100×80×10
140×114×18
140×114×18