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在光纖網絡環境中爲什麽要使用光纖衰減器

2019.04.12

光纖衰減器是一種無源光器件,主要用來降低光信號的光功率,防止到達光接收器的光功率超過其承載範圍而造成信號失真;還有一種情況是,在多波長通道的光纖系統中,需要使各個通道的光信號功率大致相同。

因此要利用光纖衰減器來均衡各個通道的光功率。本教程將對光纖衰減器的種類和工作原理進行詳細介紹。

爲什麽要使用光纖衰減器?

光信號的功率過大會導致光接收器負載過重,從而造成信號失真,所以需要使用光纖衰減器來降低功率。還有一種情況是,在多波長通道的光纖系統中,需要使各個通道的光信號功率大致相同,因此要利用光纖衰減器來均衡各個通道的功率。


光纖衰減器一般用于兩種情況:一種是永久安裝在光纖通信鏈路中,用來均衡光發射器和光接收器之間光信號的功率;另一種情況是用來測試光信號的功率,即用光纖衰減器使光信號的功率減少一部分後,再來測試光信號在光纖鏈路中的功率余量。

光纖衰減器的種類

根據衰減方式的不同,光纖衰減器可以分爲固定光纖衰減器、分級可變光纖衰減器和連續可變光纖衰減器。

1.固定光纖衰減器

固定光纖衰減器對光纖鏈路中光功率的衰減量是固定的,而且理論上該衰減量可以設置成任何數值。這種光纖衰減器有FC、SC、ST、LC等多種接頭可選,安裝方便,結構簡單。

2.分級可變光纖衰減器

分級可變光纖衰減器對光纖鏈路中光功率的衰減量是不固定的,可以是0.1dB,也可以是0.5dB或1dB等等。這種光纖衰減器一般用在有多種光功率源的應用。例如,光接收器要接收來自三種不同光源的光信號,爲了使每個光信號的功率都保持在光接收器可接受的範圍之內,這裏就需要使用分級可變光纖衰減器對各個光功率進行不同程度的衰減。

3.連續可變光纖衰減器

連續可變光纖衰減器對光功率的衰減量可以根據具體需要進行調節,通常用在輸入光功率和輸出光功率持續變化的應用中,用來快速准確地調整光纖鏈路中光功率。


光纖衰減器的工作原理

光纖衰減器可以采用不同的方法對光功率進行預定量衰減,其常見的工作原理有:位移損耗、吸收損耗和反射損耗。

位移損耗原理

位移損耗是指在光纖對接時有意使其發生一定的錯位,從而損失掉一部分光功率,達到控制衰減量的目的。這種原理還可以細分爲橫向錯位和縱向錯位兩種,橫向錯位是指兩根光纖在水平方向上不在一條直線上,兩者的纖芯發生了一定的錯位;縱向錯位是指兩根光纖在水平方向上呈一條直線,但是中間有一定的間隔距離,具體如下圖:


采用位移損耗原理的光纤衰减器对光发射器附近的模场分布十分敏感,实践证明,这种光纤衰减器距离光发射器越远,其衰减效果越差,因此我们要将位移型光纤衰减器用在光发射器之后,以保证获得预期的光衰减量。

吸收損耗原理

吸收損耗原理即通过吸收部分光信号来达到衰减光功率的目的。采用这种原理的光纤衰减器利用物质对光的吸收特性,将经过光学抛光的中性吸收玻璃片制成片状或条状的中性暗色玻璃放在光路中(如下图),从而降低光信号的光功率。单块片状光吸收玻璃可以制成固定衰减器,多块片状光吸收玻璃可以通过轮盘转换制成分级可变光纤衰减器,而条状光吸收玻璃通过连续位移可以制成连续可变光纤衰减器。


反射損耗原理

采用这种原理的光纤衰减器主要利用了光的反射特性。我们知道,光的反射和散射是光信号传输过程中损耗的主要来源之一,采用反射損耗原理的光纤衰减器在其内部的光纤上增加了一层反射膜的设计(如下图),从而有效地衰减了光功率。



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