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在光纖網絡環境中為什么要使用光纖衰減器

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范圍而造成信號失真;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。

為什么要使用光纖衰減器?

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后,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,光纖衰減器可以分為固定光纖衰減器、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,為了使每個光信號的功率都保持在光接收器可接受的范圍之內,這里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,用來快速準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為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纖衰減器對光發射器附近的模場分布十分敏感,實踐證明,這種光纖衰減器距離光發射器越遠,其衰減效果越差,因此我們要將位移型光纖衰減器用在光發射器之后,以保證獲得預期的光衰減量。

吸收損耗原理

吸收損耗原理即通過吸收部分光信號來達到衰減光功率的目的。采用這種原理的光纖衰減器利用物質對光的吸收特性,將經過光學拋光的中性吸收玻璃片制成片狀或條狀的中性暗色玻璃放在光路中(如下圖),從而降低光信號的光功率。單塊片狀光吸收玻璃可以制成固定衰減器,多塊片狀光吸收玻璃可以通過輪盤轉換制成分級可變光纖衰減器,而條狀光吸收玻璃通過連續位移可以制成連續可變光纖衰減器。


反射損耗原理

采用這種原理的光纖衰減器主要利用了光的反射特性。我們知道,光的反射和散射是光信號傳輸過程中損耗的主要來源之一,采用反射損耗原理的光纖衰減器在其內部的光纖上增加了一層反射膜的設計(如下圖),從而有效地衰減了光功率。



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