可調(diào)諧光功率分配器的應(yīng)用及技術(shù)
熔融拉錐型光纖耦合器和PLC（平面光波導(dǎo)）光功率分配器近年來已獲得長足發(fā)展。但無論光纖型或波導(dǎo)型器件現(xiàn)在都只能提供固定的分光比。 隨著電信業(yè)務(wù)的發(fā)展，需要采用分光比可調(diào)的光功率分配器的場合越來越多。
可調(diào)諧光功率分配器的應(yīng)用
●降低FTTH的成本
為了降低FTTH接入的費(fèi)用，運(yùn)營商都力求節(jié)省光纖資源。許多運(yùn)營商都采用了PON技術(shù)，單一系統(tǒng)可容納數(shù)百個(gè)用戶。另外，運(yùn)營商采用多個(gè)用戶共用一個(gè)用戶端設(shè)備，當(dāng)用戶擴(kuò)大的時(shí)候再逐漸增加用戶端設(shè)備?？梢圆捎霉夤β史峙淦鬟M(jìn)行級(jí)聯(lián)的方法，即由多個(gè)用戶共用一個(gè)用戶端設(shè)備，多個(gè)用戶端設(shè)備通過光功率分配器匯接至一個(gè)光線路終端（OLT）。各個(gè)用戶端設(shè)備所接入的用戶數(shù)量的多少不一定相同，各個(gè)用戶端到OLT的路徑距離也可能各異。即各個(gè)用戶端設(shè)備所需的光信號(hào)功率可能會(huì)有很大差異，并可能隨時(shí)變化。而目前PON中使用的都是固定的光功率分配器，這樣不利于光功率資源的有效分配?？烧{(diào)光功率分配器對(duì)多變的光纖到家市場，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。它可以通過改變自身的功率分配因數(shù)，動(dòng)態(tài)地分配各用戶端設(shè)備所得到的光功率。這樣就能提高網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性，充分利用光功率資源，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，降低投資風(fēng)險(xiǎn)。
●自愈環(huán)保護(hù)
在城域網(wǎng)中，自愈環(huán)形網(wǎng)是一種常見的保護(hù)方式。該方式無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)能從故障中實(shí)時(shí)、自動(dòng)恢復(fù)所承載的業(yè)務(wù)。PON雙纖自愈環(huán)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)是可調(diào)功率分配器的一個(gè)典型應(yīng)用，在該環(huán)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)功率分配器。該網(wǎng)絡(luò)能夠確保信號(hào)在節(jié)點(diǎn)間線路被切斷的情況下仍可以通過所有節(jié)點(diǎn)。但是，如果采用固定光功率分配器,節(jié)點(diǎn)間的功率差異將非常大，假設(shè)節(jié)點(diǎn)間的光纖鏈路衰減損耗為1.5dB，固定功率分配因數(shù)為0.1左右，在一個(gè)N=10的系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間將有20dB左右的功率差異。而如果采用可調(diào)光功率分配器，只要適當(dāng)調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的功率分配因數(shù)，則同樣的系統(tǒng)的功率差異就可以忽略不計(jì)。由于采用可調(diào)功率分配器的自愈環(huán)具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，因此可以應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛。
●調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的功率分配
可調(diào)光功率分配器不僅適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，還可應(yīng)用于光功率分配器串聯(lián)結(jié)構(gòu)。以上所述的大多是要求各節(jié)點(diǎn)功率均衡的例子，而在各節(jié)點(diǎn)所需光信號(hào)功率不同的情況下，還可以反其道而行之，調(diào)整各節(jié)點(diǎn)功率分配因數(shù)以滿足不同節(jié)點(diǎn)要求。
●中長距離系統(tǒng)的保護(hù)
除了用于FTTH及PON等接入網(wǎng)之外，可調(diào)光功率分配器還可能在中長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。例如，用于光線路保護(hù)模塊中。目前國內(nèi)外通用的光線路保護(hù)方案主要有兩種，一種是1+1方案，一種是1:1方案。1+1方案在光信號(hào)的輸出端口，首先用一個(gè)1×2的光功率分配器將光信號(hào)分成兩路。在接收端口，用一個(gè)1×2的光開關(guān)有選擇地取其中一路接入接收機(jī)。它的好處在于，系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)兩路光信號(hào)實(shí)施監(jiān)測。在有故障的情況下，總是選擇光信號(hào)質(zhì)量較好的路徑。但是，該方案要損失掉一半光功率。1:1方案在光信號(hào)的輸出和輸入端口，均部署一個(gè)1×2的光開關(guān)來實(shí)現(xiàn)光路徑的同時(shí)切換。光信號(hào)同一時(shí)間只在一條線路中傳輸。它的好處在于，系統(tǒng)可以避免光信號(hào)在一開始就有一半光功率損耗。采用可調(diào)光功率分配器取代1+1方案中的1×2固定光功率分配器可以兼顧這兩種方案的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測兩條路徑，動(dòng)態(tài)地調(diào)用在備份路徑中的光功率資源。不僅如此，在實(shí)際工程應(yīng)用中保護(hù)路徑和初始路徑往往不在一條光纜中，甚至物理路徑也完全不同，這樣才能對(duì)光纜被切斷起真正保護(hù)作用。這是因?yàn)楸Ｗo(hù)路徑和初始路徑在距離上可能有很大的差別，無論是1+1方案，還是1:1方案，兩路徑切換時(shí)，光功率的補(bǔ)償或衰減可能成為系統(tǒng)正常工作的必要條件。換句話說，光放大器和可調(diào)光功率衰減器可能是必備設(shè)備。采用可調(diào)光功率分配器后，也許不能節(jié)約所需要的光放大器，但可調(diào)光功率衰減器將不再是必要的了。圖1是光線路保護(hù)可調(diào)光功率分配器方案。
可調(diào)諧光功率分配器的應(yīng)用
●降低FTTH的成本
為了降低FTTH接入的費(fèi)用，運(yùn)營商都力求節(jié)省光纖資源。許多運(yùn)營商都采用了PON技術(shù)，單一系統(tǒng)可容納數(shù)百個(gè)用戶。另外，運(yùn)營商采用多個(gè)用戶共用一個(gè)用戶端設(shè)備，當(dāng)用戶擴(kuò)大的時(shí)候再逐漸增加用戶端設(shè)備?？梢圆捎霉夤β史峙淦鬟M(jìn)行級(jí)聯(lián)的方法，即由多個(gè)用戶共用一個(gè)用戶端設(shè)備，多個(gè)用戶端設(shè)備通過光功率分配器匯接至一個(gè)光線路終端（OLT）。各個(gè)用戶端設(shè)備所接入的用戶數(shù)量的多少不一定相同，各個(gè)用戶端到OLT的路徑距離也可能各異。即各個(gè)用戶端設(shè)備所需的光信號(hào)功率可能會(huì)有很大差異，并可能隨時(shí)變化。而目前PON中使用的都是固定的光功率分配器，這樣不利于光功率資源的有效分配?？烧{(diào)光功率分配器對(duì)多變的光纖到家市場，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。它可以通過改變自身的功率分配因數(shù)，動(dòng)態(tài)地分配各用戶端設(shè)備所得到的光功率。這樣就能提高網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性，充分利用光功率資源，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，降低投資風(fēng)險(xiǎn)。
●自愈環(huán)保護(hù)
在城域網(wǎng)中，自愈環(huán)形網(wǎng)是一種常見的保護(hù)方式。該方式無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)能從故障中實(shí)時(shí)、自動(dòng)恢復(fù)所承載的業(yè)務(wù)。PON雙纖自愈環(huán)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)是可調(diào)功率分配器的一個(gè)典型應(yīng)用，在該環(huán)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)功率分配器。該網(wǎng)絡(luò)能夠確保信號(hào)在節(jié)點(diǎn)間線路被切斷的情況下仍可以通過所有節(jié)點(diǎn)。但是，如果采用固定光功率分配器,節(jié)點(diǎn)間的功率差異將非常大，假設(shè)節(jié)點(diǎn)間的光纖鏈路衰減損耗為1.5dB，固定功率分配因數(shù)為0.1左右，在一個(gè)N=10的系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間將有20dB左右的功率差異。而如果采用可調(diào)光功率分配器，只要適當(dāng)調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的功率分配因數(shù)，則同樣的系統(tǒng)的功率差異就可以忽略不計(jì)。由于采用可調(diào)功率分配器的自愈環(huán)具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，因此可以應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛。
●調(diào)整各節(jié)點(diǎn)的功率分配
可調(diào)光功率分配器不僅適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，還可應(yīng)用于光功率分配器串聯(lián)結(jié)構(gòu)。以上所述的大多是要求各節(jié)點(diǎn)功率均衡的例子，而在各節(jié)點(diǎn)所需光信號(hào)功率不同的情況下，還可以反其道而行之，調(diào)整各節(jié)點(diǎn)功率分配因數(shù)以滿足不同節(jié)點(diǎn)要求。
●中長距離系統(tǒng)的保護(hù)
除了用于FTTH及PON等接入網(wǎng)之外，可調(diào)光功率分配器還可能在中長距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。例如，用于光線路保護(hù)模塊中。目前國內(nèi)外通用的光線路保護(hù)方案主要有兩種，一種是1+1方案，一種是1:1方案。1+1方案在光信號(hào)的輸出端口，首先用一個(gè)1×2的光功率分配器將光信號(hào)分成兩路。在接收端口，用一個(gè)1×2的光開關(guān)有選擇地取其中一路接入接收機(jī)。它的好處在于，系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)兩路光信號(hào)實(shí)施監(jiān)測。在有故障的情況下，總是選擇光信號(hào)質(zhì)量較好的路徑。但是，該方案要損失掉一半光功率。1:1方案在光信號(hào)的輸出和輸入端口，均部署一個(gè)1×2的光開關(guān)來實(shí)現(xiàn)光路徑的同時(shí)切換。光信號(hào)同一時(shí)間只在一條線路中傳輸。它的好處在于，系統(tǒng)可以避免光信號(hào)在一開始就有一半光功率損耗。采用可調(diào)光功率分配器取代1+1方案中的1×2固定光功率分配器可以兼顧這兩種方案的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測兩條路徑，動(dòng)態(tài)地調(diào)用在備份路徑中的光功率資源。不僅如此，在實(shí)際工程應(yīng)用中保護(hù)路徑和初始路徑往往不在一條光纜中，甚至物理路徑也完全不同，這樣才能對(duì)光纜被切斷起真正保護(hù)作用。這是因?yàn)楸Ｗo(hù)路徑和初始路徑在距離上可能有很大的差別，無論是1+1方案，還是1:1方案，兩路徑切換時(shí)，光功率的補(bǔ)償或衰減可能成為系統(tǒng)正常工作的必要條件。換句話說，光放大器和可調(diào)光功率衰減器可能是必備設(shè)備。采用可調(diào)光功率分配器后，也許不能節(jié)約所需要的光放大器，但可調(diào)光功率衰減器將不再是必要的了。圖1是光線路保護(hù)可調(diào)光功率分配器方案。
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