光通信的基石 | 什么是光纤分路器？有多少种光纤分路器？

约定不等于承诺〃 2024-03-03 08:05 128阅读 0赞

光分路器，或光纤分路器，是光纤通信系统中的一种关键设备，它可以将入射光分配到多个输出端口，或将来自多个输入端口的光合并到一个输出端口。在光纤网络中，光分路器在实现信号的分布和汇聚中起着至关重要的作用。

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本文瑞哥将带你了解光分路器的基础知识，同时会着重介绍光纤分路器类型。

那么，就让我们开启今天的学习之旅吧！

#### 文章目录 ####

*   *  一、光分路器的工作原理
     *   *  1.1 折射率差异
         *  1.2 干涉效应
         *  1.3 分光和复用
         *  1.4 1x4分光器
         *  1.5 2x64分光器
     *  二、光分路器的类型
     *   *  2.1 按封装形式分类
         *   *  a. 盒式分光器
             *  b. 不锈钢管式分光器
             *  c. 分纤盒
             *  d. 不锈钢管式分纤盒
             *  e. 0.9mm外径光缆分光器
         *  2.2 按传输介质分类
         *   *  a. 单模光分路器
             *  b. 多模光分路器
         *  2.3 按制造工艺分类
         *   *  a. FBT耦合器分路器（Fused Biconic Taper Coupler）
             *  b. PLC分路器（Planar Lightwave Circuit Coupler）
             *   *   *  PLC分路器类型
         *  1. 裸光纤分光器
         *  2. 无块光纤分路器
         *  3. ABS模块光纤分路器
         *  4. LGX盒式光纤分路器
         *  5. 机架安装分路器
     *  三、光分路器的应用
     *   *  1. 光纤通信
         *  2. 光谱分析
         *  3. 生物医学应用
         *  4. 光学交换
     *  四、光分路器的选型
     *   *  4.1 性能参数
         *  4.2 工作波长
         *  4.3 应用场景
         *  4.4 分支数量
         *  4.5 成本和预算
         *  4.6 未来扩展性
         *  4.7 制造商信誉
         *  4.8 标准和认证
     *  五、总结

### 一、光分路器的工作原理 ###

光分路器的工作原理基于光的物理特性。入射光通过光分路器时，会被分离或合并，然后输出到不同的光纤中。在这个过程中，光的波长并不会改变，而且各个输出端口的光强度大致相等，这样就可以实现一路光信号的分离和合并。

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#### 1.1 折射率差异 ####

光分路器通常由不同折射率的材料构成，这些材料以一定的方式排列在光波导结构中。当光信号从一个材料传播到另一个折射率较高或较低的材料时，光线会发生折射，导致其传播路径发生弯曲。

#### 1.2 干涉效应 ####

当光信号在光分路器中的不同路径上传播时，它们可能会相互干涉。干涉效应可以导致光信号的叠加或相位差，具体取决于传播路径和波导结构的设计。通过精确控制波导的长度、宽度和形状，可以实现不同波长光信号的分离或复用。

#### 1.3 分光和复用 ####

最常见的光分路器类型之一是分光器，它将一束入射光信号分成多个输出端口，每个输出端口对应特定波长的光信号。复用器则执行相反的操作，将多个输入端口的光信号合并到一个输出端口。这种分光和复用的过程允许多个用户或光路共享单个光网络接口，提高了光网络的效率和资源利用率。

#### 1.4 1x4分光器 ####

1x4分光器是一种基本结构，它将来自单个输入光缆的入射光束分成四个光束，并通过四个单独的输出光缆传输它们。这种配置适用于光网络中的带宽分配，以确保每个用户可以获得他们所需的带宽。

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以下是1x4分光器的基本工作原理：

*  **输入光束**：来自单个输入光缆的光信号进入分光器。
 *  **分光作用**：分光器将入射光束按照预定的比例分割成四个不同的光束。通常，这种分割是均匀的，因此每个输出光束带有相同比例的入射光功率。
 *  **输出光缆**：每个分割后的光束传输到四个单独的输出光缆，以供不同的用户或设备使用。

举例来说，如果输入光缆承载1000Mbps带宽，那么每个输出光缆末端的用户可以获得250Mbps带宽的网络连接。这种方式允许光网络提供均匀分配带宽的服务，确保各个用户得到公平的带宽份额。

#### 1.5 2x64分光器 ####

2x64分光器相对于1x4分光器来说稍微复杂一些，它具有2个输入端子和64个输出端子，采用2x64分光配置。这种分光器的功能是将来自两根独立输入光缆的两束入射光束分成六十四束光束，并通过六十四根独立的输出光缆传输它们。

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这种配置通常用于更大规模的光网络，特别是随着全球FTTx（Fiber to the x，即光纤到各种地方，如家庭、企业等）的快速发展，对网络中更大分离配置的需求也随之增加。2x64分光器的出现使得更多用户能够接入光网络，享受高速带宽的服务。

### 二、光分路器的类型 ###

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#### 2.1 按封装形式分类 ####

##### a. 盒式分光器 #####

*  盒式分光器通常采用外部封装，以保护内部的光学元件。它们适用于多种光缆直径，并提供一定的物理保护。
 *  常用于室内光网络、机房布线等环境。

##### b. 不锈钢管式分光器 #####

*  不锈钢管式分光器采用不锈钢管封装，具有较强的抗腐蚀性和耐用性。
 *  适用于恶劣环境，如户外、地下、海底光缆等。

##### c. 分纤盒 #####

*  分纤盒通常用于配合2mm或3mm外径的光缆，提供光纤的分配和保护功能。
 *  常见于光纤接入网中，用于终端用户的光纤接入。

##### d. 不锈钢管式分纤盒 #####

*  不锈钢管式分纤盒采用不锈钢管封装，具有良好的耐用性和防护性。
 *  通常用于户外或恶劣环境下的光纤连接。

##### e. 0.9mm外径光缆分光器 #####

*  这种类型的分光器通常与0.9mm外径的光缆一起使用，用于一些特殊应用。

#### 2.2 按传输介质分类 ####

##### a. 单模光分路器 #####

*  单模光分路器针对单模光纤进行优化，工作波长通常在1310nm和1550nm范围内。
 *  用于长距离、高带宽、光纤通信中。

##### b. 多模光分路器 #####

*  多模光分路器针对多模光纤进行优化，通常在850nm和1310nm范围内操作。
 *  用于短距离、低带宽应用，如局域网（LAN）。

#### 2.3 按制造工艺分类 ####

##### a. FBT耦合器分路器（Fused Biconic Taper Coupler） #####

FBT耦合器分路器是一种传统的制造工艺，它通过将多根光纤从光纤侧面焊接在一起来实现分光功能。

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FBT分路器的特点包括：

*  **成本较低**：由于制造工艺相对简单，FBT分路器通常具有较低的制造成本。
 *  **可定制的分光比**：FBT分路器的分光比可以根据具体需求进行定制，以满足不同应用的要求。
 *  **适用于一般应用**：FBT分路器适用于一般的光网络应用，特别是一些中小规模的分光需求。

##### b. PLC分路器（Planar Lightwave Circuit Coupler） #####

PLC分路器采用平面光波电路技术，通过光学波导实现分光功能。

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PLC分路器具有多种优点，使其成为光网络中的首选选择：

*  **工作波长灵活性**：PLC分路器可以在广泛的波长范围内工作，通常覆盖了1260nm至1650nm的全波长范围。这种灵活性使其适用于不同波长的光信号传输。
 *  **稳定性高**：由于采用平面光波电路技术，PLC分路器通常具有高稳定性和可靠性，不容易受到外部环境因素的影响。
 *  **插入损耗低**：PLC分路器通常具有较低的插入损耗，可以最大程度地保持光信号的强度。
 *  **分光比可选**：PLC分路器提供多种分光比可供选择，包括1:4、1:8、1:16、1:32、1:64等，可满足不同应用的分光需求。
 *  **故障率低**：由于采用高度集成的光学波导技术，PLC分路器通常具有较低的故障率，有助于提高网络的可靠性。
 *  **适用于高密度应用**：PLC分路器适用于需要高度分光和复杂连接的应用，如数据中心和光通信网络。

###### PLC分路器类型 ######

PLC分路器类型有裸光纤分光器、无块光纤分路器、ABS分离器、LGX分路器和机架安装分路器。

#### 1. 裸光纤分光器 ####

*  **特点**：裸光纤分光器的末端没有连接器，需要在安装时提供额外的光纤保护。
 *  **应用**：通常用于FTTH、PON、LAN、CATV、测试设备等应用，特别是一些空间有限的环境。

#### 2. 无块光纤分路器 ####

*  **特点**：与裸光纤分光器外观相似，但具有更紧凑的不锈钢管封装，提供更强的光纤保护。
 *  **应用**：主要用于配电箱或网络机柜上方的不同连接，适用于要求更好光纤保护的场合。

#### 3. ABS模块光纤分路器 ####

*  **特点**：ABS分路器采用塑料ABS外壳，提供良好的光学元件和电缆保护。
 *  **应用**：广泛用于PON、FTTH、FTTX、GOPN网络的室外光纤配线箱，适用于不同的安装环境和要求。

#### 4. LGX盒式光纤分路器 ####

*  **特点**：LGX PLC分路器具备坚固的金属盒，可以独立使用或安装在标准光纤配线架或光纤机箱中。
 *  **应用**：适用于即插即用的网络集成，无需档案熔接或技术人员干预，降低了安装过程中的风险。

#### 5. 机架安装分路器 ####

*  **特点**：1U和2U是市场上可用的两种机架式分配器尺寸，通常采用19英寸机架单元标准。
 *  **应用**：广泛用于EPON、GPON、FTTX、FTTH等高密度布线环境，为网络提供了高性能的解决方案。

瑞哥将这五种PLC分路器类型进行了对比整理

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>分路器类型</th> 
   <th>特点</th> 
   <th>应用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>裸光纤分光器</td> 
   <td>末端没有连接器，需要额外光纤保护。</td> 
   <td>FTTH、PON、LAN、CATV、测试设备等应用，空间有限的环境。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>无块光纤分路器</td> 
   <td>外观类似裸光纤分光器，但提供更强光纤保护。</td> 
   <td>配电箱或网络机柜上方的连接，要求更好光纤保护的场合。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ABS模块光纤分路器</td> 
   <td>采用塑料ABS外壳，提供良好的光学元件和电缆保护。</td> 
   <td>PON、FTTH、FTTX、GOPN网络的室外光纤配线箱，适用于不同环境。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LGX盒式光纤分路器</td> 
   <td>具备坚固的金属盒，可独立使用或安装在标准光纤配线架中。</td> 
   <td>即插即用的网络集成，降低安装风险，适用于多种情况。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>机架安装分路器</td> 
   <td>提供1U和2U两种机架式分配器尺寸，采用19英寸机架单元标准。</td> 
   <td>EPON、GPON、FTTX、FTTH等高密度布线环境，高性能解决方案。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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### 三、光分路器的应用 ###

光分路器在光纤通信系统中有着广泛的应用，它们可以用于实现光信号的分布、汇聚和管理。例如，光分路器可以用于光纤到户（FTTH）网络中，将光信号从中心站点分配到多个用户。此外，光分路器还可以用于长距离传输系统、数据中心网络和光网元设备等。

其他包括但不限于以下领域：

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#### 1. 光纤通信 ####

在光纤通信系统中，光分路器用于将光信号从发送端分配到不同的接收端口，实现多路复用和分布式光网络。

#### 2. 光谱分析 ####

光栅分路器常用于光谱分析仪器，用于分离不同波长的光信号，从而实现光谱测量和分析。

#### 3. 生物医学应用 ####

光分路器在生物医学领域中用于光学传感和成像应用，例如生物分子检测和细胞成像。

#### 4. 光学交换 ####

数字光路分路器用于光网络中的光学交换，允许实时路由和管理光信号。

### 四、光分路器的选型 ###

选择合适的光纤分路器是关键，因为它将直接影响到光网络的性能和稳定性。以下是一些关于如何选择合适的光纤分路器的考虑因素：

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#### 4.1 性能参数 ####

*  **插入损耗**：选择插入损耗尽量低的分路器，因为较低的插入损耗会保持光信号的强度，减少信号衰减。
 *  **回波损耗**：回波损耗应足够低，以减少反射光信号的影响。较高的回波损耗意味着更好的信号质量。
 *  **分光比**：选择适合您需求的分光比，不同应用可能需要不同的分光比配置。
 *  **隔离度**：高隔离度可确保分路器之间的光信号不会互相干扰。

#### 4.2 工作波长 ####

确保所选分路器支持您的光信号的工作波长范围。单模分路器和多模分路器分别适用于不同波长的光信号。

#### 4.3 应用场景 ####

*  考虑分路器将用于的具体应用场景。例如，是用于光通信、光网络、光传感还是其他领域？
 *  考虑环境条件，例如分路器是否需要耐用性较强的外壳，以适应户外或特殊环境。

#### 4.4 分支数量 ####

根据需要选择分路器的分支数量。不同的分光器可以分成不同数量的分支，从1x2到2x64等。

#### 4.5 成本和预算 ####

考虑您的预算和项目需求。PLC分路器通常成本较高，但具有更好的性能和稳定性，而FBT分路器可能更经济实惠。

#### 4.6 未来扩展性 ####

考虑未来的网络扩展需求。选择能够满足未来增加分支或提高性能的分路器。

#### 4.7 制造商信誉 ####

择知名度高、信誉良好的制造商，以确保产品的质量和可靠性。

#### 4.8 标准和认证 ####

确保所选分路器符合适用的行业标准和认证要求，以确保产品质量和性能。

### 五、总结 ###

光分路器是光纤通信系统中的关键设备，它可以实现光信号的分离和合并，对于信号的分布和汇聚起着至关重要的作用。光分路器的类型多样，包括基于波长的光分路器、基于功率的光分路器和基于模式的光分路器等，可以满足不同的系统要求。在选择光分路器时，需要考虑分路比例、插损、隔离度、工作波长、价格和品质等因素，以确保光分路器的性能和可靠性。

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