光纤通讯基础简介(下)

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1、光纤通讯基础简介(下)　安捷伦科技/祁子年　七、光被动组件(OpticalPassivecomponent)在光通讯系统中，被动组件扮演着分配通讯、数据传输的角色，当客户端日益增多，主被动组件的硬件架设就有更大的需要量，虽然国际间光通讯股价一路跌停，但吾人以为这是因暂时性供需失衡引起的骨牌效应，需要一段时间重整，但对于未来宽频世界的达成，光纤通讯仍是解决目前频宽不足的不二法门，因此未来前景仍是相当看好的，以台湾产业而言，重点在于如何有效控制成本及量产能力，才能在这一波景气不佳的情况下生存下去。回顾过往，从越洋光缆铺设

2、到近年来都会区光纤通路的连接，在在都需要被动组件的配合，试想，多增加一个客户端便需数个被动组件的配合，若最终达成光纤到家(FTTHFiberToTheHome)或光纤到桌(FTTDFiberToTheDesk)的梦想，吾人可以想象，届时每秒的通讯品质绝对不只数百或数千K，而将是以M来当作单位了。目前光纤通讯目前仍处于技术高度成长阶段，未来几年内，仍有许多成长的空间，本文即针对目前几个基本的通讯组件，也就是目前台湾产业主要生产的被动组件作一介绍，其后并对组件的基本应用及系统架构做一说明。1、波长无关耦合器(WICWav

3、elengthIndependentCoupler)波长无关耦合器的意义是将每一个信道的光源耦合到另外一端，其目的在于使能量能够依照我们的要求做适当的分配，而与入射的光源波长无关。一般来说有50%/50%(3dB)四个连接埠，如下图一所示，或5%/95%及10%/90%的三连接端口组件。前者主要应用在通讯系统的分配通路上，后者则可以用来监测传输系统的的能量稳定性及光学特性参数的量测方面。其制作的方法有数种，其中较常用的是以电弧(Arc)加热方式将两段光纤熔接在一起，使两段光纤的核心层作适当的耦合。理论上，一个好的耦合

4、器其汇入的能量总合应与汇出的总能量相同，亦即额外损失值(ELExcessLoss)应尽量减少，一般来说在0.2至0.5dB左右。　2、波长相关耦合器(WDCWavelengthDependentCoupler)波长相关耦合器与波长无关耦合器的最大不同点在于它是以波长做为分配的依据，常见的如下图二所示为三个连接端口的组件，其中若视Common端为光源的汇入端，而汇出的二连接埠则会因光源波长的不同而有选择性，主要有1310/1550nm(传统WDMWavelengthDependentMultiplexer组件)，及14

5、80/1550nm(前篇所提渗铒光纤放大器激发光源的耦合器)等。其中以汇出的某一埠来说，其选定波长的渗入损失应小于1dB，而相对于其它波长的渗入损失应大于20至50dB左右，亦即隔离度(Isolation)需大于20dB以上，如此才有较好的选择性。因光具有可逆性，因此波长相关耦合器可用来做为光源分波(DeMux视Common端为汇入端)或合波(Mux视Common端为汇出端)系统中的组件。一般来说，其内部构造主要是以薄膜滤片(ThinFilmFilter)来当作波长选择器，其原理将在其后详述。3、光隔绝器(Isola

6、tor)光隔绝器的主要用途在于保护雷射及光放大器因反射造成的系统不稳定，它的优点在于有高反射损失(RLReturnLoss)，使光波在介质不连续部分造成反射的能量减小，它主要的是利用磁光效应的法拉第晶体制成，如下图三所示，一开始，光源由左端汇入，经过一偏极片后形成线性偏极态，我们假定为垂直线性偏极，经过一个法拉第晶体后将偏极态旋转45度，再经过一个45度的线性偏极片汇出45度线性偏极的光源。若我们从反射的观点来看，当光源从汇出端反射进入汇入端时为45度的线性偏极，而后经过法拉第晶体旋转45度而产生45+45=90度的

7、旋转，此时便是水平线性偏极态，与汇入端的偏极片呈正交状态，而使反射光源能量趋近于零。附带一提的是光隔绝器是不可逆的组件，顺向与逆向的渗入损失是不相同的，它的渗入损失在顺向端为0.2至2dB，而逆向的渗入损失(ILInsertionLoss)为20到40dB，其反射损失(RLReturnLoss)大于60dB。　4、光衰减器(OpticalAttenuator)顾名思义，光衰减器的意思就是使入射的光能量减少，常用作为通讯系统或组件的测试，例如用来判断光接收器的接收能力，或者鉴定通信线路的品质等，一般有固定式及可调式两种

8、。固定式一般采用衰减光纤，可调式的原理一般是采用衰减片，若是衰减片可在组件内部移动，衰减量就可依照需要做调整，而衰减片的损耗量也因此决定了光衰减的比例。5、滤波器(Filter)量测参数图四是多信道滤波器在光谱分析仪中所显现的示意图，其目的是要使某些波段的光源能依照我们的需要通过或阻绝，通过的波段范围我们称为Passband，阻绝或截止的部分我