PLC分路器與拉錐分路器的區(qū)別

時(shí)間：2020-01-05作者：深圳市納鑫達(dá)通訊設(shè)備有限公司瀏覽：349

平面波導(dǎo)型和熔融拉錐型光分路器

隨著通訊市場(chǎng)新增值業(yè)務(wù)如可視電話、IPTV、網(wǎng)絡(luò)游戲等的不斷推出，用戶對(duì)帶寬的要求不斷提高，現(xiàn)有的以銅纜為主的XDSL網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)用戶的需求。光進(jìn)銅退已是大勢(shì)所趨，特別一些發(fā)達(dá)地區(qū)如日本、美國(guó)、韓國(guó)等已將光纖到戶   （FTTH）作為地區(qū)戰(zhàn)略加以鼓勵(lì)發(fā)展。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）已經(jīng)成為各國(guó)FTTH的可以選擇接入方案。 

    光分路器（splitter）作為連接光線路終端（OLT）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）的**光器件，其質(zhì)量性能成為網(wǎng)絡(luò)是否**安全的較關(guān)鍵器件之一。 

    目前，光分路器主要有平面光波導(dǎo)技術(shù)和熔融拉錐技術(shù)兩種，熔融拉錐技術(shù)又可以分為一次熔錐光分路器和多個(gè)1×2串接式光分路器。三種結(jié)構(gòu)的原理圖見(jiàn)圖1。 諦yC鴬[$ r  

    下面對(duì)二種產(chǎn)品技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹 棔倽??刊  

㈠平面波導(dǎo)型光分路器(PLC Splitter) 

此種器件內(nèi)部由一個(gè)光分路器芯片和兩端的光纖陣列耦合組成。芯片采用半導(dǎo)體工藝在石英基底上生長(zhǎng)制作一層分光波導(dǎo)，芯片有一個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端波導(dǎo)。然后在芯片兩端分別耦合輸入輸出光纖陣列，封上外殼，組成一個(gè)有一個(gè)輸入和N個(gè)輸出光纖的光分路器。（見(jiàn)圖2a、圖2b） 

    根據(jù)用戶需要，可以將輸入輸出為裸光纖的器件，封裝在各式封裝盒中，輸入輸出光纖用松套管保護(hù)，并可以外接各種連接器。

    該技術(shù)由于采用半導(dǎo)體技術(shù)，工藝穩(wěn)定性、一致性好，損耗與光波長(zhǎng)不相關(guān)，通道均勻性好，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟，已經(jīng)被日本、美國(guó)、韓國(guó)、法國(guó)等多數(shù)地區(qū)*采用技術(shù)。常用的光分路器有1×N和2×N（N=4，8，16，32，64） 

    ㈡熔融拉錐光纖分路器（FBT Splitter） 

熔融拉錐技術(shù)是將兩根或多根光纖捆在一起，然后在拉錐機(jī)上熔融拉伸，拉伸過(guò)程中監(jiān)控各路光纖耦合分光比，分光比達(dá)到要求后結(jié)束熔融拉伸，其中一端保留一根光纖（其余剪掉）作為輸入端，另一端則作多路輸出端。

 一次拉錐技術(shù)是將多根光纖捆在一起，在特制的拉錐機(jī)上同時(shí)熔融拉伸，并實(shí)時(shí)監(jiān)控各路光纖的損耗。目前成熟的一次拉錐工藝已能一次1×4以下器件。實(shí)驗(yàn)室有1×8的記錄，但批量生產(chǎn)工藝還未成熟。目前國(guó)外FTTH工程中，低分路光分路器（1×4以下）常采用一次拉錐技術(shù)器件。

    串接式熔錐1×N分路器件都是由（N-1）個(gè)1×2拉錐單元串聯(lián)熔接一個(gè)封裝盒內(nèi)（圖1C為原理圖，圖4b為1×8封裝盒內(nèi)實(shí)物圖片）。由于單元之間光纖需要熔接，而光纖需要有較小彎曲半徑，通常體積會(huì)較大，例如：1×8光分路器由7個(gè)1×2單元熔接而成，封裝尺寸通常為100×80×9mm。 

    兩種器件性能的比較 

    1、工作波長(zhǎng) 

    平面波導(dǎo)型光分路器對(duì)工作波長(zhǎng)不敏感，也就是說(shuō)不同波長(zhǎng)的光其插入損耗很接近，通常工作波長(zhǎng)達(dá)到1260~1650nm，覆蓋了現(xiàn)階段各種PON標(biāo)準(zhǔn)所需要的所有可能使用的波長(zhǎng)以及各種測(cè)試監(jiān)控設(shè)備所需要的波。 

    拉錐型光分路器，由于拉錐過(guò)程產(chǎn)生的光纖模場(chǎng)的變化，需要根據(jù)需要調(diào)整工藝監(jiān)控工作窗口，根據(jù)需要可將工作波長(zhǎng)調(diào)整到1310nm，1490nm，1550nm等工作波長(zhǎng)（俗稱工作窗口）。通常單窗口和雙窗口的器件工藝控制較成熟，三窗口工藝較復(fù)雜。工藝控制不好的情況下，隨著工作時(shí)間延長(zhǎng)和溫度的不斷變化，插入損耗會(huì)發(fā)生變化。 

    2、分光均勻性 

    平面波導(dǎo)器件的分光比由設(shè)計(jì)掩膜版時(shí)決定的。目前常用的器件分光比都是均勻的。由于半導(dǎo)體工藝的一致性高，器件通道的均勻性非常好?？梢?*輸出光的大小一致性好。 

    拉錐型分路器的分光比可根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)控制，如果要求1×N均分器件，則用N-1個(gè)均分1×2組合而成。因?yàn)槊總€(gè)1×2器件不可能做到*均分，所以串接而成的1×N器件較終的各通道輸出光不均勻性被乘積放大，級(jí)數(shù)越多，均勻性越差。如果要求均勻性好，需要經(jīng)過(guò)**計(jì)算配對(duì)。 

    拉錐型分路器分光比可變是此器件的較大優(yōu)勢(shì)。有時(shí)，由于用戶數(shù)量和距離的不一致性，需要對(duì)不同線路的光功率進(jìn)行分配，需要不同分光比的器件，由于平面波導(dǎo)器件不能隨時(shí)變化分光比，只能采用拉錐型分路器。 

    圖5中，是兩種1×8器件用1270~1600nm寬帶光源掃描測(cè)試的插入損耗，淺色的PLC器件，深色的是拉錐型分路器，其中每一條曲線是某一通道的插入損耗掃描圖。從圖中可以看出，PLC的8個(gè)通道的損耗隨著波長(zhǎng)的變化很小，通道的均勻性也很好；拉錐型的分路器隨著波長(zhǎng)的變化損耗變化很大，只要1310和1490附近損耗較小，同時(shí)，圖5，1×8 PLC與FBT測(cè)試比較均勻性較差。 

    3、溫度相關(guān)性TDL（Temperature Dependent Loss） 

    平面波導(dǎo)器件工作溫度在-40~+85℃，插入損耗隨溫度變化而變化量較?。焕F型分路器通常工作溫度在-5~+75℃，插入損耗隨溫度變化的變化較大，特別是在低溫條件下（<-10℃），插入損耗不穩(wěn)定。  

    我們測(cè)試1×8PLC Splitter從-40~+85℃插入損耗變化量在±0.25dB，從-5~+75℃插入損耗的變化量約±0.15dB 

  1×8FBT Splitter從-5~+75℃插入損耗的變化量約±0.45dB 

    4、偏振相關(guān)損耗PDL(Polarisation Dependent Loss ) 

  PLC偏振相關(guān)損耗很小，1×32以下通常在0.1~0.2dB。1×2FBT   PDL在0.15dB左右，隨著串接的器件越多，PDL也會(huì)疊加，1×8的將近0.45dB左右。 

    5、體積 

    PLC的器件體積很小，博創(chuàng)1×32的器件體積50×7×4mm,多分路拉錐的器件由于需要多個(gè)器件熔接，光纖彎曲要求較小直徑>30mm，通常1×8器件直徑在100×80×9mm。 

    在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)體積一般不會(huì)成為主要問(wèn)題，但在大規(guī)模組網(wǎng)時(shí)，考慮到集成布網(wǎng)的空間，體積顯得非常重要。 

  6、成本 

  PLC的主要成本主要是設(shè)備成本和材料成本（芯片和光纖陣列）。該器件的生產(chǎn)設(shè)備昂貴，但這是一次性投入，隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)量越大，通道數(shù)越多，平均分?jǐn)偟矫總€(gè)通道的成本越低。 

    拉錐器件成本主要是人工成本和合格率成本。原材料成本很低（石英基板, 光纖, 熱縮管, 不銹鋼管等），低分路器的成本很低，高分路器件成品率較低，高分路器件成本較高。 

  按目前的生產(chǎn)成本，PLC與三窗口拉錐分路器相比，1×8是臨界點(diǎn)，1×16以上PLC性價(jià)比明顯占優(yōu)，1×4以下拉錐型分路器性價(jià)比占優(yōu)。 

  7、**性 

  無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）比有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）的較大優(yōu)勢(shì)就在于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)除局端和用戶端外，中間線路全部是無(wú)源設(shè)備，**性好，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低。 

  ㈠平面波導(dǎo)器件與拉錐型分路器比較，其**性占有明顯優(yōu)勢(shì)，主要有以下三點(diǎn)：（1）故障點(diǎn)不一樣：平面波導(dǎo)器件理論上只在芯片和兩個(gè)光纖陣列之間有兩個(gè)交接面存在故障點(diǎn)，而1×N拉錐型分路器有2N-3個(gè)故障點(diǎn)（N-1個(gè)單元，N-2個(gè)熔接點(diǎn)）。故障點(diǎn)的增多，**性就會(huì)降低。 

    比如1×8拉錐器件有13個(gè)故障點(diǎn)，PLC器件只有兩個(gè)。 

    ㈡分光比是否變化：平面波導(dǎo)器件分光比由芯片決定，芯片本身不會(huì)變，同時(shí)芯片與光纖陣列耦合面是面接觸，面接觸很穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生位移。博創(chuàng)科技到2007年已出貨20多萬(wàn)只各類型號(hào)器件，未發(fā)生一只分光比變化**標(biāo)。拉錐型光分路器工藝控制不好的情況下，分光比會(huì)因時(shí)間變化而發(fā)生變化。 

    拉錐型分路器由于節(jié)點(diǎn)多，光纖拉伸過(guò)程中容易發(fā)生劃痕等微觀缺陷，因此，其抗機(jī)械沖擊、機(jī)械振動(dòng)性能較差。使用時(shí)不能劇烈撞擊或跌落。 

    總結(jié) 

    綜上所述，平面波導(dǎo)和拉錐型兩種光分路器各有優(yōu)缺點(diǎn)，拉錐型器件由于產(chǎn)品生產(chǎn)歷史長(zhǎng)，工藝比較普及，設(shè)備成本較低。在成本方面有明顯優(yōu)勢(shì)。低分路情況下其技術(shù)指標(biāo)與平面波導(dǎo)型相差不明顯。因此，低分路（1×4以下）有明顯優(yōu)勢(shì)。在高分路情況下，由于其成本優(yōu)勢(shì)不明顯，加上技術(shù)指標(biāo)均勻性較差，工作波長(zhǎng)限制，以及**性等方面有明顯劣勢(shì)。 

    平面波導(dǎo)光分路器由于生產(chǎn)設(shè)備較貴，工藝技術(shù)水平較高，有一定的技術(shù)和資金門(mén)檻，成本相對(duì)較貴。由于芯片制作具體大批量、規(guī)?；攸c(diǎn)，器件的成本攤薄到每路成本，多分路器件的成本相對(duì)低，低分路相對(duì)較高。產(chǎn)品性能、**性方面，平面波導(dǎo)分路器具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 

    現(xiàn)在市場(chǎng)上拉錐型分路器供應(yīng)商比較多，如果按照Telecordia標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行各種老化等工藝，成本比較高。但現(xiàn)在有很多公司只有一臺(tái)拉錐機(jī)，沒(méi)有試驗(yàn)老化設(shè)備，較沒(méi)有凈化車間等硬件條件，用的材料也是低質(zhì)品，成本很低。這些產(chǎn)品主要有以下問(wèn)題：分光比不穩(wěn)定，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)發(fā)生劣化；撞沖擊能力差，拉錐單元內(nèi)光纖易斷；耐高低溫能力差，經(jīng)過(guò)冷熱變化，會(huì)發(fā)生斷纖等現(xiàn)象。 

    隨著使用PON技術(shù)的FTTH在**的迅速擴(kuò)張，光分路器用量迅速膨脹，PLC   Splitter的優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮，隨著產(chǎn)量的急劇擴(kuò)大，其成本也**下降，其性價(jià)比已明顯**拉錐型分路器。美國(guó)、韓國(guó)、歐洲法國(guó)等國(guó)均*使用PLC產(chǎn)品，日本考慮成本因素規(guī)定1×4及以下采用拉錐型（一次拉錐產(chǎn)品），1×8以上產(chǎn)品全部使用PLC。 

  在器件選擇方面，我們建議如下： 

  根據(jù)使用需要，如果只是單波長(zhǎng)傳輸，或雙波長(zhǎng)傳輸，從成本角度考慮可以選用拉錐器件，如果是PON技術(shù)的寬帶傳輸，考慮到以后的擴(kuò)容和監(jiān)控需要，**選用平面波導(dǎo)器件。 

    低分路器件（1×4以下）可以選用拉錐器件，高分路器件（1×8以上）**選用平面波導(dǎo)器件。


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  詞條說(shuō)明

• PLC分路器與拉錐分路器的區(qū)別

  平面波導(dǎo)型和熔融拉錐型光分路器 隨著通訊市場(chǎng)新增值業(yè)務(wù)如可視電話、IPTV、網(wǎng)絡(luò)游戲等的不斷推出，用戶對(duì)帶寬的要求不斷提高，現(xiàn)有的以銅纜為主的XDSL網(wǎng)絡(luò)已不能適應(yīng)用戶的需求。光進(jìn)銅退已是大勢(shì)所趨，特別一些發(fā)達(dá)地區(qū)如日本、美國(guó)、韓國(guó)等已將光纖到戶???（FTTH）作為地區(qū)戰(zhàn)略加以鼓勵(lì)發(fā)展。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）已經(jīng)成為各國(guó)FTTH的可以選擇接入方案。? &nbs