光ファイバースプリッター

光スプリッタとも呼ばれる光ファイバ スプリッタは、FTTH (Fiber to the Home) システムで使用され、単一の光ファイバ信号を所定の比率に従って 2 つ以上の出力光信号に分割する受動光デバイスです。たとえば、1x4 光スプリッタは、光信号を 1 本のファイバから 4 本のファイバに特定の比率で分配します。異なる波長の光信号を対応する波長チャネルに分離する WDM システムの波長分割マルチプレクサ (WDM) とは異なり、光スプリッタは光信号全体を複数のチャネルに分散して送信します。

光スプリッターの動作原理

シングルモードファイバーで光信号を伝送する場合、光のエネルギーはファイバーコアに完全には集中しません。少量がコア近くのクラッドを通って伝播します。言い換えれば、2 つのファイバのコアが十分に近い場合、一方のファイバ内を伝播する光のモード フィールドが他方のファイバに入り、両方のファイバで光信号が再強化される可能性があります。新しい割り当て。

光スプリッタの種類

光スプリッタは、その動作原理に応じて、平面導波路 (PLC) 光スプリッタと融合バイコニカル テーパー (FBT) 光スプリッタの 2 つのタイプに分類できます。ポート構成に応じて、X タイプ (2x2) カプラ、Y タイプ (1x2) カプラ、スター (NxN、N>2) カプラ、ツリー (1xN、N>2) カプラなどに分類できます。分割比率に応じて、不均一分割と均一分割に分類できます。別の分類方法は、シングルモード (1310nm) とマルチモード (850nm) に基づいています。

FBT 融合バイコニカル テーパード光スプリッター

FBT 光スプリッター... 回路は従来のテーパーカプラープロセスを使用して製造されています。被覆を除去した光ファイバを2本以上束ね、テーパーマシンで高温で溶かしながら両側に引き伸ばします。分割率はリアルタイムで監視されます。所望の分割比が達成されると、溶融および延伸プロセスが終了します。一方の端は入力として 1 本のファイバを保持し (残りは切断されています)、もう一方の端はマルチ出力端子として機能します。繊維の撚り角度と延伸長さを制御することで、異なる分割率を得ることができます。最後に、テーパ部分を石英基板上で接着剤で硬化し、ステンレス鋼のチューブに挿入します。

PLC 平面波 PLC (平面光波回路) 光スプリッターは、半導体プロセス (フォトリソグラフィー、エッチング、現像など) を使用して製造された、石英基板をベースとした集積導波路光パワー分配デバイスです。 PLC スプリッタは、単一の光ファイバからの光信号を複数の光ファイバに分割し、光エネルギーの均一な分散を実現します。光導波路アレイはチップの上面に配置され、分割機能をチップに統合します。次に、マルチチャネルファイバーアレイがチップの両端の入力端と出力端に結合され、カプセル化されます。

FBT VS PLC FBT テーパー スプリッターの主な利点は、原材料の使用がシンプルで、コストが比較的低く、装置やプロセスの要件がそれほど厳しくないことです。分割比は必要に応じてリアルタイムで監視できるため、不均等なスプリッターの製造が可能になります。欠点は次のとおりです。現在、成熟したテーパリング技術では最大 1x4 のスプリッタしか製造できません。 1x4 より大きいデバイスの場合、複数の 1x2 ユニットが相互に接続され、スプリッタ ハウジングにパッケージ化されます。 FBT スプリッターは 850nm、1310nm、1550nm の 3 つの波長のみをサポートしているため、他の波長とは互換性がありません。

PLC スプリッタの製品特性は次のとおりです。損失は光波長の影響を受けず、さまざまな波長 (1260 ～ 1650nm) の伝送要件を満たします。均一な分割、信号をユーザーに平等に分配する。コンパクトな構造と小さいサイズ。単一ユニット...デバイスには 64 を超える多数のスプリッタ チャネルがあり、チャネルあたりのコストが高くなり、チャネルが増えるほどコスト上の利点が大きくなります。欠点は、特に低チャネル スプリッターにおいて、融合バイコニカル テーパー スプリッターと比較してコストが高いことです。

PLC光スプリッタの構造

PLC 光スプリッタは、光スプリッタ チップと両端に接続された光ファイバ アレイの 3 つの部分で構成されています。これら 3 つのコンポーネントは正確に位置合わせする必要があります。その設計と組み立ては、PLC スプリッターの安定性に重要な役割を果たします。このチップは半導体技術を使用して石英基板上にスプリッタ導波路を成長させます。チップには 1 つの入力導波路と N つの出力導波路があります。次に、入力および出力の光ファイバー アレイがチップの両端に結合され、ケーシングが取り付けられて 1 つの入力と N つの出力を持つ光スプリッターが形成されます。

PLC スプリッタ チップは 1xN および 2xN として設計できます。N は通常、1x2、1x4、1x8、1x16、1x32、1x64 などの 2 の倍数です。 FTTR (Fiber to the Room) の需要の増加に伴い、不均一分散パワー スプリッターの応用はますます普及し、製造プロセスはより困難になるでしょう。 PLC 光スプリッタ チップには、低コスト、高信頼性、高い柔軟性、拡張性などの利点があり、伝送システム、ネットワーク統合、ブロードバンド アクセス、光ファイバ通信、マルチメディア サービスなどのさまざまなアプリケーション シナリオに特に適しています。

偏波保持 PLC スプリッタ 偏波保持 PLC スプリッタは、主に次のことを実現します。 偏波状態を維持しながら、入力としてシングル チャネルの偏波保持ファイバ アレイを使用し、出力としてマルチ チャネルの偏波保持ファイバ アレイを使用して、入力パワーが均一に分割されます。ファイバ内に放射される直線偏波の偏波は伝播中に変化せず、偏波モード間の相互結合がほとんどまたはまったくないため、偏波保持結合とビーム分割が実現されます。通常は PANDA ファイバーが使用されます。 PLC 光スプリッタは、光ファイバ センシング システムやコヒーレント通信など、偏波の維持が必要な特殊なアプリケーションで主に使用されます。

PLC光スプリッタの重要な性能指標

光スプリッタに影響を与えるパフォーマンス指標には、一般に次のようなものがあります。 

挿入損失 挿入損失 (IL):挿入損失とは、PLC スプリッタの動作波長における総入力光パワーに対する、指定された出力ポートでの光パワーの減少を指します。簡単に言うと、入力に対する各出力の dB 損失です。一般に、挿入損失が低いほど、スプリッタのパフォーマンスは向上します。

リターンロス:リターンロスは、光ファイバー接続における入力光に対する反射光（入力に継続的に送信される散乱光）の比率をデシベル単位で表します。光源とシステムに対する反射光の影響を軽減するには、リターンロスが高いほど良いです。

指向性:指向性とは、通常動作時の PLC スプリッタの同じ側の注入光パワー (測定波長) に対する非注入光端での出力光パワーの比を指します。

偏波依存損失:偏波依存損失とは、送信される光信号の偏波状態が偏波状態全体にわたって変化するときの、PLC スプリッタの各出力ポートにおける出力光パワーの最大変化を指します。

分離：分離とは、特定の光パスから他の光パスの光信号を分離する光ファイバ スプリッタの機能を指します。