光无源器件的技术分析
FTTH技术简介与具体应用
FTTH技术简介和具体应用
PON技术的简介：PON是什么？
PON（Passive optical network，无源光纤网络又称被动式光纤网络） 是指ODN（光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光 分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要有源电子设备。
FTTH技术简介和具体应用
PON技术的简介：PON网络的组成
一个PON网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以 及一批配套的安装于用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONT ） 。在 OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合 器。
FTTH技术简介和具体应用
PON技术原理：下行广播方式
下行广播方式
在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID； 在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；
OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的 LLID的帧或者广播帧。
FTTH技术简介和具体应用
PON技术原理：上行TDMA
网络保护
TDM传输和 时钟同步
光纤线路检测
未规定 电路仿真(ITU-TY.1413或MEF或IETF) 无
GPON（ITU-TG.984）
2500Mbps
1250Mbps 1:64,可扩展为1:128 ~92%，采用：NRZ扰码（无编码）， 开销（8%)
~89%，采用：NRZ扰码（无编码）， 开销（11%)
FTTH技术简介和具体应用
PON技术的简介：GPON 与 EPON
光子集成技术和产品
关于One Chip产品目前，主要的BOSA封装技术如上图所示：第一种方式是采用分立器件，包括有源光器件如激光器芯片、光探测器芯片等，无源光器件如透镜，滤波片，隔离器等，再加机械结构部件，部件多达20来个。
第二种方式采用平面光波导技术（PLC）,无源器件部分集成到一片基于Si02-Si工艺的PLC器件中，有源器件部门任然采用分立器件，总的部件数为10个左右。
第三种方式采用光子集成电路（PIC）技术，把所有有源器件和无源器件都集成到一块芯片当中。
如上图所示，OneChip公司采用基于单片的磷化铟(InP)光子集成电路，把BOSA中的有源和无源器件集成到一块单片上。
该单片上主要包括如下器件：1，Spot-Size Converter(SSC):光斑转换器件，发射和接收的激光信号经过此器件和外部的光纤对接，作用类似于分立器件中的准直透镜。
2，2-λSplitter:用于1310nm和1490nm波长的复用和解复用，作用类似于分立器件中的45度滤波片。
3，DFB laser: 1310nm的DFB激光器，无论对于EPON还是GPON应用，OneChip都采用DFB 激光器，可能是为了兼容设计。
4，MPD:背光探测器，用于1310nm激光的背光探测。
5，PD:光探测器，用于1490nm的光接收。
6，SOA:半导体光放大器，OneChip采用SOA+PD的组合来实现APD的功能。
单芯片的设计消除了对收发器内部各个元件的校准需求，意味着收发器可以无须人工干涉就可以一条龙地制造、装配和测试。
唯一剩下的光学装配工作是将芯片与光纤对准，因此该芯片在设计之初就考虑将芯片直接贴到硅工艺的光学基座上，光纤通过光学基座上的卡槽直接可以和芯片出光口对准。
而这些靠机器人就可以完成，生产几乎是全部自动化。
基于PIC技术的模块制作过程如上图所示，主要分为BOSA和Transceiver两个制作过程。
BOSA制作：上述PIC芯片贴到光学基座之后，初步完成了光学对准，但对于BOSA来说还缺少前置放大器(TIA)。
IEC 62005-2中文版
国际标准IEC 62005-2第1版，2001-03光纤互连器件以及无源器件可靠性—第2部分：基于加速老化试验—温度和湿度试验可靠性的定量评估；稳态国际电子技术委员会电话：+41 22 919 0300 e-mail: *************IEC网站：http://www.iec.ch检索号码：CEI/IEC 62005-2：2001目录前言 3简介 51 范围 62 参考标准 63 老化失效试验指导 6 3.1 失效分布 63.2 失效中值时间74 寿命试验矩阵85 实例9 5.1 试验条件矩阵9 5.2 结果分析9 5.3 计算失效中值时间10 5.4 温度加速因子的计算13 5.5 湿度加速因子的计算13 5.6 工作条件推断145.7 失效率计算156 随机失效率计算177 系统可靠性推论18图1--确定失效时间的数据结果推断10 图2--试验条件C下器件的对数正态图12 图3--试验条件E下器件的对数正态图12 图4--MTF相对于1/T的指数匹配曲线13 图5--MTF相对于HR2的指数匹配曲线14 图6--器件使用期间可靠性17表1--不同温度和绝对湿度下的相对湿度8 表2--试验条件矩阵9 表3--2种寿命试验条件中器件的失效时间11 表4--85%HR下三个温度的失效中值时间13 表5--85℃下三种湿度的失效中值时间14 表6--实例数据在不同条件下的失效中值时间15 表7--25℃/58%HR的工作条件下计算出的失效率16国际电子技术委员会（IEC—International Electrotechnical Commission）光纤互连器件以及无源器件可靠性—第2部分：基于加速老化试验—温度和湿度试验可靠性的定量评估；稳态前言1）IEC（国际电子技术委员会）是一个包含所有国家电子技术委员会的标准化世界性组织。
IEC的目标是在电学和电子学领域促进所有有关标准化问题的国际合作。
密集波分复用(DWDM)技术实现原理分析
图1 光栅型原理图
（2）介质薄膜型密集波分复用
介质薄膜型密集波分复用是通过介质薄膜滤波片实现，介质薄膜滤波片是由几十层不同材料、不同厚度和不同折射率的介质薄膜组合而成。
一层为高折射率，一层为低折射率。
由一层层高低折射率不同的薄膜形成的光学效平面波导型器件，在硅晶圆上沉积二氧化硅膜层，续以微影制及反应式离子蚀刻法定义出数组波导，最后加上保护层制成。
阵列波导型密集波分复用原理是利用波导的物理特性将不同波长的波细分出来，如图3所示。
该器件方便集成生产，在后续的接入网中将有更多应用。
该技术除了做成波分复用器外，还可以组合做成矩阵结构，对光信道进行上下分插（OADM），是今后光传送网络中实现光交换的优选方案。
图2 介质薄膜干涉型滤波器原理图
图4 耦合型原理图
3 主要技术指标
（1）插入损耗
插入损耗是指密集波分复用器件本身对光信号的衰减作用。
密集波分复用器件的插入损耗对DWDM系统的传输距离影响很大。
不同种型的密集波分复用器件有不同的插入损耗值。
（2）带宽
带宽参数仅对分波器有意义。
目前针对分波器的带宽。
01 EPON概念及与FTTB,MC的区别
一、EPON是什么？EPON 专业称之为以太无源光网络，即是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现IP数据、语音（PSTN公共交换电话网络）及视频(CATV有限电视网络)的综合业务接入，并具有良好的经济性。
无源光网络的目的就是是实现“三网合一”。
以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。
它同时具备了以太网和PON的优点。
PON又是什么？PON（Passive Optical Network：无源光纤网络）。
PON（无源光网络）是指（光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本。
那为什么不采用传统的组网方式而要采用新型的EPON接入呢？从下面几个方面来分析。
二、EPON与FTTB（光纤到楼）+LAN 的比较相同点：（1）FTTB+LAN宽带接入也是基于以太网技术的，采用光纤网络实现吉比特/百兆到大楼或社区，结合五类线实现百兆到楼宇，十兆到用户。
（2）从带宽方面看，FTTB+LAN和EPON都是基于以太网技术的宽带接入，从局端到用户端都是干线部分采用光纤，末端采用五类线。
因此二者在接入带宽方面没有本质差别。
（3）从价格方面来看，从成本方面看，用户端设备EPON的ONU和FTTB+LAN 的带管理功能的接入交换机二者的价格相当，大用户。
不同点：（1）从服务等级上看，EPON可以提供物理隔离的以太网专线功能，在安全性方面略胜一筹。
（2）从维护费用方面来看，由于FTTB+LAN的方式局端和远端是两个独立的交换机，不能统一管理，因此对两端维护人员的要求都比较高。
而EPON的局端OLT和用户端ONU是作为整个EPON网络中的成员来统一管理，可以方便地在局端对整个网络状态进行统一采集和分析，这样就可以由网管中心进行统一管理和维护，降低了对用户端线路人员的要求（3）从升级性方面来看，EPON和FTTB+LAN的最大差异在于从局端到用户端的干线部分，EPON基于点到多点的拓扑结构，而FTTB+LAN则是基于点到点的拓扑结构；FTTB+LAN消耗的干线光纤数量和局侧设备光端口数量的差别将随网络规模的扩大，成倍数扩大。
EPON+EOC技术在有线电视网络双向化改造中的应用
EPON+EOC技术在有线电视网络双向化改造中的应用摘要：在三网融合背景下，基于EPON+EOC技术的有线电视网络双向化改造项目得到广泛推广，因此该文介绍了EPON+EOC技术概况，阐述了EPON+EOC组网方案及主要设备部署，结合案例分析了EPON+EOC技术的实施效果。
关键词：EPON+EOC；有线电视网络；双向化改造随着三网融合的持续推进，光纤入户（FTTH）将是最优选择[1]，但在此之前采用以太网无源光网络（EPON）+同轴电缆网（EoC）改造现有同轴电缆传输仍是现实的做法。
通过对EPON+EoC关键技术指标的优化，能使有线电视网络双向改造取得良好效果[2]。
因此，本文对EPON+EoC技术在有线电视网络双向化改造中的应用进行了分析。
1EPON+EOC技术概况1.1EPON技术EPON是Ethernet Passive Optical Network（以太网无源光网络）的缩写，即在光分配网（ODN）中没有有源电子器件，全部为无源器件，主要是光分路器等设备。
EPON采用无源光纤组网，网络拓扑为点到多点结构。
该结构简单，价格便宜，适合传送IP业务，易于大规模商用。
1.2EoC技术EoC是Ethernet Over Cable（同轴电缆以太网）的缩写，即通过有线电视同轴电缆组建的以太网。
EoC通过头端（局端）设备、同轴网络和终端（用户端）设备组网。
头端一般在光节点处，终端在用户家中，头端到终端构成点到多点结构。
由于EoC可利用现有同轴电缆网，无需改造用户端电缆，建设费用低，缺点是数据传输速率较低（≤10Mbps）。
1.3EPON+EoC技术EPON+EoC技术是EPON与EoC两种技术的结合，利用EPON高速光纤网将数据（DATA）信号输入到EoC头端设备，经调制后与有线电视信号混合，再经EoC网络进入用户家中。
EoC终端设备将DATA信号与有线电视（CATV）信号分离，通过不同设备接收。
该技术对现有网络改动较小，容易实现，初期投入较低。
J599系列光纤连接器及其光缆组件故障排除方法
• 165•J599系列光纤连接器及其光缆组件已经广泛应用于航空航天、电子、雷达等领域光通信系统。
为能快速、准确的分析并判断在使用过程中光纤连接器及其光缆组件的信号传输故障位置及原因，文章陈述了J599系列光纤连接器及其光缆组件的结构特点，并提供了一套故障分析排除流程，以提高光缆维修速度和维修质量。
随着光通讯行业的快速发展，具有频带宽、大容量、低损耗、抗干扰、保密性好等技术优势的光纤、光缆被广泛运用。
作为光信号连接的桥梁，光纤连接器构成了光纤通讯系统使用量最多的光无源器件，在军用领域，高可靠性的J599系列光纤连接器则成为首选。
光纤传输是以光导纤维为介质进行数据、信号传输，但缺点是易碎、端面易脏污，在光纤连接器及其光缆组件不当的运输和安装，特别是在恶劣环境中施工或工作，则难以避免会出现因人为或环境因素导致光缆或连接器受损，通讯能力下降等问题，为此本文介绍J599系列光纤连接器及其光缆组件故障排除方法，以提高作业人员对其故障原因快速锁定。
1 J599系列光纤连接器及其光缆组件的结构特点1.1 典型的J599Ⅲ系列光纤连接器典型的J599Ⅲ系列光纤连接器插头、插座，其主要结构特点有：三头螺纹快速连接结构；防错插的五键定位键、槽；内置光纤插孔或光纤插针的安装板，根据接触件大小包括12#、16#和20#光纤接触件，陶瓷插针外径分别为2.5mm 、1.6mm 和1.0mm ，光纤插孔包含陶瓷套筒和插针压簧，陶瓷套筒实现光纤插针和光纤插孔的精密对准，插针压簧为插入插孔的陶瓷插针端面接触提供压紧力。
陶瓷套筒作为光纤接触件的耦合对准部分，常使用C 型结构，从而可使接触件在套筒中具有一定大小的抱紧力。
1.2 光缆组件光纤是光信号传输的重要通道，光缆是保护光纤的重要载体。
光缆一般由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等部分组成，其结构有骨架式、层搅式带状、束管式；根据传输模式有单模和多模；光缆皮质材料可基于运用环境和设计要求选择铠装、低烟无卤、海翠等类型。
光纤束传像技术
光纤束传像技术（上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072）摘要：本文首先分析了光纤传像方法异于其他传像方法的特点，并结合这些特点，列举了光纤传像在医学、工业、军事领域成功应用的例子，又介绍了光纤传像束的传像原理，并详细列举了光纤传像束的光学性能参数，分析影响传像质量的原因。
之后结合主题重点介绍了光纤传像的一个应用——医用纤维内窥镜的功能和结构。
最后，介绍了目前传像光纤的两种制作方法——层叠法和酸溶法。
关键词：光纤；传像；纤维内窥镜Technology of optical fiber image transmission (School of Mechatronics Engineering and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072, China)Abstract：In this artical,we firstly analyzed the characteristics of fiber optic image transmission differ from other methods,combining which,listed some successful cases in medical,industry and military field.And we introduced the principle of fibre optic image transmission.Then catering to the class theme we focused on the medical endoscope.At last,two manufacturing methods of imaging optical fiber are presented.Key words：fiber optic, image transmission, fibrescope1光纤传像束的特点光纤传像束是一种可任意弯曲的传输图像的无源器件。
光信息专业实验报告：WDM光波分复用器 (6)
光信息专业实验报告：WDM光波分复用器一．实验目的1：了解WDM光波分复用器的工作原理。
2：认识WDM光波分复用器的基本参数的实际意义，分别测量合波与分波功能，学会测量插入损耗，隔离度和偏振相关损耗。
3：分析测量误差的来源。
二．实验原理1.波分复用技术的概念波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。
按照通道间隔的不同，WDM 可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。
CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
CWDM和DWDM的区别主要有二点：一是CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5到6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；二是CWDM 调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光。
冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。
由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也很高。
CWDM避开了这一难点，因而大幅降低了成本，整个CWDM 系统成本只有DWDM的30%。
CWDM是通过利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输来实现。
在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，接到不同的接收机。
2.WDM的基本原理WDM光波分复用器是使两个或两个以上波长的光信号在同一根光纤中进行传输的无源器件，一般应有分波器和合波器分置于光纤的两端。
康宁光缆关G625、G655光纤
康宁光缆关G625、G655光纤cokning 康宁光缆关G625、G655光纤因地制是一种经济的方案。
特别是宽带PON加上低速率ADSL（G.Lite）是当前最有竞争意义和推广价值的方案。
从窄带向宽带发展，利用已有的铜线双绞线和xDSL技术，采用FTTC/B将光纤引入用户附户，采用FTTC/B将光纤引入用户附近，千兆比以太网也在宽带业务发展的初期，以ATM为基础无源光纤网（ATM－PON）已被证明是可能作为一种宽带接入技术发挥作用。
当前一种经济有效而较成熟的方案。
另外，基于同轴电缆的HFC，另一方决方案，光纤接入（FTTx）以及无线接入（WLL）等。
其中光纤接入是最能适应未来发展的解绞线的xDSL，另一方面还要便于向宽带业务升级。
此现在建设的接入网一方面要满足当前业务的需要，还要求提供高速宽带业务，除了提供窄带话音和低速办公、家庭银行以及交互式图象传输和高清晰度电视等。
因的高速数据、多媒体、VOD、远程医疗诊断、远程教学、居家数据外，逐渐用光纤取代铜线，我国正在庭延伸。
信息时代对电信的要求，我国正在加紧改造和建设接入网，并已投放市场。
是宽带信号传输的瓶颈。
为适应电信发展的需要，都是采用G.655光纤建设骨干网。
我国长飞接入网是信息高速公路的最后一公里。
以铜线组成的接入网3.4 宽带光纤接入网公司和武汉邮科院都研制出了G.655光纤，特别是新兴的以IP业务为主的电信公司，需求导致了新一轮的干线光缆建长所引发的对容量的巨大，全部转向G.655光纤。
与此同时，最适合DWDM前北美新敷设干线光缆已放弃G.652光纤和G.653光纤，还方便了整个频带的色散补偿。
这些新光纤超高速长距离传输。
各种光纤主要特性比较如表1所示。
目（同属G.655光纤）缓解了系统容量增加的限制，可以更有效地克服光纤纤芯有效面积不足内色散都很小，代表了光纤（1530～1565nm）和L波段（1565～1625nm）整个工作范围来的0.1ps/(nm2·km)降到0.045ps/(nm2·km),使得C波段而产生的非线性。
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光无源器件的技术分析
光无源器件是光通信系统中的重要组成部分，主要用于光信号的传输和调制。
它是指光电转换过程中没有能量输入的器件，也就是没有外部电源的驱动。
1. 光传输技术：光无源器件中最基本的技术就是光传输技术。
光传输技术是指通过光纤等传输介质将光信号从一个地方传输到另一个地方。
目前广泛应用的光纤传输技术主要包括多模光纤传输和单模光纤传输两种。
多模光纤传输适用于短距离传输，而单模光纤传输适用于长距离传输。
2. 光调制技术：光调制技术是指通过改变光信号的某些参数来传输信息的技术。
主要有强度调制、相位调制和频率调制等几种方式。
强度调制是最常用的一种方式，利用光源的亮度进行调制。
相位调制则是通过改变光信号的相位来进行调制，频率调制则是通过改变光信号的频率来进行调制。
3. 光转换技术：光无源器件还需要将光信号转换为电信号或者其他形式的信号。
光转换技术包括光电转换和光声转换等，主要是通过光电二极管、光电倍增管等光电器件来实现。
4. 光谱分析技术：光谱分析技术是光无源器件中的重要技术之一。
光谱分析用于研究光的频率、波长和强度等参数，以及光之间的相互作用和传输等。
光谱分析技术可以通过光谱仪等仪器来实现。
5. 光学隔离技术：光无源器件中常常需要采用光学隔离技术来实现对光信号的分离和隔离。
光学隔离技术可以在不同波长光之间实现光学耦合和隔离，同时能显著降低光学噪声和交叉干扰。
光无源器件的技术分析主要包括光传输技术、光调制技术、光转换技术、光谱分析技术和光学隔离技术等方面。
这些技术在光通信系统中起到关键的作用，能够实现光信号的传输和调制，并将光信号转换为电信号或其他形式的信号。