光纤衰减器的工作原理及优缺点

概 述

光衰减器是按照用户的要求将光功率进行预定量的衰减，为了使光接收机不产生饱和失真，或为了满足光线路中某种测试的确需要（如系统的灵敏度测试），或为了平衡多路传输支路光功率的大小不等。光衰减器有可调光衰减器与固定光衰减器。 光衰减器的指标：工作波长、回波损耗、衰减量及精度（衰减范围及分辨率）及工作温度，常用于评估系统的损耗及各种测试中。

光纤衰减器是能降低光信号能量的一种光器件。用于对输入光功率的衰减，避免了由于输入光功率超强而使光接收机产生的失真。光纤衰减器作为一种光无源器件，用于光通信系统当中的调试光功率性能、调试光纤仪表的定标校正，光纤信号衰减。产品使用的是掺有金属离子的衰减光纤制造而成，能把光功率调整到所需要的水平。

工 作 原 理

1、空气隔离技术

光在光纤中传输受到全反射定律的制约，无法散射出来，保持强度的相对稳定。而一旦其脱离光纤，在光纤与光纤之间加入空气间隔，光就会散射出去，从而引起光的衰减。由于光从普通光纤中入射到空气中散射很强，为此要使衰减量控制一定的范围，就要确保隔离距离及保持两端光纤的对准。通过这个原理可以制作法兰式固定衰减器和可调衰减器。 法兰式固定衰减器采用隔离衰减片，根据曲线图制作一定厚度的衰减片，将衰减片植入法兰中，就可起到固定光衰减的作用。法兰式可调光衰减器采用机械旋转原理，通过机械旋转调节两端连接器间的距离?可使光衰减在0~30dB之间。

2、位移错位技术

此方法是将2根光纤的纤芯进行微量平移错位，从而达到功率损耗的效果。

通过使用普通尾纤，用熔接机将2根尾纤的纤芯在错位的情况下进行熔接工作，使光在传输过程中发生偏芯损耗，得到连接器式固定衰减器，又称在线固定衰减器。

3、衰减光纤技术

根据金属离子对光有吸收作用，研制出参杂金属离子的衰减光纤，与普通光纤每公里有衰减系数一样，这种衰减光纤也有固定的衰减系数，只不过这种衰减系数不按公里计算，而是按照毫米计算。将衰减光纤穿入陶瓷插芯?经过特殊工艺处理?可以制成阴阳式的固定衰减器。

4、吸收玻璃法

经光学抛光的中性吸收玻璃片也可被应用于光衰减器的制作。 利用物质对光的吸收特性，制成片状或条状的中性暗色玻璃，放在光路上，可以将光强衰减。 吸收玻璃以透过率T及以分贝数表示的衰减率区分。透过率T=透射光强/入射光强 ，衰减率η=1/T ， 以分贝数表示的衰减率β=10 x logη=- 10 x logT ，以分贝数表示的衰减率可方便估算多片组合时的衰减率，将叠加各片的衰减率分贝数相加即为组合衰减片组的衰减率，以分贝数表示。片状被制成固定的衰减值，而条状根据其内部连续递增的暗色物质不同部位的衰减值也不同。 单块片状光吸收玻璃可以制作固定衰减器，多块片状吸收玻璃可以通过轮盘转换制成分档可调试衰减器，而条状吸收玻璃通过连续位移可以制成连续可调衰减器。

5、固态光衰减技术

空气隔离和吸收玻璃形式的可调光衰减器都是采用机械式的方法完成衰减的可调性，现在也有少量的采用各种固态光衰减技术，比如可调衍射光栅技术、MEMS技术、液晶技术、磁光技术、平面光波导技术等。

用 途

各种光接收设备接收光信号的强度都是有限制的，需要在一定的范围内，光功率过弱或过强的话设备都不能正常工作。当光功率过强的时候，就会利用光衰调整光功率，使用其降低至允许范围内，否则即使设备能够使用也对其寿命不利。所以光纤衰减器的作用还是很大的。

光纤衰减器测试系统具有衰减量精度高，附加损耗低，稳定性好的特征。主要应用在：光纤通信系统；光纤CATV；大功率光器件测量；用于对输入光功率的衰减，避免了由于输入光功率超强而使光接收机产生的失真。

分 类

1、SC光纤衰减器：应用于SC光纤接口，与RJ-45接口类似，但是SC接口更扁，里面的触片是一根铜柱；

2、LC光纤衰减器：应用于LC光纤接口，可用于连接SFP模块，采用模块化插孔（RJ）闩锁机理，操作方便，常用于路由器；

3、FC光纤衰减器：应用于FC光纤接口，外套采用金属套包裹，紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用，多用于配线架；

4、ST光纤衰减器：应用于ST光纤接口，常用于光纤配线架，外壳为圆形，采用螺丝扣紧固，常用于光纤配线架。

优 缺 点

1、空气隔离技术含量低，实现简单，体积小、成本低。有固定和连续可调式。但由于传导光介质的突变，纤芯与空气界面的折射率不同，输入光在此界面将发生内发射，一部分光沿输入路径反射回去，造成传输线路的回波损耗小。对于高要求线路，很难满足。

2、位移错位技术采用普通光纤，成本低，实现固定衰减，可替换连接器用于线路中。其对光纤的错位处理同样会减少回波损耗。

3、衰减光纤采用特别的设计，在最可能宽的波长范围内提供平坦衰减。超宽带的一致衰减确保了产品在现在以至将来都能与DWDM, CATV 及其它通讯系统完全兼容。衰减光纤几何尺寸与普通单模光纤一致，确保了与陶瓷插芯完美配合，从而实现此类衰减器与连接器一样，有相当高的回波损耗，并有体积小的优点。但只能作为固定衰减器。

4、光吸收玻璃可实现固定和可调。但研制衰减器需要使用光准直器，要求输入、输出端的高度耦合，要求有精度较高的调试设备和配套零件。实现成本较高。

5、采用固态光衰减技术的衰减器可实现连续可调，但这些新技术的技术层面牵涉较广，成本较高，并带有温度影响、可靠性、封装等不同方面的劣势。对于这些技术还需进一步完善。

和光适配器的区别

光纤衰减器作为一种光无源器件，用于光通信系统当中的调试光功率性能、调试光纤仪表的定标校正，光纤信号衰减。产品使用的是掺有金属离子的衰减光纤制造而成，能把光功率调整到所需要的水平。

光纤适配器的两端可插入不同接口类型的光纤连接器，实现FC、SC、ST、LC、MTRJ、MPO、E2000等不同接口间的转换，广泛应用于光纤配线架（ODF）、光纤通信设备、仪器等， 性能超群， 稳定可靠。市面上有的将光纤适配器也叫光纤连接器， 实际上这是两种不同的产品。

衰减器就像太阳镜，通过吸收多余的光能量，保护您的眼睛免受强光刺激。光纤衰减器可以像太阳镜一样，通过在特定波长范围下工作，保护光纤。好的光纤衰减器的标准是：通过吸收额外的光纤来代替反射光纤。因为在光纤通信中，需要在不损坏光纤衰减器的前提下，使用较低的光功率。

适配器有标准型和转换型，又叫做法兰盘。跳线，尾纤，终端盒都必用到适配器。主要作用就是设备与设备之间的连接。比如光纤跳线，在一根光纤两端装上适配器，就叫跳线。在胜为光纤跳线一端装适配器，就叫尾纤。现在家里看电视都有机顶盒了，机顶盒后面圆形的小装置就是一种适配器。光纤适配器的工作原理纤连接的关键是光纤纤芯的精确对准，所以传统的连接方法（如焊接）存在一定的缺陷。不同的是，每个光纤适配器的内部都有对准套管，这样可以保证在连接时候的准确性，实现光纤跳线之间的高性能连接。

主要特性：光纤之间是由适配器通过其内部的开口套管连接起来的，以保证光纤跳线之间的最高连接性能。为了固定在各种面板上，还设计了多种精细的固定法兰。

区别很大的，光纤衰减器通常是用来加大光输入功率的衰减值，有5db的，有10db的，这样会避免光输入值太强而使光接收机产生失真。而光纤适配器（法兰盘）则是用来方便的连接光纤跳线接口的。