光分路器施工及驗收方案

光分路器施工及驗收方案光分路器是指用于實現(xiàn)特定波段光信號的功率輯合及再分配功能的光無源器件，光分路器可以是均勻分光，也可以是不均勻分光。類型及基本原理根據(jù)制作工藝，光分路器可分為熔融拉錐（FBT）光分路器和平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器兩種類型。按器件性能覆蓋的工作窗口分為：單窗口型光分路器、雙窗口型光分路器、三窗口型光分路器和全寬帶型光分路器。熔融拉錐（FBT）光分路器是將兩根光纖扭絞在一起，然后在施力條件下加熱并將軟化的光纖拉長形成錐形，并稍加扭轉(zhuǎn)，使其熔接在一起。熔融拉錐（FBT）光分路器一般能同時滿足1310nm和1490nm波長的正常分光。圖4-9熔融拉錐（FBT）光分路器原理圖平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器是基于平面波導(dǎo)技術(shù)的一種光功率分配器，用半導(dǎo)體工藝（光刻、腐蝕、顯影等技術(shù)）制作的光波導(dǎo)分支器件，光波導(dǎo)陣列位于芯片的上表面，分路功能在芯片上完成，并在芯片兩端分別耦合封裝輸入端和輸出端多通道光纖陣列。平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器的工作波長可在1260nm～1650nm寬譜波段。圖4-10平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器原理圖光分路器有一個或兩個輸入端以及兩個以上輸出端，光功率在輸出端為永久性分配方式。光分路器按功率分配形成規(guī)格來看，可表示為M×N，也可表示為M:N。M表示輸入光纖路數(shù)，N表示輸出光纖路數(shù)。PLC型光分路器組成及結(jié)構(gòu)經(jīng)過一次封裝的PLC型光分路器主要由PLC芯片、光纖陣列（FA）、外殼等三大部分組成。如圖4-11所示：完成品芯片光纖陣列外殼完成品芯片光纖陣列外殼圖4-11PLC型光分路器的組成封裝過程PLC型分路器的封裝是指將平面波導(dǎo)分路器上的各個導(dǎo)光通路（即波導(dǎo)通路）與光纖陣列中的光纖一一對準(zhǔn)，然后用特定的膠（如環(huán)氧膠）將其粘合在一起的技術(shù)。其中PLC分路器與光纖陣列的對準(zhǔn)精確度是該項技術(shù)的關(guān)鍵。PLC分路器的封裝涉及到光纖陣列與光波導(dǎo)的六維緊密對準(zhǔn)，難度較大。當(dāng)采用人工操作時，其缺點是效率低，重復(fù)性差，人為因素多且難以實現(xiàn)規(guī)?；纳a(chǎn)等。PLC芯片芯片加工主要是通過專用高精密設(shè)備的氣相沉淀法，在玻璃體上腐刻出相應(yīng)的通道，即1分2，2分4，4分8，8分16……，再經(jīng)過不同介質(zhì)的涂附，以控制光的折射和反射，達(dá)到控制功率的目的。傳統(tǒng)芯片結(jié)構(gòu)是采用樹形（Y型）結(jié)構(gòu),如圖4-12所示：圖4-12傳統(tǒng)PLC光分路器芯片結(jié)構(gòu)（樹型）新型集中分光型技術(shù)如圖4-13所示：圖4-13新型PLC光分路器芯片結(jié)構(gòu)（集中分光型）此設(shè)計其特點是將光集中在一點一次性進(jìn)行功率分配,比傳統(tǒng)的逐級分光法的損耗更低.圖4-14是兩種設(shè)計紅光損耗的直觀效果圖：（a）樹型結(jié)構(gòu)設(shè)計（b）集中型結(jié)構(gòu)設(shè)計圖4-14樹型與集中型分光設(shè)計下的紅光損耗效果圖由圖4-14可以看出樹型結(jié)構(gòu)設(shè)計的光通道周圍光損比集中型結(jié)構(gòu)設(shè)計的光通道周圍光損嚴(yán)重得多。光纖陣列（FA）光纖陣列主要由V槽和光纖組成，其中V槽是構(gòu)成光纖陣列的主要部件，槽的精確度對FA的質(zhì)量至關(guān)重要，而FA的質(zhì)量直接影響到PLC分路器調(diào)試的效率和性能。V槽主要由石英玻璃、耐熱玻璃、硅片等材料制成，典型通道為1CH、4CH、8CH、16CH、32CH、64CH、128CH（也可按要求訂制），V槽的纖芯距離主要有127um及250um，公差需控制在±0.5um以內(nèi),V槽角度一般為60°±2°,圖4-15為64CHFA規(guī)格圖：總圖總圖V槽V槽間距間距圖4-1564通道光纖陣列規(guī)格示意圖影響光分路器品質(zhì)的因素PLC芯片的影響芯片的各項參數(shù)（插入損耗、反射損耗、偏振相關(guān)損耗、均勻性、方向性等）是否達(dá)到要求（比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)低0.5dB)。芯片加蓋板時膠使用的是否正確，涂膠時是否有氣泡或其他雜質(zhì)。芯片輸入及輸出端端面、角度是否研磨好。光纖陣列的影響V形槽之間間距目前有幾種：127um、250um，一般公差為±0.5um。V形槽之間間距會直接影響分路的插入損耗，芯數(shù)較多時除了每兩個V槽之間的間距，還有累計公差造成與芯片的匹配問題，從而影響插入損耗。V形槽的表面如果不光滑，會造成光纖放入后放不平整，做成成品后，溫度變化時，會造成斷纖或衰減大。不能使用U形槽或不使用V形槽，否則溫度變化時衰減會發(fā)生變化。所用的膠是否合適，如果膠使用不當(dāng)，器件不能在-40℃～85℃、高濕的環(huán)境中工作，并且在溫度變化時產(chǎn)生應(yīng)力，造成衰減大或斷纖。蓋板的尺寸不合適會影響到FA的可靠性。在生產(chǎn)過程中的壓力、清洗、脫泡都會影響到FA的可靠性。FA研磨的端面、角度都會影響到成品的插入損耗、反射損耗、偏振相關(guān)損耗。生產(chǎn)過程中剝光纖時不能劃傷光纖。封裝及配套的影響一次封裝工藝的影響封裝過程中膠的選擇是否正確，膠的折射率、高低溫性能、粘接力是決定分路器可靠性的關(guān)鍵。不同的膠有不同的特性，點膠的方式、固化時間、要求的紫外線的功率也不同，要使用適合的工藝，否則好的膠也不能達(dá)到好的效果。芯片、FA端面的清潔不干凈會影響器件的插入損耗、反射損耗等參數(shù)。調(diào)光的精度會影響器件的插入損耗、偏振相關(guān)損耗等參數(shù)。一次封裝鋼管的耐腐蝕性、尺寸也影響分路器的可靠性。將分路器封裝在鋼管中使用的膠，點膠的量，點膠的方式，以及膠中是否有氣泡或其他雜質(zhì)，都會影響分路器的可靠性。在封裝結(jié)束后要做高低溫循環(huán)試驗（時間不能過長），循環(huán)試驗前、后都需要測試，以驗證膠及工藝穩(wěn)定性。二次封裝工藝的影響二次封裝所用封裝盒、空管、膠等材料在-40℃～85℃溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性，阻燃性能。材料的穩(wěn)定性不好會影響成品的插入損耗。膠的粘接力、硬度、強(qiáng)度，不同的位置要用適合的膠。膠選擇如果選擇不當(dāng)，溫度變化時插入損耗會變大。撕纖時不能將光纖撕斷，否則熔接會造成插入損耗增大；涂覆層不能脫落，否則在使用過程中易斷纖。封裝盒Ф2.0出纖部分的抗拉強(qiáng)度（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：≥90N)。封裝盒內(nèi)分路器輸入端及輸出端光纖盤纖的彎曲半徑不能太小，否則易造成插入損耗變大。其他工藝的影響光纖活動連接器使用的所有材料的高、低溫性能、耐腐蝕性能、阻燃性能的優(yōu)劣。光纖活動連接器的抗拉性能。陶瓷插芯的同心度、材料（氧化鋯）。光纖活動連接器的插拔壽命。光纖活動連接研磨的端面的三維參數(shù)、端面粗糙度、端面缺陷數(shù)。光纖活動連接器的插入損耗及反射損耗。功能及性能要求工作波長要求考慮到PON網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求，包括EPON/GPON、10GPON、ODN在線測試等的波長要求，光分路器的選用應(yīng)能支持1260nm～1650nm工作波長。光學(xué)性能要求在工作溫度范圍內(nèi)均勻分光的光分路器設(shè)備（含插頭）安裝前應(yīng)滿足表4-3的光性能指標(biāo)要求。表4-3均勻分光光分路器光學(xué)性能指標(biāo)表規(guī)格1×21×41×81×161×321×641×128光纖類型G.657.A工作波長1260nm~1650nm最大插入損耗(dB)≤3.8≤7.2≤10.5≤13.8≤17.1≤20.1≤23.7端口插損均勻性(dB)≤0.8≤0.8≤0.8≤1.0≤1.5≤2.0≤2.0回波損耗(dB)輸出端截止≥50≥50≥50≥50≥50≥50≥50輸出端開路≥18≥20≥22≥24≥28≥28≥30方向性(dB)≥55≥55≥55≥55≥55≥55≥55注1：不帶插頭光分路器的插入損耗在上面要求的基礎(chǔ)上減少不小于0.2dB，其它指標(biāo)要求相同；注2：2×N均勻分光的光分路器的插入損耗在上面要求的基礎(chǔ)上增加不大于0.3dB，端口插損均勻性是指同一個輸入端口所對應(yīng)的輸出端口間的一致性，其它指標(biāo)要求相同；注3：插入損耗在1260~1300,1600~1650nm波長區(qū)間最大插入損耗在上面要求基礎(chǔ)上增加0.3dB。產(chǎn)品形態(tài)及適用場合盒式光分路器采用盒式封裝方式，端口為帶插頭尾纖型，一般安裝在托盤、光纜分光分纖盒、光纜交接箱內(nèi)。1/2:2/4/8/16/32光分路器盒體的最大尺寸為130mm×80mm×18mm、1/2:64光分路器盒體的最大尺寸為130mm×80mm×29mm。圖4-16盒式光分路器機(jī)架式光分路器采用機(jī)架式封裝方式，端口為適配器型，一般安裝在19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)。機(jī)架式光分路器的最大尺寸為483mm×44.5mm×260mm。圖4-17機(jī)架式光分路器微型光分路器采用微型封裝方式，端口可為不帶插頭尾纖型或帶插頭尾纖型，一般安裝在光纜接頭盒、插片式光分盒內(nèi)。不帶插頭型微型光分路器其最大封裝尺寸為70mm×12mm×6mm；帶插頭型1/2:2/4/8/16微型光分路器的最大封裝尺寸為70mm×12mm×6mm、1/2:32微型光分路器的最大封裝尺寸為80mm×20mm×6m、1/2:64微型光分路器的最大封裝尺寸為100mm×40mm×6mm。圖4-18微型光分路器托盤式光分路器采用托盤式封裝方式，端口為適配器型，一般安裝在光纖配線架、光纜交接箱內(nèi)。1/2:2/4/8/16分路器托盤占用1個12芯一體化托盤空間、1/2:32/64分路器托盤占用2個12芯一體化托盤空間，其中1/2:64光分路器托盤需采用LC型適配器。圖4-19托盤式光分路器插片式光分路器采用插片式封裝方式，端口為適配器型，一般安裝在光纜分光分纖盒內(nèi)以及使用插箱安裝在光纖配線架、光纜交接箱、19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)。插片式光分路器的基本插片單元外形尺寸為130mm×100mm×25mm、占1個槽位。圖4-20插片式光分路器常見故障處理光分路器輸出端的某個通道或者所有通道指