1XN光纤耦合器与相应的PLC器件的比较

     12/14/2004,作者：Alex Mao   Lightel Technologies Inc (USA),  UMEC光纤事业处
　　正如我们大家知道的, 光纤通信的大市场正在由通信干线, 局域网, 城域网,专用网等向FTTP, FTTH的方向发展.这是必然的趋势,也是我们共同的期盼. 由于1x4,1x8,1x16,1x32 等光纤分光器(Splitter)是着些系统所必用的重要器件,所以可以肯定随着市场需求的迅速增长. 制造商之间的竞争也越来越激烈, 同时也会促进制造技术的进步.
　　其实,用融接式1x2耦合器串接而成的1x4, 1x8, 1x16等分光器早已在系统中得到广泛应用. 而且除了体积稍大以外, 光学性能满足使用要求, 可靠性也获得认可. 价格也可以接受, 例如就串接式双通道宽带分光器而言,1x4降到了25-30 美元, 1x8 降到了50美元,1x16降到了115美元左右,也就是说每输出端只有5-7美元以下. 无论如何PLC器件是难于达到这样低的价格的. 所以在一些体积不是很敏感的应用场合, 这种器件还是有”生存权”的.
　　但是串接式分光器毕竟还是有不足之处, 体积大重量重是不可避免的, 人们还担心多次串接不可避免的使可靠性下降. 因此很自然地就想到了集成光器件. 许多欧美和日本的大公司都把希望和兴趣放在SiO2平面光波导也就是PLC器件上. 在最近不到十年的时间里, 几十亿美元的投入和在一大批工程技术人员的努力下, 无论是在光学性能和可靠性方面还是在制造成本方面都取得了可喜的长足的进步, 也开始了实际的应用. 因此,许多公开发表的论文甚至断言: FTTH中的分光器的最好的解决办法就是PLC.
　　不过在从事FBT(fused bi-conical tap)耦合器的技术人员看来, 这是在一次融接式1xn分光器尚未成功而PLC尚无对手的情况下由PLC制造商和网络开发商公同下的结论, 这个结论未免下得太早了. 既然PLC也不过是平面型耦合波导而已, 那么如果采用巧妙布局的圆型耦合波导经过融合拉锥也一定可以达到均匀分光的目的. 虽然从表面上看, 平面光波导工艺比多根光纤捆在一起再融接拉锥的工艺其重复性和良品率效率要好得多, 但是后一种工艺至少有以下几方面的优势:
1: 融接式耦合器已有二十多年的历史和经验, 许多设备和工艺只需沿用而已, 开发经费只有PLC的几十分之一甚至几百分之一. 
2: 原材料只有很容易获得的石英基板, 光纤, 热缩管, 不锈钢管和少些胶而已, 总共也不超过一美元. 而机器和仪器的投资折旧费用更少. 至于劳动力成本,以目前一次融接式1x4分光器的劳动时间来计算略多于PLC, 但是前者还有很大的改进空间. 就算这一”略多”, 只有在欧美和日本才有明显的成本差别, 但在中国也许可以忽略了. 例如,目前一次融接式1x4双通道宽带耦合器的实际成本只有10美元以下, 将来有希望降到5美元, 所以这就足以在成本上击败PLC.
3.融熔拉锥型耦合器经过了二十多年实际应用的考验被证明是可靠的. 它的结构简单. 耦合光路中只有光纤本身, 也无需镀膜等其它材料或工艺的配合. 不象PLC, 光路中难免需要折射率匹配胶, 镀膜等辅助性措施. 这就限制了最大输入光功率, 也影响长期使用的可靠性.
4.融熔拉锥型耦合器没有光路的纵向对准和固定的问题, 也没有光斑匹配的问题. 所以机构简单,损耗小,稳定性好.
关于光学性能的比较(1x4 Dual window wide band)请见下表:
   

    上表是根据公开发表的产品说明书上的典型数据作出的比较.从表中可以看出,除Uniformity这一项指标以外, 融熔拉锥型耦合器的其它光学性能都不比PLC差. 即使如此融熔拉锥型耦合器的Max. Insertion loss 还比PLC的小.处再加上PLC的价格居高不下,也看不到短期内大幅降低成本的可能,仅靠制造商亏本减价总不可能长久. 那么从客观上讲PLC要独霸天下就难了. 难怪最近许多网络制造商开始对1x4融熔拉锥型耦合器产生浓厚兴趣并寄于厚望.
   但是,一次融熔拉锥型(Single fusion)1xN分光器能否反败为胜并最后独霸市场还取决于1x8,和1x16分光器的成功与否.