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为提高工业现场在线视觉检测准确性，提出了一种新颖的基于虚拟多传感器信息融合的在线视觉检测方法。
该方法在虚拟多传感器的概念及其实现技术的基础上，给出了一种基于统计方法的自适应权系数D-S证据理论融合算法。
对在线获取的实时图像完成特征统计，获得图像的信息融合权系数。
分别采用Canny边缘检测、Sobel梯度算法、区域灰度均值以及模板匹配度计算等方法对图像进行处理，获取图像中存在检测对象的基本信度。
利用加权D-S证据理论融合这些基本信度，并获得实时检测数据。
现场应用结果表明，该方法具有检测分析快速准确、抗干扰能力强、适用范围宽且不需要多个传感器的特点。
图6表1参11TP216+.12006030540基于图像处理的气液两相流流型识别/施丽莲，蔡晋辉，周泽魁(浙江大学控制学系)//浙江大学学报（工学版）.―2005，39(8).―1128～1131.提出了一种计算机自动准确识别流型的新方法。
该方法利用高速电荷耦合器件（CCD）获取管道内气液两相流的流动图像，经过图像处理后，提取二值化图像中气泡的面积、宽度、高度和中心坐标，结合模糊推理方法对流动图像进行流型识别。
实验结果表明，该方法能够自动有效地识别水平管道内的多种基本流型，识别准确率分别为：气泡流93.3％，塞状流85.3%，分层流97.3％，弹状流98.6%，雾环状流92.7%，识别图像速度约为22帧/s。
图5表0参4TP216+.12006030541基于E C T传感器和模式识别的气液两相流空隙率测量新方法研究/王雷，冀海峰，黄志尧，李海青(浙江大学控制系自动化仪表所)//仪器仪表学报.―2005，26(6).―557～561.基于电容层析成像（ECT）传感器和模式识别理论，提出了一种新型的气液两相流空隙率测量方法。
根据流型几何特征分别建立了空隙率的三个模板库。
测量时先对流型进行分类，再调用对应的模板库利用距离测度进行模板匹配，从而得到空隙率。
实验结果表明该方法是可行的，有助于克服测量结果易受流型影响的问题，同时速度优于传统ECT技术方法，获得一个管截面空隙率值所花费的测量时间小于50ms，最大测量误差可小于5%，满足工业在线运行需要。
光功率分路器
光功率分路器是一种用于将光线分为多个不同功率输出的光学设备。
它能够将输入的光信号分流为多个输出通道，每个通道的功率可以根据需求进行调节。
光功率分路器通常采用光纤耦合技术，通过光纤对光信号进行传输和分配。
在光纤耦合器中，输入光信号通过一组光栅或分束器件，被分成多个相等或不相等的功率输出。
光功率分路器广泛应用于光通信、光传感和光机械等领域。
在光通信系统中，它可以将光信号分配给多个接收器或发送器，提高光网络的传输能力和可靠性。
光功率分路器有不同的类型，包括平均功率分路器、非平均功率分路器和光开关式功率分路器等。
平均功率分路器将输入光信号均匀分配到每个输出通道，而非平均功率分路器可以按照需求调节每个通道的功率比例。
光开关式功率分路器具有可调节的功率分配功能，可以实现光信号的动态控制和重配置。
总之，光功率分路器是一种重要的光学器件，能够实现光信号的分配和控制，具有广泛的应用前景。
通信电子中的功率分配技术应用在通信电子中，功率分配技术是一个非常关键的应用。
尤其是在无线通信领域，功率分配技术的稳定性和精确度直接关系到网络的质量和性能。
本文将从几个方面介绍通信电子中的功率分配技术应用。
一、功率分配技术的基础功率分配技术是指在通信网络中，对传输信号的功率进行分配和调节，以达到最佳的传输效果。
在通信领域中，功率分配技术的应用是非常广泛的。
比如，在WiFi网络中，调整不同设备的信号功率，可以实现多设备之间的互通和数据交换。
在移动通信网络中，通过调节基站的发射功率，可以实现对用户信号的覆盖和调度。
功率分配技术的实现需要运用多种技术手段，其中最基本的是功率控制技术。
功率控制技术是指对发射端发出的信号功率进行控制和调整，以满足接收端的需求，实现传输质量的最大化。
功率控制技术可以分为开环控制和闭环控制两种。
其中开环控制是根据预先设定的参数来进行功率分配，而闭环控制则是根据接收端的反馈信息进行控制。
二、功率分配技术在无线通信中的应用无线通信是功率分配技术最为广泛的应用领域之一。
对于无线通信网络来说，功率分配技术的好坏关系到网络的传输质量和覆盖范围。
在无线局域网中，设备之间的距离不同，功率分配也应该不同。
在这种情况下，无线接入点需要实现根据不同设备间的距离和信号强度，对信号功率进行精确的调节。
同时，基站也是无线通信网络中功率分配技术的重要应用方向。
基站需要根据用户的位置和需求，调节信号功率，以达到最佳的传输效果。
在实际应用过程中，基站是需要切换信道的，这种切换可能会导致信号功率的大幅度变化，从而影响到网络性能。
为了避免这种情况的发生，基站需要实现平滑切换，即在切换信道时，实现信号功率的连续调节和转换，以保证通信的顺畅和稳定。
三、功率分配技术在光通信中的应用光通信作为通信电子领域的重要分支，其应用也十分广泛。
在光通信中，功率分配技术的应用主要是在光纤传输系统中。
由于光纤传输系统中的衰减特性和单模/多模传递特性等因素，需要对光纤传输中的功率进行分配和调节。
功率分配器的种类和作用功率分配器是一种独特的电子设备，用于将输入的电力或能量分配到多个输出端口。
它在各种电气和电子应用中起到至关重要的作用。
功率分配器的主要目的是确保输入的电能或能量可以有效地分发给多个负载设备，以满足各种需求。
以下是一些常见的功率分配器种类及其作用的详细解释：1.单输出功率分配器：单输出功率分配器是最常见的类型，用于将输入的电能或能量分发到单个负载设备。
它可以是直接连接到负载设备的简单连接器，也可以是包含集成电路和电子元件的复杂电路板。
这种类型的功率分配器常用于电源适配器、电池充电器、电子设备等。
通过单输出功率分配器，电能可以有效地传输给负载设备，确保其正常工作。
2.多输出功率分配器：多输出功率分配器能够将输入的电力或能量分发到多个负载设备。
它通常由一个输入端口和多个输出端口组成。
这些输出端口可以提供不同的电压、电流等电气特性，以满足多种负载设备的不同需求。
多输出功率分配器常用于电子产品、计算机、通信系统和电力分配系统等领域。
它们可以为多个设备提供所需的电能，从而实现高效能源管理。
3.RF功率分配器：RF功率分配器是一种用于将射频信号分配到多个输出端口的功率分配器。
RF功率分配器常用于通信系统、天线系统和射频设备等领域。
它们能够确保射频信号在各个输出端口之间均匀分布，以实现可靠的数据传输和通信。
RF功率分配器可以根据需要提供不同的功率分配方法，如均衡功率分配和不均衡功率分配。
4.光功率分配器：光功率分配器是一种专门用于将光能分配到多个输出端口的设备。
它通常由多个输入光纤和多个输出光纤组成。
光功率分配器常用于光通信系统、光纤传感系统和光学仪器等领域。
它们能够确保输入的光能平均分布到各个输出光纤中，以便进行数据传输、信号放大或测量。
5.DC功率分配器：DC功率分配器主要用于直流电信号的分配。
它们能够将输入的直流电能分发到多个输出端口，并保持稳定的电压和电流水平。
DC功率分配器广泛应用于太阳能发电系统、直流电源系统和电动车充电系统等领域。
文章编号 2097-1842（2023）05-1121-08分光比可调的光功率分束器的设计谢 锋，朱硕隆，张振荣*（广西大学 计算机与电子信息学院, 广西 南宁530004）摘要：传统的解析理论设计方案存在计算复杂度高、有限解析解、耗时长等问题。
为了解决以上问题，在传统的光器件设计基础上，提出一种依据逆向设计方法的分光比可调的光功率分束器方案。
在1.92 μm×1.92 μm 的紧凑区域内，引入Ge 2Sb 2Se 4Te 1(GSST)相变材料改变器件的折射率分布。
利用直接二进制搜索算法搜索GSST 晶态和非晶态的最优状态分布。
设计实现同一种器件结构，分光比可调的T 型光功率分束器。
仿真分析了器件的初始结构、分光比、相变材料区域状态分布、制造容差以及光场分布。
结果表明：分光比分别为1∶1、1.5∶1、2∶1的3种光功率分束器在波长1 530 nm−1 560 nm 之间的最小相对误差分别为0.004%、0.14%和0.22%，在制造容差范围内传输曲线最大波动分别是0.95 dB 、1.21 dB 、1.18 dB 。
该分光器结构紧凑，在光通信和信息处理领域有着较大的应用潜力。
关 键 词：纳米光子系统；光功率分束器；逆向设计；直接二进制搜索中图分类号：TN256 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0038Design of an optical power splitter with adjustable split ratioXIE Feng ，ZHU Shuo-long ，ZHANG Zhen-rong *（School of Computer and Electronic Information , Guangxi University , Nanning 530004, China ）* Corresponding author ，E-mail : zzr 76@Abstract : Traditional analytical theory design scheme faces problems, such as high computational complex-ity, limited analytical solution, and high time-consumption. To cambat these issues, based on the design of traditional optical devices, a scheme for designing an optical power splitter with adjustable split ratio accord-ing to the reverse design method is proposed. In a compact region of 1.92 μm×1.92 μm, Ge 2Sb 2Se 4Te 1(GSST)is introduced to change the refractive index distribution of the device. The direct binary search algorithm is utilized to search the optimal state distribution of GSST in crystalline and amorphous states. A T-shaped op-tical power splitter with adjustable split ratio is designed and implemented for the same device structure. The initial structure, split ratio, phase change material region state distribution, manufacturing tolerance, and light field distribution of the device are simulated and analyzed. The results show the minimum relative errors of the designed optical power splitters with three splitting ratios of 1∶1, 1.5∶1 and 2∶1 between wavelengths收稿日期：2023-03-02；修订日期：2023-03-27基金项目：国家自然科学基金（No. 12272407，No. 62275269，No. 62275271）；国家重点研发计划（No. 2022YFF0706005）；粤桂联合科学重点基金（No. 2021GXNSFDA076001）；广西重点研发计划（No. AB22080048）Supported by National Natural Science Foundation of China (No. 12272407, No. 62275269, No. 62275271);National Key R & D Program of China (No. 2022YFF0706005); China Guangdong Guangxi Joint Science Key Foundation (No. 2021GXNSFDA076001); KR & DP of Guangxi (No. AB22080048)第 16 卷 第 5 期中国光学（中英文）Vol. 16 No. 52023年9月Chinese OpticsSept. 20231 530 nm and 1 560 nm are 0.004%, 0.14% and 0.22%, respectively. The maximum fluctuations of the trans-mission curve in the manufacturing tolerance range are 0.95 dB, 1.21 dB and 1.18 dB, respectively. The split-ter has a compact structure and great potential for applications in optical communication and information pro-cessing.Key words: nanophotonic system；optical power splitter；reverse design；direct binary search1 引 言光功率分束器是纳米光子系统中常见且重要的一种器件，其主要作用是对功率进行合理配置，与其他光器件进行集成以满足多样化的功能需求，广泛应用在光网络、光通信等领域。
光功率的作用和应用
以光功率的作用和应用为题，下面将介绍光功率的定义、作用和应用。
光功率是指光源单位时间内发出的光能量。
光功率是光学研究中的重要参数，它直接影响到光的亮度和强度。
光功率的单位通常使用瓦特（W）来表示。
光功率的作用主要体现在以下几个方面：
1. 光通信：光通信是一种利用光传输数据的通信方式，其核心是光纤传输。
光功率在光通信中起到了至关重要的作用。
通过调节光功率的大小，可以确保光信号在光纤中传输的稳定性和可靠性，同时也可以提高光通信的传输速率和距离。
2. 光测量：光功率的测量在科学研究和工程实践中都具有重要意义。
光功率的测量可以用于判断光源的亮度、光学元件的透射性能、光束的聚焦效果等。
通过测量光功率的变化，可以评估光学系统的性能，并进行优化和调整。
3. 光能转换：光功率可以被转化为其他形式的能量，如电能。
光电效应是一种将光能转化为电能的现象，利用光功率可以实现光电转换。
光功率越大，光电转换效率越高，这对于太阳能电池板等光能转换设备来说尤为重要。
4. 光疗和光医学：光功率在医学领域也有着广泛的应用。
光疗是利用特定波长的光对人体进行治疗的方法，通过控制光功率的大小和波长，可以实现对不同疾病的治疗效果。
光功率的精确控制可以避免光疗过程中对人体组织的损伤。
光功率作为光学研究中的重要参数，在光通信、光测量、光能转换以及光疗和光医学等领域都发挥着关键的作用。
通过对光功率的研究和应用，可以推动光学技术的发展，提高光学设备的性能，并且为人类生活带来更多的便利和福祉。
光强分布仪的调节及应用光强分布仪是一种用于测量和分析光线强度分布的仪器，广泛应用于光学研究、工业检测、医疗器械和光学通信等领域。
本文将介绍光强分布仪的调节方法和应用。
光强分布仪的调节方法包括调节仪器参数、保持仪器的稳定性和准确性、进行校准和定标等操作。
首先，调整仪器参数是确保测量结果准确的重要步骤之一。
光强分布仪通常具有多个参数可调节，如增益、滤波器选择、积分时间等。
根据实际需求，选择合适的参数可以提高仪器的灵敏度和分辨率。
例如，在弱光条件下，可以增加增益以提高信号强度；在高噪声环境中，可以选择合适的滤波器以减少噪声干扰。
其次，保持仪器的稳定性和准确性也至关重要。
光强分布仪的精确度和稳定性对于测量结果的可靠性起着关键作用。
因此，在使用中应注意避免外界干扰和仪器内部的温度和湿度变化对仪器的影响。
此外，定期检查和校准仪器也是保持仪器准确性的重要手段。
最后，对光强分布仪进行校准和定标可以进一步提高测量结果的精确度。
校准可以通过参照已知强度光源对仪器进行标定，从而得到准确的测量结果。
定标是一种通过比对测量结果和标准样品结果进行修正的方法，可以消除仪器本身的偏差。
通过校准和定标，可以确保测量结果的准确性和可重复性。
光强分布仪广泛应用于各个领域，以下介绍几个常见的应用：1. 光学研究：光强分布仪可以用于研究光束的强度分布和光学元件的特性。
例如，通过测量激光束的光强分布，可以分析其高斯光束特性，进而研究激光器的模式和束径。
此外，光强分布仪还可以用于检测和分析光学元件的透过率、反射率和散射率等参数。
2. 工业检测：光强分布仪可以应用于工业生产中的质量控制和检测。
例如，光强分布仪可以用于检测光源的亮度和均匀度，以确保产品的光学性能符合要求。
此外，光强分布仪还可以用于检测和分析光学器件的发光性能和效率，对于LED 照明产品的研发和生产具有重要意义。
3. 医疗器械：光强分布仪在医疗器械领域也有广泛应用。
例如，在眼科领域，光强分布仪可以用于检测激光治疗设备的输出功率和光斑大小，对于确保激光治疗的安全性和有效性非常重要。
光功率调制技术在通讯传输中的应用随着科技的发展和人们对通讯需求的增长，光通讯技术越来越成为世界通讯领域的主流技术，并促进了人们对传输速率和网络质量的要求。
光功率调制技术作为一种重要的光通讯技术，在传输和处理中发挥着重要的作用。
本文将分析光功率调制技术在通讯传输中的应用。
什么是光功率调制技术？光功率调制技术是利用器件对光信号进行编码和解码的技术。
通过改变光信号的强度或频率，以达到在光传输信号中携带信息的目的。
这种技术可以通过晶体管、Mach-Zehnder调制器以及DPMZM（电光多极调制器）来实现。
在通讯传输中，光功率调制技术用于数据处理和信号传输。
光功率调制技术一方面可以实现模拟复杂的通讯信号，另一方面也可以实现直接数字信号调制，使数据传输更快、更稳定、更可靠。
1.数字信号传输光功率调制技术可以将数字信号进行调制，使其适应在光纤中传输。
传输速率的提高对于在数字信号传输中至关重要。
在数字传输中，可以使用调制技术传输二进制数字数据，因为它们具有高速和稳定性。
而且，在处理多路通讯数据时，光功率调制技术还可以将信号调制成比基带BW更小的滤波器中的频带。
2.宽带模拟信号光功率调制技术不仅能够处理数字信号，还能够处理模拟信号。
宽带模拟信号在光传输中经常用于视频以及音频传输，并且对信号质量的要求极高。
在此情况下，Mach-Zehnder调制器和DPMZM是常用的调制器。
3.使用在光密集波分复用上光密集波分复用技术可以在同一光纤中进行多路传输，以实现更大的传输容量。
在光密集波分复用技术中，如果使用电光调制器，则需要一个个调制器对多个信号进行调制的过程，这气质会产生大量的损耗。
而如果使用功率调制器，可以在一个信号端就能对它进行调制，精简了设计和降低了损耗，进一步提高了光通讯的处理速度。
4.媒体转换器光功率调制技术还能够实现媒体转换，将电信号转化为光信号以便更好的传输。
通过光功率调制技术进行媒体转换的过程中，还可以对信号进行放大，从而保证传输信号的稳定性。
光端机中的功率分配器设计和优化光端机是通信网络中的重要设备，它将光纤传输的信号转化为数字信号，实现光纤通信与传输。
其中，功率分配器作为光端机的核心组件之一，起到了分配光信号功率的关键作用。
本文将重点探讨光端机中功率分配器的设计和优化。
首先，功率分配器在光端机中的作用不可忽视。
光信号在光纤中传输时会发生损耗，而功率分配器通过将输入光信号平均分配到多个输出端口，可以降低光信号在传输过程中的损耗，提高传输距离和质量。
设计功率分配器时，有几个关键因素需考虑。
首先是功率均衡性，即每个输出端口接收到的功率应该尽可能相等，避免信号重叠或不足。
其次是插入损耗，即功率分配器本身对光信号的损耗。
较低的插入损耗可以保证更高的光信号传输效率。
最后是尺寸和成本，功率分配器的尺寸和成本应适应于光端机的设计要求。
在优化功率分配器的设计中，一种常用的方法是使用耦合器和分束器的组合。
耦合器用于将输入端口的功率分配到多个输出端口，而分束器则用于调整每个输出端口接收到的功率。
这种组合设计可实现较好的功率均衡性和较低的插入损耗。
另外，材料的选择也会对功率分配器的性能产生影响。
光信号在分配器内部的传输速度和损耗与材料的折射率和损耗有关。
选择具有低损耗和适当折射率的材料，可以提高功率分配器的传输效率和性能。
在实际应用中，对于功率分配器的设计和优化，需要进行仿真和实验验证。
借助专业的光学仿真软件，可以模拟光信号在功率分配器中的传输和损耗情况，并根据仿真结果调整设计参数以达到最佳性能。
而实验验证则可以通过光学实验设备和性能测试来验证设计方案的可行性。
此外，随着通信技术的不断发展和升级，光端机中功率分配器的设计和优化也在持续进行。
例如，目前一些先进的光端机中采用了可调节功率分配器的设计，使其能够根据实际需求对光信号的功率进行动态调节，进一步提高传输效率和性能。
综上所述，光端机中的功率分配器设计和优化是通信网络中不可或缺的一环。
通过合理的设计和优化，可以实现高效的光信号传输和分配，提高通信质量和距离。
可调光功率分配器的应用曾 云,刘 文,陈 龙,罗 勇,吴克宇(武汉邮电科学研究院光迅科技有限责任公司,湖北武汉 430074)摘要:介绍了光迅科技有限责任公司研发的宽范围可调光功率分配器,描述了该产品在光纤到户(FTTH )、光线路保护和各种光网络中的可能应用。
关键词:可调光功率分配器;光纤到户;光线路保护;无源光网络中图分类号:TN710 文献标识码:A 文章编号:1005-8788(2005)03-0067-04The applications of tunable optical pow er splitterZENG Yun ,L IU Wen ,CHEN Long ,L U O Yong ,WU K e 2yu(Accelink Technologies Co.,Ltd.,Wuhan Research Institute of Posts &Telecommunications ,Wuhan 430074,China )Abstract :This article introduces the tunable optical power splitter developed by Accelink Technologies.It also describes the possible applications of the product in FTTH (Fiber To The Home ),OL P (Optical Line Protection )and some other network architectures.K ey w ords :tunable optical power splitter ;FTTH ;OL P ;PON1 概 述光纤城域网、光纤到户(F TTH )及光纤CA TV 的逐步普及应用,使基于光纤耦合器的光功率分配器的市场需求越来越大。
目前,市场上已经存在多种光功率分配器,这些产品的工作原理可能不同,但性能却与光纤熔融拉锥型器件基本类似。
无论是光纤型或是其它类型光功率分配器,现在都只能提供固定的分光比。
随着电信业务的发展,需要采用分光比可调的光功率分配器的场合越来越多。
武汉邮电科学研究院光迅科技有限责任公司最近在国际上首先提出了利用双折射晶体分光、合光及微光学偏振光干涉技术可以制作偏振无关的可调光功率分配器的概念,初步制作的科研样品具有插入损耗低、偏振无关和可调范围大等优点,完全达到了实用要求。
以前,在国外曾有过采用光纤型、部分挡光及部分反射型和波导型耦合器制作分光比可调的光功率分配器的报道。
如采用在普通光纤型耦合器的熔锥部分加应力的办法可以改变两个出口的分光比。
但用这些方法制作的光功率分配器都存在可调谐范围小、偏振相关度高、控制精度低和成本高等缺点,应用价值十分有限。
实际上商用分光比可调的光功率分配器,除光迅科技公司之外,至今为止在全世界尚没有一家公司可以提供。
光迅科技公司已经完成了1×2和1×4分光比可调光功率分配器科研样品的制作,并且设计了电信号可调和手动可调两种款式。
2 可调光功率分配器的应用2.1 在F TTH 中的应用为了降低F TTH 的接入费用,许多运营商采用了无源光网络(PON )技术,使得单一系统可容纳数百个用户。
另外,也有运营商采用光功率分配器级联的方法,即由多个用户共用一个用户端设备,多个用户端设备通过光功率分配器汇接至一个光线路终端(OL T )。
由于每个用户端设备所接入的用户数量不一定相同,各个用户端到OL T 的路径距离也可能不同,因此各个用户端设备所需的光信号功率可能会有很大差异,并可能随时变化。
而目前PON 中使用的都是固定的光功率分配器,不利于光功率资源的有效分配。
可调光功率分配器对多变的F TTH 市场,具有很强的针对性。
它可以通过改变自身的功率分配因素,动态地为各用户端设备分配光功率。
这样可以更好地提高网络配置的灵活性,充分利用光功率资源,提高网络的可靠性,降低投资风险。
下面举例来详细说明。
如图1所示,M 个串行连接的光功率分配器组成一个线性光网络,每个功率分配器构成一个节点P n ,每个节点有两个输出,一个输出将上行线路的光功率信号分出一部分(P in k )给其下一层子网,另一个输出将剩余的光功率信号(P out k )传送给下一个节点。
设输入功率为P in ,各功率分配器的功率分配因素为p n ,假设各节点间的线路损耗相等,节点P n 与P n -1之间的线路损耗因子是1-a n 。
第k 个节点收稿日期:2004210215作者简介:曾云(1978-),男,江西樟树人,硕士,主要研究方向为无源光器件。
762005年 第3期(总第129期) 光通信研究STUD Y ON OPTICAL COMMUNICATIONS 2005(Sum.No.129)子网所分配到的功率应为P in k =a (k -1)3P out (k -1)3p k ,式中,P out (k -1)=a (k -2)3P out (k -2)-P in (k -1),k =3,4,5,…,M ;P out M =0;p M =1。
图1 一组串联功率分配器组成的PON 光网络如果各功率分配器的功率分配因素是固定的并且相等,那么各个节点下层子网分配到的功率P in 将会沿线路从左到右依次减小。
设a n =0.7,p n =0.1,P in =1,M =5,则各节点子网功率分布如图2所示。
图2 各节点子网分配功率分布曲线由图2可知,各个节点子网所分配到的功率相差很大,最后一个节点的功率大约只有第1个节点的1/6。
这种功率不均衡的情况会给网络传输带来不利的影响。
而如果采用功率分配因素可调的光功率分配器,经过计算,对各功率分配因素取如下数值:p 1=0.086,p 2=0.134,p 3=0.222,p 4=0.407,p 5=1;则各节点P in M 均约为0.086。
由此可见,我们可以通过计算调整各节点的功率分配因素,使各节点所分配到的功率基本相当,实现各节点的功率均衡。
在实际工程中,可调光功率分配器可以按需要给各个节点分配功率。
因为在F TTH 推广的初始阶段,并不是每个节点(如一个门栋)中每家都愿意参加F TTH 计划,一个门栋中2家、4家、8家的情况都有可能。
利用可调光功率分配器,可以通过按需分配的原则,节约初始设备的投入和安装费。
另外,借助可调光功率分配器,各个节点可以共享OL T 的富裕光功率资源,任何一个门栋出故障时,它都可以迅速得到所需要的光功率补充。
2.2 在自愈环形网中的应用在城域网中,自愈环形网是一种常见的保护方式。
该方式无需人工干预,网络能从失效故障中实时、自动恢复所承载的业务。
图3所示的PON 双光纤环保护网络是一个可调功率分配器的典型应用。
由OL T 通过中央功率分配器P 0输出光信号给一系列串联连接的节点。
每个节点包含两个功率分配器,这对功率分配器与另一个2×N 功率分配器相连,继续向其下一层的各ONU 输送信号,从而形成级联结构,如图3节点K 所示。
正常情况下,光信号通过由P n 功率分配器组成的外环线路1顺时针流过各节点。
由q n 功率分配器组成的内环线路2上没有光信号。
当出现光缆切断等情况,如节点K 和K +1之间的线路被切断时,中央功率分配器将光功率P 0分成两部分,一部分沿线路1顺时针经过P 1,P 2,…,最后到达P K ;另一部分沿线路2逆时针经过q 1,q 2,…,最后到达q N -K 。
这样,信号在线路被切断的情况下仍可以流过所有节点。
图3 城域网双光纤环保护网络为了实现各节点的功率均衡,可以根据不同线路切断的情况调整各节点的功率分配因素。
以一个节点数N =10的系统为例,设节点间的线路衰减为1.5dB ,可计算得出p i 如表1所示。
表1 各节点功率分配因素调整表(N =10)ip i for N =4p i for N =6p i for N =1010 1.00090.41580.22770.1386 1.0000.08950.4150.0594 1.0000.2270.04030.4150.1380.02820.2270.0890.01910.1380.0590.01386光通信研究 2005年 第3期 总第129期 当网络处于正常状况时,外环各功率分配器按表1中N =10的情况设置,p 0设置为1,以达到各节点功率均衡。
当第4、5节点之间线路中断时,外环的功率分配因素按表1中N =4设置,内环从q 1开始按表1中N =6设置,p 0设置为0.300379,则各节点功率再次保持均衡。
节点功率随线路中断发生在不同节点K 后而略有差异,取决于K 值,如图4所示。
在线路中断情况下,N =10的系统中节点功率差异不大于5.3dB ,远远小于固定功率分配因素的系统。
图4 不同线路中断情况时节点功率比较曲线作为比较,图5给出了一个带固定功率分配因素的线性总线网络架构的节点功率分配情况。
仍然设节点间的光纤链路衰减为1.5dB ,图中3条曲线分别显示了固定功率分配因素为0.15、0.10和0.05时的功率分配情况。
如图5,在一个N =10的系统中,节点间有20dB 左右的功率差异,而相同节点数目的图3所示系统则不存在功率差异。
图5 固定功率分配因素的节点功率分布实例图可调光功率分配器不仅适用于光环形网,还可应用于任何其他如总线网络等光功率分配器串联连接进行分流的光网络。
以上所描述的是要求各节点功率均衡的例子,而在各节点所需光信号功率不同的情况下,还可以反其道而行之,调整各节点功率分配因素以满足不同节点要求。
如上面提到的实际的F TTH 计划中,在各门栋处于一条串联链路上的情况下,距离最远的门栋不仅光功率损耗最大,而且受到各种干扰的机会也较多。
可调光功率分配器可以给距离OL T 较远的门栋分配较多的光功率,大大增强其抗干扰能力。
2.3 在中长距离点对点系统中的应用可调光功率分配器还可以在中长距离点对点系统中发挥重要作用。
例如,用于光线路保护模块中。
目前国内外通用的光线路保护设计方案主要有1+1和1∶1两种。
1+1方案是在光信号的输出端口用一个1×2的光功率分配器将光信号分成两路,在接收端口,用一个1×2的光开关有选择地取其中一路接入接收机。
它的优点在于,系统可以同时对两路光信号实施监测,当发生故障时,总是选择光信号质量较好的路径。
但是,该方案将损失掉一半光功率。
1∶1方案是在光信号的输出和输入端口各部署一个1×2的光开关来实现光路径的同时切换。
光信号同一时间只在一条线路中传输。
