Optische Koppler, Splitter und Richtkoppler sind keine vollständig getrennten Kategorien. Koppler kann den Oberbegriff, Splitter die Aufteilungsfunktion und Richtkoppler eine richtungsabhängige Kopplungsstruktur bezeichnen. Name allein bestimmt weder 50:50 oder 90:10 noch Wellenlänge und Belastbarkeit.
1. Bezeichnung und Portanordnung
Ein 1×2- oder 1×N-Splitter verteilt Licht eines Eingangs auf mehrere Ausgänge. Es gibt gleiche und ungleiche Aufteilungen. Bei 2×2-Kopplern ist die Zuordnung beider Eingangs- und Ausgangsseiten zu prüfen.
In einem optischen Richtkoppler können benachbarte Wellenleiter Moden mit bestimmter Ausbreitungsrichtung koppeln. Ohne Portnummern und Einfallsrichtung lässt sich der Ausgang nicht aus dem Namen allein ableiten.
Ein reziproker Koppler ist kein Isolator. Er ist auch vom Zirkulator zu unterscheiden, der andere gerichtete Portbeziehungen bietet. Übertragen Sie eine RF-Anschlussskizze nicht ungeprüft auf jedes optische Bauteil.
2. Aufteilung und Verlust
Die Einfügedämpfung zum Ausgang i lautet ILi = −10 log10(Pi/Pin). Die Überschussdämpfung EL = −10 log10(ΣPout/Pin) verwendet die Summe der relevanten Ausgänge und trennt zusätzliche Verluste von idealer Aufteilung.
| Verhältnis | Abnahme je Ausgang gegenüber Eingang |
|---|---|
| 50:50 | Je etwa 3,01 dB. |
| 90:10 | Hauptpfad etwa 0,46 dB, Abzweig 10,00 dB. |
| 1×8 gleich | Je etwa 9,03 dB. |
| 1×32 gleich | Je etwa 15,05 dB. |
Die Hälfte der Leistung an einem anderen Ausgang ist nicht automatisch Wärme im Bauteil. Ebenso kann ein 10%-Abzweig nicht eine gesamte Einfügedämpfung unter 0,5 dB haben.
Bei angenommenen 0,20 dB Überschussdämpfung und 90:10-Verteilung der verbleibenden Ausgangsleistung entstehen etwa 0,66 und 10,20 dB Einfügedämpfung. Prüfen Sie Verhältnisdefinition, Polarisation und Messwellenlänge.
3. Fertigungsart und Wellenlängenabhängigkeit
FBT verwendet verschmolzene und gezogene Fasern; PLC bezeichnet eine planare Lichtwellenschaltung. Fertigungsart und Verteilungsfunktion sind verschiedene Einteilungen.
Koppellänge, Brechungsindex und Geometrie beeinflussen den Spektralverlauf. Nicht jeder FBT-Koppler ist schmalbandig und nicht jeder PLC-Splitter für 1260–1650 nm garantiert.
WDM-Komponenten trennen oder vereinigen definierte Wellenlängenbereiche. Ihre Durchlass- und Sperrbereiche gehen über die einfache Leistungsaufteilung hinaus.
RF-Doppelrichtkoppler und Detektordioden
Im HF-Messaufbau dienen getrennte richtungsabhängige Abgriffe dazu, Anteile der vor- und rücklaufenden Welle auszuwerten. Portplan, Abschluss und Kalibrierung bestimmen die gültige Zuordnung.
Kopplung, Isolation und Richtschärfe sind unterschiedliche Größen. Endliche Richtschärfe kann eine kleine Reflexion überlagern. Ein pauschaler Wert von 40 dB gilt nicht für jeden Koppler und jede Frequenz.
Eine Detektordiode kann das abgetastete RF-Signal in eine auswertbare Größe umsetzen. Sie ist nicht allein das gesamte Richtkopplernetzwerk. Übertragungskennlinie, Pegel, Temperatur und Abschluss müssen zur Messung passen.
Überwachung und Netzverteilung
Für einen optischen Überwachungsabgriff wählen Sie das Verhältnis nach Hauptpfadreserve und Detektorempfindlichkeit. Für ein Kommunikationsnetz addieren Sie Aufteilung, Faser- und Anschlussverluste und vergleichen Sendeleistung und Empfangsgrenzen.
Ein 1×32-System braucht nicht zwingend einen EDFA. Dienst und Architektur entscheiden; bei Verstärkern sind Wellenlänge und Übertragungsrichtung zu prüfen.
Rückwärtsbetrieb und Auswahl
Reziprozität bedeutet nicht, dass zwei Eingänge verlustfrei vollständig zu einem Ausgang summiert werden. Bei kohärenten Signalen gleicher Wellenlänge beeinflusst ihre relative Phase die Verteilung; inkohärente Signale benötigen eine entsprechende Mittelwertbetrachtung.
- Portplan, Teilungsverhältnis und Toleranz.
- Wellenlänge, Faser und Polarisation.
- Einfüge-, Überschuss- und polarisationsabhängige Verluste.
- Reflexion, unerwünschte Kopplung und Messbedingungen.
- Dauer- und Spitzenleistung sowie Umweltbedingungen.
Eine allgemeine Grenze von 10 W für FBT und 1 W für PLC ist unbegründet. Grundlagen liefern RP Photonics zu Faserkopplern und Microwaves101 zu RF-Richtkopplern. Die konkrete Baugruppe bestimmt die Spezifikation.
