광 커플러, 스플리터와 방향성 커플러는 완전히 분리된 분류가 아닙니다. 커플러는 넓은 명칭, 스플리터는 분배 기능, 방향성 커플러는 방향을 가진 결합 구조를 뜻할 수 있습니다. 이름만으로 50:50 또는 90:10, 파장과 허용 전력이 정해지지 않습니다.
1. 명칭과 포트 구성
1×2 또는 1×N 스플리터는 한 입력을 여러 출력으로 분배합니다. 균등 분배와 비균등 분배가 모두 가능합니다. 2×2에서는 두 입력과 두 출력의 관계를 확인합니다.
광 방향성 커플러에서는 인접 도파로가 특정 진행 방향의 모드를 결합할 수 있습니다. 포트 번호와 입사 방향 없이 출력 위치를 이름으로만 결정하지 않습니다.
상호적인 커플러는 아이솔레이터가 아닙니다. 다른 방향성 포트 관계를 만드는 서큘레이터와도 구분합니다. RF 부품의 접속도를 모든 광 부품에 그대로 적용하지 않습니다.
2. 분배와 실제 손실
출력 i의 삽입 손실은 ILi = −10 log10(Pi/Pin)입니다. 초과 손실 EL = −10 log10(ΣPout/Pin)은 관련 출력의 합을 사용하여 이상적 분배와 추가 손실을 구분합니다.
| 비율 | 입력 대비 출력 감소 |
|---|---|
| 50:50 | 각각 약 3.01 dB. |
| 90:10 | 주 경로 약 0.46 dB, 분기 10.00 dB. |
| 1×8 균등 | 각각 약 9.03 dB. |
| 1×32 균등 | 각각 약 15.05 dB. |
다른 출력으로 간 절반의 전력이 모두 내부에서 열이 된 것은 아닙니다. 입력의 10%를 받는 분기에 전체 삽입 손실 0.5 dB 미만을 적용할 수도 없습니다.
초과 손실이 0.20 dB이고 남은 출력 전력을 90:10으로 나눈다는 가정이면 각각 약 0.66 dB와 10.20 dB입니다. 비율의 정의, 편파와 측정 파장을 함께 확인합니다.
3. 제조 방식과 파장 특성
FBT는 융착하고 늘린 광섬유를 사용하며 PLC는 평면 광 회로를 뜻합니다. 제조 방식과 분배 기능은 별개의 분류입니다.
결합 길이, 굴절률과 형상이 스펙트럼 응답에 영향을 줍니다. 모든 FBT가 협대역이거나 모든 PLC가 1260–1650 nm에서 보증되는 것은 아닙니다.
WDM은 지정된 파장 영역을 분리하거나 합칩니다. 통과 및 차단 영역은 단순 전력 분배 외의 조건입니다.
RF 방향성 결합기의 의미
RF에서는 방향별 분기가 진행파와 반사파의 일부를 측정하도록 구성될 수 있습니다. 포트, 종단과 교정이 유효한 관계를 정합니다. 결합기가 부하에서 생긴 반사 자체를 없애는 것은 아닙니다.
결합도, 격리와 방향성은 다릅니다. 유한한 방향성 때문에 작은 반사에 누설이 겹칠 수 있습니다. 모든 제품과 주파수에 40 dB라는 공통값을 적용하지 않습니다.
검파 다이오드는 분기 RF를 측정 가능한 출력으로 바꿀 수 있지만 그것만으로 전체 방향성 결합망이 되지는 않습니다. 변환 곡선, 입력 수준, 온도와 종단이 맞아야 합니다.
모니터링과 네트워크 분배
광 모니터링 분기에서는 주 경로 여유와 센서 감도로 비율을 선택합니다. 네트워크에서는 분배, 섬유와 접속 손실을 합쳐 송신 전력 및 수신 한계와 비교합니다.
1×32 구성에 반드시 EDFA가 필요한 것은 아닙니다. 서비스와 구조에 따라 결정하며 증폭기의 파장과 진행 방향을 확인합니다.
역방향 동작과 선정
상호성은 두 입력의 전력을 언제나 한 출력에 완전히 무손실로 모은다는 뜻이 아닙니다. 같은 파장의 결맞는 신호에서는 상대 위상이 분배에 영향을 주며 비결맞는 신호는 적절한 평균 해석이 필요합니다.
- 포트 그림, 분배비와 허용 오차.
- 파장, 섬유와 편파.
- 삽입·초과·편파 의존 손실.
- 반사, 원치 않는 결합과 측정 조건.
- 연속·피크 전력과 환경.
FBT는 모두 10 W, PLC는 모두 1 W라는 한계는 근거가 없습니다. RP Photonics의 광섬유 커플러와 RF 방향성 커플러를 참고하고 실제 구성의 자료로 선택합니다.
