光无源器材是光纤通信设备的重要组成部分。它是一种光学元器材，其工艺原理恪守光学的根本规律及光线理论和电磁波理论、各项技能目标、多种核算公式和各种测验办法，与纤维光学、集成光学休戚相关;因而它与电无源器材有实质的差异。
光无源器材是光纤通信设备的重要组成部分。它是一种光学元器材，其工艺原理恪守光学的根本规律及光线理论和电磁波理论、各项技能目标、多种核算公式和各种测验办法，与纤维光学、集成光学休戚相关;因而它与电无源器材有实质的差异。在光纤有线电视中，其起着衔接、分配、阻隔、滤波等效果。实践上光无源器材有许多种，限于篇幅，此处仅叙述常用的几种——光分路器、光衰减器、光阻隔器、衔接器、跳线、光开关。
一、光纤活动衔接器
1. 活动衔接器
光纤活动衔接器是完结光纤之间活动衔接的无源光器材，它还有将光纤与有源器材、光纤与其它无源器材、光纤与体系和外表进行衔接的功用。活动衔接器伴随着光通信的开展而开展，现在已构成类别彻底、种类繁多的体系产品，是光纤运用领域中不行短少的、运用最广泛的根底元件之一。
尽管光纤(缆)活动衔接器在结构上千差万别，种类上多种多样，但按其功用能够分红如下几部分：衔接器插头、光纤跳线、转换器、变换器等。这些部件能够独自作为器材运用，也能够合在一起成为组件运用。实践上，一个活动衔接器习惯上是指两个衔接器插头加一个转换器。
(1) 衔接器插头
使光纤在转换器或变换器中完结插拔功用的部件称为插头，衔接器插头由插针体和若干外部机械结构零件组成。两个插头在刺进转换器或变换器后能够完结光纤(缆)之间的对接;插头的机械结构用于对光纤进行有用的维护。插针是一个带有微孔的精细圆柱体，其首要尺度如下：
外径：Ф2.499±0.0005mm
外径不圆度0.0005mm
微孔直径：Ф126±0.5μm
微孔偏疼量1μm
微孔深度：4mm 或 10mm
插针外圆柱体光洁度：14
端面曲率半径：20-60mm
插针的资料有不锈钢、全陶瓷、玻璃和塑料几种。现在商场上用得最多的是陶瓷，陶瓷资料具有极好的温度安稳性，耐磨性和抗腐蚀才能，但价格也较贵。塑料插头价格便宜，但不经用。商场上也有较多插头在选用塑料假充陶瓷，工程人员在购买时请留意辨认。
插针和光纤相结合成为插针体。插针体的制造是将选配好的光纤刺进微孔中，用胶固定后，再加工其端面，插头端面的曲率半径对反射损耗影响很大，一般曲率半径越小，反射损耗越大。插头按其端面的形状可分为3类：PC型、SPC型、APC型。PC型插头端面曲率半径最大，近乎平面触摸，反射损耗最低;SPC型插头端面的曲率半径为20mm，反射损耗可达45dB，刺进损耗能够做到小于0.2dB;反射损耗最高的是APC型，它除了选用球面触摸外，还把端面加工成斜面，以使反射光反射出光纤，防止反射回光发射机。斜面的倾角越大，反射损耗越大，但刺进损耗也随之增大，一般取倾角为8°±0.2°，此刻刺进损耗约0.2dB，反射损耗可达60dB，在CATV体系中一切的光纤插头端面均为APC型。要想确保插针体的质量，光纤的几许尺度有必要到达下列要求：光纤外径比微孔直径小0.0005mm;光纤纤芯的不同轴度小于0.0005mm。因而，插针和光纤以及两者的选配对衔接器插头的质量影响极大，也是衔接器插头质量好坏的要害。不同厂家的产品工艺水平不相同，因而不同就很大，在实践运用中，自己也曾屡次碰到一个插头插损1dB以上的状况，而正常值一般小于0.3dB。在工程运用中，不要小看一个小小的插头，质量低质的插头对体系的影响是和很大的;在选购时必定要选用诺言高、闻名厂家的产品。
(2)跳线
将一根光纤的两头都装上插头，称为跳线。衔接器插头是跳线的特别状况，即只在光纤的一头装有插头。在工程及外表运用中，许多运用着各种类型、标准的跳线，跳线中光纤两头的插头能够是同一类型，也能够是不同的类型。跳线能够是单芯的，也能够是多芯的。跳线的价格首要由接头的质量决议。因而价格也相差较大。在选用跳线时，本着质优价廉去选是不错，但必定不要买质次价低的产品。
(3)转换器
把光纤接头衔接在一起，然后使光纤接通的器材称为转换器，转换器俗称法兰盘。在CATV体系中用得最多的是FC型衔接器;SC型衔接器因运用方便、价格低廉，能够密布设备等长处，运用远景也不错，除此地外，ST型衔接器也有必定数量的运用。
a.FC型衔接器。 FC型衔接器是一种用螺纹衔接，外部元件选用金属资料制造的圆形衔接器。它是我国选用的首要种类，在有线电视光网络体系中许多运用;其有较强的抗拉强度，能习惯各种工程的要求。
b.SC型衔接器。SC型衔接器外壳选用工程塑料制造，选用矩形结构，便于密布设备;不必螺纹衔接，能够直接插拔，操作空间小。实用于高密布设备，运用方便。
c.ST型衔接器。 ST型衔接器选用带键的卡口式锁紧结构，确保衔接时精确对中。
这三种衔接器尽管外观不相同，但中心元件–套筒是相同的。套筒是一个加工精细的套管(有开口和不开口两种)，两个插针在套筒中对接并确保两根光纤的对准。其原理是：以插针的外圆柱面为基准面，插针与套筒之间为紧合作;当光纤纤芯外圆柱面的同轴度、插针的外圆柱面和端面、以及套筒的内孔加工的十分精细时，两根插针在套筒中对接，就完结了两根光纤的对准。
下面具体讲一下套筒。套筒有两种结构：开口套筒与不开口套筒。 a.开口套筒。开口套筒在衔接器中运用最遍及，其首要尺度为 ：外径：Ф3.2±0.01mm，内径Ф2.5±0.02mm，内孔光洁度：14;弹性形变：小于0.0005mm，插针刺进或拔出套筒的力：3.92-5.88N。开口套筒选用高弹性的资料，如磷青铜、铍青铜和氧化锆陶瓷制造，当插针刺进套筒之后，套筒对插针的夹持力应坚持安稳，这三种资料制造的套筒都在运用，但以铍青铜和氧化锆陶瓷居多。 b.不开口套筒。不开口套筒在衔接器中运用较少，在光纤与有源器材的衔接中运用较多，其外型尺度与开口套筒根本上共同。不同之处在于它的内孔直径为ф2.5+0.0005mm，即比插针的外径大1μm;既让插针能够顺畅刺进，一起空隙也不能太大，确保光纤与有源器材(如激光管、探测器)衔接时，重复性、交换性到达要求的目标。
上述三种类型的转换器，只能对同类型的插头进行衔接，对不同类型插头的衔接，就需求下面三种转换器。即：FC/SC型转换器–用于FC与SC型插头互连;FC/ST型转换器–用于FC与ST型插头互连，SC/ST型转换器–用于SC与ST型插头互连。商场上的法兰盘价格凹凸之间相关数倍，其实讲完这些，读者也应该理解原因在何处。
(4)变换器
将某一种类型的插头变换成另一类型插头的器材叫做变换器，该器材由两部分组成，其间一半为某一类型的转换器，另一半为其它类型的插头。运用时将某一类型的插头刺进同类型的转换器中，就变成其它类型的插头了。在实践工程运用中，往往会遇到这种状况，即手头上有某种类型的插头，而外表或体系中是另一类型的转换器，互相配不上，不能作业。假如备有这种类型的变换器，问题就方便的解决了。关于FC、SC、ST三种衔接器，要做到能彻底交换，有下述6种变换器。SC-FC，将SC插头变换成FC插头;ST-FC将ST插头变换成FC插头;FC-SC将FC插头变换成SC插头;FC-ST将FC插头变换成ST插头，SC-ST将SC插头变换成ST插头;ST-SC将ST插头变换成SC插头。
实践上光纤的活动衔接除了选用上述的活动衔接器外，假如是紧迫抢修断光缆，而手头又没有熔接机，一般选用一种机械衔接头(也称快速接线子)处理。其运用一个玻璃微细管来定位，用一套机械设备来紧固光纤，运用时先切开光纤，对端面进行清洁处理，光纤端头保存6-8mm，然后将光纤的两个端面在玻璃微细管的中心对准后夹紧，拧紧两头的螺帽即可完结光纤的牢靠衔接。这种机械衔接头的长度约40mm，直径不超越5.7mm，均匀刺进损耗小于0.4dB，反射损耗大于50dB，抗拉强度大于1.25kg，更重要的是安装时刻极短，的确是一种快速抢修必备东西。
2.光纤活动衔接器的表征目标
(1) 刺进损耗
刺进损耗界说为光纤中的光信号经过活动衔接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝比。其表达式为IL=-10loy PI/PO(dB)，其间PO-输入端的光功率，PI-输出端的光功率。刺进损耗越小越好。从理论上讲影响刺进损耗的首要要素有以下几种：纤芯错位损耗、光纤歪斜损耗、光纤端面空隙损耗、光纤端面的菲涅耳反射损耗、纤芯直径不同损耗、数值孔径不同损耗。不论那种损耗都和出产工艺有关，因而出产工艺技能是要害。
(2) 回波损耗
回波损耗又称反射损耗，是指在光纤衔接处，后向反射光相关于输入光的比率的分贝数，其表达式为RL=-10loy Pr/PO dB，其间PO-输入光功率，Pr-后向反射光功率。 反射损耗愈大愈好，以削减反射光对光源和体系的影响。改善回波损耗的途径只要一个，行将插头端面加工成球面或斜球面。球面触摸，使纤芯之间的空隙接近于“0”，到达“物理触摸”，使端面空隙和屡次反射所引起的刺进损耗得以消除，从面使后向反射光大为削减。斜球面触摸除了完结光纤端面的物理触摸以外，还能够将弱小的后向光加以旁路，使其难以进入本来的纤芯，斜球面触摸能够使回波损耗到达60dB以上，乃至到达70dB。关于插头的类型界说前面已述，此处不多讲。在CATV体系中都选用APC型端面的接头，这种接头的反射损耗彻底能够到达体系要求，当然加工工艺欠好的APC接头反射损耗比PC型接头的还要低也是或许的。
(3) 重复性
重复性是指对同一对插头，在同一只转换器中，屡次插拔之后，其刺进损耗的改动规模，单位用dB标明。插拔次数一般取5次，先求出5个数据的均匀值，再核算相关于均匀值的改动规模。功用安稳的衔接器的重复性应小于±0.1dB。重复性和运用寿命是有差异的，前者是在有限的插拔次数内，刺进损耗的改动规模;后者是指在插拔必定次数后，器材就不能确保完好无缺了。
(4) 交换性
交换性是指不同插头之间或许同转换器恣意置换之后，其刺进损耗的规模。这个目标更能阐明衔接器功用的共同性。质量较好的衔接器，其交换性应能操控在±0.15dB以内。
重复性和交换性查核衔接器结构规划和加工工艺的合理与否，也是标明衔接器实用化的重要标志。质量好的跳线和转换器，其重复性和交换性是合格的，即使是不同厂家的产品在一起运用;质量低质的产品即使是同一厂家的产品也很差。更不必说不同厂家产品混合运用的状况。
3、活动衔接器的运用
活动衔接器一般用于下述方位：①光端机到光配接箱之间选用光纤跳线;②在光配线箱内选用法兰盘将光端机来的跳线与引出光缆相连的尾纤连通;③各种光测验仪一般将光跳线一端头固定在测验口上另一端与测验点衔接;④光端机内部选用尾纤与法兰盘相连以引出引进光信号;⑤光发射机内部，激光器输出尾纤经过法兰盘与体系骨干尾纤相连;⑥光分路器的输入、输出尾纤与法兰盘的活动衔接。
二、光分路器
与同轴电缆传输体系相同，光网络体系也需求将光信号进行耦合、分支、分配，这就需求光分路器来完结，光分路器是光纤链路中最重要的无源器材之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器材，常用M×N来标明一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV体系中运用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。
1.光分路器的分光原理
光分路器按原理能够分为光纤型平和面波导型两种，光纤熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行旁边面熔接而成;光波导型是微光学元件型产品，选用光刻技能，在介质或半导体基板上构成光波导，完结分支分配功用。这两种型式的分光原理相似，它们经过改动光纤间的消逝场彼此耦合(耦合度，耦合长度)以及改动光纤纤半径来完结不同巨细分支量，反之也能够将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制造办法简略、价格便宜、简单与外部光纤衔接成为一全体，并且能够耐孚机械振动和温度改动等长处，现在成为商场的干流制造技能。
熔融拉锥法便是将两根(或两根以上)除掉涂覆层的光纤以必定的办法靠扰，在高温加热下熔融，一起向两边拉伸，终究在加热区构成双锥体方式的特别波导结构，经过操控光纤改动的视点和拉伸的长度，可得到不同的分光份额。最终把拉锥区用固化胶固化在石英基片上刺进不锈铜管内，这便是光分路器。这种出产工艺因固化胶的热膨胀系数与石英基片、不锈钢管的不共同，在环境温度改动时热胀冷缩的程度就不共同，此种状况简单导致光分路器损坏，特别把光分路放在户外的状况更甚，这也是光分路简单损坏得最首要原因。关于更多路数的分路器出产能够用多个二分路器组成。
2.光分路器的常用技能目标
(1) 刺进损耗
光分路器的刺进损耗是指每一路输出我相关于输入光丢失的dB数，其数学表达式为：Ai=-10lg Pouti/Pin ，其间Ai是指第i个输出口的刺进损耗;Pouti是第i个输出端口的光功率;Pin是输入端的光功率值。
(2) 附加损耗
附加损耗界说为一切输出端口的光功率总和相关于输入光功率丢失的dB数。值得一提的是，关于光纤耦合器，附加损耗是表现器材制造工艺质量的目标，反映的是器材制造进程的固有损耗，这个损耗越小越好，是制造质量好坏的查核目标。而刺进损耗则仅标明各个输出端口的输出功率状况，不只有固有损耗的要素，更考虑了分光比的影响。因而不同的光纤耦合器之间，刺进损耗的差异并不能反映器材制造质量的好坏。关于1*N单模标准型光分路器附加损耗如下表所示：
(3) 分光比
分光比界说为光分路器各输出端口的输出功率比值，在体系运用中，分光比的确定是依据实践体系光节点所需的光功率的多少，确认适宜的分光比(均匀分配的在外)，光分路器的分光比与传输光的波长有关，例如一个光分路在传输1.31 微米的光时两个输出端的分光比为50：50;在传输1.5μm的光时，则变为70：30(之所以呈现这种状况，是因为光分路器都有必定的带宽，即分光比根本不变时所传输光信号的频带宽度)。所以在订做光分路器时必定要注明波长。
(4) 阻隔度
阻隔度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的阻隔才能。在以上各目标中，阻隔度关于光分路器的含义更为严重，在实践体系运用中往往需求阻隔度到达40dB以上的器材，否则将影响整个体系的功用。
别的光分路器的安稳性也是一个重要的目标，所谓安稳性是指在外界温度改动，其它器材的作业状况改动时，光分路器的分光比和其它功用目标都应根本坚持不变，实践上光分路器的安稳性彻底取决于出产厂家的工艺水平，不同厂家的产品，质量悬殊恰当大。在实践运用中，自己也的确碰到许多质量低质的光分路器，不只功用目标劣化快，并且损坏率恰当高，作于光纤干线的重要器材，在选购时必定加以留意，不能光看价格，工艺水平低的光分路价格必定低。
三、光衰减器
光衰减器是一种十分重要的纤维光学无源器材，是光纤CATV中的一个不行短少的器材。到现在为止商场上现已构成了固定式、步进可调式、接连可调式及智能型光衰减器四种系列。
1、衰减器的衰减原理
光衰减器的类型许多，不同类型的衰减器别离选用不同的作业原理。
① 位移型光衰减器
众所周知，当两段光纤进行衔接时，有必要到达恰当高的对中精度，才能使光信号以较小的损耗传输曩昔。反过来，假如将光纤的对中精度做恰当的调整，就能够操控其衰减量。位移型光衰减器便是依据这个原理，有意让光纤在对接时，产生必定的错位。使光能量丢失一些，然后到达操控衰减量的意图，位移型光衰减器又分为两种：横向位移型光衰减器、轴向位移型光衰减器。横向位移型光衰减器是一种比较传统的办法，因为横向位移参数的数量级均在微米级，所以一般不必来制造可变衰减器，仅用于固定衰减器的制造中，并选用熔接或粘接法，到现在仍有较大的商场，其长处在于回波损耗高，一般都大于60dB。轴向位移型光衰减器在工艺规划上只要用机械的办法将两根光纤摆开必定间隔进行对中，就可完结衰减的意图。这种原理首要用于固定光衰减器和一些小型可变光衰减器的制造。
② 薄膜型光衰减器
这种衰减器运用光在金属薄膜外表的反射光强与薄膜厚度有关的原理制成。假如玻璃衬底上蒸镀的金属薄膜的厚度固定，就制成固定光衰减器。假如在光纤中斜向刺进蒸镀有不同厚度的一系列圆盘型金属薄腊的玻璃衬底，使光路中刺进不同厚度的金属薄膜，就能改动反射光的强度，即可得到不同的衰减量，制成可变衰减器。
③ 衰减片型光衰减器
衰减片型光衰减器直接将具有吸收特性的衰减片固定在光纤的端面上或光路中，到达衰减光信号的意图，这种办法不只能够用来制造固定光衰减器，也可用来制造可变光衰减器。
