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光受動素子は通信機器の重要な構成部品であるだけでなく、他の光部品の応用分野にも欠かせません。高い反射損失、低い挿入損失、高い信頼性、安定性、機械的な耐摩耗性、耐腐食性、操作の容易さなどの特性を備え、長距離通信、LAN、光ファイバー、映像伝送、光ファイバーセンサー計測などに広く使用されています。半導体レーザー、発光ダイオード、フォトダイオード、光ファイバーアンプなどの光電子デバイスと比較すると、「能動素子」は、発光、増幅、光電変換を行わない光デバイスであり、しばしば「受動素子」と呼ばれます。
光受動原理、機能、インジケータ
これは光学部品であり、そのプロセスは光学と照明理論と電磁気理論の基本法則に準拠しており、さまざまな技術指標、さまざまな公式、さまざまなテスト方法があり、光ファイバー、集積光学と密接に関連しています。そのため、電気受動部品とは本質的に異なります。 受動部品の種類は多種多様で、機能と形式が異なりますが、光ファイバー通信ネットワークには非常に欠かせないデバイスを使用しています。 主な受動部品には 、光ファイバーコネクタ、光ファイバーケーブルコネクタ、光ファイバー カプラ、光スイッチ、 光マルチプレクサ （コンバイナとスプリッタ）、 光スプリッタ、光アイソレータ 、光減衰器、光フィルタリングなどがあります。
その役割をまとめると、光導波路または光パスの接続、光の伝播方向の制御、光パワーの分布の制御、光導波路間、デバイスと光導波路間、およびデバイス間の光結合の制御、全波とスター波などです。受動デバイスの主要な技術指標の評価には、挿入損失、反射損失、帯域幅、帯域内および帯域外、電力分配誤差、波長分離、チャネル分離、チャネル幅、消光比、スイッチング速度、変調速度などが含まれます。デバイスによって必要な技術指標は異なりますが、ほとんどの受動デバイスでは、低い挿入損失、高い反射損失、広い帯域幅、そして広い帯域幅が求められます。
その役割をまとめると、光導波路または光パスの接続、光の伝播方向の制御、光パワーの分布の制御、光導波路間、デバイスと光導波路間、およびデバイス間の光結合の制御、全波とスター波などです。受動デバイスの主要な技術指標の評価には、挿入損失、反射損失、帯域幅、帯域内および帯域外、電力分配誤差、波長分離、チャネル分離、チャネル幅、消光比、スイッチング速度、変調速度などが含まれます。デバイスによって必要な技術指標は異なりますが、ほとんどの受動デバイスでは、低い挿入損失、高い反射損失、広い帯域幅、そして広い帯域幅が求められます。
光パッシブカテゴリ
(A) アクティブ光ファイバケーブルコネクタ
光ファイバケーブルコネクタは、2本のアクティブ光ファイバを接続して連続した光路を形成し、受動部品の繰り返し組立・分解が可能です。また、光ファイバケーブルとアクティブデバイス、光ファイバケーブルとその他の受動部品、光ファイバケーブルとシステムや計測機器との接続にも使用されます。アクティブコネクタは光通信の発展に伴い、現在では幅広い製品群を形成し、光ファイバアプリケーションに不可欠な、最も広く使用されている基盤部品となっています。アクティブコネクタの
機能は、コネクタプラグ、光ファイバジャンパー、コンバータ、インバータなどに分けられます。これらの部品は、デバイスとして単独で使用することも、複数の部品を組み合わせて使用することもできます。実際、アクティブコネクタは、2つのコネクタプラグとコンバータを組み合わせたものを指します。
コネクタプラグ：コンバータまたはコンバータ機能を持つプラグ部品は、コネクタプラグ本体と外部の機械部品から構成されます。2つのプラグをコンバータまたはコンバータに挿入することで、光ファイバ（ケーブル）間の突き合わせが可能になります。プラグの機械構造は、光ファイバを効果的に保護します。ピンは微細孔を持つ円筒形です。
光ファイバージャンパー：2本の光ファイバーにジャンパーと呼ばれるプラグが取り付けられます。ジャンパーコネクタプラグは特殊なケースで、光ファイバーの片端にのみプラグが取り付けられます。エンジニアリングや計測機器の用途では、様々なモデルのジャンパーが広く使用されています。2本の光ファイバーに同じモデルのジャンパープラグを使用することも、異なるモデルのジャンパープラグを使用することもできます。ジャンパーは単芯の場合もあれば、多芯の場合もあります。ジャンパーの価格は、主に接合部の品質によって決まります。そのため、価格も大きく異なります。ジャンパーを選ぶ際には、高品質で安価なものを選ぶべきですが、品質が劣る製品を購入してはいけません。
コンバータ：光ファイバーコネクタは、光ファイバーをコンバータと呼ばれる装置に接続するために相互に接続されます。コンバータはフランジと呼ばれます。CATVシステムで最もよく使用されるのはFC型コネクタです。SC型コネクタは、使いやすく、安価で、設置が簡単であることなどから、将来性も高く、地球外用途以外にも、ST型コネクタも一定の用途があります。
インバータ: あるタイプのプラグを別のタイプのプラグに変換するデバイスをプラグコンバータと呼びます。このデバイスは 2 つの部分で構成され、半分は 1 つのモデルのコンバータで、残りの半分は他のタイプのプラグ用です。 特定のモデルのプラグコンバータを他のタイプのプラグに使用すると、他のタイプのプラグになります。 実際のエンジニアリングアプリケーションでは、プラグに何らかの手がかかっている場合、機器またはシステムが別のモデルのコンバータである場合、お互いに十分に機能しないという状況によく遭遇します。 このタイプのコンバータを装備すれば、問題は解決します。 FC、SC、ST の 3 つの接続デバイスに対して、以下の 6 つのコンバータと完全に互換性があります。 SC-FC、SC プラグは FC プラグを変換します。 ST-FC は FC ST プラグに変換します。 FC-SC は SC FC プラグコネクタに変換します。 FC-ST は ST FC プラグに変換します。 SC-ST は SC ST コネクタプラグに変換します。
(B) 光減衰器
光減衰器は、一定量の光パワーを減衰できる装置です。光減衰器は、大きく分けて固定型と可変型に分けられます。固定型減衰器と可変型減衰器の主な指標は、減衰精度、精密度、安定性または再現性、そして適用波長域です。
固定光減衰器は、光エネルギーの光路の減衰量を固定し、主にその優れた温度特性のために使用されます。 システムのデバッグでは、アナログ光信号が光ファイバーを通過する際の減衰と、対応する中継局または室内の光パワーの低下によって光受信機が飽和するのを防ぐのによく使用されます。また、光測定器の校正のために校正されることもあります。 異なる回線インターフェイスごとに、異なる固定減衰器を使用できます。インターフェイスがピグテール タイプの場合は、2 つの光ファイバー セクション間の光路に溶接されたピグテール タイプ光減衰器を使用できます。 システムをデバッグする場合は、コネクタ インターフェイス コンバーターまたはインバーター タイプ固定減衰器を使用します。 実際のアプリケーションでは、多くの場合、光減衰器の減衰量をユーザーのニーズに合わせて変更する必要があります。 そのため、可変減衰器のアプリケーション範囲は広くなります。例えば、EDFA、CATV光システムの設計マージンが実際のシステムと全く同じではなく、システムの光パワーマージンをBER評価で評価して受信機が飽和するのを防ぐために、システムに可変光減衰器を挿入する必要があります。また、光ファイバー（パワーメーターやOTDRなど）の測定、キャリブレーションにも可変減衰器を使用します。 市場の需要の観点から、一方では、光減衰器の開発は小型化、シリアル化、低価格の方向に向かっています。 一方では、一般的なタイプの光減衰器のため、光減衰器は高性能、インテリジェントな光減衰器、高リターンロス光減衰器に向かって開発方向に向かっています。
（C） 光スイッチ
光スイッチは光パス制御装置であり、光パスの切り替えは光ファイバー伝送ネットワークおよびさまざまな光スイッチングシステムで役割を果たし、コンピューター制御でスペクトル交換を実現し、端末間、センター端末と配信情報の間でのインテリジェンス交換を実現します。通常の光伝送システムでは、アクティブとスタンバイの切り替えのための光パスは光ファイバー、光デバイス、光ファイバーセンサーネットワークのテストに使用できます。光ファイバー伝送システム、測定機器、またはセンサーシステムは、安定性と信頼性が高く、使いやすくなります。CATV
光ネットワークでは、ケーブルシステムの中断のない運用を確保するために、バックアップ光送信機を備える必要があります。動作中の光送信機に障害が発生した場合、光スイッチを使用することで、非常に短い時間（1ミリ秒未満）でバックアップ光送信機アクセスシステムが正常に動作していることを確認できます。
光スイッチは、その動作原理から、機械式と非機械式の2種類に分けられます。機械式光スイッチは、光ファイバまたは光部品を移動させることで光路を変化させます。現在市販されている光スイッチは一般的に機械式光スイッチで、挿入損失が低く（通常1.5dB未満）、アイソレーションが高く（通常45dB以上）、偏光波長の影響を受けないという利点があります。非機械式光スイッチは、電気光学効果、磁気光学効果、音光効果、熱光学効果を利用して導波路の屈折率を変化させることで光路を変化させる新しい技術です。このタイプのスイッチの利点は、スイッチング時間が短く、サイズが小さく、光または電気光学素子との統合が容易であることです。欠点は、挿入損失が大きく、アイソレーションが低いことです。
（D） WDM マルチプレクサとデマルチプレクサ
光波長分割多重（WDM）技術は、光ファイバ内で複数の波長の光を同時に搬送波信号として伝送します。各搬送波はFDMまたはTDMモードを採用し、それぞれが複数のアナログまたはデジタル信号を搬送します。基本原理は、送信側で異なる波長の光信号を結合（多重化）し、同じ光ファイバーケーブルに接続して伝送し、受信側でこれらの結合された信号を異なる波長に分離（多重解除）し、さらに処理して別の端末に元の信号を復元することです。そのため、この技術は光波長分割多重化、短波長分割多重化技術と呼ばれます。
WDM技術は、ネットワークのアップグレードと拡張、ブロードバンドサービスの発展、光ファイバー帯域幅容量のマイニング、超高速通信などに大きな意義があり、特にエルビウム添加光ファイバー増幅器（EDFA）と組み合わせると、WDMネットワークは現代の情報の魅力をより強力にします。
WDMは、MANアクセス層向けの低コストのWDM伝送技術です。 原理的には、CWDM光マルチプレクサは、異なる波長の光信号を1本の光ファイバーに多重化して伝送し、リンクの受信側で、光ファイバー内の光デマルチプレクサを使用して信号を異なる波長の信号に混合し、対応する受信デバイスに接続します。
光ファイバケーブルコネクタは、2本のアクティブ光ファイバを接続して連続した光路を形成し、受動部品の繰り返し組立・分解が可能です。また、光ファイバケーブルとアクティブデバイス、光ファイバケーブルとその他の受動部品、光ファイバケーブルとシステムや計測機器との接続にも使用されます。アクティブコネクタは光通信の発展に伴い、現在では幅広い製品群を形成し、光ファイバアプリケーションに不可欠な、最も広く使用されている基盤部品となっています。アクティブコネクタの
機能は、コネクタプラグ、光ファイバジャンパー、コンバータ、インバータなどに分けられます。これらの部品は、デバイスとして単独で使用することも、複数の部品を組み合わせて使用することもできます。実際、アクティブコネクタは、2つのコネクタプラグとコンバータを組み合わせたものを指します。
コネクタプラグ：コンバータまたはコンバータ機能を持つプラグ部品は、コネクタプラグ本体と外部の機械部品から構成されます。2つのプラグをコンバータまたはコンバータに挿入することで、光ファイバ（ケーブル）間の突き合わせが可能になります。プラグの機械構造は、光ファイバを効果的に保護します。ピンは微細孔を持つ円筒形です。
光ファイバージャンパー：2本の光ファイバーにジャンパーと呼ばれるプラグが取り付けられます。ジャンパーコネクタプラグは特殊なケースで、光ファイバーの片端にのみプラグが取り付けられます。エンジニアリングや計測機器の用途では、様々なモデルのジャンパーが広く使用されています。2本の光ファイバーに同じモデルのジャンパープラグを使用することも、異なるモデルのジャンパープラグを使用することもできます。ジャンパーは単芯の場合もあれば、多芯の場合もあります。ジャンパーの価格は、主に接合部の品質によって決まります。そのため、価格も大きく異なります。ジャンパーを選ぶ際には、高品質で安価なものを選ぶべきですが、品質が劣る製品を購入してはいけません。
コンバータ：光ファイバーコネクタは、光ファイバーをコンバータと呼ばれる装置に接続するために相互に接続されます。コンバータはフランジと呼ばれます。CATVシステムで最もよく使用されるのはFC型コネクタです。SC型コネクタは、使いやすく、安価で、設置が簡単であることなどから、将来性も高く、地球外用途以外にも、ST型コネクタも一定の用途があります。
インバータ: あるタイプのプラグを別のタイプのプラグに変換するデバイスをプラグコンバータと呼びます。このデバイスは 2 つの部分で構成され、半分は 1 つのモデルのコンバータで、残りの半分は他のタイプのプラグ用です。 特定のモデルのプラグコンバータを他のタイプのプラグに使用すると、他のタイプのプラグになります。 実際のエンジニアリングアプリケーションでは、プラグに何らかの手がかかっている場合、機器またはシステムが別のモデルのコンバータである場合、お互いに十分に機能しないという状況によく遭遇します。 このタイプのコンバータを装備すれば、問題は解決します。 FC、SC、ST の 3 つの接続デバイスに対して、以下の 6 つのコンバータと完全に互換性があります。 SC-FC、SC プラグは FC プラグを変換します。 ST-FC は FC ST プラグに変換します。 FC-SC は SC FC プラグコネクタに変換します。 FC-ST は ST FC プラグに変換します。 SC-ST は SC ST コネクタプラグに変換します。
(B) 光減衰器
光減衰器は、一定量の光パワーを減衰できる装置です。光減衰器は、大きく分けて固定型と可変型に分けられます。固定型減衰器と可変型減衰器の主な指標は、減衰精度、精密度、安定性または再現性、そして適用波長域です。
固定光減衰器は、光エネルギーの光路の減衰量を固定し、主にその優れた温度特性のために使用されます。 システムのデバッグでは、アナログ光信号が光ファイバーを通過する際の減衰と、対応する中継局または室内の光パワーの低下によって光受信機が飽和するのを防ぐのによく使用されます。また、光測定器の校正のために校正されることもあります。 異なる回線インターフェイスごとに、異なる固定減衰器を使用できます。インターフェイスがピグテール タイプの場合は、2 つの光ファイバー セクション間の光路に溶接されたピグテール タイプ光減衰器を使用できます。 システムをデバッグする場合は、コネクタ インターフェイス コンバーターまたはインバーター タイプ固定減衰器を使用します。 実際のアプリケーションでは、多くの場合、光減衰器の減衰量をユーザーのニーズに合わせて変更する必要があります。 そのため、可変減衰器のアプリケーション範囲は広くなります。例えば、EDFA、CATV光システムの設計マージンが実際のシステムと全く同じではなく、システムの光パワーマージンをBER評価で評価して受信機が飽和するのを防ぐために、システムに可変光減衰器を挿入する必要があります。また、光ファイバー（パワーメーターやOTDRなど）の測定、キャリブレーションにも可変減衰器を使用します。 市場の需要の観点から、一方では、光減衰器の開発は小型化、シリアル化、低価格の方向に向かっています。 一方では、一般的なタイプの光減衰器のため、光減衰器は高性能、インテリジェントな光減衰器、高リターンロス光減衰器に向かって開発方向に向かっています。
（C） 光スイッチ
光スイッチは光パス制御装置であり、光パスの切り替えは光ファイバー伝送ネットワークおよびさまざまな光スイッチングシステムで役割を果たし、コンピューター制御でスペクトル交換を実現し、端末間、センター端末と配信情報の間でのインテリジェンス交換を実現します。通常の光伝送システムでは、アクティブとスタンバイの切り替えのための光パスは光ファイバー、光デバイス、光ファイバーセンサーネットワークのテストに使用できます。光ファイバー伝送システム、測定機器、またはセンサーシステムは、安定性と信頼性が高く、使いやすくなります。CATV
光ネットワークでは、ケーブルシステムの中断のない運用を確保するために、バックアップ光送信機を備える必要があります。動作中の光送信機に障害が発生した場合、光スイッチを使用することで、非常に短い時間（1ミリ秒未満）でバックアップ光送信機アクセスシステムが正常に動作していることを確認できます。
光スイッチは、その動作原理から、機械式と非機械式の2種類に分けられます。機械式光スイッチは、光ファイバまたは光部品を移動させることで光路を変化させます。現在市販されている光スイッチは一般的に機械式光スイッチで、挿入損失が低く（通常1.5dB未満）、アイソレーションが高く（通常45dB以上）、偏光波長の影響を受けないという利点があります。非機械式光スイッチは、電気光学効果、磁気光学効果、音光効果、熱光学効果を利用して導波路の屈折率を変化させることで光路を変化させる新しい技術です。このタイプのスイッチの利点は、スイッチング時間が短く、サイズが小さく、光または電気光学素子との統合が容易であることです。欠点は、挿入損失が大きく、アイソレーションが低いことです。
（D） WDM マルチプレクサとデマルチプレクサ
光波長分割多重（WDM）技術は、光ファイバ内で複数の波長の光を同時に搬送波信号として伝送します。各搬送波はFDMまたはTDMモードを採用し、それぞれが複数のアナログまたはデジタル信号を搬送します。基本原理は、送信側で異なる波長の光信号を結合（多重化）し、同じ光ファイバーケーブルに接続して伝送し、受信側でこれらの結合された信号を異なる波長に分離（多重解除）し、さらに処理して別の端末に元の信号を復元することです。そのため、この技術は光波長分割多重化、短波長分割多重化技術と呼ばれます。
WDM技術は、ネットワークのアップグレードと拡張、ブロードバンドサービスの発展、光ファイバー帯域幅容量のマイニング、超高速通信などに大きな意義があり、特にエルビウム添加光ファイバー増幅器（EDFA）と組み合わせると、WDMネットワークは現代の情報の魅力をより強力にします。
WDMは、MANアクセス層向けの低コストのWDM伝送技術です。 原理的には、CWDM光マルチプレクサは、異なる波長の光信号を1本の光ファイバーに多重化して伝送し、リンクの受信側で、光ファイバー内の光デマルチプレクサを使用して信号を異なる波長の信号に混合し、対応する受信デバイスに接続します。
結論
光受動光通信機器は光受動光システムの重要な構成要素であり、その存続は光システムに依存し、受動デバイスの開発にも依存しています。光ファイバ通信技術において受動部品の応用は重要な位置を占めています。その他の応用分野においても、光部品は不可欠です。
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