Passive Optical Devices

让我们先来了解一下什么是db (因为后面要大量用到它，如果不知道它是什么东西，对于程序员来讲，会睡不着覺的)

中文: dB是一个比值，是一个数值，是一个纯计数方法，没有任何单位标注。

The decibel (symbol: dB) is a unit of measurement used to express the ratio of one value of a power or field quantity to another on a logarithmic scale, the logarithmic quantity being called the power level or field level, respectively.

It can be used to express a change in value (e.g., +1 dB or −1 dB) or an absolute value.

In the latter case, it expresses the ratio of a value to a fixed reference value; when used in this way, a suffix that indicates the reference value is often appended to the decibel symbol.

For example, if the reference value is 1 volt, then the suffix is "V" (e.g., "20 dBV"), and if the reference value is one milliwatt, then the suffix is "m" (e.g., "20 dBm")

看起来是一种数值的表示方法，用来表示相对值。比如2dB与1dB，表示: 2dB的实际功率 是 1dB实际功率 的2倍。

功率 = Power

无(电)源光器件 (Passive Optical Device)

1. 光纤连接器 (optical fiber connector): 接头

2. 光衰减器 (optical attenuator): 用来减少光功率，单位dB。该器件类似电路里的电阻。

• 螺丝，顺时针“紧”，逆时针“松”

• 所有接受器件都有接受范围

• 近距离传输，衰减可近似于0

• 光发射机与光接收机的功率并不一样，发射机比较大，接收机比较小，所以要用衰减器对发射信号进行处理，让它变小

• 假设$发射端功率=P_1$，$接收端功率=P_2 \sim P_3$，那么夹在中间的$光衰减器的损耗 = (P_1 - P_2) \sim (P_1 - P_3)$

3. 光耦合器 (optical couplers): 同一波长，分光 或 合光

• 平均分光

• $1:2^n$的分光器，光功率下降$3 \times N\ dB$

• $2^n:1$的分光器，光功率增益(上升)$3 \times N\ dB$

• 功率 -> dB: $10 \cdot \lg(\frac{功率\ mw}{1\ mw})$

• $1\ mw = 0\ dBm$

4. 波分复用器 (optical fiber wavelength division multiplexer): 不同波长的分离与合并

5. 波长转换器 (optical transponder unit): 波长转换，如 1310 -> 1550

6. 光学隔离器 (optical isolator): 隔离反向反射光

7. 光环形器 (optical circulator): 转发(重新发射)反向反射光； 换一条路再发

8. 光开关(optical switch): 通 与 断

测光衰减器

理论上:

光源(optical source) --- 光衰减器 --- 光功率计(power meter)

光源器上的读数不可靠，所以

实际上:

光源 --- 光功率计(把它的读数看作实际光源功率)($P_1$) --- 光衰减器 --- 光功率计($P_2$)

• $dBm = 毫瓦分贝$

• $衰减 = P_1 - P_2$

如果把衰减器换为光纤。设两头为A、B端，你需要把 A 到 B 测一遍，B 到 A 再测一遍，取平均值。(我也不知道为什么光纤会有这个特性)

说了一大堆，还是不知道它是什么意思？ Let's continue!

• $dBm$ 与 $mW$ 都是光功率的单位，但由于光功率的数值太大，不容易让人看出相对关系，所以人们使用$dBm$

• $dBm = 10 \times \lg(P)$ ， $P$ 表示功率(power)，$\lg$ 指以10为底的 $\log$

如此一来，如果你知道了光纤两端(如A、B)的具体功率值，你就可以直观地用$dBm$单位看出两端之间的差异(是增加、增益还是减少、衰减)

$$\begin{align*} dB &= 10 \times \lg(\frac{P_1}{P_2}) \\ \\ &= (10 \times \lg(P_1)) - (10 \times \lg(P_2)) \\ \\ &= dBm - dBm \end{align*}$$

$dB$ 这个由“减法”得到的值，足以让我们看出信号是增加还是减少了

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