1本の光ファイバー上で異なる波長の信号を独立して割り当てるにはどうすればよいですか？
光ファイバー通信および光ファイバーセンシングエンジニアリングにおいて、1本の光ファイバー上で異なる波長信号の独立した割り当てと伝送を実現するには、主に波長分割多重（WDM）と光スプリッターの物理的特性とシステムレベルの組み合わせに依存します。
一、 コア物理・工学原理
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波長分割多重（WDM, Wavelength Division Multiplexing）
波長分割多重技術は、1本の光ファイバーで複数の異なる波長の光信号を同時に伝送する技術です。その基本的な物理原理は、異なる波長の光が光ファイバー内で伝送される際に互いに干渉しないことです。- 合波（多重化）：送信端では、波長分割多重器（Multiplexer）を使用して、複数の異なる動作波長（例： \lambda_1, \lambda_2, \dots, \lambda_n ）の信号を結合し、単一のシングルモード光ファイバーに伝送します。
- 分波（逆多重化）：受信端では、逆多重器（Demultiplexer）を使用して、混合された波長信号を物理的に分離し、対応する受信ポートまたは検出器に正確にルーティングすることで、論理的に独立したチャネルを実現します。
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光ファイバースプリッター（Optical Fiber Splitter）
スプリッターは主に光パワーの物理的な分配を実現します。1本の光ファイバーの光エネルギーを、所定の割合（例： 1:2 、 1:4 、 1:N ）で複数の分岐光ファイバーに分配するか、または複数の光ファイバーのエネルギーを1本の幹線光ファイバーに集約します。スプリッター自体は波長選択性を持たず、すべての波長の光が等しく分割されます。 -
両者の組み合わせ応用モード
- 通信ネットワーク（例：PON）：WDMはビジネス波長（例：下り 1490\text{ nm} 、上り 1310\text{ nm} 、CATV 1550\text{ nm} ）を区別するために使用され、スプリッターはアクセスネットワークで混合された光信号を各ユーザー端末にブロードキャストするために使用されます。
- 光ファイバーグレーティング（FBG）センサーネットワーク：大規模な光ファイバーセンシングプロジェクトでは、通常、光ファバースプリッターと波長設計が組み合わされます。スプリッターを使用して、デモジュレーターの1つの物理チャネルを複数の分岐に拡張し、各分岐に異なる反射波長（例：分岐Aに \lambda_1 = 1530\text{ nm} のFBG、分岐Bに \lambda_2 = 1540\text{ nm} のFBG）で動作するセンサーを配置します。返される混合波長信号は、デモジュレーター内部の波長選択モジュール（波長逆多重化）によって、各センサーの物理量（例：温度、ひずみ）の独立した干渉のないデモジュレーションを実現します。
二、 Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.（OFSCN®）の関連製品と技術実装
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.（OFSCN®）のコア製品ラインには、このようなシステム専用に設計された産業用光ファイバーデバイスとデモジュレーションシステムが含まれています。
1. OFSCN® Optical Fiber Splitter | 光ファバースプリッター
この製品は、大規模プロジェクトにおける光ファイバーグレーティングデモジュレーターと組み合わせて使用される、物理チャネル拡張を実現するコアデバイスです。
- 動作原理：OFSCN® 光ファイバーグレーティングデモジュレーターの1つの物理チャネルを、論理的には依然として1つのチャネルとして、物理的に2つ以上のチャネルに拡張し、システムチャネルあたりの単価を大幅に削減します。
- 波長設計仕様：スプリッター自体には波長フィルタリング機能がないため、複数の分岐から反射された光信号はスプリッターで重畳されます。したがって、このソリューションを使用する際には厳密な波長設計が必須であり、同じチャネル内のすべてのFBGセンサーが完全に重複しない動作波長範囲を持つことを保証する必要があります。
- 主なパラメータ指標：
- 標準仕様：16x32 スプリッター、8x16 スプリッター、4x8 スプリッター、32x64 スプリッターなど。
2. OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator | 光ファイバーグレーティングデモジュレーター
上記スプリッターと連携するコア波長逆多重化デバイスであり、高精度の波長識別とデータ分析能力を備えています。
- 主なパラメータ指標：
- デフォルト波長範囲： 1525\text{ nm} ～ 1565\text{ nm} 、または 1528\text{ nm} ～ 1568\text{ nm} （波長範囲はカスタマイズ可能）；
- チャネル数：4チャネル、8チャネル、16チャネル、32チャネル（カスタマイズ可能）；
- サンプリング周波数：10Hz、50Hz、100Hz から選択可能（デモジュレーターソフトウェアを介してサンプリング周波数を高くから低く、最低1Hzまで調整可能）；
- 波長分解能：デフォルト1pmまたは0.1pm。
OFSCN® Optical Fiber Splitter の物理的な分岐能力と OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator の波長アドレス指定デモジュレーション能力を組み合わせることで、信号の絶対的な独立性と相互干渉なしを保証しながら、単一光ファイバーと単一デモジュレーターデバイスの使用効率を最大化できます。