A оптичен съединителе пасивен оптичен компонент, който разделя, комбинира, пропуска или преразпределя светлината между оптичните влакна. В реалните -мрежи съединителите позволяват на един сигнал да достигне до много потребители, позволяват на няколко сигнала да споделят един оптичен път или да вземат малко количество светлина за наблюдение. Те са тихи работни коне в FTTH възли за достъп, центрове за данни, тестови настройки, фибролазери и сензорни системи.
Преди да продължим по-нататък, си струва да изчистим често срещаното объркване. Съединител не е същото като aоптичен адаптер. Адаптер механично подравнява два конектора, така че светлината да може да преминава през тях; съединителят активно променя начина, по който оптичната мощност се разпределя между портовете.RP фотоникаопределя влакнестите съединители като устройства, които свързват светлина от едно или няколко входни влакна към едно или няколко изходни влакна, с разпределение на мощността, което може да зависи от дължината на вълната и поляризацията.
Това ръководство обяснява как работят оптичните съединители, основните типове, които ще срещнете, спецификациите, които имат значение при закупуване, и как да направите разумен избор за вашия проект.
Какво е оптичен съединител?
Оптичният съединител е оптично устройство с един или повече входни портове и един или повече изходни портове. В зависимост от дизайна, той може да прави няколко неща едновременно:
- Разделете един входен сигнал на два или повече изхода
- Комбинирайте множество входове в едно изходно влакно
- Докоснете малък процент мощност за наблюдение или тестване
- Разпределете оптичните сигнали през много портове под формата на звезда или дърво
- Комбинирайте или отделете дължини на вълните в CWDM или DWDM системи
Например съединител 1x2 има един вход и два изхода. Съединител 2x2 има два входа и два изхода и може да действа или като сплитер, или като комбиниращ в зависимост от посоката на светлината.
В дискусиите за телекомуникации и мрежи за данни терминитеоптичен съединител, оптичен сплитер, иоптичен комбинаторчесто се припокриват. Сплитерът е по същество съединител, използван в посоката на разделяне, докато комбинаторът е същото устройство, използвано в посоката на комбиниране. Ако набавяте компоненти, имената в листа с данни обикновено зависят от това как устройството е предназначено да бъде разгърнато.
Как работи оптичният съединител?
Съединителят работи чрез прехвърляне на оптична мощност между влакнестите пътища. Точният механизъм зависи от производствения подход.
В кондензирания биконичен конусен съединител (FBT) две или повече влакна се нагряват, изтеглят и сливат, така че сърцевините им да се доближат достатъчно, за да може светлината да изтече от едно ядро в друго по контролирана дължина.RP фотоникаобяснява, че кондензираните съединители са направени чрез термично стесняване и сливане на влакна, така че сърцевините им да са в близък оптичен контакт.
В сплитер с планарна светлинна вълнова верига (PLC) светлината се насочва през вълноводна верига, изработена върху силициев диоксид или полимерен субстрат. Това е доминиращият подход за сплитери с голям-порт-брой, тъй като геометрията на вълновода е много повторима.
Разделяне на оптичната мощност
Когато съединител разделя светлината, входната оптична мощност се разделя между изходните портове. В идеален съединител 1x2 50/50 всеки изход получава половината от входната мощност. Изразено в децибели, това означава приблизително 3 dB теоретична загуба на изход, преди да се добавят каквито и да е реални -загуби. TheАсоциация за оптични влакна (FOA)отбелязва, че разделянето въвежда допълнителни 3 dB загуба за всяко удвояване на броя на разделянето, плюс малка допълнителна загуба от структурата на съединителя.
Комбиниране на оптични сигнали
Много съединители са двупосочни. Устройство, което разделя мощността в една посока, може също да комбинира мощност в обратна посока. В пасивна оптична мрежа (PON) трафикът надолу по веригата от OLT се разделя към много потребители, докато сигналите нагоре по веригата от тези потребители се комбинират обратно към OLT чрез същия пасивен сплитер.
Защо съединителите винаги водят до загуба
Загубите във фиброоптичния съединител идват от няколко източника, работещи заедно:
- Теоретична загуба на разделяне (неизбежният дял от мощността)
- Излишни загуби от самата структура на съединителя
- Загуба на конектор и снаждане на входните и изходните портове
- Несъответствие на дължината на вълната между устройството и дължината на вълната на системата
- Поляризация-зависима загуба (PDL)
- Не-равномерно разпределение на мощността между изходните портове
Ето защо изборът на съединител никога не е свързан само с броя на портовете. Бюджетът на загубите, обхватът на дължината на вълната, съотношението на разделяне и околната среда трябва да бъдат проверени заедно.
Основни типове оптични съединители
Съединителите могат да бъдат класифицирани по няколко полезни начина. Правилната класификация зависи от това дали проектирате мрежа, осигурявате компоненти или отстранявате неизправности във връзка.
По функция: сплитер, комбинатор, кран и WDM съединител
Аноптичен сплитерразделя един вход на множество изходи (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Акомбинаторобединява множество входове в един изход. Асъединител за кранизпраща по-голямата част от оптичната мощност през главния път и отклонява малка част (типичните съотношения са 90/10, 95/5 и 99/1) към порт за наблюдение. АWDM съединителкомбинира или разделя сигнали въз основа на дължината на вълната, използвана силно вCWDM и DWDMсистеми.
По конфигурация на порта: 1x2, 2x2, 1xN и звездни съединители
A 1x2 оптичен съединителима един вход и два изхода и е най-често срещаният градивен елемент за просто разделяне или докосване. А2х2 съединителс два входа и два изхода се използва широко в двупосочни системи, интерферометри и тестови настройки. А1xN сплитеробслужва PON, FTTH, CATV и разпределителни мрежи. АнNxN звезда съединителразпределя оптичната мощност по много входни и изходни пътища едновременно.
По форма: Y, T, X, звезда и съединители на дървета
AY съединителят разделя един вход на два балансирани изхода. AT съединителят обикновено има неравномерно съотношение като 90/10 или 80/20 и е много подходящ за мониторинг на сигнала. Съединителят X обикновено е устройство 2x2. Съединител тип звезда разпределя мощността между множество входове и изходи. Дървовидният съединител разделя един вход на много изходи в разклонена структура и е стандартният избор за PON и FTTx мрежи.
По метод на производство: FBT срещу PLC срещу Micro-Optics
АнFBT съединител(сплавен биконичен конус) се прави чрез сливане и заостряне на влакна заедно. Той е много подходящ за малки количества на разделяне, персонализирани съотношения на разделяне и-чувствителни към разходите дизайни. АPLC сплитеризползва вълноводен чип, който осигурява по-добра равномерност на дължината на вълната и по-строги толеранси при голям брой портове. Микро-оптичните съединители използват лещи, призми, огледала или тънко-слойни филтри и обикновено се появяват в специализирани оптични инструменти, а не в телекомуникационни кабели.
FBT съединител срещу PLC сплитер: Кой да изберете?
Въпросът FBT срещу PLC се появява при почти всяка поръчка за покупка на съединител. Честният отговор е, че нито един от тях не е универсално по-добър; те имат различни сладки точки.
FBT съединителите блестят, когато дизайнът изисква нисък брой на разделяне (обикновено 1x2 до 1x8), персонализирано съотношение на разделяне (като 80/20, 90/10 или 95/5) или приложение с една -дължина на вълната. Те обикновено са по-евтини за тези по-прости конструкции. PLC сплитерите са по-сигурният залог, когато имате нужда от постоянна производителност при по-висок брой портове (1x8 и повече), работа с широка дължина на вълната през 1260–1650 nm или стабилно поведение в широк температурен диапазон. Най-модернооптични сплитеривнедрени в FTTH и PON мрежи са базирани на PLC-точно поради тази причина.
На практика FBT е правилният избор за наблюдение на отводи и съотношения по поръчка, докато PLC е стандартът по подразбиране за FTTH разпределение, пасивна оптична LAN и всякакви високи -изисквания за еднородност.
Основни спецификации: съотношение на разделяне, загуба на вмъкване и дължина на вълната
Коефициент на разделяне или съотношение на свързване
Коефициентът на разделяне описва как се разделя властта. Съединител 50/50 разпределя мощността равномерно. Кран 90/10 изпраща 90% през главния път и 10% към порта за наблюдение. За наблюдение обикновено искате да премахнете само малка част от светлината; за разпределение обикновено искате равномерно разделяне.
Вмъкната загуба и излишната загуба
Загубата на вмъкване е общата оптична мощност, загубена, когато съединителят е поставен във връзката. Тя включва теоретичната загуба на разделяне и собствената допълнителна загуба на устройството. Сплитер 1x2 50/50 има теоретична загуба на разделяне от 3 dB, но реалните таблици с данни обикновено показват типична загуба на вмъкване от около 3,4–3,8 dB, след като се добавят излишните загуби и загубите на конектора. Излишната загуба е допълнителната загуба извън неизбежната разделена загуба; по-ниско число означава по-добре-вграден съединител.
Еднородност, обратна загуба и насоченост
Еднородността описва колко равномерно мощността се разпределя между изходните портове и става критична при разделяне 1x8, 1x16, 1x32 и 1x64. Мерките за обратна загуба отразяват светлината, пътуваща обратно към източника. Насочеността показва колко добре устройството предотвратява изтичане на енергия в грешен порт. Тези три имат най-голямо значение в DWDM системите, OTDR тестовите среди, фибролазерите и всяка връзка, където страничните отражения влошават производителността.
Работна дължина на вълната и честотна лента
Съединителят трябва да съответства на дължината на вълната на вашата система. Телекомуникационните системи обикновено използват 1310 nm, 1490 nm и 1550 nm прозорци; PON мрежите добавят 1577 nm и 1490 nm въз основа на съответнитеITU-T G.984и G.987 спецификации. Някои съединители са проектирани само за тесен прозорец, докато широколентовите PLC сплитери покриват 1260–1650 nm.
Тип влакно, конектор и пакет
Проверете дали съединителят поддържа едно-режимно или многомодово влакно и проверете-двойно типа и полирането на конектора. Честиоптичен конекторопциите включват LC, SC, FC, ST и MTP/MPO, с UPC или APC полиране. APC се предпочита навсякъде, където отражението в долната част на гърба има значение, особено в PON и аналогови видео системи. Механичното опаковане също има значение: голи влакна, мини модул без блокове, ABS кутия, LGX касета, кутия за -монтиране в стелаж и външно затваряне IP68, всички обслужват различни сценарии за внедряване.
Често срещани приложения на фиброоптични съединители
PON, FTTH и пасивен оптичен LAN
PON мрежите използват 1xN сплитери за свързване на един OLT порт към много ONT. Трафикът надолу по веригата се разпределя към потребителите; трафикът нагоре по веригата се комбинира обратно. Едно и също пасивно устройство обработва и двете посоки. Пасивните оптични LAN използват една и съща архитектура в офис и кампус среди. FOA отбелязва, че един OLT порт може да обслужва до 32 (а понякога 64 или 128) устройства чрез каскадни сплитери, в зависимост от бюджета за оптична мощност.
Точки за наблюдение и тестване
Кранните съединители вземат малка част от светлината, без да прекъсват основната връзка. За връзка с един-режим на живо кранът 99/1 или 95/5 е много по-подходящ от сплитер 50/50, който би изразходвал твърде много бюджет на главния път.
WDM и DWDM системи
WDM съединителите комбинират или отделят сигнали при различни дължини на вълната. Те са от съществено значение в-телекомуникациите за дълги разстояния, влакнестите усилватели (EDFA) и всяка система, където множество оптични канали споделят едно влакно. CWDM използва 20 nm мрежа; DWDM използва мрежа от 100 GHz или 50 GHz, която изисква по-строг толеранс на дължината на вълната от всеки компонент.
Лабораторни, сензорни и лазерни системи
Влакнестите съединители също се появяват в интерферометри, OCT системи, влакнести сензори и високо{0}}мощни влакнести лазери. В тези приложения поляризационното поведение и обратната загуба често имат по-голямо значение от суровата цена.
Приложение-към-Бърза справка за съединителя
За да направите избора по-конкретен, ето как приложенията обикновено се съпоставят с типовете съединители на практика. ЗаFTTH и PON разпространение, стандартният отговор е aPLC сплитер в ABS кутия или LGX касетас 1x8, 1x16 или 1x32 портове. Замониторинг на връзката на живо, изберете кран съединител FBT 99/1 или 95/5 с APC конектори. За2-канални двупосочни тестови настройкиобикновено е достатъчен съединител 2x2 50/50 FBT. ЗаCWDM/DWDM агрегиране на канали, е необходим тънкослоен WDM съединител или базиран на AWG-mux/demux. Закомбиниране на влакнеста лазерна помпа, вместо общо телекомуникационно устройство е необходим -поддържащ поляризация или специален{1}}съединител за влакна.
Как да изберем правилния съединител за оптични влакна
Използвайте следния работен процес, преди да направите поръчка.
- Дефинирайте функцията.Решете дали трябва да разделите, комбинирате, докоснете или-мултиплексиране по дължина на вълната.
- Изберете конфигурацията на порта.Изберете 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 или NxN въз основа на броя на крайните точки.
- Потвърдете съотношението на разделяне.Използвайте 50/50 за равномерно разделяне, 90/10 или по-високо за наблюдение и равномерно 1xN за разпределение.
- Проверете обхвата на дължината на вълната.Съпоставете честотната лента на съединителя с вашата система, включително всички бъдещи дължини на вълните за надграждане.
- Изчислете бюджета на загубата.Добавете затихване на влакното + загуба на конектор + загуба на снаждане + загуба на вмъкване на съединителя + граница на безопасност (обикновено 3 dB).
- Сравнете влакното и конектора.Потвърдете единичен-режим (G.652D или G.657) срещу многомодов (OM3/OM4/OM5), тип конектор и полиране.
- Планирайте инсталационната среда.Вътрешните шкафове, външните капачки, стелажите за центрове за данни и лабораторните маси се нуждаят от различни опаковки.
Прост пример за бюджет на загуба
Да предположим, че проектирате 1x16 PLC сплитер връзка за FTTH с 2 km единичен-режимоптичен кабел, четири двойки конектори LC/UPC и едно фузионно снаждане. Разумна оценка би била: 13,5 dB (типични 1x16 PLC вмъкнати загуби) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km при 1310 nm) + 1.2 dB (4 конектора × 0,3 dB) + 0.1 dB (едно снаждане) + 3 dB (марж) ≈ 18,4 dB общо. Ако вашият OLT/ONT бюджет за захранване е клас B+ (28 dB), вие разполагате с удобна височина; ако беше по-стегнат, ще трябва да намалите снажданията, да съкратите хода или да намалите до 1x8 разделяне.
Често срещани грешки, които трябва да избягвате
Първата и най-честа грешка е да третирате съединителя като обикновен адаптер. Двете са несвързани устройства с различни задачи. Второто е игнориране на загубата на вмъкване и натрупване на твърде много разделяния върху една връзка, докато приемникът се изтощи. Третият е изборът на FBT за внедряване на FTTH 1x32, където PLC ще бъде много по-еднороден и стабилен. Четвъртият използва съединител, проектиран за един прозорец с дължина на вълната при друга дължина на вълната, което може да доведе до много различни реални -светови загуби. Петият е смесването на UPC и APC конектори, без да се мисли за последствията от отражението.
Често задавани въпроси относно оптичните съединители
Каква е разликата между оптичен съединител и сплитер?
Сплитерът е съединител, използван за разделяне на един вход на множество изходи. Терминътсъединителе по-широкообхватен, тъй като обхваща и комбинатори, отводи и мултиплексори за дължина на вълната.
Оптичният съединител пасивен или активен ли е?
Почти всички телекомуникационни и кабелни съединители са пасивни и не изискват електричество. Само специализирани устройства като оптични усилватели и оптични превключватели се считат за активни.
Какво означава 1x2 във фиброоптичен съединител?
Съединителят 1x2 има един входен порт и два изходни порта. Това е най-простата конфигурация на сплитер или кран.
Какво означава 2x2 във фиброоптичен съединител?
Съединителят 2x2 има два входа и два изхода и може да действа или като сплитер, или като комбинатор в зависимост от посоката на сигнала. Често се среща в интерферометри и двупосочни тестови настройки.
Как да избера съотношение на разделяне за съединител за кран?
За повечето-мониторинг на връзка на живо 99/1 или 95/5 кран е правилният избор, защото премахва само малка част от оптичната мощност от главния път. Кранът 90/10 е подходящ, когато приемникът за наблюдение е по-малко чувствителен. Разделянето 50/50 рядко е правилният отговор за наблюдение.
Каква е типичната загуба на вмъкване на 1x32 PLC сплитер?
Повечето търговски листове с данни за 1x32 PLC сплитер изброяват типични загуби на вмъкване между 16,5 и 17,5 dB, включително теоретичните 15 dB разделяне плюс 1,5–2,5 dB излишък и загуба на конектора. Винаги проверявайте конкретния лист с данни за модела, който купувате.
Мога ли да използвам едномодов -съединител с многомодово влакно?
Общо взето не. Едномодовите -съединители са проектирани около 9 µm сърцевина; многомодовото влакно има сърцевина от 50 или 62,5 µm. Смесването на двете причини значително несъответствие на полето-на режима и голяма загуба на свързване. Използвайте съединител, който отговаря на вашиямногомодовилиединичен-режимтип влакна.
Двупосочни ли са оптичните съединители?
Повечето пасивни съединители са двупосочни. Същото устройство, използвано за разделяне на светлината надолу по веригата, може да комбинира светлина нагоре, когато се използва в обратна посока, което е точно как работят PON мрежите.
Каква е разликата между WDM съединител и стандартен оптичен съединител?
Стандартен съединител разпределя мощността без разграничаване на дължините на вълните. АWDM съединителизползва тънкослойни-филтри или AWG технология за разделяне или комбиниране на специфични дължини на вълните, което е от съществено значение за CWDM и DWDM системите.
Какъв тип конектор трябва да избера за оптичен съединител?
LC и SC са най-често срещаните в модерните разполагания на центрове за достъп и данни. APC лакът е предпочитан навсякъде, където обратното отражение има значение, като PON, RFoG и аналогово видео. Съпоставете лака в двата края на връзката; смесването на UPC и APC ще влоши производителността.
Заключение
Оптичният съединител е измамно прост компонент, който тихо стои в основата на почти всяка модерна оптична мрежа. Изборът на правилния е баланс между броя на портовете, коефициента на разделяне, обхвата на дължината на вълната, загубата на вмъкване, типа влакно, конектора и средата, в която ще живее. За един кран за наблюдение или персонализирано съотношение на разделяне, съединителят FBT обикновено е най-икономичният отговор. За FTTH, PON, пасивна оптична LAN или всяко разпределение с голям-порт-брой, PLC сплитерът е по-безопасният дългосрочен-избор. Най-добрият съединител винаги е този, който отговаря на бюджета за оптична мощност и изискванията за надеждност на мрежата, която обслужва, а не просто този с най-ниската единична цена.
