Jeśli kiedykolwiek projektowałeś lub instalowałeś sieć PON, system dystrybucji CATV lub kran monitorujący światłowód, użyłeś łącznika światłowodowego. A jeśli wybrałeś niewłaściwy - zły współczynnik podziału, zła technologia, złe okno długości fali -, przekonałeś się o tym na własnej skórze, gdy abonenci na końcu linii nie otrzymali sygnału lub Twoje odczyty OTDR nie miały sensu.
Sprzęgacze światłowodowe to urządzenia pasywne, które rozdzielają, łączą lub redystrybuują sygnały optyczne. Brzmią prosto. Proces selekcji taki nie jest. W tym przewodniku opisano, w jaki sposób dwie główne technologie produkcyjne faktycznie różnią się wydajnością, jak obliczyć budżet strat dla określonego współczynnika podziału oraz jak wybrać odpowiedni łącznik dla FTTH, monitorowania centrów danych, CATV i zastosowań testowych.
Co właściwie robi łącznik światłowodowy
Sprzęgacz światłowodowy pobiera sygnał optyczny z jednego lub większej liczby włókien wejściowych i rozprowadza go do dwóch lub większej liczby włókien wyjściowych - lub odwrotnie. Sygnał przez cały czas pozostaje w domenie optycznej. Brak konwersji elektrycznej. Nie wymaga źródła zasilania. Dlatego nazywane są urządzeniami pasywnymi.
Haczyk: rozszczepienie światła oznacza podzielenie mocy. Za każdym razem, gdy dzielisz sygnał, każdy port wyjściowy otrzymuje mniej mocy niż wejście. Idealny podział 1×2 50/50 daje każdemu wyjściu dokładnie połowę mocy wejściowej -, co oznacza minimalną stratę 3,0 dB na port wyjściowy, wynikającą wyłącznie z fizyki podziału energii. Urządzenia-ze świata rzeczywistego dodają niewielką ilość nadmiernych strat do tego teoretycznego minimum.
Strata ta ma charakter kumulacyjny. Podział 1×4 kosztuje co najmniej 6,0 dB. 1×8 kosztuje 9,0 dB. 1×32 kosztuje 15,0 dB. Zrozumienie tego jest podstawą każdej decyzji dotyczącej wyboru łącznika. - Jeśli budżet łącza nie jest w stanie pokryć straty dzielonej, żaden łącznik na świecie nie zapewni działania sieci.
FBT kontra PLC: dwie technologie, które mają znaczenie
Sposobów wytwarzania sprzęgaczy światłowodowych jest wiele, jednak w praktyce dominują dwie technologie: FBT (Fused Biconical Taper) i PLC (Planar Lightwave Circuit).
Łączniki FBT
Sprzęgacze FBT powstają poprzez skręcenie ze sobą dwóch lub więcej gołych włókien, a następnie podgrzanie i rozciągnięcie (łączenie i zwężanie) złącza, aż rdzenie włókien znajdą się wystarczająco blisko, aby światło mogło się między nimi połączyć. Współczynnik podziału jest kontrolowany przez długość i stopień stożka.
Mocne strony:
- Niższy koszt przy małej liczbie portów (1×2, 1×4, 2×2)
- Można łatwo i tanio dostosować do nierównych współczynników podziału (np. 10/90, 20/80, 30/70)
- Dobra wydajność w wąskim oknie długości fali
- Mały rozmiar opakowania dla prostego podziału
Ograniczenia:
- Jednorodność pogarsza się wraz ze wzrostem liczby portów - FBT 1×8 ma zauważalnie nierówny rozkład mocy na wyjściach
- Strata zależna-od długości fali: wydajność przy 1310 nm i 1550 nm może się znacznie różnić, chyba że określono jako podwójne-okno
- Praktycznie ograniczone do maksymalnie 1 × 32, ze słabą jednorodnością powyżej 1 × 8
- Każdy dodatkowy stopień podziału jest oddzielnym złączem topionym, co zwiększa skumulowane nadmierne straty
Najlepsze dla:łączniki zaczepów do monitorowania (90/10, 95/5), mała dystrybucja CATV, dwukierunkowe łączniki 2×2,-wrażliwe na koszty-podziały o małej liczbie.
Splittery PLC
Splittery PLCużyj litografii półprzewodnikowej do wytrawienia obwodów falowodowych na podłożu ze szkła krzemionkowego. Podział odbywa się w chipie. - Można go uważać za małą płytkę optyczną. Układy włókien wejściowych i wyjściowych są połączone z chipem.
Mocne strony:
- Doskonała jednolitość na wszystkich portach wyjściowych - sterownik PLC 1×32 zapewnia niemal identyczną moc na każdym porcie
- Szerokopasmowy z założenia: działa w zakresie 1260–1650 nm bez zmian zależnych od- długości fali
- Efektywne skalowanie do dużej liczby portów (1×64, 2×64)
- Kompaktowy, zapewniający wysokie współczynniki podziału - PLC 1×32 jest niewiele większy od FBT 1×4
- Lepsza długoterminowa-stabilność i wydajność temperaturowa
Ograniczenia:
- Wyższy koszt niż FBT przy małej liczbie portów (1×2, 1×4)
- Mniej elastyczna w przypadku niestandardowych nierównych współczynników podziału - większość rozdzielaczy PLC ma tylko równy podział-
- Nieco wyższa minimalna tłumienność wtrąceniowa przy 1×2 w porównaniu do FBT (zwykle 3,8 dB w porównaniu z. 3.4 dB)
Najlepsze dla:GPON/XGS-Wdrożenia PON FTTH (1×8, 1×16, 1×32, 1×64), dowolne zastosowania wymagające równomiernej dystrybucji mocy, systemy szerokopasmowe obsługujące wiele długości fal.
Porównanie
| Parametr | Łącznik FBT | Rozgałęźnik PLC |
|---|---|---|
| Technologia | Stożek ze stopionego włókna | Falowód litograficzny na chipie krzemionkowym |
| Praktyczne maksymalne porty | 1×32 (optymalnie 1×8) | 1×64 (lub 2×64) |
| Jednolitość (1×8) | Odchylenie ±1,0–2,0 dB | Odchylenie ±0,5–0,8 dB |
| Zakres długości fali | Pojedyncze lub podwójne okno (1310/1550 nm) | Szerokopasmowy 1260–1650 nm |
| Nierówne proporcje podziału | Łatwe i tanie (10/90, 20/80 itd.) | Trudne / zamówienie niestandardowe |
| Temperatura pracy | Typowo od -20 stopni do +70 stopni | Typowo od -40 stopni do +85 stopni |
| Koszt (1×2) | $ | $$ |
| Koszt (1×32) | $$$ (kaskadowe FBT) | $$ (pojedynczy żeton) |
Punkt przecięcia wynosi około 1×8. Poniżej tego FBT jest zwykle tańszy. Poza tym PLC wygrywa zarówno pod względem jednolitości, jak i kosztów.
Współczynniki podziału i straty: potrzebna matematyka
Każdy sprzęgacz/rozgałęźnik ma teoretyczną minimalną tłumienność wtrąceniową określoną przez współczynnik podziału. Oto tabela referencyjna:
| Współczynnik podziału | Teoretyczna minimalna strata | Typowa utrata sterownika PLC | Typowa strata FBT |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3,0 dB | 3,2–3,8 dB | 3,2–3,6 dB |
| 1×4 | 6,0 dB | 6,5–7,2 dB | 6,5–7,5 dB |
| 1×8 | 9,0 dB | 9,5–10,5 dB | 10,0–12,0 dB |
| 1×16 | 12,0 dB | 12,5–13,5 dB | 13,5–16,0 dB |
| 1×32 | 15,0 dB | 15,5–17,0 dB | 17,0–21,0 dB |
| 1×64 | 18,0 dB | 18,5–21,0 dB | Niepraktyczne |
Zwróć uwagę, jak utrata FBT odbiega od PLC wraz ze wzrostem liczby portów. Przy 1×32 sprzęgacz FBT może być o 4–5 dB gorszy od PLC -. Oto różnica między działającym łączem FTTH a martwym.
Przykład z-świata rzeczywistego: budżet łącza GPON FTTH
Standardowy system GPON (ITU-T G.984) ma maksymalny budżet optyczny pomiędzy OLT i ONT wynoszący 28 dB. Oto jak układa się typowe wdrożenie 1×32:
| Część | Strata |
|---|---|
| Rozgałęźnik PLC (1×32) | 17,0 dB |
| Włókno podajnika (10 km × 0,35 dB/km) | 3,5 dB |
| Światłowód dystrybucyjny (2 km × 0,35 dB/km) | 0,7 dB |
| Złącza SC APC(6 par × 0,3 dB) | 1,8 dB |
| Punkty splotu (4 × 0,1 dB) | 0,4 dB |
| Całkowity | 23,4 dB |
| Pozostały margines | 4,6 dB |
Margines wynoszący 4,6 dB uwzględnia starzenie się, zmiany temperatury i przyszłe połączenia. Jeśli użyłbyś sprzęgacza FBT przy 21 dB zamiast PLC przy 17 dB, osiągnąłbyś poziom 27,4 dB - niebezpiecznie blisko granicy 28 dB z marginesem jedynie 0,6 dB. Jedno brudne złącze i koniec.
Dlatego każdy operator FTTH stosuje splittery PLC dla sieci 1×16 i wyższych. Budżet strat nie wybacza nadmiernych strat FBT przy wysokich współczynnikach podziału.
Kształty łączników i do czego służą
Poza współczynnikiem podziału i technologią, łączniki są dostępne w różnych konfiguracjach topologicznych:
Złącze Y (1×2):Najprostszy podział. Jedno wejście, dwa wyjścia. Stosowany do przechwytywania sygnału, ścieżek redundancji i monitorowania dwukierunkowego. Dostępne jako FBT lub PLC.
Łącznik T (nierówny podział):A 1×2 z celowo nierównym rozkładem - 90/10, 80/20, 70/30. Prawie zawsze FBT. Używane do monitorowania odczepów, gdzie chcesz próbkować małą część sygnału bez znaczącego zmniejszania mocy ścieżki głównej.
Łącznik X (2×2):Dwa wejścia, dwa wyjścia. Działa jednocześnie jako rozdzielacz i sumator. Niezbędny do komunikacji dwukierunkowej po pojedynczym włóknie oraz do budowy czujników interferometrycznych. Zawsze FBW.
Łącznik gwiazdowy (N×N):Wiele wejść, wiele wyjść z równą dystrybucją. Używany w starszych topologiach sieci LAN i niektórych sieciach czujników. Dzisiaj mniej powszechne.
Łącznik drzew (1×N):Jedno wejście do wielu wyjść. Konfiguracja konia roboczego dlaSplittery PLC w technologii FTTH/PON - 1×8, 1×16, 1×32, 1×64.
Wskazówki dotyczące instalacji i wyboru
Dopasuj typ złącza do swojej sieci.Większość rozgałęźników FTTH kończy się naZłącza SC APCdla niskich strat zwrotnych. Krany monitorujące centra danych zazwyczaj korzystają z LC UPC. W dystrybucji zewnętrznej do łączenia termojądrowego wykorzystuje się rozgałęźniki typu pigtailed (gołe włókno). W momencie zamówienia należy określić złącze - pole-zakończające rozdzielacz PLCwarkoczemarnuje czas i wprowadza dodatkowe straty.
Nie łącz kaskadowo rozdzielaczy FBT, jeśli możesz używać jednego sterownika PLC.Widzieliśmy, jak instalatorzy budowali podział 1×16, łącząc kaskadowo cztery stopnie łączników 1×2 FBT. To działa na papierze. W praktyce skumulowane nadmierne straty z czterech złączy/złączy plus czterech oddzielnych urządzeń FBT pochłaniają budżet łącza. Pojedynczy rozdzielacz PLC 1×16 wykonuje tę samą pracę w jednym urządzeniu, przy niższych stratach całkowitych.
Wybierz nierówne podziały dla kranów monitorujących.Jeśli podłączasz stały kran monitorujący do działającego światłowodu w celu OTDR lub monitorowania mocy, użyj łącznika FBT 95/5 lub 90/10. Główna ścieżka traci tylko 0,2–0,5 dB, podczas gdy port zaczepowy otrzymuje sygnał wystarczający do pomiaru. Nie używaj podziału 50/50 do monitorowania -, bez powodu zmniejszyłbyś moc głównego toru o połowę.
Sprawdź zgodność długości fal.Jeśli Twój system przesyła jednocześnie fale 1310 nm, 1490 nm i 1550 nm (typowe zjawisko w GPON z nakładką wideo), użyj szerokopasmowego rozdzielacza PLC, a nie pojedynczego-okna FBT. Sprzęgacze FBT z pojedynczym-okienkiem mogą wykazywać dodatkowe straty o 1–3 dB przy długościach fal wykraczających poza okno projektowe.
Test po montażu.Zmierz tłumienie wtrąceniowe na każdym porcie rozdzielacza za pomocą skalibrowanego miernika mocy optycznej. Porównaj z arkuszem specyfikacji producenta. Jeśli którykolwiek port przekracza specyfikację o więcej niż 0,5 dB, sprawdź, czy złącza nie są zabrudzone lub uszkodzone, zanim zrzucisz winę na rozdzielacz.
Często zadawane pytania
Jaka jest różnica między łącznikiem, rozdzielaczem i sumatorem?
Wszystkie są podzbiorami tej samej rodziny urządzeń. Rozgałęźnik ma jedno wejście i wiele wyjść (1×N). Sumator ma wiele wejść i jedno wyjście (N×1) - fizycznie identyczne z rozdzielaczem używanym w odwrotnej kolejności. Łącznik to ogólny termin obejmujący dowolną konfigurację: 1×N, N×1, 2×2, N×N.
Czy mogę używać łącznika wielomodowego na włóknie-jednomodowym?
Nie. Sprzęgacze jedno-modowe i wielomodowe są zaprojektowane dla różnych rozmiarów rdzeni (9 µm w porównaniu z. 50 µm). Użycie sprzęgacza wielomodowego na włóknie-jednomodowym powoduje ekstremalne nadmierne straty, ponieważ geometria falowodu nie jest dopasowana. Zawsze dopasowuj łącznik do typu włókna.
Jak wybrać pomiędzy FBT a PLC?
W przypadku podziałów 1×2 lub 2×2, szczególnie przy nierównych proporcjach, użyj FBT - jest tańszy i działa dobrze. W przypadku sieci 1×8 i wyższych lub innych aplikacji wymagających wydajności szerokopasmowej (wielo-długości fali PON) należy używać sterownika PLC. Decydujące są zalety jednolitości i strat PLC przy dużej liczbie portów.
Gdzie mogę kupić hurtowo rozdzielacze PLC i łączniki FBT?
Producent Evolux FibreSplittery światłowodowe PLC(1×2 do 1×64, obudowa ABS / gołe włókno /-kaseta do montażu w stojaku), łączniki FBT izłącza światłowodowez dostosowaniem OEM i 100% testami fabrycznymi.Skontaktuj się z naszym zespołemw celu uzyskania cen hurtowych, niestandardowych współczynników podziału i bezpłatnych próbek.
