A optiskās šķiedras savienotājsir pasīvs optiskais komponents, kas sadala, apvieno, piesit vai pārdala gaismu starp optiskajām šķiedrām. Reālās pasaules-tīklos savienotāji ļauj vienam signālam sasniegt daudzus lietotājus, ļauj vairākiem signāliem koplietot vienu šķiedras ceļu vai ņemt nelielu gaismas daudzumu uzraudzībai. Tie ir klusi darba zirgi FTTH piekļuves mezglos, datu centros, testa iestatījumos, šķiedru lāzeros un sensoru sistēmās.
Pirms doties tālāk, ir vērts noskaidrot bieži sastopamo neskaidrību. Savienojums nav tas pats, kas aoptiskās šķiedras adapteris. Adapteris mehāniski izlīdzina divus savienotājus, lai gaisma varētu iziet cauri; savienotājs aktīvi maina to, kā optiskā jauda tiek sadalīta starp portiem.RP fotonikadefinē šķiedru savienotājus kā ierīces, kas savieno gaismu no vienas vai vairākām ieejas šķiedrām ar vienu vai vairākām izejas šķiedrām ar jaudas sadalījumu, kas var būt atkarīgs no viļņa garuma un polarizācijas.
Šajā rokasgrāmatā ir izskaidrots, kā darbojas optiskās šķiedras savienotāji, galvenie veidi, ar kuriem jūs saskarsities, specifikācijas, kas ir svarīgas pērkot, un kā saprātīgi izvēlēties savu projektu.
Kas ir optiskās šķiedras savienotājs?
Optiskās šķiedras savienotājs ir optiska ierīce ar vienu vai vairākiem ievades portiem un vienu vai vairākiem izvades portiem. Atkarībā no dizaina tas var veikt vairākas darbības vienlaikus:
- Sadaliet vienu ieejas signālu divās vai vairākās izejās
- Apvienojiet vairākas ievades vienā izvades šķiedrā
- Pieskarieties nelielai jaudas daļai, lai veiktu uzraudzību vai testēšanu
- Izplatiet optiskos signālus pa daudzām pieslēgvietām zvaigznītes vai koka veidā
- Apvienojiet vai atdaliet viļņu garumus CWDM vai DWDM sistēmās
Piemēram, 1x2 savienotājam ir viena ieeja un divas izejas. 2x2 savienotājam ir divas ieejas un divas izejas, un tas var darboties kā sadalītājs vai apvienotājs atkarībā no gaismas virziena.
Telekomunikāciju un datu tīklu diskusijās terminioptiskās šķiedras savienotājs, optiskais sadalītājs, unoptiskais kombinatorsbieži pārklājas. Sadalītājs būtībā ir savienotājs, ko izmanto sadalīšanas virzienā, savukārt kombinators ir tā pati ierīce, ko izmanto apvienošanas virzienā. Ja iegādājaties komponentus, nosaukumi datu lapā parasti ir atkarīgi no ierīces izvietošanas veida.
Kā darbojas optiskās šķiedras savienotājs?
Savienojums darbojas, pārnesot optisko jaudu starp šķiedru ceļiem. Precīzs mehānisms ir atkarīgs no ražošanas pieejas.
Sakausētā bikoniskā konusveida (FBT) savienotājā divas vai vairākas šķiedras tiek uzkarsētas, vilktas un sapludinātas, lai to serdeņi būtu pietiekami tuvu, lai gaisma kontrolētā garumā varētu noplūst no viena serdeņa citā.RP fotonikapaskaidro, ka kausēti savienotāji tiek izgatavoti, termiski sašaurinot un sakausējot šķiedras, lai to serdeņi nonāk ciešā optiskā kontaktā.
Plakanās gaismas viļņu ķēdes (PLC) sadalītājā gaisma tiek vadīta caur viļņvada ķēdi, kas izgatavota uz silīcija dioksīda vai polimēra substrāta. Šī ir dominējošā pieeja liela-portu-skaita sadalītājiem, jo viļņvada ģeometrija ir ļoti atkārtojama.
Optiskās jaudas sadalīšana
Kad savienotājs sadala gaismu, ieejas optiskā jauda tiek sadalīta starp izvades portiem. Ideālā 1x2 50/50 savienotājā katra izeja saņem pusi no ieejas jaudas. Decibelu izteiksmē tas nozīmē aptuveni 3 dB teorētisko zudumu uz vienu izvadi, pirms tiek pievienoti reālie{6}}zaudējumi. TheFiber Optic Association (FOA)atzīmē, ka sadalīšana rada papildu 3 dB zaudējumus par katru sadalīšanas skaita dubultošanu, kā arī nelielu pārpalikumu no savienotāja struktūras.
Optisko signālu apvienošana
Daudzi savienotāji ir divvirzienu. Ierīce, kas sadala jaudu vienā virzienā, var apvienot jaudu arī pretējā virzienā. Pasīvajā optiskajā tīklā (PON) pakārtotā trafika no OLT tiek sadalīta uz daudziem lietotājiem, savukārt augšupējie signāli no šiem lietotājiem tiek apvienoti atpakaļ virzienā uz OLT caur to pašu pasīvo sadalītāju.
Kāpēc savienotāji vienmēr rada zaudējumus
Optiskās šķiedras savienotāja zudumi rodas no vairākiem avotiem, kas darbojas kopā:
- Teorētiski sadalīti zaudējumi (neizbēgama varas daļa)
- Pārmērīgs zudums no pašas savienotāja struktūras
- Savienotāja un savienojuma zudumi ieejas un izejas portos
- Viļņa garuma neatbilstība starp ierīci un sistēmas viļņa garumu
- Polarizācijas{0}}atkarīgie zaudējumi (PDL)
- Nevienmērīgs jaudas sadalījums starp izvades portiem
Tāpēc savienotāja izvēle nekad nav saistīta tikai ar portu skaitu. Zaudējumu budžets, viļņu garuma diapazons, sadalījuma attiecība un vide ir jāpārbauda kopā.
Galvenie optisko šķiedru savienotāju veidi
Uzmavas var klasificēt vairākos noderīgos veidos. Pareizā klasifikācija ir atkarīga no tā, vai plānojat tīklu, iegādājaties komponentus vai novēršat saites problēmas.
Pēc funkcijas: sadalītājs, kombinētājs, pieskāriens un WDM savienotājs
Anoptiskais sadalītājssadala vienu ievadi vairākās izejās (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Akombinatorsapvieno vairākas ievades vienā izvadē. Akrāna savienotājssūta lielāko daļu optiskās jaudas pa galveno ceļu un novirza nelielu daļu (parastās attiecības ir 90/10, 95/5 un 99/1) uz uzraudzības portu. AWDM savienotājsapvieno vai atdala signālus, pamatojoties uz viļņa garumu, ko plaši izmantoCWDM un DWDMsistēmas.
Pēc porta konfigurācijas: 1x2, 2x2, 1xN un Star Couplers
A 1x2 optiskās šķiedras savienotājsir viena ieeja un divas izejas, un tas ir visizplatītākais elements vienkāršai sadalīšanai vai pieskārienam. A2x2 savienotājsar divām ieejām un divām izejām plaši izmanto divvirzienu sistēmās, interferometros un testa iestatījumos. A1xN sadalītājsapkalpo PON, FTTH, CATV un izplatīšanas tīklus. AnNxN zvaigznes savienotājssadala optisko jaudu pa daudziem ievades un izvades ceļiem vienlaicīgi.
Pēc formas: Y, T, X, zvaigznes un koku savienotāji
AY savienotājs sadala vienu ieeju divās līdzsvarotās izejās. AT savienotājam parasti ir nevienmērīga attiecība, piemēram, 90/10 vai 80/20, un tas ir labi piemērots signālu uzraudzībai. X savienotājs parasti ir 2x2 ierīce. Zvaigžņu savienotājs sadala jaudu starp vairākām ieejām un izejām. Koka savienotājs sadala vienu ievadi daudzās izejās sazarotā struktūrā un ir standarta izvēle PON un FTTx tīkliem.
Pēc ražošanas metodes: FBT vs PLC vs mikro{0}}optika
AnFBT savienotājs(kausēts bikonisks konuss) tiek izgatavots, sakausējot un sašaurinot šķiedras kopā. Tas ir labi piemērots nelielam sadalījuma skaitam, pielāgotām sadalīšanas attiecībām un{1}}izmaksas jutīgiem dizainiem. APLC sadalītājsizmanto viļņvada mikroshēmu, kas nodrošina labāku viļņa garuma viendabīgumu un stingrākas pielaides pie liela portu skaita. Mikro-optikas savienotāji izmanto lēcas, prizmas, spoguļus vai plānās{2} plēves filtrus, un tie parasti parādās specializētos optiskajos instrumentos, nevis telekomunikāciju kabeļos.
FBT savienotājs vs PLC sadalītājs: kuru izvēlēties?
FBT un PLC jautājums parādās gandrīz katrā savienotāja pirkuma pasūtījumā. Godīga atbilde ir tāda, ka neviens no tiem nav vispārēji labāks; viņiem ir dažādas saldās vietas.
FBT savienotāji spīd, ja dizains prasa zemu sadalījumu skaitu (parasti 1x2 līdz 1x8), pielāgotu sadalījuma attiecību (piemēram, 80/20, 90/10 vai 95/5) vai viena viļņa garuma lietojumprogrammu. Šiem vienkāršākajiem modeļiem tie parasti ir lētāki. PLC sadalītāji ir drošāka izvēle ikreiz, kad nepieciešama konsekventa veiktspēja ar lielāku portu skaitu (1x8 un vairāk), plaša viļņa garuma darbība 1260–1650 nm vai stabila darbība plašā temperatūras diapazonā. Vismodernākāoptisko šķiedru sadalītājiFTTH un PON tīklos ir PLC{0}}pamatoti tieši šī iemesla dēļ.
Praksē FBT ir pareizā izvēle, lai uzraudzītu krānus un pielāgotus koeficientus, savukārt PLC ir noklusējuma iestatījums FTTH izplatīšanai, pasīvajam optiskajam LAN un jebkurai augstai{0}}vienveidības prasībām.
Galvenās specifikācijas: sadalīšanas attiecība, ievietošanas zudums un viļņa garums
Sadalījuma attiecība vai sakabes attiecība
Sadalījuma attiecība apraksta, kā tiek sadalīta jauda. 50/50 savienotājs vienmērīgi sadala jaudu. 90/10 pieskāriens nosūta 90% pa galveno ceļu un 10% uz uzraudzības portu. Uzraudzībai parasti vēlaties noņemt tikai nelielu gaismas šķēli; izplatīšanai jūs parasti vēlaties vienādu sadalījumu.
Ievietošanas zudums un pārpalikums
Ievietošanas zudums ir kopējā optiskā jauda, kas zaudēta, kad savienotājs tiek ievietots saitē. Tas ietver teorētiskos dalītos zaudējumus un pašas ierīces liekos zaudējumus. 1x2 50/50 sadalītājam teorētiskais sadalīšanas zudums ir 3 dB, taču reālās datu lapās parasti tiek parādīts tipisks ievietošanas zudums aptuveni 3,4–3,8 dB, kad tiek pievienoti liekie zudumi un savienotāja zudumi. Pārmērīgie zaudējumi ir papildu zaudējumi, kas pārsniedz nenovēršamo dalīto zaudējumu; mazāks skaitlis nozīmē labāku-uzbūvēto savienotāju.
Viendabīgums, atdeves zudums un virzība
Viendabīgums apraksta, cik vienmērīgi jauda tiek sadalīta pa izvades portiem un kļūst kritiska pie 1x8, 1x16, 1x32 un 1x64 sadalīšanas. Atdeves zudums mēra atspoguļoto gaismu, kas virzās atpakaļ uz avotu. Virzība norāda, cik labi ierīce novērš strāvas noplūdi nepareizajā portā. Šie trīs elementi ir vissvarīgākie DWDM sistēmās, OTDR testa vidēs, šķiedru lāzeros un jebkurā saitē, kur klaiņojoši atspīdumi pasliktina veiktspēju.
Darbības viļņa garums un joslas platums
Savienojumam jāatbilst jūsu sistēmas viļņa garumam. Telekomunikāciju sistēmās parasti tiek izmantoti 1310 nm, 1490 nm un 1550 nm logi; PON tīkli pievieno 1577 nm un 1490 nm, pamatojoties uz attiecīgoITU-T G.984un G.987 specifikācijas. Daži savienotāji ir paredzēti tikai šauram logam, savukārt platjoslas PLC sadalītāji aptver 1260–1650 nm.
Šķiedras veids, savienotājs un pakotne
Pārbaudiet, vai savienotājs atbalsta viena{0}}režīmu vai daudzmodu šķiedru, un vēlreiz-pārbaudiet savienotāja veidu un pulēšanu. Biežioptiskās šķiedras savienotājsIespējas ietver LC, SC, FC, ST un MTP/MPO ar UPC vai APC pulēšanu. APC tiek dota priekšroka visur, kur ir svarīga atstarošana no muguras, īpaši PON un analogajās video sistēmās. Svarīgs ir arī mehāniskais iepakojums: tukša šķiedra, bezbloku mini modulis, ABS kaste, LGX kasete, statīvs-montāžas korpuss un āra IP68 aizdare kalpo dažādiem izvietošanas scenārijiem.
Optisko šķiedru savienotāju izplatītākie pielietojumi
PON, FTTH un pasīvais optiskais LAN
PON tīkli izmanto 1xN sadalītājus, lai savienotu vienu OLT portu ar daudziem ONT. Pakārtotā satiksme tiek izplatīta lietotājiem; augšupejošā satiksme tiek apvienota atpakaļ. Viena un tā pati pasīvā ierīce darbojas abos virzienos. Pasīvie optiskie LAN izmanto to pašu arhitektūru biroja un universitātes vidē. FOA atzīmē, ka viens OLT ports var apkalpot līdz 32 (un dažreiz 64 vai 128) ierīcēm, izmantojot kaskādes sadalītājus, atkarībā no optiskās jaudas budžeta.
Uzraudzības un pārbaudes punkti
Krāna savienotāji uztver nelielu gaismas daļu, nepārtraucot galveno saiti. Tiešsaistes viena režīma{1}}saitei 99/1 vai 95/5 pieskāriens ir daudz piemērotāks nekā 50/50 sadalītājs, kas galvenajā ceļā patērētu pārāk daudz budžeta.
WDM un DWDM sistēmas
WDM savienotāji apvieno vai atdala signālus dažādos viļņu garumos. Tie ir būtiski tālsatiksmes-telekomunikācijās, šķiedru pastiprinātājos (EDFA) un jebkurā sistēmā, kur vairāki optiskie kanāli koplieto vienu šķiedru. CWDM izmanto 20 nm režģi; DWDM izmanto 100 GHz vai 50 GHz tīklu, kas prasa stingrāku viļņa garuma toleranci no katra komponenta.
Laboratorijas, sensoru un lāzeru sistēmas
Šķiedru savienotāji parādās arī interferometros, OCT sistēmās, šķiedru sensoros un lieljaudas{0}}šķiedru lāzeros. Šajos lietojumos polarizācijas uzvedība un atdeves zudumi bieži vien ir svarīgāki par neapstrādātajām izmaksām.
Lietojumprogramma-uz-Savienotāja ātrā uzziņa
Lai padarītu atlasi precīzāku, tālāk ir norādīts, kā lietojumprogrammas praksē parasti atbilst savienotāju veidiem. ParFTTH un PON izplatīšana, standarta atbilde ir aPLC sadalītājs ABS kastē vai LGX kasetēar 1x8, 1x16 vai 1x32 pieslēgvietām. Partiešās saites uzraudzība, izvēlieties FBT 99/1 vai 95/5 krāna savienotāju ar APC savienotājiem. Par2 kanālu divvirzienu pārbaudes iestatījumi, parasti pietiek ar 2x2 50/50 FBT savienotāju. ParCWDM/DWDM kanālu apkopošana, ir nepieciešams plāns{0}}plēves WDM savienotājs vai AWG{1}}mux/demux. Paršķiedru lāzera sūkņu apvienošana, ir nepieciešams polarizācijas-uzturēšanas vai speciāls-šķiedru savienotājs, nevis vispārīga telekomunikāciju ierīce.
Kā izvēlēties pareizo optiskās šķiedras savienotāju
Pirms pasūtījuma veikšanas izmantojiet tālāk norādīto darbplūsmu.
- Definējiet funkciju.Izlemiet, vai jums ir nepieciešams sadalīt, apvienot, pieskarties vai viļņa garuma-multiplekss.
- Izvēlieties porta konfigurāciju.Atkarībā no galapunktu skaita atlasiet 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 vai NxN.
- Apstipriniet sadalījuma attiecību.Izmantojiet 50/50 vienlīdzīgai sadalīšanai, 90/10 vai vairāk uzraudzībai un vienmērīgu 1xN sadalei.
- Pārbaudiet viļņa garuma diapazonu.Saskaņojiet savienotāja joslas platumu ar savu sistēmu, ieskaitot visus turpmākās jaunināšanas viļņu garumus.
- Aprēķiniet zaudējumu budžetu.Pievienojiet šķiedras vājinājumu + savienotāja zudumu + savienojuma zudumu + savienotāja ievietošanas zudumu + drošības rezervi (parasti 3 dB).
- Saskaņojiet šķiedru un savienotāju.Apstipriniet viena -režīmu (G.652D vai G.657) salīdzinājumā ar daudzrežīmu (OM3/OM4/OM5), savienotāja veidu un pulēšanu.
- Plānojiet uzstādīšanas vidi.Iekštelpu skapjiem, āra slēgierīcēm, datu centru plauktiem un laboratorijas soliem ir nepieciešams atšķirīgs iepakojums.
Vienkāršs zaudējumu budžeta piemērs
Pieņemsim, ka jūs projektējat 1x16 PLC sadalītāja saiti FTTH ar 2 km viena režīma{3}}optisko šķiedru kabelis, četri LC/UPC savienotāju pāri un viens saplūšanas savienojums. Saprātīgs aprēķins būtu: 13,5 dB (tipisks 1x16 PLC ievietošanas zudums) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km pie 1310 nm) + 1.2 dB (4 savienotāji × 0,3 dB) + 0.1 dB {{1 splice}} 18,4 dB kopā. Ja jūsu OLT/ONT jaudas budžets ir B+ klase (28 dB), jums ir ērta gaisa telpa; ja tas būtu stingrāks, jums vajadzētu samazināt savienojumus, saīsināt skrējienu vai atkāpties līdz 1x8 sadalījumam.
Biežākās kļūdas, no kurām jāizvairās
Pirmā un visizplatītākā kļūda ir savienotāja uzskatīšana par vienkāršu adapteri. Abas ir nesaistītas ierīces ar dažādiem darbiem. Otrais ir ievietošanas zuduma ignorēšana un pārāk daudzu sadalījumu sakraušana vienā saitē, līdz uztvērējam beidzas jauda. Trešais ir FBT izvēle FTTH 1x32 izvietošanai, kur PLC būtu daudz vienveidīgāks un stabilāks. Ceturtais izmanto savienotāju, kas paredzēts viena viļņa garuma logam citā viļņa garumā, kas var radīt ļoti atšķirīgus reālās pasaules-zaudējumus. Piektais ir UPC un APC savienotāju sajaukšana, nedomājot par pārdomas sekām.
FAQ par optisko šķiedru savienotājiem
Kāda ir atšķirība starp optisko šķiedru savienotāju un sadalītāju?
Sadalītājs ir savienotājs, ko izmanto, lai sadalītu vienu ievadi vairākās izejās. Terminssavienotājsir plašāks, jo tas attiecas arī uz kombinētājiem, krāniem un viļņu garuma multipleksoriem.
Vai optiskās šķiedras savienotājs ir pasīvs vai aktīvs?
Gandrīz visi telekomunikāciju un kabeļu savienotāji ir pasīvi un tiem nav nepieciešama elektrība. Par aktīvām tiek uzskatītas tikai specializētas ierīces, piemēram, optiskie pastiprinātāji un optiskie slēdži.
Ko optiskās šķiedras savienotājā nozīmē 1x2?
1x2 savienotājam ir viens ieejas ports un divi izejas porti. Tā ir vienkāršākā sadalītāja vai krāna konfigurācija.
Ko optiskās šķiedras savienotājā nozīmē 2x2?
2x2 savienotājam ir divas ieejas un divas izejas, un tas var darboties kā sadalītājs vai apvienotājs atkarībā no signāla virziena. Tas ir izplatīts interferometros un divvirzienu testa iestatījumos.
Kā izvēlēties sadalīšanas attiecību krāna savienotājam?
Lielākajai daļai tiešraides{0}}saišu uzraudzības 99/1 vai 95/5 pieskāriens ir pareizā izvēle, jo tas no galvenā ceļa noņem tikai nelielu optiskā jaudas daļu. 90/10 pieskāriens ir piemērots, ja uzraudzības uztvērējs ir mazāk jutīgs. Sadalījums 50/50 reti ir pareizā atbilde uzraudzībai.
Kāds ir 1x32 PLC sadalītāja tipiskais ievietošanas zudums?
Lielākajā daļā komerciālo 1x32 PLC sadalītāja datu lapu ir norādīti tipiskie ievietošanas zudumi no 16,5 līdz 17,5 dB, ieskaitot teorētisko 15 dB sadalījumu plus 1,5–2,5 dB pārpalikumu un savienotāja zudumu. Vienmēr pārbaudiet pērkamā modeļa īpašo datu lapu.
Vai varu izmantot viena{0}}moda savienotāju ar daudzmodu šķiedru?
Vispār nē. Viena -režīma savienotāji ir konstruēti ap 9 µm serdi; daudzmodu šķiedrai ir 50 vai 62,5 µm serde. Abu sajaukšana izraisa ievērojamu režīma-lauka neatbilstību un lielus savienojuma zudumus. Izmantojiet savienotāju, kas atbilst jūsuvairāku režīmuvaiviens{0}}režīmsšķiedras veids.
Vai optiskās šķiedras savienotāji ir divvirzienu?
Lielākā daļa pasīvo savienotāju ir divvirzienu. Tā pati ierīce, ko izmanto, lai sadalītu pakārtoto gaismu, var apvienot augšupējo gaismu, ja to izmanto pretējā virzienā, tieši tā darbojas PON tīkli.
Kāda ir atšķirība starp WDM savienotāju un standarta optisko savienotāju?
Standarta savienotājs sadala jaudu, neatšķirot viļņu garumus. AWDM savienotājsizmanto plānās{0}}plēves filtrus vai AWG tehnoloģiju, lai atdalītu vai apvienotu noteiktus viļņu garumus, kas ir būtiski CWDM un DWDM sistēmām.
Kādu savienotāja veidu izvēlēties optiskās šķiedras savienotājam?
LC un SC ir visizplatītākie mūsdienu piekļuves un datu centru izvietošanā. APC pulēšana ir ieteicama visur, kur ir svarīga atstarošana no aizmugures, piemēram, PON, RFoG un analogais video. Saskaņojiet pulēšanu abos saites galos; UPC un APC sajaukšana pasliktinās veiktspēju.
Secinājums
Optiskās šķiedras savienotājs ir maldinoši vienkāršs komponents, kas klusi ir gandrīz katra mūsdienu optiskā tīkla pamatā. Pareiza izvēle ir līdzsvars starp portu skaitu, sadalījuma attiecību, viļņa garuma diapazonu, ievietošanas zudumu, šķiedras veidu, savienotāju un vidi, kurā tā dzīvos. Vienam pārraudzības pieskārienam vai pielāgotai sadales attiecībai FBT savienotājs parasti ir visekonomiskākā atbilde. FTTH, PON, pasīvajam optiskajam LAN vai jebkuram liela-portu-skaitījuma sadalījumam PLC sadalītājs ir drošāka ilgtermiņa izvēle. Labākais savienotājs vienmēr ir tas, kas atbilst tā apkalpotā tīkla optiskās jaudas budžetam un uzticamības prasībām, nevis tikai tas, kuram ir viszemākā vienības cena.
