A pengganding gentian optikialah komponen optik pasif yang membelah, menggabungkan, mengetuk atau mengagihkan semula cahaya antara gentian optik. Dalam rangkaian-dunia sebenar, pengganding membenarkan satu isyarat menjangkau ramai pengguna, membenarkan beberapa isyarat berkongsi satu laluan gentian atau mencuba sejumlah kecil cahaya untuk pemantauan. Ia adalah kuda kerja yang tenang di dalam nod akses FTTH, pusat data, persediaan ujian, laser gentian dan sistem penderia.
Sebelum pergi lebih jauh, adalah wajar untuk membersihkan kekeliruan biasa. Pengganding tidak sama dengan apenyesuai gentian optik. Penyesuai menjajarkan dua penyambung secara mekanikal supaya cahaya boleh melalui; pengganding secara aktif mengubah cara kuasa optik diagihkan antara port.RP Photonicsmentakrifkan pengganding gentian sebagai peranti yang menggabungkan cahaya daripada satu atau beberapa gentian input kepada satu atau beberapa gentian keluaran, dengan pengagihan kuasa yang boleh bergantung pada panjang gelombang dan polarisasi.
Panduan ini menerangkan cara pengganding gentian optik berfungsi, jenis utama yang akan anda hadapi, spesifikasi yang penting semasa membeli dan cara membuat pilihan yang wajar untuk projek anda.
Apakah itu Pengganding Gentian Optik?
Pengganding gentian optik ialah peranti optik dengan satu atau lebih port input dan satu atau lebih port output. Bergantung pada reka bentuk, ia boleh melakukan beberapa perkara sekaligus:
- Pisahkan satu isyarat input kepada dua atau lebih output
- Menggabungkan berbilang input menjadi satu gentian keluaran
- Ketik peratusan kecil kuasa untuk pemantauan atau ujian
- Edarkan isyarat optik merentasi banyak port dalam corak bintang atau pokok
- Gabungkan atau asingkan panjang gelombang dalam sistem CWDM atau DWDM
Sebagai contoh, pengganding 1x2 mempunyai satu input dan dua output. Pengganding 2x2 mempunyai dua input dan dua output dan boleh bertindak sama ada sebagai pembahagi atau penggabung bergantung pada arah cahaya.
Dalam perbincangan rangkaian telekomunikasi dan data, termapengganding gentian optik, pembahagi optik, danpenggabung optiksering bertindih. Pembahagi pada asasnya ialah pengganding yang digunakan dalam arah pemisahan, manakala penggabung ialah peranti yang sama digunakan dalam arah penggabungan. Jika anda mendapatkan komponen, nama pada lembaran data biasanya bergantung pada cara peranti itu bertujuan untuk digunakan.
Bagaimanakah Pengganding Gentian Optik Berfungsi?
Pengganding berfungsi dengan memindahkan kuasa optik antara laluan gentian. Mekanisme yang tepat bergantung pada pendekatan pembuatan.
Dalam pengganding tirus bikonikal (FBT) bercantum, dua atau lebih gentian dipanaskan, ditarik dan dicantum supaya terasnya cukup dekat untuk cahaya bocor dari satu teras ke teras yang lain pada panjang terkawal.RP Photonicsmenerangkan bahawa pengganding bercantum dibuat dengan gentian tirus dan peleburan secara haba supaya terasnya dibawa ke dalam sentuhan optik yang rapat.
Dalam pembahagi litar gelombang cahaya planar (PLC), cahaya dipandu melalui litar pandu gelombang yang direka pada substrat silika atau polimer. Ini ialah pendekatan dominan untuk pembahagi kiraan-port-tinggi kerana geometri pandu gelombang sangat boleh diulang.
Pemisahan Kuasa Optik
Apabila pengganding membelah cahaya, kuasa optik input dibahagikan antara port output. Dalam pengganding 1x2 50/50 yang ideal, setiap output menerima separuh daripada kuasa input. Dalam istilah desibel, ini bermakna kira-kira 3 dB kerugian teori bagi setiap output sebelum sebarang-kerugian dunia sebenar ditambah. ThePersatuan Gentian Optik (FOA)ambil perhatian bahawa pemisahan memperkenalkan 3 dB kerugian tambahan untuk setiap penggandaan kiraan pemisahan, ditambah dengan lebihan kerugian kecil daripada struktur pengganding.
Menggabungkan Isyarat Optik
Banyak pengganding adalah dua arah. Peranti yang membelah kuasa dalam satu arah juga boleh menggabungkan kuasa dalam arah songsang. Dalam rangkaian optik pasif (PON), trafik hiliran dari OLT dibahagikan kepada ramai pengguna, manakala isyarat huluan daripada pengguna tersebut digabungkan kembali ke arah OLT melalui pembahagi pasif yang sama.
Mengapa Pasangan Sentiasa Memperkenalkan Kehilangan
Kehilangan dalam pengganding gentian optik datang daripada beberapa sumber yang bekerja bersama:
- Kehilangan perpecahan teori (bahagian kuasa yang tidak dapat dielakkan)
- Kehilangan berlebihan daripada struktur pengganding itu sendiri
- Kehilangan penyambung dan sambungan pada port input dan output
- Ketidakpadanan panjang gelombang antara peranti dan panjang gelombang sistem
- Polarisasi-kehilangan bergantung (PDL)
- Pengagihan kuasa tidak{0}}sekata antara port output
Inilah sebabnya mengapa memilih pengganding bukan hanya mengenai kiraan port. Belanjawan kerugian, julat panjang gelombang, nisbah pemisahan dan persekitaran semuanya perlu disemak bersama.
Jenis Pengganding Gentian Optik Utama
Coupler boleh dikelaskan dalam beberapa cara yang berguna. Klasifikasi yang betul bergantung pada sama ada anda mereka bentuk rangkaian, sumber komponen atau menyelesaikan masalah pautan.
Mengikut Fungsi: Pemisah, Penggabung, Ketik dan Pengganding WDM
Anpembahagi optikmembahagikan satu input kepada berbilang output (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Apenggabungmenggabungkan beberapa input menjadi satu output. Apengganding ketukmenghantar sebahagian besar kuasa optik melalui laluan utama dan mengalihkan sebahagian kecil (nisbah biasa ialah 90/10, 95/5, dan 99/1) ke port pemantauan. APengganding WDMmenggabungkan atau memisahkan isyarat berdasarkan panjang gelombang, digunakan secara meluas dalamCWDM dan DWDMsistem.
Mengikut Konfigurasi Port: 1x2, 2x2, 1xN dan Star Couplers
A Pengganding gentian optik 1x2mempunyai satu input dan dua output dan merupakan blok binaan yang paling biasa untuk membelah atau mengetuk mudah. Apengganding 2x2dengan dua input dan dua output digunakan secara meluas dalam sistem dwiarah, interferometer dan persediaan ujian. APembahagi 1xNmenyediakan perkhidmatan PON, FTTH, CATV dan rangkaian pengedaran. AnPengganding bintang NxNmengedarkan kuasa optik merentasi banyak laluan input dan output secara serentak.
Mengikut Bentuk: Y, T, X, Bintang dan Pengganding Pokok
Pengganding AY membahagi satu input kepada dua output seimbang. Pengganding AT biasanya mempunyai nisbah tidak sekata seperti 90/10 atau 80/20 dan sangat sesuai untuk pemantauan isyarat. Pengganding X biasanya merupakan peranti 2x2. Pengganding bintang mengagihkan kuasa antara berbilang input dan output. Pengganding pokok membahagi satu input kepada banyak output dalam struktur percabangan dan merupakan pilihan standard untuk rangkaian PON dan FTTx.
Mengikut Kaedah Pengilangan: FBT lwn PLC lwn Mikro-Optik
AnPengganding FBT(fius biconical tirus) dibuat dengan menggabungkan dan meruncing gentian bersama-sama. Ia sangat sesuai untuk kiraan pecahan kecil, nisbah pecahan tersuai dan reka bentuk sensitif-kos. APembahagi PLCmenggunakan cip pandu gelombang, yang memberikan keseragaman panjang gelombang yang lebih baik dan toleransi yang lebih ketat pada kiraan port yang tinggi. Pengganding optik-mikro menggunakan kanta, prisma, cermin atau penapis-filem nipis dan cenderung muncul dalam instrumen optik khusus dan bukannya kabel telekom.
FBT Coupler vs PLC Splitter: Yang Mana Satu Harus Anda Pilih?
Soalan FBT lawan PLC muncul pada hampir setiap pesanan pembelian pengganding. Jawapan yang jujur ialah tidak satu pun yang lebih baik secara universal; mereka mempunyai titik manis yang berbeza.
Pengganding FBT bersinar apabila reka bentuk memerlukan kiraan pemisahan yang rendah (biasanya 1x2 hingga 1x8), nisbah pemisahan tersuai (seperti 80/20, 90/10 atau 95/5) atau aplikasi-panjang gelombang tunggal. Mereka biasanya lebih murah untuk binaan yang lebih mudah ini. Pembahagi PLC ialah pertaruhan yang lebih selamat apabila anda memerlukan prestasi yang konsisten pada kiraan port yang lebih tinggi (1x8 dan ke atas), operasi panjang gelombang yang luas merentasi 1260–1650 nm, atau gelagat yang stabil pada julat suhu yang luas. Paling modenpembahagi gentian optikdigunakan dalam rangkaian FTTH dan PON adalah berasaskan PLC-untuk sebab ini.
Dalam amalan, FBT ialah pilihan yang tepat untuk memantau pilin dan nisbah yang dipesan lebih dahulu, manakala PLC ialah lalai untuk pengedaran FTTH, LAN optik pasif dan sebarang-keperluan keseragaman tinggi.
Spesifikasi Utama: Nisbah Pemisahan, Kehilangan Sisipan dan Panjang Gelombang
Nisbah Split atau Nisbah Gandingan
Nisbah perpecahan menerangkan bagaimana kuasa dibahagikan. Pengganding 50/50 membahagi kuasa secara sama rata. Ketik 90/10 menghantar 90% melalui laluan utama dan 10% ke port pemantauan. Untuk pemantauan anda biasanya mahu mengeluarkan hanya sekeping kecil cahaya; untuk pengagihan anda biasanya mahukan pemisahan yang sama.
Kehilangan Sisipan dan Kehilangan Berlebihan
Kehilangan sisipan ialah jumlah kuasa optik yang hilang apabila pengganding diletakkan ke dalam pautan. Ia termasuk kehilangan perpecahan teori dan kehilangan lebihan peranti itu sendiri. Pembahagi 1x2 50/50 mempunyai kehilangan pemisahan 3 dB secara teori, tetapi lembaran data sebenar biasanya menunjukkan kehilangan sisipan biasa sekitar 3.4–3.8 dB sebaik sahaja kehilangan berlebihan dan kehilangan penyambung ditambah. Kerugian berlebihan ialah kerugian tambahan melebihi kerugian pecahan yang tidak dapat dielakkan; nombor yang lebih rendah bermakna pengganding terbina-yang lebih baik.
Keseragaman, Kehilangan Pulangan dan Kearah Tuju
Keseragaman menerangkan cara kuasa sekata diagihkan merentasi port output dan menjadi kritikal pada pemisahan 1x8, 1x16, 1x32 dan 1x64. Langkah kehilangan pulangan memantulkan cahaya yang bergerak kembali ke arah sumber. Directivity menunjukkan sejauh mana peranti menghalang kuasa daripada bocor ke port yang salah. Ketiga-tiga ini paling penting dalam sistem DWDM, persekitaran ujian OTDR, laser gentian dan sebarang pautan di mana pantulan sesat merendahkan prestasi.
Panjang Gelombang Operasi dan Lebar Jalur
Pengganding mesti sepadan dengan panjang gelombang sistem anda. Sistem telekom biasanya menggunakan tingkap 1310 nm, 1490 nm, dan 1550 nm; Rangkaian PON menambah 1577 nm dan 1490 nm berdasarkan yang berkaitanITU-T G.984dan spesifikasi G.987. Sesetengah pengganding direka untuk tingkap sempit sahaja, manakala pembahagi PLC jalur lebar meliputi 1260–1650 nm.
Jenis Gentian, Penyambung dan Pakej
Sahkan sama ada pengganding menyokong gentian-mod tunggal atau berbilang mod, dan semak-dua kali jenis penyambung dan pengilat. Biasapenyambung gentian optikpilihan termasuk LC, SC, FC, ST dan MTP/MPO, dengan pengilat UPC atau APC. APC diutamakan di mana-mana sahaja pantulan belakang bawah penting, terutamanya dalam PON dan sistem video analog. Pembungkusan mekanikal juga penting: gentian kosong, modul mini tanpa sekatan, kotak ABS, kaset LGX, kepungan-rak dan penutup IP68 luar semuanya menyediakan senario penggunaan yang berbeza.
Aplikasi Biasa Pengganding Gentian Optik
PON, FTTH dan LAN Optik Pasif
Rangkaian PON menggunakan pembahagi 1xN untuk menyambung satu port OLT kepada banyak ONT. Trafik hiliran diedarkan kepada pengguna; lalu lintas hulu digabungkan kembali. Peranti pasif yang sama mengendalikan kedua-dua arah. LAN optik pasif menggunakan seni bina yang sama dalam persekitaran pejabat dan kampus. FOA menyatakan bahawa satu port OLT boleh berkhidmat sehingga 32 (dan kadangkala 64 atau 128) peranti melalui pembahagi berlatarkan, bergantung pada belanjawan kuasa optik.
Mata Pemantauan dan Ujian
Pengganding ketik sampel sebahagian kecil cahaya tanpa memutuskan pautan utama. Untuk pautan mod tunggal-secara langsung, ketik 99/1 atau 95/5 adalah jauh lebih sesuai daripada pembahagi 50/50, yang akan menggunakan terlalu banyak belanjawan di laluan utama.
Sistem WDM dan DWDM
Pengganding WDM menggabungkan atau memisahkan isyarat pada panjang gelombang yang berbeza. Ia penting dalam-telekom jarak jauh, penguat gentian (EDFA) dan sebarang sistem yang berbilang saluran optik berkongsi satu gentian. CWDM menggunakan grid 20 nm; DWDM menggunakan grid 100 GHz atau 50 GHz yang memerlukan toleransi panjang gelombang yang lebih ketat daripada setiap komponen.
Sistem Makmal, Penderia dan Laser
Pengganding gentian juga muncul dalam interferometer, sistem OCT, penderia gentian dan-laser gentian kuasa tinggi. Dalam aplikasi ini, tingkah laku polarisasi dan kehilangan pulangan selalunya lebih penting daripada kos mentah.
Aplikasi-kepada-Rujukan Pantas Pengganding
Untuk menjadikan pemilihan lebih konkrit, berikut ialah cara aplikasi biasanya memetakan kepada jenis pengganding dalam amalan. UntukPengagihan FTTH dan PON, jawapan standard ialah aPembahagi PLC dalam kotak ABS atau kaset LGXdengan port 1x8, 1x16 atau 1x32. Untukpemantauan pautan langsung, pilih pengganding ketik FBT 99/1 atau 95/5 dengan penyambung APC. UntukPersediaan ujian dua hala 2 saluran, pengganding 2x2 50/50 FBT biasanya mencukupi. UntukPengagregatan saluran CWDM/DWDM, pengganding-filem WDM nipis atau mux/demux berasaskan AWG-diperlukan. Untukgabungan pam laser gentian, penjodoh-penyelenggaraan atau pengkhususan-gentian diperlukan dan bukannya peranti telekom generik.
Cara Memilih Pengganding Gentian Optik yang Betul
Gunakan aliran kerja berikut sebelum membuat pesanan.
- Tentukan fungsi.Tentukan sama ada anda perlu membelah, menggabungkan, mengetik atau panjang gelombang-multipleks.
- Pilih konfigurasi port.Pilih 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 atau NxN berdasarkan bilangan titik tamat.
- Sahkan nisbah pembahagian.Gunakan 50/50 untuk pemisahan yang sama, 90/10 atau lebih tinggi untuk pemantauan, dan seragam 1xN untuk pengedaran.
- Semak julat panjang gelombang.Padankan lebar jalur pengganding dengan sistem anda, termasuk sebarang panjang gelombang peningkatan masa hadapan.
- Kira anggaran kerugian.Tambah pengecilan gentian + kehilangan penyambung + kehilangan sambatan + kehilangan sisipan pengganding + margin keselamatan (biasanya 3 dB).
- Padankan gentian dan penyambung.Sahkan mod-tunggal (G.652D atau G.657) berbanding berbilang mod (OM3/OM4/OM5), jenis penyambung dan pengilat.
- Rancang persekitaran pemasangan.Kabinet dalaman, penutup luar, rak pusat data dan bangku makmal memerlukan pembungkusan yang berbeza.
Contoh Belanjawan Kerugian Mudah
Katakan anda mereka bentuk pautan pembahagi PLC 1x16 untuk FTTH dengan 2 km mod-tunggalkabel gentian optik, empat pasangan penyambung LC/UPC, dan satu sambungan gabungan. Anggaran yang munasabah ialah: 13.5 dB (kehilangan sisipan PLC tipikal 1x16) + 0.6 dB (2 km × 0.3 dB/km pada 1310 nm) + 1.2 dB (4 penyambung × 0.3 dB) + 0.1 dB (satu sambatan) + 3 dB (jumlah margin) + 3 dB (jumlah margin) + 3 dB Jika bajet kuasa OLT/ONT anda ialah Kelas B+ (28 dB), anda mempunyai ruang kepala yang selesa; jika ia lebih ketat, anda perlu mengurangkan sambungan, memendekkan larian, atau turun ke belahan 1x8.
Kesilapan Biasa yang Perlu Dielakkan
Kesilapan pertama dan paling biasa ialah menganggap pengganding sebagai penyesuai mudah. Kedua-duanya adalah peranti yang tidak berkaitan dengan pekerjaan yang berbeza. Yang kedua ialah mengabaikan kehilangan sisipan dan menyusun terlalu banyak belahan pada satu pautan sehingga penerima kehabisan kuasa. Yang ketiga ialah memilih FBT untuk penggunaan FTTH 1x32 di mana PLC akan menjadi lebih seragam dan stabil. Yang keempat menggunakan pengganding yang direka untuk satu tetingkap panjang gelombang pada panjang gelombang yang lain, yang boleh menghasilkan kerugian dunia-sebenar yang sangat berbeza. Yang kelima ialah mencampurkan penyambung UPC dan APC tanpa memikirkan akibat pantulan.
Soalan Lazim Mengenai Pengganding Gentian Optik
Apakah perbezaan antara pengganding gentian optik dan pembahagi?
Splitter ialah pengganding yang digunakan untuk membahagikan satu input kepada beberapa output. Istilahpenggandingadalah lebih luas kerana ia turut meliputi penggabung, paip dan pemultipleks panjang gelombang.
Adakah pengganding gentian optik pasif atau aktif?
Hampir semua pengganding telekom dan kabel adalah pasif dan tidak memerlukan kuasa elektrik. Hanya peranti khusus seperti penguat optik dan suis optik dianggap aktif.
Apakah maksud 1x2 dalam pengganding gentian optik?
Pengganding 1x2 mempunyai satu port input dan dua port output. Ia adalah konfigurasi pembahagi atau ketik yang paling mudah.
Apakah maksud 2x2 dalam pengganding gentian optik?
Pengganding 2x2 mempunyai dua input dan dua output dan boleh bertindak sebagai pembahagi atau penggabung bergantung pada arah isyarat. Ia adalah perkara biasa dalam interferometer dan persediaan ujian dua arah.
Bagaimanakah cara saya memilih nisbah pisah untuk pengganding paip?
Untuk kebanyakan-pemantauan pautan secara langsung, ketik 99/1 atau 95/5 ialah pilihan yang tepat kerana ia hanya mengeluarkan sekeping kecil kuasa optik daripada laluan utama. Ketik 90/10 sesuai apabila penerima pemantauan kurang sensitif. Pembahagian 50/50 jarang merupakan jawapan yang betul untuk pemantauan.
Apakah kehilangan sisipan tipikal pembahagi PLC 1x32?
Kebanyakan lembaran data pembahagi PLC 1x32 komersial menyenaraikan kehilangan sisipan tipikal antara 16.5 dan 17.5 dB, termasuk pemisahan 15 dB teoritis ditambah 1.5–2.5 dB lebihan dan kehilangan penyambung. Sentiasa semak lembaran data khusus untuk model yang anda beli.
Bolehkah saya menggunakan-pengganding mod tunggal dengan gentian berbilang mod?
Secara amnya tidak. Pengganding mod-tunggal direka bentuk sekitar teras 9 µm; gentian berbilang mod mempunyai teras 50 atau 62.5 µm. Mencampurkan kedua-duanya menyebabkan mod ketara-ketakpadanan medan dan kehilangan gandingan yang tinggi. Gunakan pengganding yang sepadan dengan andapelbagai modataumod tunggal-.jenis gentian.
Adakah pengganding gentian optik dua arah?
Kebanyakan pengganding pasif adalah dua arah. Peranti yang sama digunakan untuk membelah cahaya hiliran boleh menggabungkan cahaya hulu apabila digunakan dalam arah yang bertentangan, iaitu cara rangkaian PON beroperasi.
Apakah perbezaan antara pengganding WDM dan pengganding optik standard?
Pengganding piawai mengagihkan kuasa tanpa membezakan panjang gelombang. APengganding WDMmenggunakan-penapis filem nipis atau teknologi AWG untuk memisahkan atau menggabungkan panjang gelombang tertentu, yang penting untuk sistem CWDM dan DWDM.
Apakah jenis penyambung yang harus saya pilih untuk pengganding gentian optik?
LC dan SC adalah yang paling biasa dalam akses moden dan penempatan pusat data. Pengilat APC diutamakan di mana-mana pantulan belakang penting, seperti PON, RFoG dan video analog. Padankan pengilat pada kedua-dua hujung pautan; mencampurkan UPC dan APC akan merendahkan prestasi.
Kesimpulan
Pengganding gentian optik ialah komponen mudah menipu yang menyokong hampir setiap rangkaian optik moden secara senyap-senyap. Memilih yang betul ialah keseimbangan antara kiraan port, nisbah pisah, julat panjang gelombang, kehilangan sisipan, jenis gentian, penyambung dan persekitaran tempat ia akan hidup. Untuk satu pili pemantauan atau nisbah pemisahan tersuai, pengganding FBT biasanya merupakan jawapan yang paling menjimatkan. Untuk FTTH, PON, LAN optik pasif atau mana-mana pengedaran kiraan-port-tinggi, pembahagi PLC ialah pilihan-panjang yang lebih selamat. Pengganding terbaik sentiasa yang sesuai dengan bajet kuasa optik dan keperluan kebolehpercayaan rangkaian yang dilayaninya, bukan sekadar yang mempunyai harga unit terendah.
