Если вы когда-либо проектировали или устанавливали сеть PON, систему распределения кабельного телевидения или ответвитель для мониторинга оптоволокна, вы использовали оптоволоконный соединитель. И если вы выбрали неправильный - неправильный коэффициент разделения, неправильную технологию, неправильное окно длины волны -, вы узнали это на собственном горьком опыте, когда абоненты на конце линии не получали сигнала или показания вашего рефлектометра не имели смысла.
Оптоволоконные соединители — это пассивные устройства, которые разделяют, объединяют или перераспределяют оптические сигналы. Они звучат просто. Процесс отбора — нет. В этом руководстве рассказывается, чем две основные производственные технологии на самом деле различаются по производительности, как рассчитать бюджет потерь для вашего конкретного коэффициента разделения и как выбрать правильный соединитель для FTTH, мониторинга центров обработки данных, кабельного телевидения и тестовых приложений.
Что на самом деле делает оптоволоконный соединитель
Волоконно-оптический соединитель принимает оптический сигнал от одного или нескольких входных волокон и распределяет его по двум или более выходным волокнам - или наоборот. Сигнал все время остается в оптической области. Никакого электрического преобразования. Источник питания не требуется. Вот почему их называют пассивными устройствами.
Подвох: расщепление света означает разделение власти. Каждый раз, когда вы разделяете сигнал, каждый выходной порт получает меньшую мощность, чем входной. Идеальное разделение 1×2 50/50 дает каждому выходу ровно половину входной мощности -, что составляет минимальную потерю 3,0 дБ на выходной порт, чисто из-за физики разделения энергии. Реальные-устройства добавляют небольшие дополнительные потери сверх этого теоретического минимума.
Эта потеря является накопительной. Разделение 1×4 стоит не менее 6,0 дБ. 1×8 стоит 9,0 дБ. 1×32 стоит 15,0 дБ. Понимание этого является основой любого решения по выбору соединителя -, если ваш бюджет канала не может покрыть разделенные потери, ни один соединитель в мире не обеспечит работоспособность сети.
FBT против PLC: две важные технологии
Существует множество способов производства волоконно-оптических соединителей, но на практике доминируют две технологии: FBT (плавленный биконический конус) и PLC (планарная световолновая схема).
Муфты ФБТ
Соединители FBT изготавливаются путем скручивания двух или более оголенных волокон вместе, затем нагревания и растяжения (сплавления и сужения) места соединения до тех пор, пока сердцевины волокна не окажутся достаточно близко, чтобы свет мог соединиться между ними. Коэффициент разделения контролируется длиной и степенью конусности.
Сильные стороны:
- Более низкая стоимость при небольшом количестве портов (1×2, 1×4, 2×2)
- Легко и дешево можно настроить на неравные соотношения разделения (например, 10/90, 20/80, 30/70).
- Хорошие характеристики в узком диапазоне длин волн
- Небольшой размер упаковки для простого разделения
Ограничения:
- Равномерность ухудшается по мере увеличения количества портов - FBT 1×8 имеет заметно неравномерное распределение мощности между выходами.
- Потери, зависящие от длины волны-: характеристики на длине волны 1 310 нм и 1 550 нм могут существенно различаться, если не указано двойное-окно.
- Практически ограничен максимум 1×32, с плохой однородностью за пределами 1×8.
- Каждая дополнительная ступень разделения представляет собой отдельный плавкий переход, что увеличивает совокупные избыточные потери.
Лучше всего для:соединители ответвлений для мониторинга (90/10, 95/5), небольшая распределительная сеть кабельного телевидения, двунаправленные соединители 2×2, экономичные-разветвления с малым-количеством.
Сплиттеры ПЛК
ПЛК сплиттерыиспользовать полупроводниковую литографию для травления оптических волноводных схем на подложке из кварцевого стекла. Расщепление происходит на чипе -, думайте о нем как о крошечной оптической плате. Входные и выходные оптоволоконные массивы подключены к чипу.
Сильные стороны:
- Превосходная однородность по всем выходным портам - ПЛК 1×32 подает почти одинаковую мощность на каждый порт.
- Широкополосный по своей конструкции: работает в диапазоне 1260–1650 нм без изменений, зависящих от длины волны-
- Эффективно масштабируется до большого количества портов (1×64, 2×64).
- Компактность для высоких коэффициентов разделения - ПЛК 1×32 едва ли больше, чем FBT 1×4.
- Повышенная долговременная-стабильность и температурные характеристики
Ограничения:
- Более высокая стоимость, чем FBT, при небольшом количестве портов (1×2, 1×4).
- Менее гибок для пользовательских неравных коэффициентов разделения - большинство разделителей ПЛК равны-только для разделения
- Несколько более высокие минимальные вносимые потери при 1×2 по сравнению с FBT (обычно 3,8 дБ против . 3.4 дБ)
Лучше всего для:Развертывания GPON/XGS-PON FTTH (1×8, 1×16, 1×32, 1×64), любое приложение, требующее равномерного распределения мощности, широкополосные системы, передающие несколько длин волн.
Сравнение
| Параметр | Муфта ФБТ | ПЛК-сплиттер |
|---|---|---|
| Технология | Конус из плавленого волокна | Литографический волновод на кварцевом чипе |
| Практичные максимальные порты | 1×32 (оптимально 1×8) | 1×64 (или 2×64) |
| Однородность (1×8) | Изменение ±1,0–2,0 дБ | Изменение ±0,5–0,8 дБ |
| Диапазон длин волн | Одиночное или двойное окно (1310/1550 нм) | Широкополосный 1260–1650 нм |
| Неравные соотношения разделения | Легко и дешево (10/90, 20/80 и т. д.) | Сложный / индивидуальный заказ |
| Рабочая температура | от -20 градусов до +70 градусов (обычно) | от -40 градусов до +85 градусов (обычно) |
| Стоимость (1×2) | $ | $$ |
| Стоимость (1×32) | $$$ (каскадный FBT) | $$ (один чип) |
Точка пересечения составляет около 1×8. Ниже этого значения FBT обычно дешевле. Помимо этого, ПЛК выигрывает как по единообразию, так и по стоимости.
Коэффициенты разделения и потери: необходимая математика
Каждый ответвитель/сплиттер имеет теоретические минимальные вносимые потери, определяемые коэффициентом разделения. Вот справочная таблица:
| Коэффициент разделения | Теоретическая минимальная потеря | Типичная потеря ПЛК | Типичная потеря FBT |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3,0 дБ | 3,2–3,8 дБ | 3,2–3,6 дБ |
| 1×4 | 6,0 дБ | 6,5–7,2 дБ | 6,5–7,5 дБ |
| 1×8 | 9,0 дБ | 9,5–10,5 дБ | 10,0–12,0 дБ |
| 1×16 | 12,0 дБ | 12,5–13,5 дБ | 13,5–16,0 дБ |
| 1×32 | 15,0 дБ | 15,5–17,0 дБ | 17,0–21,0 дБ |
| 1×64 | 18,0 дБ | 18,5–21,0 дБ | Не практично |
Обратите внимание, как потери FBT отличаются от потерь ПЛК по мере увеличения количества портов. При 1×32 соединитель FBT может быть на 4–5 дБ хуже, чем PLC -, в этом и заключается разница между работающим каналом FTTH и нерабочим.
Реальный-пример: бюджет канала GPON FTTH
Стандартная система GPON (ITU-T G.984) имеет максимальный оптический бюджет 28 дБ между OLT и ONT. Вот как выглядит типичное развертывание 1×32:
| Компонент | Потеря |
|---|---|
| ПЛК сплиттер (1×32) | 17,0 дБ |
| Фидерное волокно (10 км × 0,35 дБ/км) | 3,5 дБ |
| Распределительное волокно (2 км × 0,35 дБ/км) | 0,7 дБ |
| Разъемы SC APC(6 пар × 0,3 дБ) | 1,8 дБ |
| Точки соединения (4 × 0,1 дБ) | 0,4 дБ |
| Общий | 23,4 дБ |
| Оставшаяся маржа | 4,6 дБ |
Этот запас в 4,6 дБ учитывает старение, изменение температуры и будущие соединения. Если бы вы использовали соединитель FBT с уровнем 21 дБ вместо ПЛК с уровнем 17 дБ, уровень 27,4 дБ - был бы опасно близок к пределу в 28 дБ с запасом всего в 0,6 дБ. Один грязный разъем и ты вылетел.
Именно поэтому каждый оператор FTTH использует сплиттеры PLC 1×16 и выше. Бюджет убытков не прощает чрезмерных потерь FBT при высоких коэффициентах разделения.
Формы муфт и для чего они используются
Помимо коэффициента разделения и технологии, соединители бывают различных топологических конфигураций:
Y-муфта (1×2):Простейшее разделение. Один вход, два выхода. Используется для перехвата сигналов, резервных каналов и двунаправленного мониторинга. Доступен как FBT или ПЛК.
Т-образная муфта (неравномерное разделение):1×2 с намеренно неравномерным распределением - 90/10, 80/20, 70/30. Почти всегда ФБТ. Используется для мониторинга ответвлений, когда вы хотите оцифровать небольшую часть сигнала без значительного снижения мощности основного тракта.
X-муфта (2×2):Два входа, два выхода. Работает как разделитель и объединитель одновременно. Необходим для двунаправленной связи по одному волокну и для создания интерферометрических датчиков. Всегда ФБТ.
Звездообразная муфта (N×N):Несколько входов, несколько выходов с равным распределением. Используется в устаревших топологиях локальных сетей и некоторых сенсорных сетях. Сегодня встречается реже.
Соединитель деревьев (1×N):Один вход для многих выходов. Рабочая конфигурация дляСплиттеры ПЛК в FTTH/PON - 1×8, 1×16, 1×32, 1×64.
Советы по установке и выбору
Сопоставьте тип разъема с вашей сетью.Большинство сплиттеров FTTH завершаютсяРазъемы SC APCдля низких возвратных потерь. В кранах мониторинга центра обработки данных обычно используется LC UPC. Для наружного распределения используются разветвители с косичками (голое волокно) для сварки. Укажите разъем во время заказа - поле-оконечный разветвитель ПЛКкосичкитратит время и приносит дополнительные потери.
Не используйте каскадные разветвители FBT, если вы можете использовать один ПЛК.Мы видели, как установщики строили разветвитель 1×16, соединяя четыре каскада соединителей FBT 1×2. На бумаге это работает. На практике совокупные избыточные потери от четырех соединений/соединителей плюс четырех отдельных устройств FBT расходуют бюджет канала. Один разветвитель ПЛК 1×16 выполняет ту же работу в одном устройстве с меньшими общими потерями.
Выбирайте неравные разделения для мониторинга отводов.Если вы подключаете постоянный контрольный ответвитель к действующему волокну для рефлектометрии или мониторинга мощности, используйте соединитель FBT 95/5 или 90/10. Основной путь теряет всего 0,2–0,5 дБ, в то время как порт ответвления получает достаточный сигнал для измерения. Не используйте разделение 50/50 для мониторинга - вы уменьшите мощность основного канала вдвое без причины.
Проверьте совместимость длин волн.Если ваша система одновременно передает длины волн 1310, 1490 и 1550 нм (типично для GPON с наложением видео), используйте широкополосный разветвитель ПЛК, а не однооконный-FBT. Однооконные ответвители FBT могут показывать дополнительные потери на 1–3 дБ на длинах волн, выходящих за пределы расчетного окна.
Тест после установки.Измерьте вносимые потери на каждом порту разветвителя с помощью калиброванного измерителя оптической мощности. Сравните со спецификацией производителя. Если какой-либо порт превышает спецификации более чем на 0,5 дБ, проверьте разъемы на наличие загрязнений или плохих соединений, прежде чем обвинять сплиттер.
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между соединителем, сплиттером и объединителем?
Все они являются подмножествами одного семейства устройств. Сплиттер имеет один вход и несколько выходов (1×N). Комбинатор имеет несколько входов и один выход (N×1) -, физически идентичный делителю, используемому в обратном порядке. Соединитель — это общий термин, охватывающий любую конфигурацию: 1×N, N×1, 2×2, N×N.
Могу ли я использовать многомодовый соединитель для одномодового оптоволокна?
Нет. Одномодовые- и многомодовые соединители рассчитаны на сердечники разного размера (9 мкм против. 50 мкм). Использование многомодового ответвителя в одномодовом волокне приводит к чрезмерным избыточным потерям из-за несоответствия геометрии волновода. Всегда подбирайте соединитель в соответствии с типом волокна.
Как мне выбрать между FBT и ПЛК?
Для разделения 1×2 или 2×2, особенно с неравными соотношениями, используйте FBT -, он дешевле и работает лучше. Для 1×8 и выше или любого приложения, требующего широкополосной производительности (много-волновая сеть PON), используйте ПЛК. Преимущества однородности и потерь ПЛК при большом количестве портов имеют решающее значение.
Где я могу приобрести разветвители ПЛК и соединители FBT оптом?
Evolux Fiber производитВолоконно-оптические разветвители ПЛК(от 1×2 до 1×64, коробка ABS/голое оптоволокно/кассета для монтажа в стойку-), соединители FBT иоптоволоконные разъемыс OEM-настройкой и 100% заводскими испытаниями.Свяжитесь с нашей командойдля оптовых цен, индивидуальных коэффициентов разделения и бесплатных образцов.
