A spojnik za optična vlaknaje pasivna optična komponenta, ki deli, združuje, zajema ali prerazporeja svetlobo med optičnimi vlakni. V-omrežjih v resničnem svetu spojniki omogočajo, da en signal doseže veliko uporabnikov, omogočijo več signalom, da si delijo eno optično pot, ali vzorčijo majhno količino svetlobe za spremljanje. So tihi delovni konji znotraj dostopnih vozlišč FTTH, podatkovnih centrov, preskusnih nastavitev, optičnih laserjev in senzorskih sistemov.
Preden gremo naprej, je vredno razjasniti pogosto zmedo. Spojka ni isto kot aadapter za optična vlakna. Adapter mehansko poravna dva priključka, tako da lahko svetloba prehaja skozi; spojnik aktivno spreminja porazdelitev optične moči med vrati.RP fotonikadefinira spojnike vlaken kot naprave, ki spajajo svetlobo iz enega ali več vhodnih vlaken v eno ali več izhodnih vlaken, s porazdelitvijo moči, ki je lahko odvisna od valovne dolžine in polarizacije.
V tem priročniku je razloženo, kako delujejo spojniki za optična vlakna, glavne vrste, s katerimi se boste srečali, specifikacije, ki so pomembne pri nakupu, in kako narediti razumno izbiro za svoj projekt.
Kaj je spojnik za optična vlakna?
Sklopnik za optična vlakna je optična naprava z enim ali več vhodnimi vrati in enim ali več izhodnimi vrati. Odvisno od zasnove lahko naredi več stvari hkrati:
- En vhodni signal razdeli na dva ali več izhodov
- Združite več vhodov v eno izhodno vlakno
- Dotaknite se majhnega odstotka moči za spremljanje ali testiranje
- Porazdelite optične signale po številnih vratih v obliki zvezde ali drevesa
- Združite ali ločite valovne dolžine v sistemih CWDM ali DWDM
Na primer, sklopka 1x2 ima en vhod in dva izhoda. Spojnik 2x2 ima dva vhoda in dva izhoda in lahko deluje kot razdelilnik ali združevalec, odvisno od smeri svetlobe.
V razpravah o telekomunikacijah in podatkovnih omrežjih so izrazispojnik za optična vlakna, optični razdelilnik, inoptični kombinatorpogosto prekrivajo. Razdelilnik je v bistvu spojnik, ki se uporablja v smeri cepljenja, medtem ko je kombiniralnik enaka naprava, ki se uporablja v smeri združevanja. Če nabavljate komponente, so imena na podatkovnem listu običajno odvisna od tega, kako naj bi bila naprava uvedena.
Kako deluje sklopka za optična vlakna?
Spojka deluje tako, da prenaša optično moč med potmi vlaken. Natančen mehanizem je odvisen od pristopa izdelave.
V spajalniku s taljenim bikoničnim konusom (FBT) se dve ali več vlaken segreje, vleče in stopi, tako da se njihova jedra dovolj približajo, da lahko svetloba prehaja iz enega jedra v drugo po nadzorovani dolžini.RP fotonikapojasnjuje, da so taljene spojke narejene s toplotnim zoženjem in taljenjem vlaken, tako da so njihova jedra v tesnem optičnem stiku.
V razdelilniku planarnega svetlobnovalovnega vezja (PLC) je svetloba vodena skozi valovodno vezje, izdelano na silicijevem ali polimernem substratu. To je prevladujoč pristop za razdelilnike z-vrat-številom, ker je geometrija valovoda zelo ponovljiva.
Razdelitev optične moči
Ko spojnik razdeli svetlobo, se vhodna optična moč razdeli med izhodna vrata. V idealnem sklopniku 1x2 50/50 prejme vsak izhod polovico vhodne moči. V decibelih to pomeni približno 3 dB teoretične izgube na izhod, preden se prištejejo morebitne -izgube v realnem svetu. TheZdruženje optičnih vlaken (FOA)ugotavlja, da cepitev povzroči dodatne 3 dB izgube za vsako podvojitev števila cepitev in majhno presežno izgubo iz strukture spojnika.
Združevanje optičnih signalov
Veliko spojnikov je dvosmernih. Naprava, ki deli moč v eno smer, lahko združuje moč tudi v obratni smeri. V pasivnem optičnem omrežju (PON) se promet navzdol od OLT razdeli na številne uporabnike, medtem ko se signali teh uporabnikov navzgor združijo nazaj proti OLT prek istega pasivnega razdelilnika.
Zakaj spojniki vedno povzročijo izgubo
Izguba v spojniku z optičnimi vlakni prihaja iz več virov, ki delujejo skupaj:
- Teoretična delitvena izguba (neizogibni delež moči)
- Presežna izguba iz same strukture sklopke
- Izguba konektorja in spoja na vhodnih in izhodnih vratih
- Neusklajenost valovne dolžine med napravo in valovno dolžino sistema
- Izguba,-odvisna od polarizacije (PDL)
- Ne-enakomerna porazdelitev moči med izhodnimi vrati
Zato pri izbiri spojnika nikoli ne gre le za število vrat. Skupaj je treba preveriti proračun izgube, razpon valovnih dolžin, razmerje delitve in okolje.
Glavne vrste spojnikov za optična vlakna
Spojke lahko razvrstimo na več uporabnih načinov. Pravilna razvrstitev je odvisna od tega, ali načrtujete omrežje, pridobivate komponente ali odpravljate težave s povezavo.
Po funkciji: razdelilnik, združevalec, priključek in spojnik WDM
Anoptični razdelilnikrazdeli en vhod na več izhodov (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Akombinatorzdruži več vhodov v en sam izhod. Aspojka za pipepošlje večino optične moči skozi glavno pot in preusmeri majhen del (tipična razmerja so 90/10, 95/5 in 99/1) v nadzorna vrata. AWDM spojnikzdružuje ali ločuje signale na podlagi valovne dolžine, ki se pogosto uporablja vCWDM in DWDMsistemi.
Glede na konfiguracijo vrat: 1x2, 2x2, 1xN in zvezdne sklopke
A 1x2 spojnik za optična vlaknaima en vhod in dva izhoda in je najpogostejši gradnik za preprosto razdeljevanje ali tapkanje. A2x2 spojkaz dvema vhodoma in dvema izhodoma se pogosto uporablja v dvosmernih sistemih, interferometrih in preskusnih napravah. A1xN razdelilniksluži PON, FTTH, CATV in distribucijskim omrežjem. AnNxN zvezdasta spojkaporazdeli optično moč po številnih vhodnih in izhodnih poteh hkrati.
Po obliki: Y, T, X, zvezda in drevesne spojke
AY spojnik razdeli en vhod na dva uravnotežena izhoda. AT sklopka ima običajno neenakomerno razmerje, kot je 90/10 ali 80/20, in je zelo primerna za spremljanje signala. Spojka X je običajno naprava 2x2. Zvezdasti spojnik porazdeli moč med več vhodi in izhodi. Drevesni spojnik razdeli en vhod na več izhodov v strukturi razvejanja in je standardna izbira za omrežja PON in FTTx.
Po metodi izdelave: FBT proti PLC proti mikro-optiki
AnFBT spojka(fused biconical taper) je izdelan s taljenjem in zoženjem vlaken skupaj. Zelo je primeren za majhna števila delitev, razmerja delitev po meri in stroškovno{1}}občutljive modele. APLC razdelilnikuporablja valovodni čip, ki zagotavlja boljšo enotnost valovne dolžine in strožje tolerance pri velikem številu vrat. Mikro-optični spojniki uporabljajo leče, prizme, zrcala ali tanko-slojne filtre in se pogosteje pojavljajo v specializiranih optičnih instrumentih kot v telekomunikacijskih kablih.
FBT spojnik proti razdelilniku PLC: katerega bi morali izbrati?
Vprašanje FBT proti PLC se pojavi pri skoraj vsakem naročilu za nakup spojke. Iskren odgovor je, da nobeden ni univerzalno boljši; imajo različne sladkobe.
Spojniki FBT blestijo, ko zasnova zahteva nizko število delitev (običajno 1x2 do 1x8), razmerje delitev po meri (kot je 80/20, 90/10 ali 95/5) ali aplikacijo z eno-valovno dolžino. Na splošno so cenejši za te enostavnejše zgradbe. Razdelilniki PLC so varnejša stava, kadar koli potrebujete dosledno delovanje pri večjem številu vrat (1x8 in več), delovanje s široko valovno dolžino v 1260–1650 nm ali stabilno delovanje v širokem temperaturnem območju. Najmodernejširazdelilniki za optična vlaknanameščeni v omrežjih FTTH in PON temeljijo na PLC-natančno iz tega razloga.
V praksi je FBT prava izbira za spremljanje odvodov in prilagojenih razmerij, medtem ko je PLC privzeta za distribucijo FTTH, pasivni optični LAN in vse visoke-zahteve po enotnosti.
Ključne specifikacije: razmerje delitve, vstavljena izguba in valovna dolžina
Razmerje delitve ali razmerje sklopke
Razmerje delitve opisuje, kako se moč deli. Spojka 50/50 enakomerno porazdeli moč. Pipa 90/10 pošlje 90 % skozi glavno pot in 10 % v nadzorna vrata. Za spremljanje običajno želite odstraniti le majhen delček svetlobe; za porazdelitev običajno želite enako razdelitev.
Vstavljena izguba in presežna izguba
Vstavljena izguba je skupna izgubljena optična moč, ko je spojnik nameščen v povezavo. Vključuje teoretično razdeljeno izgubo in lastno presežno izgubo naprave. Razdelilnik 1x2 50/50 ima teoretično porazdeljeno izgubo 3 dB, vendar dejanski podatkovni listi običajno kažejo tipično vstavljeno izgubo okoli 3,4–3,8 dB, ko se dodajo presežna izguba in izguba v priključku. Presežna izguba je dodatna izguba poleg neizogibne razdeljene izgube; nižja številka pomeni bolje-zgrajen spojnik.
Uniformnost, povratna izguba in usmerjenost
Enakomernost opisuje, kako enakomerno je moč porazdeljena po izhodnih vratih in postane kritična pri razdelitvah 1x8, 1x16, 1x32 in 1x64. Meritve povratne izgube so odsevale svetlobo, ki je potovala nazaj proti viru. Usmerjenost kaže, kako dobro naprava preprečuje uhajanje energije v napačna vrata. Ti trije so najpomembnejši v sistemih DWDM, preskusnih okoljih OTDR, optičnih laserjih in vseh povezavah, kjer potepuški odsevi poslabšajo zmogljivost.
Delovna valovna dolžina in pasovna širina
Spojnik se mora ujemati z valovno dolžino vašega sistema. Telekomunikacijski sistemi običajno uporabljajo okna 1310 nm, 1490 nm in 1550 nm; Omrežja PON dodajo 1577 nm in 1490 nm na podlagi ustreznegaITU-T G.984in specifikacije G.987. Nekateri spojniki so zasnovani samo za ozko okno, medtem ko širokopasovni razdelilniki PLC pokrivajo 1260–1650 nm.
Vrsta vlakna, priključek in paket
Preverite, ali spojnik podpira eno-modno ali večmodno vlakno, in dvakrat-preverite vrsto in poliranje priključka. pogostakonektor za optična vlaknamožnosti vključujejo LC, SC, FC, ST in MTP/MPO, z UPC ali APC poliranjem. APC je zaželen povsod, kjer je odboj v spodnjem delu hrbta pomemben, zlasti v PON in analognih video sistemih. Pomembna je tudi mehanska embalaža: golo vlakno, mini modul brez blokov, škatla iz ABS-a, kaseta LGX, ohišje za montažo v stojalo-in zapiranje IP68 na prostem, vsi služijo različnim scenarijem uvajanja.
Pogoste uporabe spojnikov za optična vlakna
PON, FTTH in pasivni optični LAN
Omrežja PON uporabljajo 1xN razdelilnike za povezavo enega OLT priključka z več ONT-ji. Nadaljnji promet se porazdeli uporabnikom; promet navzgor se združi nazaj. Ista pasivna naprava upravlja obe smeri. Pasivna optična omrežja LAN uporabljajo isto arhitekturo v pisarniških in kampusnih okoljih. FOA ugotavlja, da lahko posamezna vrata OLT služijo do 32 (in včasih 64 ali 128) napravam prek kaskadnih razdelilnikov, odvisno od proračuna optične moči.
Spremljanje in testne točke
Spojne spojke vzorčijo majhen delček svetlobe, ne da bi prekinile glavno povezavo. Za živo eno-načinsko povezavo je odcep 99/1 ali 95/5 veliko bolj primeren kot razdelilnik 50/50, ki bi porabil preveč proračuna na glavni poti.
Sistemi WDM in DWDM
Spojniki WDM združujejo ali ločujejo signale na različnih valovnih dolžinah. Bistveni so pri-telekomunikacijah na dolge razdalje, optičnih ojačevalnikih (EDFA) in vseh sistemih, kjer več optičnih kanalov deli eno vlakno. CWDM uporablja mrežo 20 nm; DWDM uporablja omrežje 100 GHz ali 50 GHz, ki zahteva strožjo toleranco valovne dolžine vsake komponente.
Laboratorijski, senzorski in laserski sistemi
Optične spojke se pojavljajo tudi v interferometrih, sistemih OCT, optičnih senzorjih in visoko{0}}zmogljivih optičnih laserjih. V teh aplikacijah sta polarizacijsko obnašanje in povratna izguba pogosto pomembnejša od neobdelanih stroškov.
Aplikacija-za-Hitri referenčni opis spojnika
Da bo izbira bolj konkretna, si oglejte, kako se aplikacije v praksi običajno preslikajo na vrste spojnikov. ZaDistribucija FTTH in PON, standardni odgovor je aPLC razdelilnik v ABS škatli ali LGX kasetiz 1x8, 1x16 ali 1x32 vrati. Zaspremljanje povezave v živo, izberite odcepno spojko FBT 99/1 ali 95/5 s priključki APC. Za2-kanalne dvosmerne preskusne nastavitveobičajno zadostuje spojnik 2x2 50/50 FBT. ZaZdruževanje kanalov CWDM/DWDM, je potreben tanko{0}}sklopnik WDM ali mux/demux na osnovi AWG-. Zazdruževanje laserske črpalke z vlakni, je namesto splošne telekomunikacijske naprave potreben-ohranjevalnik polarizacije ali poseben-spojnik za vlakna.
Kako izbrati pravi spojnik za optična vlakna
Pred oddajo naročila uporabite naslednji potek dela.
- Definirajte funkcijo.Odločite se, ali morate razdeliti, združiti, dotakniti ali-multipleks valovnih dolžin.
- Izberite konfiguracijo vrat.Izberite 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 ali NxN glede na število končnih točk.
- Potrdite razmerje delitve.Uporabite 50/50 za enakomerno razdelitev, 90/10 ali več za spremljanje in enotno 1xN za porazdelitev.
- Preverite razpon valovnih dolžin.Uskladite pasovno širino spojnika z vašim sistemom, vključno z morebitnimi valovnimi dolžinami prihodnje nadgradnje.
- Izračunajte proračun izgube.Dodajte slabljenje vlaken + izgubo konektorja + izgubo spoja + vstavljeno izgubo spojnika + varnostni rob (običajno 3 dB).
- Uskladite vlakno in priključek.Potrdite eno-način (G.652D ali G.657) v primerjavi z večnačinovnim (OM3/OM4/OM5), vrsto priključka in poliranje.
- Načrtujte okolje namestitve.Notranje omare, zunanja zapirala, stojala za podatkovne centre in laboratorijske mize potrebujejo drugačno embalažo.
Primer preprostega proračuna izgube
Recimo, da načrtujete razdelilno povezavo PLC 1x16 za FTTH z 2 km enojnega-načinaoptični kabel, štirje pari priključkov LC/UPC in en fuzijski spoj. Razumna ocena bi bila: 13,5 dB (tipična vstavljena izguba 1x16 PLC) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km pri 1310 nm) + 1.2 dB (4 priključki × 0,3 dB) + 0.1 dB (en spoj) + 3 dB (marža) ≈ 18,4 dB skupaj. Če je vaš proračun za napajanje OLT/ONT razreda B+ (28 dB), imate udobno višino; če bi bilo bolj tesno, bi morali zmanjšati spoje, skrajšati tek ali stopiti navzdol na razdelitev 1x8.
Pogoste napake, ki se jim je treba izogibati
Prva in najpogostejša napaka je obravnavanje spojke kot preprostega adapterja. Obe sta nepovezani napravi z različnimi nalogami. Drugi je ignoriranje vstavljene izgube in zlaganje preveč razcepov na eno povezavo, dokler sprejemniku ne zmanjka energije. Tretji je izbira FBT za uvedbo FTTH 1x32, kjer bi bil PLC veliko bolj enoten in stabilen. Četrti uporablja spojnik, zasnovan za eno okno valovne dolžine na drugi valovni dolžini, kar lahko povzroči zelo različne dejanske-izgube. Peti je mešanje konektorjev UPC in APC brez razmišljanja o posledicah refleksije.
Pogosta vprašanja o spojnikih za optična vlakna
Kakšna je razlika med spojnikom za optična vlakna in razdelilnikom?
Razdelilnik je spojnik, ki se uporablja za razdelitev enega vhoda na več izhodov. Izrazspojnikje širši, ker zajema tudi kombiniralnike, odcepe in multiplekserje valovnih dolžin.
Ali je sklopka za optična vlakna pasivna ali aktivna?
Skoraj vse telekomunikacijske in kabelske spojke so pasivne in ne potrebujejo električne energije. Aktivne so samo specializirane naprave, kot so optični ojačevalniki in optična stikala.
Kaj pomeni 1x2 v spojniku za optična vlakna?
Spojka 1x2 ima en vhod in dva izhoda. Je najpreprostejša konfiguracija razdelilnika ali pipe.
Kaj pomeni 2x2 v spojniku za optična vlakna?
Spojnik 2x2 ima dva vhoda in dva izhoda in lahko deluje kot razdelilnik ali združevalec, odvisno od smeri signala. Pogost je v interferometrih in dvosmernih preskusnih napravah.
Kako izberem razmerje delitve za spojko za pipe?
Za večino-nadzorov povezav v živo je pipa 99/1 ali 95/5 prava izbira, ker odstrani le majhen del optične moči z glavne poti. Odcep 90/10 je primeren, kadar je nadzorni sprejemnik manj občutljiv. Razdelitev 50/50 je redko pravilen odgovor za spremljanje.
Kakšna je tipična vstavljena izguba razdelilnika PLC 1x32?
Večina komercialnih podatkovnih listov razdelilnika PLC 1x32 navaja tipično vstavljeno izgubo med 16,5 in 17,5 dB, vključno s teoretično delitvijo 15 dB plus 1,5–2,5 dB presežka in izgube v konektorju. Vedno preverite poseben podatkovni list za model, ki ga kupujete.
Ali lahko uporabim eno-načinovni spojnik z večmodnim vlaknom?
Na splošno št. Enoj{1}}spojniki so zasnovani okoli jedra 9 µm; večmodno vlakno ima jedro 50 ali 62,5 µm. Mešanje obeh povzroči znatno neusklajenost polja-načinov in veliko izgubo sklopitve. Uporabite spojnik, ki ustreza vašemuvečmodniozenojni-načinvrsta vlaken.
Ali so spojniki za optična vlakna dvosmerni?
Večina pasivnih spojnikov je dvosmernih. Ista naprava, ki se uporablja za razdelitev svetlobe navzdol, lahko združi svetlobo navzgor, če se uporablja v nasprotni smeri, kar je natanko način delovanja omrežij PON.
Kakšna je razlika med spojnikom WDM in standardnim optičnim spojnikom?
Standardni spojnik distribuira moč brez razlikovanja valovnih dolžin. AWDM spojnikuporablja tank{0}}filter ali tehnologijo AWG za ločevanje ali združevanje določenih valovnih dolžin, kar je bistveno za sisteme CWDM in DWDM.
Katero vrsto konektorja naj izberem za spojnik za optična vlakna?
LC in SC sta najpogostejša v sodobnih dostopnih in podatkovnih centrih. APC poliranje je prednostno povsod, kjer je povratni odboj pomemben, kot so PON, RFoG in analogni video. Ujemajte lak na obeh koncih povezave; mešanje UPC in APC bo poslabšalo zmogljivost.
Zaključek
Spojka za optična vlakna je varljivo preprosta komponenta, ki tiho podpira skoraj vsako sodobno optično omrežje. Izbira pravega je ravnovesje med številom vrat, razmerjem delitve, obsegom valovnih dolžin, vneseno izgubo, vrsto vlakna, konektorjem in okoljem, v katerem bo živel. Za eno samo nadzorno pipo ali prilagojeno razdelilno razmerje je spojnik FBT običajno najbolj ekonomičen odgovor. Za FTTH, PON, pasivni optični LAN ali katero koli distribucijo z velikim-port-številom, je razdelilnik PLC varnejša dolgoročna-izbira. Najboljši sklopnik je vedno tisti, ki ustreza proračunu optične moči in zahtevam glede zanesljivosti omrežja, ki mu služi, ne le tisti z najnižjo ceno na enoto.
