A száloptikai csatolóegy passzív optikai alkatrész, amely osztja, egyesíti, érinti vagy újraelosztja a fényt az optikai szálak között. A valós-hálózatokban a csatolók lehetővé teszik, hogy egy jel sok felhasználóhoz jusson el, több jel osztozik egy optikai szálon, vagy kis mennyiségű fényből mintát vesznek a megfigyeléshez. Csendes igáslovak az FTTH hozzáférési csomópontokban, adatközpontokban, tesztbeállításokban, üvegszálas lézerekben és érzékelőrendszerekben.
Mielőtt továbbmennénk, érdemes tisztázni egy gyakori félreértést. A csatoló nem ugyanaz, mint aszáloptikai adapter. Egy adapter mechanikusan igazítja két csatlakozót, így a fény áthatol rajta; egy csatoló aktívan megváltoztatja az optikai teljesítmény portok közötti elosztását.RP fotonikaA szálcsatolókat olyan eszközökként határozza meg, amelyek egy vagy több bemeneti szálból egy vagy több kimeneti szálhoz kapcsolják a fényt, olyan teljesítményeloszlással, amely függhet a hullámhossztól és a polarizációtól.
Ez az útmutató elmagyarázza a száloptikai csatolók működését, a főbb típusokat, amelyekkel találkozni fog, a vásárláskor fontos specifikációkat, valamint azt, hogyan válasszon ésszerű projektet.
Mi az a száloptikai csatoló?
A száloptikai csatoló egy vagy több bemeneti porttal és egy vagy több kimeneti porttal rendelkező optikai eszköz. A kialakítástól függően egyszerre több dolgot is elvégezhet:
- Egy bemeneti jel felosztása két vagy több kimenetre
- Több bemenet kombinálása egyetlen kimeneti szálba
- Érintse meg a teljesítmény kis százalékát a figyeléshez vagy teszteléshez
- Ossza el az optikai jeleket számos porton csillag vagy fa mintázatban
- Kombinálja vagy különítse el a hullámhosszokat CWDM vagy DWDM rendszerekben
Például egy 1x2-es csatolónak egy bemenete és két kimenete van. A 2x2-es csatolónak két bemenete és két kimenete van, és a fény irányától függően elosztóként vagy kombinálóként is működhet.
A távközlési és adathálózati megbeszéléseken a kifejezésekszáloptikai csatoló, optikai elosztó, ésoptikai kombinálógyakran átfedik egymást. Az elosztó lényegében a hasítási irányban használt csatoló, míg a kombináló ugyanaz az eszköz, amelyet az egyesítési irányban használnak. Ha összetevőket szerez be, az adatlapon szereplő nevek általában attól függnek, hogy az eszközt hogyan kívánják üzembe helyezni.
Hogyan működik a száloptikai csatoló?
A csatoló úgy működik, hogy az optikai energiát átviszi a szálas utak között. A pontos mechanizmus a gyártási megközelítéstől függ.
Egy fuzionált bikónikus kúpos (FBT) csatolóban két vagy több szálat hevítenek, húznak és összeolvasztanak, így azok magjai elég közel kerülnek ahhoz, hogy a fény az egyik magból a másikba szivároghasson egy szabályozott hosszon.RP fotonikakifejti, hogy az olvasztott csatolók termikusan elvékonyodó és szálak olvasztásával készülnek, így azok magjai szoros optikai érintkezésbe kerülnek.
A planar Lightwave Circuit (PLC) elosztóban a fényt egy szilícium-dioxid- vagy polimer hordozóra gyártott hullámvezető áramkörön vezetik át. Ez a domináns megközelítés a nagy-port-számú osztóknál, mivel a hullámvezető geometriája nagymértékben megismételhető.
Az optikai teljesítmény felosztása
Amikor egy csatoló megosztja a fényt, a bemeneti optikai teljesítmény megoszlik a kimeneti portok között. Egy ideális 1x2 50/50 csatolóban minden kimenet a bemeneti teljesítmény felét kapja. Decibelben kifejezve ez nagyjából 3 dB elméleti veszteséget jelent kimenetenként, mielőtt a valós veszteségeket hozzáadnánk. AFiber Optic Association (FOA)megjegyzi, hogy a felosztás további 3 dB veszteséget okoz a felosztási szám minden megkétszerezésekor, plusz egy kis többletveszteséget a csatolószerkezetből.
Optikai jelek kombinálása
Sok csatoló kétirányú. Egy olyan eszköz, amely egy irányba osztja meg a teljesítményt, kombinálhatja a fordított irányú teljesítményt is. Egy passzív optikai hálózatban (PON) az OLT felől érkező downstream forgalom sok felhasználó felé oszlik meg, míg az ezektől a felhasználóktól érkező upstream jelek ugyanazon a passzív elosztón keresztül kapcsolódnak vissza az OLT felé.
Miért vezetnek be mindig veszteséget a csatolók?
Az optikai csatoló vesztesége több forrásból ered, amelyek együtt működnek:
- Elméleti megosztott veszteség (a hatalom elkerülhetetlen részesedése)
- Túlzott veszteség magából a csatolószerkezetből
- Csatlakozó és illesztési veszteség a bemeneti és kimeneti portokon
- Hullámhossz eltérés az eszköz és a rendszer hullámhossza között
- Polarizációtól{0}}függő veszteség (PDL)
- Nem{0}}egyenletes energiaelosztás a kimeneti portok között
Ez az oka annak, hogy a csatoló kiválasztása soha nem csak a portszámon múlik. A veszteség költségvetését, a hullámhossz-tartományt, a megosztási arányt és a környezetet együtt kell ellenőrizni.
Fő száloptikai csatolótípusok
A csatolókat számos hasznos módon lehet osztályozni. A helyes besorolás attól függ, hogy hálózatot tervez, összetevők beszerzése vagy egy hivatkozás hibaelhárítása.
Funkció szerint: Splitter, Combiner, Tap és WDM Coupler
Anoptikai elosztóegy bemenetet több kimenetre oszt fel (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Akombinálótöbb bemenetet egyesít egyetlen kimenetté. Acsap csatolóaz optikai teljesítmény nagy részét a fő útvonalon küldi át, és egy kis részét (tipikus arányok 90/10, 95/5 és 99/1) egy megfigyelő portra irányítja át. AWDM csatolóa jeleket hullámhossz alapján kombinálja vagy szétválasztja, erősen használtCWDM és DWDMrendszerek.
Port konfiguráció szerint: 1x2, 2x2, 1xN és csillagcsatolók
A 1x2 optikai csatolóegy bemenettel és két kimenettel rendelkezik, és ez a legelterjedtebb építőelem az egyszerű hasításhoz vagy menetfúráshoz. A2x2 csatlakozókét bemenettel és két kimenettel széles körben használják kétirányú rendszerekben, interferométerekben és tesztbeállításokban. A1xN elosztóPON, FTTH, CATV és elosztó hálózatokat szolgál ki. AnNxN csillagcsatolóAz optikai teljesítményt egyszerre több bemeneti és kimeneti útvonalon osztja el.
Alak szerint: Y, T, X, csillag és fa csatolók
Az AY csatoló egy bemenetet két szimmetrikus kimenetre oszt fel. Az AT csatoló általában egyenetlen arányú, például 90/10 vagy 80/20, és kiválóan alkalmas jelfelügyeletre. Az X csatoló általában 2x2-es eszköz. Egy csillagcsatoló osztja el a teljesítményt több bemenet és kimenet között. A facsatoló az egyik bemenetet több kimenetre osztja fel egy elágazó struktúrában, és ez a standard választás a PON és FTTx hálózatokhoz.
Gyártási módszer szerint: FBT vs PLC vs mikro{0}}optika
AnFBT csatoló(olvasztott bikónikus kúpos) szálak összeolvasztásával és elvékonyodásával készül. Jól használható kis osztási számokhoz, egyéni felosztási arányokhoz és költségérzékeny kialakításokhoz. APLC elosztóhullámvezető chipet használ, amely jobb hullámhossz-egyenletességet és szigorúbb tűréseket biztosít magas portszámok esetén. A mikro-optikai csatolók lencséket, prizmákat, tükröt vagy vékony{2}filmszűrőket használnak, és inkább speciális optikai műszerekben jelennek meg, nem pedig távközlési kábelezésben.
FBT Coupler vs PLC Splitter: melyiket válassza?
Az FBT versus PLC kérdés szinte minden csatoló beszerzési megrendelésnél felmerül. Az őszinte válasz az, hogy egyik sem jobb általánosan; különböző édes pontjaik vannak.
Az FBT csatolók akkor ragyognak, ha a kialakítás alacsony osztásszámot (általában 1x2–1x8), egyéni felosztási arányt (például 80/20, 90/10 vagy 95/5) vagy egyetlen hullámhosszú alkalmazást kíván meg. Általában olcsóbbak ezekhez az egyszerűbb konstrukciókhoz. A PLC elosztók biztonságosabb megoldást jelentenek, ha állandó teljesítményre van szükség nagyobb portszámon (1x8 és nagyobb), széles hullámhosszú működésre 1260–1650 nm között, vagy stabil viselkedésre széles hőmérséklet-tartományban. A legmodernebbszáloptikai osztókAz FTTH- és PON-hálózatokban alkalmazott PLC{0}}pontosan emiatt.
A gyakorlatban az FBT a megfelelő választás a leágazások és az egyedi arányok figyelésére, míg a PLC az alapértelmezett az FTTH-elosztás, a passzív optikai LAN és minden magas{0}}egyenletességi követelmény esetében.
Főbb jellemzők: Felosztási arány, beillesztési veszteség és hullámhossz
Felosztási arány vagy csatolási arány
A megosztási arány a teljesítmény megosztását írja le. Az 50/50-es csatoló egyenletesen osztja el a teljesítményt. A 90/10-es érintés 90%-át a fő útvonalon, 10%-át pedig a felügyeleti portra küldi. A megfigyeléshez általában csak egy kis fényszeletet szeretne eltávolítani; az elosztáshoz általában egyenlő felosztást szeretne.
Beillesztési veszteség és túlzott veszteség
A beillesztési veszteség az a teljes optikai teljesítmény, amely elveszett, amikor a csatolót a kapcsolatba helyezik. Tartalmazza az elméleti megosztott veszteséget és a készülék saját többletveszteségét. Egy 1x2 50/50-es osztó elméletileg 3 dB-es felosztási veszteséggel rendelkezik, de a valós adatlapok általában 3,4–3,8 dB körüli behelyezési veszteséget mutatnak, ha hozzáadjuk a többletveszteséget és a csatlakozóveszteséget. A többletveszteség az elkerülhetetlen megosztott veszteségen túli többletveszteség; az alacsonyabb szám jobb-felépítésű csatolót jelent.
Egységesség, megtérülési veszteség és irányultság
Az egységesség azt írja le, hogy a teljesítmény mennyire egyenletesen oszlik el a kimeneti portokon, és 1x8, 1x16, 1x32 és 1x64-es felosztásnál válik kritikussá. A megtérülési veszteség azt méri, hogy a fény visszaverődik a forrás felé. Az irányítottság azt jelzi, hogy az eszköz mennyire akadályozza meg az áramellátás rossz portba való szivárgását. Ez a három számít leginkább a DWDM-rendszerekben, az OTDR-tesztkörnyezetekben, a szálas lézereknél és minden olyan kapcsolatnál, ahol a szórt tükröződések rontják a teljesítményt.
Működési hullámhossz és sávszélesség
A csatolónak meg kell egyeznie a rendszer hullámhosszával. A távközlési rendszerek általában 1310 nm-es, 1490 nm-es és 1550 nm-es ablakokat használnak; A PON hálózatok 1577 nm-t és 1490 nm-t adnak hozzá a vonatkozó alapjánITU-T G.984és G.987 specifikációk. Egyes csatolókat csak keskeny ablakhoz tervezték, míg a szélessávú PLC elosztók 1260–1650 nm-t fednek le.
Fiber típusa, csatlakozója és csomagja
Ellenőrizze, hogy a csatoló támogatja-e az egy{0}}módusú vagy többmódusú optikai szálat, majd ellenőrizze még egyszer- a csatlakozó típusát és polírozását. Közösszáloptikai csatlakozóaz opciók közé tartozik az LC, SC, FC, ST és MTP/MPO, UPC vagy APC polírozással. Az APC-t előnyben részesítik mindenhol, ahol a visszaverődés fontos, különösen a PON és analóg videorendszerekben. A mechanikus csomagolás is számít: csupasz szál, blokk nélküli mini modul, ABS-doboz, LGX-kazetta, rack--tartós ház és kültéri IP68-as zárás mind különböző telepítési forgatókönyveket szolgálnak ki.
A száloptikai csatolók általános alkalmazásai
PON, FTTH és passzív optikai LAN
A PON hálózatok 1xN elosztót használnak, hogy egy OLT-portot több ONT-hez csatlakozzanak. A downstream forgalmat elosztják a felhasználók között; a felfelé irányuló forgalmat visszakapcsolják. Ugyanaz a passzív eszköz kezeli mindkét irányt. A passzív optikai LAN-ok ugyanazt az architektúrát használják az irodai és egyetemi környezetekben. A FOA megjegyzi, hogy egyetlen OLT port akár 32 (és néha 64 vagy 128) eszközt is kiszolgálhat lépcsőzetes elosztókon keresztül, az optikai teljesítmény költségvetésétől függően.
Monitoring és tesztpontok
A csapcsatolók a fény kis részéből mintát vesznek anélkül, hogy megszakítanák a fő linket. Élő egyetlen-módú linkhez a 99/1-es vagy 95/5-ös koppintás sokkal megfelelőbb, mint az 50/50-es elosztó, amely túl sok költségvetést emészt fel a fő útvonalon.
WDM és DWDM rendszerek
A WDM csatolók egyesítik vagy elválasztják a különböző hullámhosszú jeleket. Ezek nélkülözhetetlenek a távolsági távközlésben-, az üvegszálas erősítőkben (EDFA) és minden olyan rendszerben, ahol több optikai csatorna osztozik egy szálon. A CWDM 20 nm-es rácsot használ; A DWDM 100 GHz-es vagy 50 GHz-es hálózatot használ, amely minden komponenstől szigorúbb hullámhossz-tűrést igényel.
Labor-, érzékelő- és lézerrendszerek
A szálcsatolók interferométerekben, OCT-rendszerekben, szálérzékelőkben és nagy{0}}teljesítményű szálas lézerekben is megjelennek. Ezekben az alkalmazásokban a polarizációs viselkedés és a visszatérési veszteség gyakran többet számít, mint a nyers költség.
Alkalmazás-a-csatoló gyorsreferenciájához
A kiválasztás konkrétabbá tétele érdekében az alábbiakban bemutatjuk, hogy az alkalmazások a gyakorlatban jellemzően hogyan illeszkednek a csatolótípusokhoz. MertFTTH és PON elosztás, a standard válasz aPLC elosztó ABS dobozban vagy LGX kazettában1x8, 1x16 vagy 1x32 porttal. Mertélő kapcsolat figyelése, válasszon egy FBT 99/1 vagy 95/5 csapcsatolót APC csatlakozókkal. Mert2-csatornás kétirányú tesztbeállítások, általában elegendő egy 2x2 50/50 FBT csatoló. MertCWDM/DWDM csatorna aggregáció, vékony{0}}filmes WDM csatoló vagy AWG-alapú mux/demux szükséges. Mertszálas lézerpumpa kombinálása, egy polarizációt-karbantartó vagy speciális-szálcsatolóra van szükség az általános távközlési eszköz helyett.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő száloptikai csatolót
Rendelés előtt használja a következő munkafolyamatot.
- Határozza meg a függvényt.Döntse el, hogy felosztásra, kombinálásra, koppintásra vagy hullámhossz{0}}multiplexre van szüksége.
- Válassza ki a port konfigurációját.A végpontok száma alapján válassza ki az 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 vagy NxN lehetőségeket.
- Erősítse meg a felosztási arányt.Használjon 50/50-et az egyenlő felosztáshoz, 90/10-et vagy magasabbat a monitorozáshoz, és egyenletes 1xN-t az elosztáshoz.
- Ellenőrizze a hullámhossz-tartományt.Igazítsa a csatoló sávszélességét a rendszeréhez, beleértve a jövőbeni frissítési hullámhosszokat is.
- Számítsa ki a veszteség költségvetését.Adja hozzá a szál csillapítását + a csatlakozó veszteségét + az illesztési veszteséget + a csatoló beillesztési veszteségét + a biztonsági ráhagyást (általában 3 dB).
- Illessze a szálat és a csatlakozót.Erősítse meg az egy-módú (G.652D vagy G.657) és a többmódusú (OM3/OM4/OM5), csatlakozó típusát és polírozását.
- Tervezze meg a telepítési környezetet.A beltéri szekrények, kültéri zárak, adatközponti állványok és laboratóriumi padok eltérő csomagolást igényelnek.
Egy egyszerű példa a veszteség költségvetésére
Tegyük fel, hogy egy 1x16-os PLC-elosztó kapcsolatot tervez FTTH-hoz 2 km-es szimpla{3}}móddaloptikai kábel, négy LC/UPC csatlakozópár és egy fúziós splice. Egy ésszerű becslés a következő lenne: 13,5 dB (tipikus 1x16 PLC beillesztési veszteség) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km 1310 nm-en) + 1.2 dB (4 csatlakozó × 0,3 dB) + 0.1 dB (egy ∉ splice)} 18,4 dB összesen. Ha az OLT/ONT energiaköltségvetése B+ osztályú (28 dB), akkor kényelmes fejtérrel rendelkezik; ha szorosabb lenne, akkor csökkenteni kell a toldásokat, le kell rövidíteni a futást, vagy le kell lépni 1x8-as felosztásra.
Gyakori hibák, amelyeket el kell kerülni
Az első és leggyakoribb hiba az, hogy a csatolót egyszerű adapterként kezelik. A kettő egymástól független eszköz, különböző feladatokkal. A második az, hogy figyelmen kívül hagyja a beillesztési veszteséget, és túl sok felosztást halmoz fel egyetlen linkre, amíg a vevő el nem fogy. A harmadik az FBT választása egy FTTH 1x32 telepítéshez, ahol a PLC sokkal egységesebb és stabilabb lenne. A negyedik egy olyan csatolót használ, amelyet az egyik hullámhosszú ablakhoz terveztek egy másik hullámhosszon, ami nagyon eltérő valós{6}}veszteséget eredményezhet. Az ötödik az UPC és az APC csatlakozók keverése anélkül, hogy végiggondolnák a tükröződés következményeit.
GYIK az optikai csatolókról
Mi a különbség az optikai csatoló és az elosztó között?
Az elosztó egy csatoló, amellyel egy bemenetet több kimenetre osztanak fel. A kifejezéskapcsolókészülékszélesebb, mert magában foglalja a kombinálókat, leágazásokat és a hullámhossz-multiplexereket is.
Az optikai csatoló passzív vagy aktív?
Szinte minden távközlési és kábelcsatlakozó passzív, és nem igényel elektromos áramot. Csak a speciális eszközök, például az optikai erősítők és az optikai kapcsolók tekinthetők aktívnak.
Mit jelent az 1x2 egy száloptikai csatolóban?
Az 1x2-es csatolónak egy bemeneti és két kimeneti portja van. Ez a legegyszerűbb elosztó vagy csap konfiguráció.
Mit jelent a 2x2 egy száloptikai csatolóban?
A 2x2 csatolónak két bemenete és két kimenete van, és a jel irányától függően elosztóként vagy kombinálóként is működhet. Gyakori az interferométerekben és a kétirányú tesztberendezésekben.
Hogyan válasszam ki az osztási arányt egy csapcsatlakozóhoz?
A legtöbb élő-link megfigyeléshez a 99/1-es vagy 95/5-ös koppintás a megfelelő választás, mivel az optikai teljesítménynek csak egy kis szeletét távolítja el a fő útvonalból. A 90/10-es csapolás megfelelő, ha a megfigyelő vevő kevésbé érzékeny. Az 50/50-es felosztás ritkán a helyes válasz a monitorozáshoz.
Mekkora az 1x32-es PLC-osztó tipikus beillesztési vesztesége?
A legtöbb kereskedelmi forgalomban lévő 1x32-es PLC-elosztó adatlapon a tipikus 16,5 és 17,5 dB közötti beillesztési veszteség szerepel, beleértve az elméleti 15 dB-es felosztást, valamint 1,5–2,5 dB-es felesleget és csatlakozóveszteséget. Mindig ellenőrizze a vásárolt modell konkrét adatlapját.
Használhatok egymódusú{0}}csatolót többmódusú optikai kábellel?
Általában nem. Az egymódusú csatolókat 9 µm-es mag köré tervezték; A többmódusú szál 50 vagy 62,5 µm-es maggal rendelkezik. A kettő összekeverése jelentős mód{6}}mező eltérést és nagy csatolási veszteséget okoz. Használjon az Önhöz illő csatlakozóttöbb módúvagyegyetlen-módrosttípus.
Az optikai csatolók kétirányúak?
A legtöbb passzív csatoló kétirányú. Ugyanaz az eszköz, amelyet a lefelé irányuló fény megosztására használnak, kombinálhatja a felfelé irányuló fényt, ha ellenkező irányba használják, pontosan így működnek a PON hálózatok.
Mi a különbség a WDM csatoló és a szabványos optikai csatoló között?
Egy szabványos csatoló elosztja a teljesítményt a hullámhosszok megkülönböztetése nélkül. AWDM csatolóvékony{0}}filmszűrőket vagy AWG technológiát használ meghatározott hullámhosszak elkülönítésére vagy kombinálására, ami elengedhetetlen a CWDM- és DWDM-rendszerekhez.
Milyen típusú csatlakozót válasszak optikai csatolóhoz?
Az LC és az SC a legelterjedtebbek a modern hozzáférési és adatközponti rendszerekben. Az APC polírozást részesítik előnyben mindenhol, ahol a visszaverődés fontos, például PON, RFoG és analóg videó esetén. Illessze a fényezést a link mindkét végén; A UPC és az APC keverése rontja a teljesítményt.
Következtetés
Az optikai csatoló egy megtévesztően egyszerű alkatrész, amely szinte minden modern optikai hálózatot csendesen alátámaszt. A megfelelő kiválasztásakor egyensúlyt kell teremteni a portszám, a felosztási arány, a hullámhossz-tartomány, a beillesztési veszteség, a szál típusa, a csatlakozó és a környezet között, ahol élni fog. Egyetlen felügyeleti leágazás vagy egyedi felosztási arány esetén általában az FBT csatoló a leggazdaságosabb megoldás. FTTH, PON, passzív optikai LAN vagy bármilyen magas-port-számú elosztás esetén a PLC-elosztó a biztonságosabb hosszú távú{5}}választás. A legjobb csatoló mindig az, amelyik megfelel az általa kiszolgált hálózat optikai teljesítményének és megbízhatósági követelményeinek, nem egyszerűen az, amelyik a legalacsonyabb egységárral rendelkezik.
