Τι είναι ένας οπτικός διαχωριστής; Τύποι, Αρχή Εργασίας

Ο οπτικός διαχωριστής είναι μια παθητική συσκευή οπτικών ινών που διαιρεί ένα εισερχόμενο σήμα φωτός σε δύο ή περισσότερα σήματα εξόδου, κατανέμοντας την οπτική ισχύ σε πολλαπλές διαδρομές ινών χωρίς να απαιτείται ηλεκτρική ισχύς.

Σε ένα δίκτυο GPON ή EPON, είναι το στοιχείο που καθιστά δυνατή την αρχιτεκτονική από σημείο-σε-πολλαπλών σημείων - μια οπτική ίνα που φεύγει από το κεντρικό γραφείο, ενώ δεκάδες συνδρομητές συνδέονται στο άκρο. Χωρίς αυτό, κάθε πελάτης θα χρειαζόταν μια αποκλειστική ίνα που τρέχει μέχρι το OLT και τα οικονομικά στοιχεία του FTTH θα καταρρεύσουν.

Αυτός ο οδηγός καλύπτει την αρχή λειτουργίας πίσω από τον οπτικό διαχωρισμό, τις πραγματικές-διαφορές μεταξύ των τεχνολογιών PLC και FBT, τις προδιαγραφές απόδοσης που έχουν ουσιαστική σημασία κατά την προμήθεια και συμβουλές που βασίζονται σε σενάρια- για την επιλογή του σωστού διαχωριστή. Εάν έχετε αναπτύξει υποδομή PON ή σχεδιάζετε μια νέα κατασκευή, οι λεπτομέρειες εδώ θα σας γλυτώσουν από κάποιους πονοκεφάλους στο στάδιο του σχεδιασμού.

Πώς λειτουργεί ένας οπτικός διαχωριστής;

Η φυσική είναι απλή. Όταν το φως ταξιδεύει μέσω μιας ίνας μονής-λειτουργίας, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας παραμένει στον πυρήνα των 9 μm - αλλά όχι όλη. Ένα μικρό κλάσμα διαρρέει στην επένδυση. Φέρτε δύο πυρήνες ινών αρκετά κοντά μεταξύ τους και αυτή η ενέργεια που διαρρέει αρχίζει να συνδέεται από τον έναν πυρήνα στον άλλο. Αυτό το φαινόμενο παροδικής σύζευξης είναι η βάση για κάθε παθητικό διαχωρισμό ινών.

Σε έναν διαχωριστή παραγωγής, η συσκευή λαμβάνει ένα σήμα εισόδου και ανακατανέμει την οπτική ισχύ σε πολλαπλές θύρες εξόδου σε μια καθορισμένη αναλογία. Σκεφτείτε έναν διαχωριστή 1×4: μια ίνα μπαίνει, τέσσερις ίνες βγαίνουν, καθεμία από τις οποίες μεταφέρει περίπου το ένα τέταρτο της αρχικής ισχύος σήματος. Χωρίς ηλεκτρονικά, χωρίς εξωτερικό τροφοδοτικό - απλώς η γεωμετρία κυματοδηγού κάνει τη δουλειά. Γι' αυτό τα εξαρτήματα αυτά ονομάζονται παθητικοί οπτικοί διαχωριστές.

Εδώ είναι που γίνεται πρακτικό. Κάθε διαχωρισμός σας κοστίζει οπτική ισχύ. Ένας διαχωρισμός 1×2 τρώει περίπου 3,5 dB. Μέχρι να φτάσετε στο 1×32, εξετάζετε τις θεωρητικές απώλειες βόρεια των 15 dB - και αυτό είναι πριν προσθέσετε απώλειες σύνδεσης, εξασθένηση ινών και σημεία συναρμογής. Στις περισσότερες εκδόσεις FTTH, ο διαχωριστής καταλήγει να είναι η μοναδική μεγαλύτερη πηγή απώλειας στον προϋπολογισμό συνδέσμων. Το να κάνετε λάθος τον λόγο διαχωρισμού σημαίνει είτε σπατάλη θύρων OLT είτε αντιμετωπίζετε προβλήματα τροφοδοσίας λήψης σε απομακρυσμένες μονάδες ONU.

PLC Splitter εναντίον FBT Splitter: What Actually Matters

Κάθε οπτικός διαχωριστής στην αγορά χρησιμοποιεί μία από τις δύο τεχνολογίες κατασκευής και η επιλογή μεταξύ τους είναι λιγότερο για το ποια είναι "καλύτερη" και περισσότερο για το ποια ταιριάζει στη συγκεκριμένη ανάπτυξη.

Fused Biconical Taper (FBT) Splitters

Το FBT είναι η παλαιότερη προσέγγιση. Δύο ή περισσότερες ίνες ενώνονται μεταξύ τους, θερμαίνονται και τεντώνονται μέχρι να συντηχθούν οι πυρήνες. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κωνικότητας, οι τεχνικοί παρακολουθούν την αναλογία ζεύξης σε πραγματικό χρόνο και σταματούν μόλις επιτευχθεί η διαίρεση του στόχου. Το αποτέλεσμα είναι μια απλή, αποδεδειγμένη συσκευή που κοστίζει λιγότερο για την παραγωγή -, ειδικά σε χαμηλές μετρήσεις διαχωρισμού όπως 1×2 ή 1×4.

Η ανταλλαγή εμφανίζεται σε κλίμακα. Μόλις ξεπεράσετε το 1×8, οι διαχωριστές FBT παλεύουν με την ομοιομορφία εξόδου: ορισμένες θύρες λαμβάνουν αισθητά περισσότερη ισχύ από άλλες. Τα ποσοστά αποτυχίας ανεβαίνουν επίσης. Η υποστήριξη μήκους κύματος περιορίζεται στα 850 nm, 1310 nm και 1550 nm - πρόστιμο για το βασικό PON, αλλά αποτελεί περιορισμό εάν χρειάζεστε πλήρη-συμβατότητα φάσματος. Και το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας (-5 βαθμοί έως 75 μοίρες) τις αποκλείει για υπαίθρια ντουλάπια σε περιοχές με σκληρούς χειμώνες ή ζέστη της ερήμου.

Διαχωριστές επίπεδων κυκλωμάτων φωτός (PLC).

Οι διαχωριστές PLC κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας κυκλώματα κυματοδηγών λιθογραφίας ημιαγωγών - χαραγμένα σε υπόστρωμα από γυαλί πυριτίας με την ίδια ακρίβεια που χρησιμοποιείται στην κατασκευή τσιπ. Το αποτέλεσμα είναι σφιχτή, ομοιόμορφη έξοδος σε κάθε θύρα, ακόμη και σε υψηλούς αριθμούς διαχωρισμού.Διαχωριστές οπτικών ινών PLCυποστηρίζει το πλήρες εύρος μήκους κύματος 1260–1650 nm, καλύπτοντας κάθε τυπικό μήκος κύματος PON συν τη ζώνη 1550 nm που χρησιμοποιείται για την επικάλυψη βίντεο RF και το παράθυρο 1625 nm που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση γραμμής.

Επειδή η διάσπαση γίνεται σε ένα μόνο τσιπ, οι συσκευές PLC κλιμακώνονται έως και 1×64 ή 2×64 χωρίς να έχουν μέγεθος μπαλονιού. Το ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας (-40 μοίρες έως 85 μοίρες, ανά απαιτήσεις δοκιμής Telcordia GR-1209-CORE) τις καθιστά την προεπιλεγμένη επιλογή για οποιαδήποτε εγκατάσταση σε εξωτερικό ή μη ελεγχόμενο περιβάλλον. Το κόστος ανά μονάδα είναι υψηλότερο από το FBT, αλλά για οτιδήποτε πάνω από μια διαίρεση 1×4, το PLC είναι αυτό που προδιαγράφουν οι περισσότεροι έμπειροι σχεδιαστές δικτύου - και για καλό λόγο.

Γρήγορη σύγκριση

Τα κατώφλια απόδοσης που αναφέρονται παραπάνω βασίζονται στα πρότυπα Telcordia GR-1209-CORE και GR-1221-CORE, τα οποία ορίζουν απαιτήσεις αξιοπιστίας και οπτικής απόδοσης για παθητικά οπτικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών.

Βασικές προδιαγραφές απόδοσης που πρέπει να ελέγξετε πριν αγοράσετε

Τα φύλλα προδιαγραφών μπορεί να είναι πυκνά, αλλά πέντε παράμετροι έχουν μεγαλύτερη σημασία - και η παράλειψη οποιασδήποτε από αυτές κατά τη διάρκεια της προμήθειας είναι ένα λάθος που οδήγησε σε πραγματικές αστοχίες πεδίου:

• Απώλεια εισαγωγής:Πόση οπτική ισχύς καταναλώνει ο διαχωριστής. Ένας καλά κατασκευασμένος διαχωριστής 1×8 PLC θα πρέπει να έρχεται σε μικρότερο ή ίσο με 10,5 dB. a 1×32 σε μικρότερο ή ίσο με 17,5 dB. Αυτά τα όρια προέρχονται από τον Πίνακα 2 GR-1209-CORE. Εάν το φύλλο δεδομένων ενός προμηθευτή εμφανίζει τιμές σημαντικά υψηλότερες από αυτές, ο προϋπολογισμός σύνδεσης δεν θα κλείσει εξ αποστάσεως.
• Απώλεια επιστροφής:Αντανακλά την ισχύ πίσω προς την πηγή. Για διαχωριστές με τερματισμό SC/APC{{1} (το πρότυπο στο GPON), η απώλεια επιστροφής πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 55 dB. Η κακή απώλεια επιστροφής προκαλεί θόρυβο του δέκτη OLT και υποβαθμίζει την ποιότητα του σήματος ανάντη.
• Ομοιομορφία:Το χάσμα μεταξύ της καλύτερης και της χειρότερης θύρας εξόδου. Οτιδήποτε πάνω από 1,5 dB σημαίνει ότι ορισμένοι συνδρομητές λαμβάνουν αισθητά ασθενέστερα σήματα. Σε μια ανάπτυξη 1×32 ή 1×64, η αυστηρή ομοιομορφία δεν είναι προαιρετική - είναι αυτό που κρατά τον πιο απομακρυσμένο συνδρομητή σας στο διαδίκτυο.
• Μήκος κύματος λειτουργίας:Τα δίκτυα PON χρειάζονται κάλυψη ζώνης 1260–1650 nm. Αυτό είναι μη διαπραγματεύσιμο εάν χρησιμοποιείτε GPON (1490/1310 nm) με επικάλυψη βίντεο (1550 nm) ή σκοπεύετε να προσθέσετε υπηρεσίες XGS-PON (1577 nm κατάντη) στην ίδια ίνα.
• Κατευθυντικότητα:Μετρά την απομόνωση μεταξύ των θυρών εξόδου. Στόχος Μεγαλύτερος ή ίσος με 55 dB. Η χαμηλή κατευθυντικότητα σημαίνει ότι τα σήματα των συνδρομητών μπορούν να αιμορραγούν μεταξύ τους - ένα πραγματικό πρόβλημα σε διαχωρισμούς υψηλής-πυκνότητας.

Επιλογή ενός Splitter ανά Σενάριο ανάπτυξης

Ο «σωστός» διαχωριστής εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το πού πηγαίνει και τι πρέπει να κάνει. Εδώ είναι πώς συνήθως παίζεται η απόφαση στην πράξη:

Μικρό έργο FTTH (κάτω από 50 σπίτια): A 1×8 PLC splitterσε ένα κουτί ABS είναι το άλογο εργασίας εδώ. Διατηρεί την απώλεια εισαγωγής διαχειρίσιμη, χωράει μέσα σε ένα τυπικό κουτί διανομής εξωτερικού χώρου και αφήνει περιθώριο ανάπτυξης εάν επεκταθεί η γειτονιά. Για τα μικρότερα συμπλέγματα - ας πούμε, τέσσερα σπίτια με μια σταγόνα - ένα FBT 1×4 μπορεί να λειτουργήσει εάν ο προϋπολογισμός είναι ο κύριος περιορισμός.

Πυκνό αστικό MDU (πολυκατοικίες, πύργοι γραφείων):Πηγαίνετε με 1×32 PLC σε κασέτα LGX ή 1U rack-forma mount. Η πυκνότητα της θύρας έχει σημασία στις ντουλάπες ανύψωσης όπου ο χώρος είναι στενός. Βεβαιωθείτε ότι ο διαχωριστής είναι προ{6}συνδεδεμένος με SC/APC για να επιταχύνετε την εγκατάσταση - η σύνδεση του πεδίου σε ένα γεμάτο ανύψωση είναι αργή και επιρρεπής σε σφάλματα-.

Ντουλάπια δρόμου εξωτερικού χώρου:Το PLC είναι υποχρεωτικό. Η ανακύκλωση θερμοκρασίας από μόνη της θα υποβαθμίσει έναν διαχωριστή FBT με την πάροδο του χρόνου. ABS-συσκευασμένο ή χωρίς μπλοκδιαχωριστές οπτικών ινώνΟι βαθμολογίες από -40 έως 85 μοίρες είναι το πρότυπο εδώ. Καθορίστε περιβλήματα με βαθμολογία IP65 εάν το ντουλάπι εκτίθεται στις καιρικές συνθήκες.

Αγροτικοί ή υπεραστικοί σύνδεσμοι-:Η απώλεια εισαγωγής είναι ο περιορισμός. Κάθε dB μετράει όταν το ONU απέχει 15–20 km από το OLT. Χρησιμοποιήστε τη χαμηλότερη αναλογία διαχωρισμού που εξακολουθεί να εξυπηρετεί τον αριθμό των συνδρομητών σας και εξετάστε τους μη ισορροπημένους διαχωριστές που εκχωρούν περισσότερη ισχύ στον πιο απομακρυσμένο χρήστη. Το 1×16 είναι συχνά το πρακτικό ανώτατο όριο για αγροτικές εκτάσεις - ωθήστε στο 1×32 και κινδυνεύετε να πέσετε κάτω από την ευαισθησία του δέκτη στο μακρινό άκρο.

Κεντρικό γραφείο ή κέντρο δεδομένων: Διαχωριστές PLC που τοποθετούνται σε ράφισε 1U περιβλήματα κατασκευάζονται για αυτό το περιβάλλον. Γλιστρούν σε τυπικά ράφια 19-ιντσών, χρησιμοποιούν προ-τερματισμένα καλώδια ενημέρωσης κώδικα και επιτρέπουν τη συντήρηση{10}}εναλλάξ χωρίς να ενοχλούν τα παρακείμενα κυκλώματα. Για ράφια συνάθροισης PON που εξυπηρετούν εκατοντάδες συνδρομητές, οι διαμορφώσεις 2×32 ή 2×64 με διπλή είσοδο παρέχουν τον πλεονασμό ανακατεύθυνσης που απαιτούν οι SLA κατηγορίας φορέα.

Συνήθη λάθη που κοστίζουν χρόνο και χρήμα

Μερικά μοτίβα εμφανίζονται ξανά και ξανά σε αναπτύξεις πεδίου. Η υπερ-διαίρεση είναι η πιο συχνή: οι μηχανικοί ορίζουν το 1×32 επειδή θέλουν χωρητικότητα, αλλά ο προϋπολογισμός του συνδέσμου δεν μπορεί να το υποστηρίξει στην απαιτούμενη απόσταση. Το αποτέλεσμα είναι οριακές ONU που πέφτουν εκτός σύνδεσης κατά τις αλλαγές θερμοκρασίας ή τη γήρανση του βύσματος. Πάντα να εκτελείτε πρώτα τον υπολογισμό του προϋπολογισμού ισχύος - και μετά να επιλέγετε την αναλογία διαχωρισμού.

Η αναντιστοιχία συνδετήρων είναι μια άλλη. Η ανάμειξη SC/UPC και SC/APC στην ίδια διαδρομή PON εισάγει σημεία ανάκλασης που υποβαθμίζουν την απόδοση. Ακούγεται βασικό, αλλά συμβαίνει τακτικά σε μεγάλα εργοτάξια με πολλαπλά συνεργεία εγκατάστασης. Η επιδιόρθωση είναι απλή: τυποποιήστε σε SC/APC σε ολόκληρο το εξωτερικό εργοστάσιο. Βεβαιωθείτε ότι ο διαχωριστής, τα καλώδια μπαλώματος καιίνα μονής-λειτουργίαςυποδομές όλα ταιριάζουν.

Τέλος, αγνοώντας τις προδιαγραφές ομοιομορφίας. Στα χαρτιά, ένας φθηνός διαχωριστής με ομοιομορφία 2,5 dB και ένας ποιοτικός διαχωριστής με ομοιομορφία 1,0 dB μπορεί να φαίνονται παρόμοια. Στην πράξη, αυτό το κενό 1,5 dB σημαίνει ότι ένας συνδρομητής στο δίκτυό σας 1×32 θα μπορούσε να λαμβάνει τη μισή οπτική ισχύ ενός άλλου. Σε μια έκταση 10–15 km, αυτή η διαφορά αποφασίζει ποιος παραμένει συνδεδεμένος και ποιος όχι.

Όπου χρησιμοποιούνται οπτικοί διαχωριστές

Οι τηλεπικοινωνίες παραμένουν η κυρίαρχη εφαρμογή. Σε μια αρχιτεκτονική GPON ή XGS-PON, οι διαχωριστές τοποθετούνται μεταξύ του OLT στο κεντρικό γραφείο και του ONU στις εγκαταστάσεις του πελάτη, επιτρέποντας σε μία ίνα να εξυπηρετεί 32 ή 64 τελικά σημεία. Αυτό το μοντέλο-σε-πολλαπλών σημείων αποτελεί τη ραχοκοκαλιά της οικιακής ευρυζωνικής, επιχειρηματικής οπτικής ίνας και CATV παράδοσης παγκοσμίως.

Εκτός τηλεπικοινωνιών, οι αναπτύξεις παθητικού οπτικού LAN (POL) για επιχειρήσεις χρησιμοποιούν διαχωριστές για τη μείωση του αριθμού ενεργών διακοπτών στα κτίρια της πανεπιστημιούπολης - μια ραχοκοκαλιά οπτικής ίνας αντικαθιστά τα δάπεδα των χάλκινων καλωδίων και των διακοπτών Ethernet. Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις διοχετεύουν τους διαχωριστές μέσω δικτύων αισθητήρων, αξιοποιώντας την ανοσία της ίνας σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Οι ρυθμίσεις δοκιμών και μετρήσεων χρησιμοποιούν διαχωριστές βρύσης για την παρακολούθηση της ζωντανής κυκλοφορίας χωρίς διακοπή της υπηρεσίας.

Τι είναι επόμενο για την τεχνολογία Splitter

Η ώθηση προς το 10G-PON (XGS-PON, 50G-PON) και τη σύγκλιση πρόσβασης πολλαπλών-μηκών κύματος ανεβάζει τον πήχη για την απόδοση του διαχωριστή. Οι χειριστές-που συνυπάρχουν GPON και XGS-PON στην ίδια ίνα χρειάζονται διαχωριστές με επίπεδη απώλεια εισαγωγής σε ολόκληρο το παράθυρο 1260–1650 nm - οποιαδήποτε εξαρτώμενη παραλλαγή μήκους κύματος-μπορεί να γείρει έναν οριακό σύνδεσμο στην άκρη. Η τεχνολογία PLC το χειρίζεται καλά αυτό. Το FBT όχι.

Η μη ισορροπημένη διάσπαση αποκτά πραγματική έλξη. Αντί να αντιμετωπίζουν κάθε έξοδο εξίσου, οι μη ισορροπημένοι διαχωριστές κατανέμουν την ισχύ ασύμμετρα - περισσότερη σε απομακρυσμένους ή-χρήστες υψηλής ζήτησης, λιγότερη σε κοντινούς χρήστες. Αυτό βελτιώνει τη χρήση της θύρας και μπορεί να εξαλείψει την ανάγκη για οπτικούς ενισχυτές σε σενάρια εκτεταμένης-προσέγγισης.

Από την πλευρά της κατασκευής, η πυκνότητα των τσιπ PLC συνεχίζει να βελτιώνεται. Οι διαχωριστές που υποστηρίζουν 1×128 σε ένα μεμονωμένο τσιπ εισέρχονται ήδη στην παραγωγή, ωθώντας την αναλογία συνδρομητή{-OLT- σε υψηλότερη και μειώνοντας το κόστος ανά συνδεδεμένο νοικοκυριό σε-κατασκευές οπτικών ινών μεγάλης κλίμακας.

Συχνές Ερωτήσεις