A оптичка спојницаје пасивна оптичка компонента која дели, комбинује, слави или редистрибуира светлост између оптичких влакана. У мрежама у стварном{1}}свету, спојници омогућавају да један сигнал допре до више корисника, дозвољавају да неколико сигнала деле једну путању влакана или узоркују малу количину светлости за праћење. Они су тихи радни коњи унутар ФТТХ приступних чворова, центара података, тестних поставки, оптичких ласера и сензорских система.
Пре него што идемо даље, вреди разјаснити уобичајену забуну. Спојница није исто што и аоптички адаптер. Адаптер механички поравнава два конектора тако да светлост може да прође; спојница активно мења како се оптичка снага дистрибуира између портова.РП Пхотоницсдефинише спојнике влакана као уређаје који спајају светлост из једног или више улазних влакана на једно или више излазних влакана, са дистрибуцијом снаге која може зависити од таласне дужине и поларизације.
Овај водич објашњава како функционишу оптички спојници, главне типове на које ћете наићи, спецификације које су важне при куповини и како направити разуман избор за свој пројекат.
Шта је оптичка спојница?
Оптички спојник је оптички уређај са једним или више улазних портова и једним или више излазних портова. У зависности од дизајна, може радити неколико ствари одједном:
- Поделите један улазни сигнал на два или више излаза
- Комбинујте више улаза у једно излазно влакно
- Додирните мали проценат снаге за надгледање или тестирање
- Дистрибуирајте оптичке сигнале преко многих портова у облику звезде или стабла
- Комбинујте или одвојите таласне дужине у ЦВДМ или ДВДМ системима
На пример, спојница 1к2 има један улаз и два излаза. Спојница 2к2 има два улаза и два излаза и може деловати као разделник или комбинатор у зависности од смера светлости.
У дискусијама о телекомуникацијама и мрежи података, терминиоптичка спојница, оптички разделник, иоптички комбинаторчесто се преклапају. Разделник је у суштини спојница која се користи у правцу раздвајања, док је комбинатор исти уређај који се користи у правцу комбиновања. Ако набављате компоненте, називи у таблици са подацима обично зависе од тога како је уређај намењен за примену.
Како функционише оптичка спојница?
Спојник функционише тако што преноси оптичку снагу између путања влакана. Тачан механизам зависи од производног приступа.
У спојници са спојеним биконусним конусом (ФБТ), два или више влакана се загревају, повлаче и спајају тако да њихова језгра приђу довољно близу да светлост може да цури из једног језгра у друго преко контролисане дужине.РП Пхотоницсобјашњава да се фузионисани спојници праве термичким сужењем и фузионисањем влакана тако да се њихова језгра доводе у блиски оптички контакт.
У разделнику планарног светлосног кола (ПЛЦ), светлост се води кроз таласоводно коло направљено на силицијум диоксиду или полимерној подлози. Ово је доминантан приступ за разделнике са великим бројем-портова- јер је геометрија таласовода веома поновљива.
Подела оптичке снаге
Када спојница дели светлост, улазна оптичка снага се дели на излазне портове. У идеалном спојнику 1к2 50/50, сваки излаз прима половину улазне снаге. У децибелима, то значи отприлике 3 дБ теоретског губитка по излазу пре него што се додају губици у стварном{6}}светском свету. ТхеУдружење оптичких влакана (ФОА)напомиње да цепање уводи додатних 3 дБ губитка за свако удвостручење броја поделе, плус мали вишак губитка из структуре спојнице.
Комбиновање оптичких сигнала
Многи спојници су двосмерни. Уређај који дели снагу у једном правцу такође може комбиновати снагу у обрнутом смеру. У пасивној оптичкој мрежи (ПОН), низводни саобраћај са ОЛТ-а се дели на многе кориснике, док се узводни сигнали од тих корисника комбинују назад ка ОЛТ-у преко истог пасивног разделника.
Зашто спојнице увек уводе губитак
Губитак у спојници са оптичким влакнима долази из неколико извора који раде заједно:
- Теоријски губитак поделе (неизбежни део моћи)
- Вишак губитка из саме структуре спојнице
- Губитак конектора и спајања на улазним и излазним портовима
- Неусклађеност таласне дужине између уређаја и таласне дужине система
- Губитак зависан од поларизације (ПДЛ)
- Не-уједначена дистрибуција енергије између излазних портова
Због тога се при избору спојнице никада не ради само о броју портова. Буџет губитка, опсег таласних дужина, однос поделе и окружење морају се проверити заједно.
Главни типови оптичких спојница
Спојнице се могу класификовати на неколико корисних начина. Права класификација зависи од тога да ли дизајнирате мрежу, набављате компоненте или решавате проблеме са везом.
По функцији: разделник, комбинатор, славина и ВДМ спојница
Аноптички разделникдели један улаз на више излаза (1к2, 1к4, 1к8, 1к16, 1к32, 1к64). Акомбинаторспаја више улаза у један излаз. Аспојница за славинушаље већину оптичке снаге кроз главну путању и преусмерава мали део (типични односи су 90/10, 95/5 и 99/1) на порт за надгледање. АВДМ спојницакомбинује или раздваја сигнале на основу таласне дужине, која се у великој мери користи уЦВДМ и ДВДМсистема.
По конфигурацији порта: 1к2, 2к2, 1кН и звездасти спојници
A 1к2 оптичка спојницаима један улаз и два излаза и најчешћи је блок за једноставно раздвајање или тапкање. А2к2 спојницаса два улаза и два излаза се широко користи у двосмерним системима, интерферометрима и тест поставкама. А1кН разделникопслужује ПОН, ФТТХ, ЦАТВ и дистрибутивне мреже. АнНкН звезда спојницадистрибуира оптичку снагу на многе улазне и излазне путање истовремено.
По облику: И, Т, Кс, звезда и стабло спојнице
АИ спојница дели један улаз на два балансирана излаза. АТ спојница обично има неуједначен однос као што је 90/10 или 80/20 и добро је погодна за праћење сигнала. Кс спојница је обично 2к2 уређај. Звездаста спојница дистрибуира снагу између више улаза и излаза. Стабло спајалица дели један улаз на много излаза у структури гранања и стандардни је избор за ПОН и ФТТк мреже.
По методу производње: ФБТ наспрам ПЛЦ-а наспрам микро{0}}оптике
АнФБТ спојница(фусед бицоницал конус) се прави спајањем и сужењем влакана заједно. Погодан је за мале поделе, прилагођене размере поделе и дизајне{1}}осетљиве на цену. АПЛЦ разделниккористи таласоводни чип, који даје бољу униформност таласне дужине и чвршће толеранције при великом броју портова. Микро-оптички спојници користе сочива, призме, огледала или филтере са танким{2}}филмом и обично се појављују у специјализованим оптичким инструментима, а не у телекомуникационим кабловима.
ФБТ спојница против ПЛЦ разделника: који бисте требали изабрати?
Питање ФБТ у односу на ПЛЦ појављује се у скоро свакој наруџбини спојнице. Искрен одговор је да ниједан није универзално бољи; имају различите слатке тачке.
ФБТ спојнице засијају када дизајн захтева мали број поделе (обично 1к2 до 1к8), прилагођени однос поделе (као што је 80/20, 90/10 или 95/5) или једну{10}}апликацију таласне дужине. Они су генерално јефтинији за ове једноставније конструкције. ПЛЦ разделници су сигурнија опклада кад год су вам потребне доследне перформансе при већем броју портова (1к8 и више), рад на широкој таласној дужини на 1260–1650 нм или стабилно понашање у широком температурном опсегу. Најмодернијиразделници оптичких влаканапримењене у ФТТХ и ПОН мрежама су ПЛЦ{0}}базиране управо из овог разлога.
У пракси, ФБТ је прави избор за надгледање славина и прилагођених односа, док је ПЛЦ подразумевани за ФТТХ дистрибуцију, пасивни оптички ЛАН и све захтеве високе{0}}уједначености.
Кључне спецификације: однос поделе, губитак уметања и таласна дужина
Однос поделе или однос спреге
Однос поделе описује како се дели снага. Спојница 50/50 равномерно дели снагу. Тап 90/10 шаље 90% кроз главну путању и 10% до порта за надгледање. За праћење обично желите да уклоните само мали део светлости; за дистрибуцију обично желите једнаку поделу.
Губитак уметања и вишак губитка
Губитак уметања је укупна оптичка снага изгубљена када се спојница постави у везу. Укључује теоретски подељени губитак и сопствени вишак губитка уређаја. Разделник 1к2 50/50 има теоретски губитак од 3 дБ, али стварни листови података обично показују типичан губитак уметања од око 3,4–3,8 дБ када се додају вишак губитка и губитак конектора. Вишак губитка је додатни губитак изнад неизбежног губитка поделе; мањи број значи бољу-уграђену спојницу.
Уједначеност, повратни губитак и усмереност
Уједначеност описује како је равномерно распоређена снага на излазне портове и постаје критична при подели 1к8, 1к16, 1к32 и 1к64. Мере повратног губитка рефлектоване светлости која путује назад ка извору. Усмереност показује колико добро уређај спречава цурење струје у погрешан порт. Ова три су најважнија у ДВДМ системима, ОТДР тест окружењима, оптичким ласерима и било којој вези где залутали одрази смањују перформансе.
Радна таласна дужина и пропусни опсег
Спојник мора да одговара таласној дужини вашег система. Телеком системи обично користе прозоре од 1310 нм, 1490 нм и 1550 нм; ПОН мреже додају 1577 нм и 1490 нм на основу релевантногИТУ{0}}Т Г.984и Г.987 спецификације. Неки спојници су дизајнирани само за уски прозор, док широкопојасни ПЛЦ разделници покривају 1260–1650 нм.
Тип влакна, конектор и паковање
Потврдите да ли спојница подржава једно-модно или вишемодно влакно и двапут-проверите тип и полирање конектора. Цоммоноптички конекторопције укључују ЛЦ, СЦ, ФЦ, СТ и МТП/МПО, са УПЦ или АПЦ полирањем. АПЦ је пожељнији где год је рефлексија у доњем делу леђа важна, посебно у ПОН и аналогним видео системима. Механичко паковање је такође важно: гола влакна, мини модул без блокова, АБС кутија, ЛГКС касета, кућиште за{2}}монтажу на сталак и спољни ИП68 затварач служе различитим сценаријима примене.
Уобичајене примене оптичких спојница
ПОН, ФТТХ и пасивни оптички ЛАН
ПОН мреже користе 1кН разделнике за повезивање једног ОЛТ порта са више ОНТ-ова. Низводни саобраћај се дистрибуира корисницима; узводни саобраћај се комбинује назад. Исти пасивни уређај управља оба смера. Пасивне оптичке ЛАН мреже користе исту архитектуру у канцеларијским и кампус окружењима. ФОА напомиње да један ОЛТ порт може да опслужује до 32 (а понекад и 64 или 128) уређаја преко каскадних разделника, у зависности од буџета оптичке снаге.
Тачке за праћење и тестирање
Спојнице за славине узоркују мали део светлости без прекидања главне везе. За везу једног-режима уживо, додир 99/1 или 95/5 је далеко прикладнији од разделника 50/50, који би потрошио превише буџета на главној путањи.
ВДМ и ДВДМ системи
ВДМ спојници комбинују или раздвајају сигнале на различитим таласним дужинама. Они су од суштинског значаја за-телекомуникације на даљину, појачала са влакнима (ЕДФА) и сваки систем где више оптичких канала дели једно влакно. ЦВДМ користи мрежу од 20 нм; ДВДМ користи мрежу од 100 ГХз или 50 ГХз која захтева чвршћу толеранцију таласне дужине од сваке компоненте.
Лабораторијски, сензорски и ласерски системи
Спојници за влакна се такође појављују у интерферометрима, ОЦТ системима, оптичким сензорима и{0}}фибер ласерима велике снаге. У овим апликацијама, понашање поларизације и повратни губитак често су важнији од сирове цене.
Апликација{0}}за{1}}Кратка референца за спојницу
Да би избор био конкретнији, ево како се апликације обично мапирају на типове спојница у пракси. ЗаФТТХ и ПОН дистрибуција, стандардни одговор је аПЛЦ разделник у АБС кутији или ЛГКС касетиса 1к8, 1к16 или 1к32 портовима. Запраћење веза уживо, изаберите ФБТ 99/1 или 95/5 спојницу са АПЦ конекторима. За2-канални двосмерни тест подешавања2к2 50/50 ФБТ спојница је обично довољна. ЗаЦВДМ/ДВДМ агрегација канала, потребан је танак{0}}ВДМ спојник или АВГ-базирани мукс/демукс. Закомбиновање ласерске пумпе са влакнима, потребна је поларизација за{0}}одржавање или специјална-спојница уместо генеричког телекомуникационог уређаја.
Како одабрати прави оптички спојник
Користите следећи ток рада пре него што наручите.
- Дефинишите функцију.Одлучите да ли треба да поделите, комбинујете, додирнете или{0}}мултиплексујете таласне дужине.
- Изаберите конфигурацију порта.Изаберите 1к2, 2к2, 1к8, 1к16, 1к32, 1к64 или НкН на основу броја крајњих тачака.
- Потврдите однос поделе.Користите 50/50 за једнако поделе, 90/10 или више за надгледање и униформно 1кН за дистрибуцију.
- Проверите опсег таласних дужина.Ускладите пропусни опсег спојнице са својим системом, укључујући све таласне дужине будуће надоградње.
- Израчунајте буџет за губитак.Додајте слабљење влакана + губитак конектора + губитак спајања + губитак уметања спојнице + сигурносну маргину (обично 3 дБ).
- Ускладите влакно и конектор.Потврдите једноструки-режим (Г.652Д или Г.657) наспрам вишемодног (ОМ3/ОМ4/ОМ5), тип конектора и полирање.
- Планирајте окружење инсталације.Унутрашњи ормари, спољни затварачи, сталци за дата центар и лабораторијске клупе захтевају другачију амбалажу.
Једноставан пример буџета за губитак
Претпоставимо да дизајнирате везу 1к16 ПЛЦ разделника за ФТТХ са 2 км једног-модаоптички кабл, четири ЛЦ/УПЦ пара конектора и један спој за спајање. Разумна процена би била: 13,5 дБ (типични губитак ПЛЦ-а 1к16) + 0.6 дБ (2 км × 0,3 дБ/км на 1310 нм) + 1.2 дБ (4 конектора × 0,3 дБ) + 0.1 дБ (једно спајање) {{12} дБ (укупно једно спајање) {{12} дБ. Ако је ваш буџет за ОЛТ/ОНТ напајање класа Б+ (28 дБ), имате удобан простор за главу; да је чвршће, требало би да смањите спојеве, скратите низ или се спустите на 1к8 сплит.
Уобичајене грешке које треба избегавати
Прва и најчешћа грешка је третирање спојнице као једноставног адаптера. То су два неповезана уређаја са различитим пословима. Други је игнорисање губитка при уметању и слагање превише сплитова на једну везу док пријемник не остане без струје. Трећи је одабир ФБТ-а за ФТТХ 1к32 примену где би ПЛЦ био далеко униформнији и стабилнији. Четврти користи спојник дизајниран за један прозор таласне дужине на другој таласној дужини, што може да произведе веома различите стварне-светске губитке. Пети је мешање УПЦ и АПЦ конектора без размишљања о последицама рефлексије.
Честа питања о оптичким спојницама
Која је разлика између оптичког спојника и разделника?
Разделник је спојник који се користи за поделу једног улаза на више излаза. Терминспојницаје шири јер покрива и комбинаторе, славине и мултиплексере таласних дужина.
Да ли је оптичка спојница пасивна или активна?
Скоро све телекомуникационе и кабловске спојнице су пасивне и не захтевају електричну енергију. Активним се сматрају само специјализовани уређаји попут оптичких појачала и оптичких прекидача.
Шта значи 1к2 у спојници са оптичким влакнима?
1к2 спојница има један улазни порт и два излазна порта. То је најједноставнији разделник или конфигурација славине.
Шта значи 2к2 у спојници са оптичким влакнима?
2к2 спојница има два улаза и два излаза и може деловати или као разделник или комбинатор у зависности од смера сигнала. Уобичајена је у интерферометрима и двосмерним тестним поставкама.
Како да изаберем однос поделе за спојницу за славину?
За већину праћења{0}}линкова уживо, додир 99/1 или 95/5 је прави избор јер уклања само мали део оптичке снаге са главне путање. Тап 90/10 је прикладан када је пријемник за праћење мање осетљив. Подела 50/50 ретко је тачан одговор за праћење.
Колики је типичан губитак уметања 1к32 ПЛЦ разделника?
Већина комерцијалних табли са подацима о 1к32 ПЛЦ разделнику наводи типичне губитке при уметању између 16,5 и 17,5 дБ, укључујући теоретски поделе од 15 дБ плус 1,5–2,5 дБ вишак и губитак конектора. Увек проверите специфичну листу података за модел који купујете.
Могу ли да користим једно{0}}модну спојницу са вишемодним влакном?
Генерално не. Једномодни спојници{1}} су дизајнирани око језгра од 9 µм; вишемодно влакно има језгро од 50 или 62,5 µм. Мешање ова два доводи до значајног -неподударања поља и великог губитка везе. Користите спојницу која одговара вашеммултимодеилиједноструки-режимврста влакана.
Да ли су оптички спојници двосмерни?
Већина пасивних спојница је двосмерна. Исти уређај који се користи за раздвајање низводног светла може комбиновати узводно светло када се користи у супротном смеру, што је управо начин на који ПОН мреже функционишу.
Која је разлика између ВДМ спојнице и стандардне оптичке спојнице?
Стандардни спојник дистрибуира снагу без разликовања таласних дужина. АВДМ спојницакористи танке{0}}филтере или АВГ технологију за раздвајање или комбиновање одређених таласних дужина, што је неопходно за ЦВДМ и ДВДМ системе.
Који тип конектора треба да изаберем за спојницу са оптичким влакнима?
ЛЦ и СЦ су најчешћи у модерном приступу и имплементацији центара података. АПЦ полирање је пожељније свуда где је рефлексија позади важна, као што су ПОН, РФоГ и аналогни видео. Ускладите лак на оба краја везе; мешање УПЦ и АПЦ ће смањити перформансе.
Закључак
Оптички спојник је варљиво једноставна компонента која тихо подупире скоро сваку модерну оптичку мрежу. Одабир правог је баланс између броја портова, односа поделе, опсега таласних дужина, губитка уметања, типа влакна, конектора и окружења у којем ће живети. За једну славину за надзор или прилагођени однос поделе, ФБТ спојница је обично најекономичнији одговор. За ФТТХ, ПОН, пасивни оптички ЛАН или било коју дистрибуцију са великим бројем-портова-, ПЛЦ разделник је сигурнији дугорочни-избор. Најбољи спојник је увек онај који одговара буџету оптичке снаге и захтевима за поузданост мреже коју опслужује, а не само онај са најнижом јединичном ценом.
