A fiiberoptiline siduron passiivne optiline komponent, mis poolitab, ühendab, koputab või jaotab valgust ümber optiliste kiudude vahel. Reaalses-maailmas lasevad sidurid ühel signaalil jõuda paljude kasutajateni, võimaldavad mitmel signaalil jagada ühte kiudude teed või võtavad jälgimiseks proovi väikesest valgushulgast. Need on vaiksed tööhobused FTTH-pääsusõlmedes, andmekeskustes, katseseadetes, kiudlaserites ja andurisüsteemides.
Enne edasiminekut tasub üks levinud segadus klaarida. Sidur ei ole sama mis afiiberoptiline adapter. Adapter joondab mehaaniliselt kaks pistikut nii, et valgus pääseb läbi; sidur muudab aktiivselt optilise võimsuse jaotust portide vahel.RP fotoonikadefineerib kiudühendusi kui seadmeid, mis seovad valgust ühest või mitmest sisendkiust ühe või mitme väljundkiuga, mille võimsusjaotus võib sõltuda lainepikkusest ja polarisatsioonist.
Selles juhendis selgitatakse, kuidas kiudoptilised sidurid töötavad, peamised tüübid, millega kokku puutute, millised tehnilised andmed on ostmisel olulised ja kuidas teha oma projekti jaoks mõistlik valik.
Mis on fiiberoptiline sidur?
Kiudoptiline sidur on ühe või mitme sisendpordi ja ühe või mitme väljundpordiga optiline seade. Sõltuvalt disainist saab see korraga teha mitut asja:
- Jagage üks sisendsignaal kaheks või enamaks väljundiks
- Ühendage mitu sisendit üheks väljundkiuks
- Puudutage jälgimiseks või testimiseks väikest protsenti võimsusest
- Jaotage optilised signaalid paljude portide vahel tähe- või puukujuliselt
- Kombineerige või eraldage lainepikkusi CWDM- või DWDM-süsteemides
Näiteks 1x2 siduril on üks sisend ja kaks väljundit. 2x2 ühenduslülil on kaks sisendit ja kaks väljundit ning see võib sõltuvalt valguse suunast toimida kas jaoturi või kombineerijana.
Telekomi ja andmesidevõrgu aruteludes terminidfiiberoptiline sidur, optiline jaotur, jaoptiline kombineerijasageli kattuvad. Jaotur on sisuliselt poolitamise suunas kasutatav sidur, samas kui kombineerija on sama seade, mida kasutatakse ühendamise suunas. Kui hankite komponente, sõltuvad andmelehel olevad nimed tavaliselt sellest, kuidas seadet kavatsetakse juurutada.
Kuidas kiudoptiline sidur töötab?
Sidur töötab optilise võimsuse ülekandmisel kiuteede vahel. Täpne mehhanism sõltub tootmisviisist.
Sulatatud bikoonilise koonuse (FBT) siduris kuumutatakse, tõmmatakse ja sulatatakse kahte või enamat kiudu, nii et nende südamikud jõuavad piisavalt lähedale, et valgus lekkiks ühest südamikust teise kontrollitud pikkusega.RP fotoonikaselgitab, et sulatatud sidurid valmistatakse termiliselt kitsenevate ja kiudude liitmise teel, nii et nende südamikud on optilises tihedas kontaktis.
Tasapinnalise valguslaineahela (PLC) jaoturis juhitakse valgus läbi ränidioksiidi või polümeeri substraadile valmistatud lainejuhiahela. See on domineeriv lähenemine suure-pordi-arvuga jaoturitele, kuna lainejuhi geomeetria on väga korratav.
Optilise võimsuse jagamine
Kui sidur jagab valgust, jagatakse sisend optiline võimsus väljundportide vahel. Ideaalses 1x2 50/50 siduris saab iga väljund poole sisendvõimsusest. Detsibellides tähendab see umbes 3 dB teoreetilist kadu väljundi kohta, enne kui reaalseid kadusid{6}}lisatakse. TheFiber Optic Association (FOA)märgib, et poolitamine toob kaasa täiendava 3 dB kaotuse iga jaotuste arvu kahekordistamise korral, millele lisandub väike liigne kadu siduri struktuurist.
Optiliste signaalide kombineerimine
Paljud sidurid on kahesuunalised. Seade, mis jagab võimsust ühes suunas, võib ühendada võimsust ka vastupidises suunas. Passiivses optilises võrgus (PON) jagatakse OLT-st pärinev liiklus paljude kasutajate vahel, samas kui nende kasutajate ülesvoolu signaalid kombineeritakse sama passiivse jaoturi kaudu tagasi OLT-i poole.
Miks sidurid alati kaotust toovad?
Kiudoptilise siduri kadu tuleneb mitmest koos töötavast allikast:
- Teoreetiline jagatud kaotus (vältimatu võimsuse osa)
- Liigne kadu siduri konstruktsioonist endast
- Pistiku ja splaissi kadu sisend- ja väljundportides
- Lainepikkuse mittevastavus seadme ja süsteemi lainepikkuse vahel
- Polarisatsioonist{0}}sõltuv kadu (PDL)
- Ebaühtlane toitejaotus-väljundportide vahel
Seetõttu ei sõltu siduri valimine kunagi ainult portide arvust. Kaoeelarvet, lainepikkuste vahemikku, jaotussuhet ja keskkonda tuleb kontrollida koos.
Peamised fiiberoptiliste sidurite tüübid
Sidureid saab klassifitseerida mitmel kasulikul viisil. Õige klassifikatsioon sõltub sellest, kas projekteerite võrku, hankite komponente või otsite lingi tõrkeotsingut.
Funktsiooni järgi: jaotur, kombineerija, kraan ja WDM-liiter
Anoptiline jaoturjagab ühe sisendi mitmeks väljundiks (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Akombineerijaliidab mitu sisendit üheks väljundiks. Akraani sidursaadab suurema osa optilisest võimsusest läbi põhitee ja suunab väikese osa (tavalised suhted on 90/10, 95/5 ja 99/1) jälgimisporti. AWDM-liitmikühendab või eraldab signaale lainepikkuse alusel, mida kasutatakse paljuCWDM ja DWDMsüsteemid.
Pordi konfiguratsiooni järgi: 1x2, 2x2, 1xN ja Star Couplers
A 1x2 fiiberoptiline sidursellel on üks sisend ja kaks väljundit ning see on kõige tavalisem ehitusplokk lihtsaks poolitamiseks või koputamiseks. A2x2 liitmikkahe sisendi ja kahe väljundiga kasutatakse laialdaselt kahesuunalistes süsteemides, interferomeetrites ja testimise seadistustes. A1xN jaoturteenindab PON-, FTTH-, CATV- ja jaotusvõrke. AnNxN tähtliitmikjaotab optilise võimsuse samaaegselt paljudele sisend- ja väljundteedele.
Kuju järgi: Y, T, X, täht ja puu sidurid
AY-liides jagab ühe sisendi kaheks tasakaalustatud väljundiks. AT-siduril on tavaliselt ebaühtlane suhe, näiteks 90/10 või 80/20, ja see sobib hästi signaali jälgimiseks. X-liitmik on tavaliselt 2x2-seade. Tärnühendus jaotab võimsust mitme sisendi ja väljundi vahel. Puusidur jagab hargnevas struktuuris ühe sisendi paljudeks väljunditeks ja on PON- ja FTTx-võrkude standardvalik.
Tootmismeetodi järgi: FBT vs PLC vs mikro{0}}optika
AnFBT sidur(sulatatud bikooniline koonus) saadakse kiudude kokkusulatamise ja kitsendamise teel. See sobib hästi väikeste jaotusarvude, kohandatud jaotussuhete ja kulutundlike kujunduste{1}} jaoks. APLC jaoturkasutab lainejuhtkiipi, mis tagab parema lainepikkuse ühtluse ja rangemad tolerantsid suure portide arvu korral. Mikro-optikaühendused kasutavad läätsi, prismasid, peegleid või õhuke{2}kilefiltreid ning kipuvad olema pigem spetsiaalsetes optilistes instrumentides kui telekommunikatsioonikaablites.
FBT Coupler vs PLC Splitter: kumba peaksite valima?
FBT versus PLC küsimus kerkib esile peaaegu iga siduri ostutellimuse puhul. Aus vastus on, et kumbki pole üldiselt parem; neil on erinevad magusad kohad.
FBT-liitmikud säravad, kui disain nõuab madalat jaotusarvu (tavaliselt 1x2 kuni 1x8), kohandatud jaotussuhet (nt 80/20, 90/10 või 95/5) või ühe lainepikkuse rakendust. Tavaliselt on need lihtsamate konstruktsioonide jaoks odavamad. PLC-jaoturid on turvalisem panus alati, kui vajate ühtlast jõudlust suurema portide arvu korral (1x8 ja rohkem), laia lainepikkusega tööd 1260–1650 nm või stabiilset käitumist laias temperatuurivahemikus. Kõige kaasaegsemfiiberoptilised jaoturidFTTH- ja PON-võrkudesse juurutatud põhinevad PLC{0}}täpselt sel põhjusel.
Praktikas on FBT õige valik kraanide ja kohandatud suhtarvude jälgimiseks, samas kui PLC on FTTH-jaotuse, passiivse optilise LAN-i ja kõigi kõrgete{0}}ühtluse nõuete vaikeseade.
Peamised spetsifikatsioonid: jaotussuhe, sisestuskadu ja lainepikkus
Jaotussuhe või sidumissuhe
Jaotussuhe kirjeldab võimsuse jagunemist. 50/50 sidur jagab võimsust ühtlaselt. 90/10 kraan saadab 90% põhitee kaudu ja 10% jälgimisporti. Järelevalve jaoks soovite tavaliselt eemaldada ainult väikese osa valgust; levitamiseks soovite tavaliselt võrdset jaotust.
Sisestuskaotus ja liigne kadu
Sisestamiskadu on kogu optiline võimsus, mis kaob, kui sidur asetatakse lülisse. See hõlmab teoreetilist jagatud kadu ja seadme enda liigset kadu. 1x2 50/50 jaoturi teoreetiline jaotuskadu on 3 dB, kuid tegelikud andmelehed näitavad tavaliselt tüüpilist sisestuskadu umbes 3,4–3,8 dB, kui liigne kadu ja konnektorikadu on lisatud. Ülemäärane kahju on täiendav kahju, mis ületab vältimatu jagatud kahju; väiksem arv tähendab paremat-ehitatud sidurit.
Ühtlikkus, tootluskadu ja suunatus
Ühtsus kirjeldab võimsuse ühtlast jaotumist väljundportide vahel ja muutub kriitiliseks 1x8, 1x16, 1x32 ja 1x64 jaotuste korral. Tagastuskadu mõõdab allika poole tagasi liikuvat valgust. Suunavus näitab, kui hästi seade takistab toite lekkimist valesse porti. Need kolm on kõige olulisemad DWDM-süsteemides, OTDR-testikeskkondades, kiudlaserites ja kõigis lülides, kus hajuvad peegeldused halvendavad jõudlust.
Töölainepikkus ja ribalaius
Ühendus peab vastama teie süsteemi lainepikkusele. Telekommunikatsioonisüsteemid kasutavad tavaliselt 1310 nm, 1490 nm ja 1550 nm aknaid; PON-võrgud lisavad vastava põhjal 1577 nm ja 1490 nmITU-T G.984ja G.987 spetsifikatsioonid. Mõned sidurid on mõeldud ainult kitsale aknale, samas kui lairiba PLC-jaoturid katavad 1260–1650 nm.
Kiu tüüp, pistik ja pakett
Kontrollige, kas sidur toetab ühe--- või mitmemoodilist kiudu, ja{1}}kontrollige konnektori tüüpi ja poleerimist. Levinudfiiberoptiline pistikvalikute hulka kuuluvad LC, SC, FC, ST ja MTP/MPO, UPC või APC poleeringuga. APC-d on eelistatud kõikjal, kus on oluline alaselja peegeldus, eriti PON- ja analoogvideosüsteemides. Ka mehaaniline pakendamine on oluline: paljas kiud, plokkideta minimoodul, ABS-kassett, LGX-kassett, rack-kinnitusega korpus ja välistingimustes suletav IP68-kinnitus pakuvad erinevaid kasutuselevõtu stsenaariume.
Fiiberoptiliste sidurite levinumad rakendused
PON, FTTH ja passiivne optiline LAN
PON-võrgud kasutavad 1xN jaoturit, et ühendada üks OLT-port paljude ONT-dega. Allavoolu liiklus jaotatakse kasutajatele; ülesvoolu liiklus kombineeritakse tagasi. Sama passiivne seade käsitleb mõlemat suunda. Passiivsed optilised kohtvõrgud kasutavad sama arhitektuuri kontori- ja ülikoolilinnaku keskkondades. FOA märgib, et üks OLT-port võib sõltuvalt optilise võimsuse eelarvest teenindada kuni 32 (ja mõnikord 64 või 128) seadet kaskaadjaoturite kaudu.
Seire- ja katsepunktid
Kraanühendused proovivad väikese osa valgusest ilma põhilinki katkestamata. Reaalajas ühe-režiimi lingi jaoks on 99/1 või 95/5 puudutus palju sobivam kui 50/50 jaotur, mis kulutaks põhiteel liiga palju eelarvet.
WDM ja DWDM süsteemid
WDM-liitmikud kombineerivad või eraldavad erinevatel lainepikkustel signaale. Need on olulised kaug-telekommunikatsioonis, kiudvõimendites (EDFA) ja kõigis süsteemides, kus mitu optilist kanalit jagavad ühte kiudu. CWDM kasutab 20 nm võrku; DWDM kasutab 100 GHz või 50 GHz võrku, mis nõuab igalt komponendilt suuremat lainepikkuse tolerantsi.
Labori-, anduri- ja lasersüsteemid
Kiudühendusi kasutatakse ka interferomeetrites, OCT-süsteemides, kiudandurites ja suure{0}}võimsusega kiudlaserites. Nendes rakendustes on polarisatsioonikäitumine ja tagastuskadu sageli olulisemad kui töötlemata kulud.
Rakendus-liitmiku-kiirteate kohta
Valiku konkreetsemaks muutmiseks kirjeldatakse, kuidas rakendused praktikas tavaliselt seostatakse siduritüüpidega. SestFTTH ja PON jaotus, standardvastus on aPLC-jaotur ABS-karbis või LGX-kassetis1x8, 1x16 või 1x32 pordiga. Sestreaalajas lingi jälgimine, valige APC pistikutega FBT 99/1 või 95/5 kraaniühendus. Sest2-kanalilised kahesuunalised testi seadistused, piisab tavaliselt 2x2 50/50 FBT-ühendusest. SestCWDM/DWDM kanalite liitmine, on vaja õhukese{0}}kile WDM-ühendust või AWG-põhist mux/demuxi. Sestfiiberlaserpumba kombineerimine, on üldise telekommunikatsiooniseadme asemel vaja polarisatsiooni-säilitavat või spetsiaalset-kiudühendust.
Kuidas valida õige fiiberoptiline sidur
Enne tellimuse esitamist kasutage järgmist töövoogu.
- Määratlege funktsioon.Otsustage, kas peate poolitama, kombineerima, koputama või lainepikkuse{0}}multipleksi.
- Valige pordi konfiguratsioon.Valige lõpp-punktide arvu põhjal 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 või NxN.
- Kinnitage jaotussuhe.Kasutage võrdseks jagamiseks 50/50, jälgimiseks 90/10 või kõrgemat ja jaotamiseks ühtlast 1xN.
- Kontrollige lainepikkuste vahemikku.Sobitage siduri ribalaius oma süsteemiga, sealhulgas tulevaste uuenduste lainepikkustega.
- Arvutage kahjumi eelarve.Lisage kiudude sumbumine + konnektori kadu + splaissingu kadu + siduri sisestamise kadu + ohutusvaru (tavaliselt 3 dB).
- Sobitage kiud ja pistik.Kinnitage ühe-režiimi (G.652D või G.657) versus mitmerežiimiline (OM3/OM4/OM5), pistiku tüüp ja poleerimine.
- Planeerige paigalduskeskkond.Sisekapid, välisulgurid, andmekeskuse riiulid ja laboripingid vajavad erinevat pakendit.
Lihtne kahjumi eelarve näide
Oletame, et kavandate FTTH jaoks 1x16 PLC jaoturi linki 2 km ühe-režiimigafiiberoptiline kaabel, neli LC/UPC konnektori paari ja üks liitliit. Mõistlik hinnang oleks: 13,5 dB (tüüpiline 1x16 PLC sisestuskadu) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km lainepikkusel 1310 nm) + 1.2 dB (4 pistikut × 0,3 dB) + 0.1 dB (üks ∈ 2}}) 18,4 dB kokku. Kui teie OLT/ONT võimsuse eelarve on klass B+ (28 dB), on teil mugav pearuum; kui see oleks tihedam, peaksite splaissi vähendama, jooksu lühendama või vähendama 1x8 jaotust.
Levinud vead, mida vältida
Esimene ja kõige levinum viga on siduri käsitlemine lihtsa adapterina. Need kaks on üksteisest sõltumatud seadmed, millel on erinevad töökohad. Teine on sisestuskao ignoreerimine ja liiga paljude jaotuste kuhjamine ühele lingile, kuni vastuvõtja toide saab otsa. Kolmas on FBT valimine FTTH 1x32 juurutamiseks, kus PLC oleks palju ühtlasem ja stabiilsem. Neljas kasutab sidurit, mis on loodud ühe lainepikkuse akna jaoks teisel lainepikkusel, mis võib tekitada väga erinevat reaalset-kadu. Viies on UPC- ja APC-pistikute segamine, mõtlemata peegelduse tagajärgedele.
KKK kiudoptiliste sidurite kohta
Mis vahe on fiiberoptilise siduri ja jaoturi vahel?
Jaotur on sidur, mida kasutatakse ühe sisendi jagamiseks mitmeks väljundiks. Terminsiduron laiem, kuna see hõlmab ka kombineerijaid, kraane ja lainepikkusega multipleksereid.
Kas fiiberoptiline sidur on passiivne või aktiivne?
Peaaegu kõik side- ja kaabelühendused on passiivsed ega vaja elektrit. Aktiivseteks loetakse ainult spetsiaalseid seadmeid, nagu optilised võimendid ja optilised lülitid.
Mida 1x2 tähendab fiiberoptilises siduris?
1x2-ühendusel on üks sisendport ja kaks väljundporti. See on kõige lihtsam jaoturi või kraani konfiguratsioon.
Mida 2x2 tähendab fiiberoptilises siduris?
2x2 ühenduslülil on kaks sisendit ja kaks väljundit ning see võib sõltuvalt signaali suunast toimida kas jaoturi või kombineerijana. See on tavaline interferomeetrites ja kahesuunalistes testimisseadetes.
Kuidas valida kraaniühenduse jaoks jaotussuhet?
Enamiku reaalajas{0}}lingi jälgimise jaoks on 99/1 või 95/5 puudutus õige valik, kuna see eemaldab põhiteelt vaid väikese osa optilisest võimsusest. 90/10 kraan on asjakohane, kui seirevastuvõtja on vähem tundlik. Jagamine 50/50 on harva õige vastus jälgimiseks.
Milline on 1x32 PLC-jaoturi tüüpiline sisestuskadu?
Enamikul kaubanduslikel 1x32 PLC-jaoturi andmelehtedel on tüüpiline sisestuskadu vahemikus 16,5–17,5 dB, sealhulgas teoreetiline 15 dB jaotus pluss 1,5–2,5 dB liigne ja pistikukadu. Kontrollige alati ostetava mudeli konkreetset andmelehte.
Kas ma saan kasutada mitmemoodilise kiuduga{0}}ühemoodilist sidurit?
Üldiselt ei. Ühemoodi-ühendused on konstrueeritud ümber 9 µm südamiku; mitmemoodilisel kiul on 50 või 62,5 µm südamik. Nende kahe segamine põhjustab märkimisväärset režiimi-välja mittevastavust ja suurt sidestuskadu. Kasutage omale sobivat siduritmitmerežiimilinevõiühe-režiimikiu tüüp.
Kas fiiberoptilised sidurid on kahesuunalised?
Enamik passiivseid sidureid on kahesuunalised. Sama seade, mida kasutatakse allavoolu valguse jagamiseks, võib kombineerida vastuvoolu, kui seda kasutatakse vastupidises suunas, täpselt nii PON-võrgud töötavad.
Mis vahe on WDM-siduril ja tavalisel optilisel siduril?
Tavaline sidur jaotab võimsust lainepikkusi eristamata. AWDM-liitmikkasutab õhuke{0}}kilefiltreid või AWG-tehnoloogiat teatud lainepikkuste eraldamiseks või kombineerimiseks, mis on CWDM- ja DWDM-süsteemide jaoks hädavajalik.
Millist tüüpi pistikut peaksin valima fiiberoptilise siduri jaoks?
LC ja SC on kaasaegsetes juurdepääsu- ja andmekeskuste juurutamises kõige levinumad. APC poleerimist eelistatakse kõikjal, kus peegeldus on oluline, näiteks PON, RFoG ja analoogvideo. Sobitage poleerimine lingi mõlemas otsas; UPC ja APC segamine halvendab jõudlust.
Järeldus
Fiiberoptiline sidur on petlikult lihtne komponent, mis vaikselt toetab peaaegu iga kaasaegset optilist võrku. Õige valimine on tasakaal portide arvu, jaotussuhte, lainepikkuse vahemiku, sisestuskadude, kiu tüübi, pistiku ja keskkonna vahel, kus see elab. Ühe jälgimiskraani või kohandatud jaotussuhte jaoks on FBT-liitmik tavaliselt kõige ökonoomsem lahendus. FTTH, PON, passiivse optilise LAN-i või mis tahes suure-pordi-arvuga jaotuse jaoks on PLC-jaotur pikaajaline{5}}turvalisem valik. Parim sidur on alati see, mis sobib teenindatava võrgu optilise võimsuse eelarve ja töökindlusnõuetega, mitte lihtsalt see, mille ühikuhind on madalaim.
