A acoblador de fibra òpticaés un component òptic passiu que divideix, combina, aprofita o redistribueix la llum entre fibres òptiques. A les xarxes del-món real, els acobladors permeten que un senyal arribi a molts usuaris, permeten que diversos senyals comparteixin un camí de fibra o mostren una petita quantitat de llum per controlar-la. Són cavalls de batalla silenciosos dins dels nodes d'accés FTTH, centres de dades, configuracions de prova, làsers de fibra i sistemes de sensors.
Abans d'anar més enllà, val la pena aclarir una confusió habitual. Un acoblador no és el mateix que unadaptador de fibra òptica. Un adaptador alinea mecànicament dos connectors perquè la llum pugui passar; un acoblador canvia activament com es distribueix l'energia òptica entre els ports.RP Fotònicadefineix els acobladors de fibres com els dispositius que acoblen la llum d'una o diverses fibres d'entrada a una o diverses fibres de sortida, amb una distribució de potència que pot dependre de la longitud d'ona i la polarització.
Aquesta guia explica com funcionen els acobladors de fibra òptica, els principals tipus que trobareu, les especificacions que importen a l'hora de comprar i com fer una selecció raonable per al vostre projecte.
Què és un acoblador de fibra òptica?
Un acoblador de fibra òptica és un dispositiu òptic amb un o més ports d'entrada i un o més ports de sortida. Depenent del disseny, pot fer diverses coses alhora:
- Dividiu un senyal d'entrada en dues o més sortides
- Combina múltiples entrades en una fibra de sortida
- Toqueu un petit percentatge d'energia per supervisar o provar
- Distribuïu senyals òptics a través de molts ports en un patró d'estrella o arbre
- Combina o separa longituds d'ona en sistemes CWDM o DWDM
Per exemple, un acoblador 1x2 té una entrada i dues sortides. Un acoblador 2x2 té dues entrades i dues sortides i pot actuar com a divisor o com a combinador depenent de la direcció de la llum.
En els debats de telecomunicacions i xarxes de dades, els termesacoblador de fibra òptica, divisor òptic, icombinador òpticsovint se superposen. Un divisor és essencialment un acoblador utilitzat en la direcció de divisió, mentre que un combinador és el mateix dispositiu utilitzat en la direcció de combinació. Si busqueu components, els noms del full de dades solen dependre de com es pretén desplegar el dispositiu.
Com funciona un acoblador de fibra òptica?
Un acoblador funciona transferint potència òptica entre camins de fibra. El mecanisme exacte depèn de l'enfocament de fabricació.
En un acoblador cònic bicònic fusionat (FBT), dues o més fibres s'escalfen, s'estiren i es fusionen perquè els seus nuclis s'apropin prou perquè la llum es filtri d'un nucli a un altre durant una longitud controlada.RP Fotònicaexplica que els acobladors fusionats es fabriquen mitjançant la fusió tèrmica de les fibres, de manera que els seus nuclis es posen en contacte òptic estret.
En un divisor de circuit d'ona de llum plana (PLC), la llum es guia a través d'un circuit de guia d'ones fabricat sobre un substrat de sílice o polímer. Aquest és l'enfocament dominant per als divisors de recompte de-port-alt perquè la geometria de la guia d'ones és altament repetible.
Divisió de potència òptica
Quan un acoblador divideix la llum, la potència òptica d'entrada es divideix entre els ports de sortida. En un acoblador ideal 1x2 50/50, cada sortida rep la meitat de la potència d'entrada. En termes de decibels, això significa aproximadament 3 dB de pèrdua teòrica per sortida abans que s'afegeixin les pèrdues-reals. ElAssociació de fibra òptica (FOA)assenyala que la divisió introdueix una pèrdua addicional de 3 dB per cada duplicació del recompte de divisions, a més d'una petita pèrdua excessiva de l'estructura de l'acoblador.
Combinació de senyals òptics
Molts acobladors són bidireccionals. Un dispositiu que divideix la potència en una direcció també pot combinar la potència en la direcció inversa. En una xarxa òptica passiva (PON), el trànsit aigües avall de l'OLT es divideix cap a molts usuaris, mentre que els senyals amunt d'aquests usuaris es combinen cap a l'OLT mitjançant el mateix divisor passiu.
Per què els acobladors sempre introdueixen la pèrdua
La pèrdua en un acoblador de fibra òptica prové de diverses fonts que treballen conjuntament:
- Pèrdua dividida teòrica (la quota inevitable de poder)
- Pèrdua excessiva de la pròpia estructura de l'acoblador
- Pèrdua de connector i empalmament als ports d'entrada i sortida
- Desajust de longitud d'ona entre el dispositiu i la longitud d'ona del sistema
- Pèrdua-depenent de la polarització (PDL)
- Distribució d'energia no-uniforme entre els ports de sortida
És per això que seleccionar un acoblador mai es tracta només del recompte de ports. El pressupost de pèrdues, el rang de longituds d'ona, la relació de divisió i l'entorn s'han de comprovar conjuntament.
Principals tipus d'acobladors de fibra òptica
Els acobladors es poden classificar de diverses maneres útils. La classificació correcta depèn de si esteu dissenyant una xarxa, obtenint components o solucionant problemes d'enllaç.
Per funció: divisor, combinador, aixeta i acoblador WDM
Andivisor òpticdivideix una entrada en múltiples sortides (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Acombinadorfusiona múltiples entrades en una única sortida. Aacoblador de tapsenvia la major part de la potència òptica a través del camí principal i desvia una petita fracció (les relacions típiques són 90/10, 95/5 i 99/1) a un port de monitorització. AAcoblador WDMcombina o separa senyals en funció de la longitud d'ona, que s'utilitza molt enCWDM i DWDMsistemes.
Per configuració del port: acobladors 1x2, 2x2, 1xN i estrella
A Acoblador de fibra òptica 1x2té una entrada i dues sortides i és el bloc de construcció més comú per dividir o tocar senzillament. AAcoblador 2x2amb dues entrades i dues sortides s'utilitza àmpliament en sistemes bidireccionals, interferòmetres i configuracions de prova. ADivisor 1xNserveix PON, FTTH, CATV i xarxes de distribució. AnAcoblador estrella NxNdistribueix la potència òptica a través de molts camins d'entrada i sortida simultàniament.
Per forma: acobladors Y, T, X, estrella i arbre
L'acoblador AY divideix una entrada en dues sortides equilibrades. L'acoblador AT acostuma a tenir una relació desigual, com ara 90/10 o 80/20, i és molt adequat per a la monitorització del senyal. Un acoblador X és normalment un dispositiu 2x2. Un acoblador estrella distribueix la potència entre múltiples entrades i sortides. Un acoblador d'arbre divideix una entrada en moltes sortides en una estructura de ramificació i és l'opció estàndard per a xarxes PON i FTTx.
Per mètode de fabricació: FBT vs PLC vs Micro-òptica
AnAcoblador FBT(conicitat bicònica fusionada) es fa mitjançant la fusió i la reducció de les fibres juntes. És molt adequat per a recomptes de divisions petits, proporcions de divisions personalitzades i dissenys-sensibles als costos. ADivisor PLCutilitza un xip de guia d'ona, que ofereix una millor uniformitat de longitud d'ona i toleràncies més estrictes amb un nombre elevat de ports. Els acobladors de micro-òptica utilitzen lents, prismes, miralls o filtres de pel·lícula-prima i solen aparèixer en instruments òptics especialitzats en lloc de cablejat de telecomunicacions.
Acoblador FBT vs divisor PLC: quin hauríeu de triar?
La pregunta FBT versus PLC apareix a gairebé totes les comandes de compra d'acobladors. La resposta honesta és que cap dels dos és universalment millor; tenen diferents punts dolços.
Els acobladors FBT brillen quan el disseny requereix un recompte de divisions baix (normalment d'1x2 a 1x8), una proporció de divisió personalitzada (com ara 80/20, 90/10 o 95/5) o una aplicació de longitud d'ona única-. En general, són més barats per a aquestes construccions més senzilles. Els divisors PLC són l'aposta més segura sempre que necessiteu un rendiment coherent amb un nombre de ports més elevat (1x8 i superior), un funcionament de longitud d'ona àmplia entre 1260 i 1650 nm o un comportament estable en un ampli rang de temperatures. El més moderndivisors de fibra òpticadesplegats a les xarxes FTTH i PON es basen en PLC-exactement per aquest motiu.
A la pràctica, FBT és l'opció adequada per supervisar les aixetes i les relacions personalitzades, mentre que el PLC és l'opció predeterminada per a la distribució FTTH, la LAN òptica passiva i qualsevol requisit d'-uniformitat elevada.
Especificacions clau: ràtio de divisió, pèrdua d'inserció i longitud d'ona
Relació de divisió o relació d'acoblament
La relació de divisió descriu com es divideix la potència. Un acoblador 50/50 reparteix la potència de manera uniforme. Un toc 90/10 envia el 90% a través del camí principal i el 10% al port de monitorització. Per a la monitorització, normalment voleu eliminar només una petita porció de llum; per a la distribució, normalment voleu una divisió igual.
Pèrdua d'inserció i pèrdua d'excés
La pèrdua d'inserció és la potència òptica total perduda quan l'acoblador es col·loca a l'enllaç. Inclou la pèrdua teòrica dividida i l'excés de pèrdua del propi dispositiu. Un divisor 1x2 50/50 té una pèrdua de divisió teòrica de 3 dB, però els fulls de dades reals solen mostrar una pèrdua d'inserció típica d'uns 3,4-3,8 dB un cop s'afegeix l'excés de pèrdua i la pèrdua de connector. L'excés de pèrdua és la pèrdua addicional més enllà de la pèrdua dividida inevitable; un nombre més baix significa un acoblador-millor.
Uniformitat, pèrdua de rendiment i directivitat
La uniformitat descriu com es distribueix l'energia de manera uniforme als ports de sortida i esdevé crítica a les divisions 1x8, 1x16, 1x32 i 1x64. La pèrdua de retorn mesura la llum reflectida que viatja cap a la font. La directivitat indica fins a quin punt el dispositiu evita que l'energia es filtri al port incorrecte. Aquests tres són més importants en sistemes DWDM, entorns de prova OTDR, làsers de fibra i qualsevol enllaç on els reflexos dispersos degraden el rendiment.
Longitud d'ona i amplada de banda de funcionament
L'acoblador ha de coincidir amb la longitud d'ona del vostre sistema. Els sistemes de telecomunicacions utilitzen habitualment finestres de 1310 nm, 1490 nm i 1550 nm; Les xarxes PON afegeixen 1577 nm i 1490 nm en funció del rellevantITU-T G.984i especificacions G.987. Alguns acobladors estan dissenyats només per a una finestra estreta, mentre que els divisors PLC de banda ampla cobreixen 1260-1650 nm.
Tipus de fibra, connector i paquet
Confirmeu si l'acoblador admet fibra monomode-o multimode i comproveu-el tipus de connector i poliu-lo. Comúconnector de fibra òpticales opcions inclouen LC, SC, FC, ST i MTP/MPO, amb poliment UPC o APC. L'APC es prefereix sempre que la reflexió de la part posterior sigui important, especialment en sistemes de vídeo analògic i PON. L'embalatge mecànic també és important: la fibra nua, el mini mòdul sense blocs, la caixa ABS, el casset LGX, la carcassa de muntatge en bastidor-i el tancament exterior IP68 serveixen per a diferents escenaris de desplegament.
Aplicacions habituals dels acobladors de fibra òptica
PON, FTTH i LAN òptica passiva
Les xarxes PON utilitzen divisors 1xN per connectar un port OLT a molts ONT. El trànsit aigües avall es distribueix als usuaris; el trànsit aigües amunt es combina de tornada. El mateix dispositiu passiu gestiona les dues direccions. Les LAN òptiques passives utilitzen la mateixa arquitectura en entorns d'oficina i campus. La FOA assenyala que un únic port OLT pot servir fins a 32 (i de vegades 64 o 128) dispositius mitjançant divisors en cascada, depenent del pressupost de potència òptica.
Monitorització i punts de prova
Els acobladors de toc mostren una petita fracció de la llum sense trencar l'enllaç principal. Per a un enllaç en mode-únic en directe, un toc 99/1 o 95/5 és molt més adequat que un divisor 50/50, que consumiria massa pressupost al camí principal.
Sistemes WDM i DWDM
Els acobladors WDM combinen o separen senyals a diferents longituds d'ona. Són essencials en les telecomunicacions de llarg-recorregut, els amplificadors de fibra (EDFA) i qualsevol sistema on diversos canals òptics comparteixen una fibra. CWDM utilitza una graella de 20 nm; DWDM utilitza una graella de 100 GHz o 50 GHz que requereix una tolerància de longitud d'ona més estreta de cada component.
Sistemes de laboratori, sensors i làser
Els acobladors de fibra també apareixen en interferòmetres, sistemes OCT, sensors de fibra i làsers de fibra{0}}d'alta potència. En aquestes aplicacions, el comportament de polarització i la pèrdua de retorn sovint importen més que el cost brut.
Referència ràpida de l'aplicació-a-acoblador
Per fer la selecció més concreta, aquí s'explica com les aplicacions solen mapejar als tipus d'acobladors a la pràctica. PerDistribució FTTH i PON, la resposta estàndard és aSplitter PLC en caixa ABS o casset LGXamb ports 1x8, 1x16 o 1x32. Persupervisió d'enllaços en directe, trieu un acoblador FBT 99/1 o 95/5 amb connectors APC. PerConfiguracions de proves bidireccionals de 2 canals, un acoblador FBT 2x2 50/50 sol ser suficient. PerAgregació de canals CWDM/DWDM, cal un acoblador WDM-de pel·lícula fina o un mux/demux basat en AWG-. PerBomba làser de fibra combinada, es necessita un acoblador de fibra de-manteniment de polarització o especial-en lloc d'un dispositiu de telecomunicacions genèric.
Com triar l'acoblador de fibra òptica adequat
Utilitzeu el següent flux de treball abans de fer una comanda.
- Definiu la funció.Decidiu si heu de dividir, combinar, tocar o -multiplexar en longitud d'ona.
- Trieu la configuració del port.Seleccioneu 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 o NxN en funció del nombre de punts finals.
- Confirmeu la proporció de divisió.Utilitzeu 50/50 per a una divisió igual, 90/10 o superior per a la supervisió i 1xN uniforme per a la distribució.
- Comproveu el rang de longituds d'ona.Fes coincidir l'amplada de banda de l'acoblador amb el teu sistema, incloses les longituds d'ona d'actualització futures.
- Calcula el pressupost de pèrdues.Afegiu atenuació de fibra + pèrdua de connector + pèrdua d'empalmament + pèrdua d'inserció de l'acoblador + marge de seguretat (normalment 3 dB).
- Fes coincidir la fibra i el connector.Confirmeu el mode-únic (G.652D o G.657) en comparació amb el mode multimode (OM3/OM4/OM5), el tipus de connector i el poliment.
- Planificar l'entorn d'instal·lació.Els armaris d'interior, els tancaments exteriors, els bastidors del centre de dades i els bancs de laboratori necessiten embalatges diferents.
Un simple exemple de pressupost de pèrdua
Suposem que esteu dissenyant un enllaç divisor PLC 1x16 per a FTTH amb 2 km de mode únic-cable de fibra òptica, quatre parells de connectors LC/UPC i un empalmament de fusió. Una estimació raonable seria: 13,5 dB (pèrdua típica d'inserció de PLC 1x16) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km a 1310 nm) + 1.2 dB (4 connectors × 0,3 dB) + 0.1 dB (un empalmament) {{12} 1.4 dB total) dB (marge total) . Si el vostre pressupost de potència OLT/ONT és de Classe B+ (28 dB), teniu un espai còmode; si estigués més ajustat, hauríeu de reduir els empalmes, escurçar el recorregut o baixar a una divisió d'1x8.
Errors comuns a evitar
El primer i més comú error és tractar un acoblador com un simple adaptador. Els dos són dispositius no relacionats amb feines diferents. El segon és ignorar la pèrdua d'inserció i apilar massa divisions en un únic enllaç fins que el receptor es quedi sense energia. El tercer és triar FBT per a un desplegament FTTH 1x32 on el PLC seria molt més uniforme i estable. El quart fa servir un acoblador dissenyat per a una finestra de longitud d'ona a una altra longitud d'ona, que pot produir pèrdues-reals molt diferents. El cinquè és barrejar connectors UPC i APC sense pensar en les conseqüències de la reflexió.
Preguntes freqüents sobre els acobladors de fibra òptica
Quina diferència hi ha entre un acoblador de fibra òptica i un divisor?
Un divisor és un acoblador utilitzat per dividir una entrada en múltiples sortides. El termeacobladorés més ampli perquè també cobreix combinadors, aixetes i multiplexors de longitud d'ona.
Un acoblador de fibra òptica és passiu o actiu?
Gairebé tots els acobladors de telecomunicacions i cablejats són passius i no requereixen energia elèctrica. Només es consideren actius dispositius especialitzats com amplificadors òptics i interruptors òptics.
Què significa 1x2 en un acoblador de fibra òptica?
Un acoblador 1x2 té un port d'entrada i dos ports de sortida. És la configuració de divisor o tap més senzilla.
Què significa 2x2 en un acoblador de fibra òptica?
Un acoblador 2x2 té dues entrades i dues sortides i pot actuar com a divisor o com a combinador depenent de la direcció del senyal. És comú en interferòmetres i configuracions de proves bidireccionals.
Com puc triar una relació de divisió per a un acoblador d'aixetes?
Per a la majoria de monitoratge d'enllaç-en directe, un toc 99/1 o 95/5 és l'opció correcta perquè només elimina una petita part de potència òptica del camí principal. Un toc de 90/10 és adequat quan el receptor de monitorització és menys sensible. Una divisió 50/50 poques vegades és la resposta correcta per al seguiment.
Quina és la pèrdua d'inserció típica d'un divisor PLC 1x32?
La majoria de fulls de dades comercials del divisor PLC 1x32 indiquen la pèrdua d'inserció típica entre 16,5 i 17,5 dB, inclosa la divisió teòrica de 15 dB més 1,5-2,5 dB d'excés i pèrdua de connector. Comproveu sempre la fitxa específica del model que esteu comprant.
Puc utilitzar un acoblador d'-mode únic amb fibra multimode?
Generalment no. Els acobladors d'-mode únic estan dissenyats al voltant d'un nucli de 9 µm; La fibra multimode té un nucli de 50 o 62,5 µm. La barreja d'ambdós provoca un desajust de camp-important i una pèrdua d'acoblament elevada. Utilitzeu un acoblador que coincideixi amb el vostremultimodeomode{0}únictipus de fibra.
Els acobladors de fibra òptica són bidireccionals?
La majoria dels acobladors passius són bidireccionals. El mateix dispositiu que s'utilitza per dividir la llum aigües avall pot combinar la llum aigües amunt quan s'utilitza en la direcció oposada, que és exactament com funcionen les xarxes PON.
Quina diferència hi ha entre un acoblador WDM i un acoblador òptic estàndard?
Un acoblador estàndard distribueix la potència sense distingir longituds d'ona. AAcoblador WDMutilitza filtres de pel·lícula fina-o tecnologia AWG per separar o combinar longituds d'ona específiques, la qual cosa és essencial per als sistemes CWDM i DWDM.
Quin tipus de connector he de triar per a un acoblador de fibra òptica?
LC i SC són els més comuns en els desplegaments moderns d'accés i centres de dades. El poliment APC es prefereix sempre que la reflexió posterior sigui important, com ara PON, RFoG i vídeo analògic. Combina el poliment als dos extrems de l'enllaç; barrejar UPC i APC degradarà el rendiment.
Conclusió
Un acoblador de fibra òptica és un component enganyosament senzill que sustenta en silenci gairebé totes les xarxes òptiques modernes. Escollir el correcte és un equilibri entre el recompte de ports, la relació de divisió, el rang de longitud d'ona, la pèrdua d'inserció, el tipus de fibra, el connector i l'entorn on viurà. Per a un sol toc de monitorització o una relació de divisió personalitzada, un acoblador FBT sol ser la resposta més econòmica. Per a FTTH, PON, LAN òptica passiva o qualsevol distribució de -port-alt, un divisor PLC és l'opció més segura a-a llarg termini. El millor acoblador sempre és el que s'adapta al pressupost de potència òptica i als requisits de fiabilitat de la xarxa a la qual serveix, no només el que té el preu unitari més baix.
