Bộ ghép sợi quang là gì? Hướng dẫn đầy đủ về loại, nguyên tắc làm việc, thông số chính và mẹo lựa chọn

Bộ ghép sợi quang là một thiết bị thụ động giúp phân tách, kết hợp hoặc chạm vào tín hiệu quang giữa các sợi. Hướng dẫn này bao gồm năm loại bộ ghép nối chính, sáu thông số quan trọng cần kiểm tra trước khi mua, sự khác biệt về công nghệ sản xuất (FBT so với PLC) và lời khuyên-lựa chọn thực tế cho các ứng dụng PON, CATV, giám sát và cảm biến.

Nếu bạn chưa quen với các thành phần quang học thụ động, bạn rất dễ nhầm lẫn giữa bộ ghép, bộ chia và bộ chuyển đổi. Ba thuật ngữ này xuất hiện liên tục, nhưng chúng đề cập đến những thứ rất khác nhau. Bộ ghép sợi quang là một thiết bị quang thụ động phân phối lại công suất quang giữa hai hoặc nhiều sợi - nó có thể chia một tín hiệu thành nhiều tín hiệu, kết hợp nhiều tín hiệu thành một hoặc chạm vào một phần nhỏ ánh sáng để giám sát. MỘTbộ chia sợi quangvề cơ bản là một ứng dụng cụ thể của bộ ghép, tập trung vào việc chia một đầu vào thành nhiều đầu ra. MỘTbộ chuyển đổi cáp quangmặt khác, chỉ là một khớp nối cơ học giúp căn chỉnh hai đầu nối-với-đầu cuối - nó không phân chia hay kết hợp bất kỳ tín hiệu quang nào cả.

Sự khác biệt này rất quan trọng vì chọn sai thành phần là một trong những lỗi mua hàng phổ biến nhất trong các dự án cáp quang. Bộ ghép nối được sử dụng rộng rãi trong mạng PON, phân phối CATV, kiến ​​trúc mạng LAN, giám sát mạng, hệ thống kiểm tra và thiết lập cảm biến sợi quang. Hiểu cách chúng hoạt động và những gì cần tìm sẽ giúp bạn tiết kiệm cả thời gian và ngân sách.

Chính xác thì bộ ghép nối sợi quang làm gì?

Bộ ghép sợi lấy năng lượng quang từ một hoặc nhiều sợi đầu vào và phân phối lại cho một hoặc nhiều sợi đầu ra theo tỷ lệ xác định. Nó không khuếch đại hoặc tái tạo ánh sáng - nó chỉ phân chia hoặc kết hợp những gì đã có sẵn.

Trong thực tế, bộ ghép quang phục vụ bốn chức năng chính: tách tín hiệu (chia một đường quang thành hai hoặc nhiều hơn), kết hợp tín hiệu (hợp nhất nhiều đường thành một), khai thác tín hiệu (trích xuất một tỷ lệ nhỏ ánh sáng để giám sát mà không làm gián đoạn đường dẫn chính) và phân phối năng lượng quang (cung cấp ánh sáng đến nhiều điểm cuối trong mạng).

TRONGHệ thống FTTH và PON, các bộ ghép phân phối tín hiệu xuôi dòng từ OLT tới hàng chục, thậm chí hàng trăm thuê bao. Trong phân phối tiêu đề CATV, họ gửi một nguồn duy nhất tới nhiều nút nhận. Trong giám sát mạng, bộ ghép nối vòi lấy 5–10% công suất tín hiệu để phân tích trong khi 90–95% còn lại tiếp tục đến tay người dùng cuối mà không bị xáo trộn. Trong môi trường phòng thí nghiệm, - giao thoa kế, hệ thống OCT, con quay hồi chuyển sợi quang - 2×2 là các khối xây dựng tiêu chuẩn.

Bộ ghép sợi quang hoạt động như thế nào?

Không giống như đầu nối hoặc mối nối đơn giản truyền ánh sáng thẳng qua, bộ ghép có chủ ý chuyển hướng năng lượng quang giữa các cổng khác nhau. Cơ chế vật lý đằng sau điều này phụ thuộc vào phương pháp sản xuất, nhưng cơ chế thường gặp nhất trong các bộ ghép sợi hợp nhất là khớp nối trường biến thiên.

Khớp nối trường phù du: Cơ chế cốt lõi

Khi hai sợi quang trần được đặt cạnh nhau, làm nóng và kéo căng với nhau trong một quy trình được kiểm soát, lõi của chúng đến đủ gần để trường quang của chúng chồng lên nhau. Trong vùng ghép côn này, các photon không còn bị giới hạn hoàn toàn trong một lõi nữa. Một số năng lượng quang học "rò rỉ" sang lõi sợi lân cận thông qua trường phù du chồng chéo.

Bằng cách kiểm soát chính xác độ dài của vùng ghép và mức độ thuôn nhọn, các nhà sản xuất xác định phần trăm ánh sáng truyền từ sợi này sang sợi kia. Vùng ghép dài hơn thường truyền nhiều năng lượng hơn cho sợi thứ hai. Đây là cách đạt được các tỷ lệ phân chia khác nhau - 50:50, 70:30, 90:10, v.v. - trong các bộ ghép côn nhị phân hợp nhất (FBT).

Theo kinh nghiệm của chúng tôi khi làm việc với các thiết bị FBT, tỷ lệ ghép nối cũng hơi nhạy cảm với bước sóng{0}}. Bộ ghép được điều chỉnh để phân chia chính xác 50:50 ở 1310 nm có thể hiển thị tỷ lệ gần hơn với 45:55 ở 1550 nm, tùy thuộc vào thiết kế. Đây là lý do tại sao bạn phải luôn kiểm tra xem bộ ghép nối được xếp hạng cho hoạt động một cửa sổ hay một cửa sổ trước khi đặt hàng.

Tại sao mọi khớp nối đều gây ra mất mát

Khi bạn tách tín hiệu quang, mỗi đường dẫn đầu ra sẽ mang ít năng lượng hơn đầu vào ban đầu. Đây không phải là một sai sót - nó là nguyên tắc vật lý cơ bản của việc phân chia quyền lực. Sự phân chia 1×2 50:50 hoàn hảo sẽ mang lại chính xác 3,0 dBmất chèntrên mỗi cổng chỉ đơn giản là chia đôi nguồn điện. Trong thực tế, các thiết bị thực tế bổ sung thêm 0,1–0,5 dB tổn thất vượt quá mức tối thiểu theo lý thuyết do sự không hoàn hảo trong sản xuất, căn chỉnh sợi và tán xạ trong vùng ghép.

Điều này rất quan trọng đối với việc tính toán ngân sách liên kết. Trong mạng PON có nhiều giai đoạn phân tách, mỗi giai đoạn ghép nối sẽ thêm cả tổn thất phân tách và tổn thất vượt mức. Nếu bạn không tính toán chính xác điều này, công suất quang ở đầu thuê bao có thể giảm xuống dưới ngưỡng độ nhạy của máy thu, dẫn đến lỗi bit hoặc lỗi liên kết.

Các loại khớp nối sợi quang

Các bộ ghép nối có thể được phân loại theo cấu hình và chức năng cổng của chúng. Dưới đây là năm loại chính bạn sẽ gặp, cùng với thời điểm sử dụng từng loại.

Khớp nối chữ Y: Chia 1 × 2 tiêu chuẩn

Khớp nối chữ Y là dạng đơn giản và phổ biến nhất. Nó nhận một đầu vào và chia thành hai đầu ra, giống như hình chữ Y. Hầu hết các bộ ghép Y tiêu chuẩn đều có tỷ lệ phân chia 50:50, khiến chúng trở thành-lựa chọn phù hợp để phân phối tín hiệu cơ bản và phân chia công suất đơn giản. Chúng có sẵn ở cả phiên bản-chế độ đơn và chế độ đa chế độ, đồng thời bạn sẽ tìm thấy chúng trong mọi thứ, từ thiết lập thử nghiệm trên máy tính để bàn cho đến bảng phân phối-được triển khai tại hiện trường.

Suy hao chèn điển hình đối với bộ ghép nối 1×2 Y chất lượng tốt-ở tỷ lệ phân chia 50:50: khoảng 3,2–3,5 dB trên mỗi cổng (tổn hao phân tách theo lý thuyết là 3,0 dB cộng với tổn thất vượt mức 0,2–0,5 dB).

T Coupler: Phân chia không đồng đều cho các ứng dụng Tap

Bộ ghép AT có chức năng tương tự như bộ ghép Y nhưng được thiết kế với tỷ lệ phân chia không đối xứng - thường là 90:10, 80:20 hoặc 70:30. Trường hợp sử dụng chính là khai thác tín hiệu: bạn trích xuất một phần nhỏ công suất quang để theo dõi hoặc đo lường trong khi vẫn giữ phần lớn tín hiệu trên đường truyền chính.

Ví dụ: trong kịch bản giám sát mạng trực tiếp, bộ ghép 90:10 T sẽ gửi 90% tín hiệu đến người dùng xuôi dòng và chạm 10% vào cổng giám sát. Suy hao chèn trên cổng chính (90%) sẽ vào khoảng 0,6–0,8 dB, trong khi cổng tap (10%) sẽ vào khoảng 10,5–11,0 dB. Điều này có thể chấp nhận được vì thiết bị giám sát thường chỉ cần một lượng điện năng nhỏ để thực hiện phép đo.

Khớp nối 2×2 (X Coupler): Tách và kết hợp

Bộ ghép 2×2 có hai cổng đầu vào và hai cổng đầu ra, khiến nó trở thành loại bộ ghép tiêu chuẩn linh hoạt nhất. Không giống như 1×2 đơn giản, nó có thể vừa tách vừa kết hợp tín hiệu trong một thiết bị duy nhất, đó là lý do tại sao đôi khi nó được gọi là bộ ghép X hoặc bộ ghép hướng.

Trong thực tế, bộ ghép 2×2 rất cần thiết trong hệ thống cảm biến giao thoa kế, liên kết truyền thông hai chiều và thiết bị kiểm tra quang học trong đó ánh sáng từ hai nguồn riêng biệt phải được kết hợp hoặc trong đó tín hiệu phải được tách và ghép chéo đồng thời. Nhiều cấu hình giao thoa kế Mach-Zehnder và Michelson phụ thuộc vào bộ ghép 2×2 làm phần tử tách chùm tia trung tâm-.

Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho bộ ghép 2×2 chất lượng: suy hao chèn 3,2–3,8 dB trên mỗi đường dẫn ở mức phân chia 50:50, độ định hướng tốt hơn 55 dB và suy hao phản hồi lớn hơn 55 dB đối vớisợi đơn chế độcác phiên bản.

Bộ ghép nối hình sao: Phân phối thống nhất nhiều{0}} cổng

Bộ ghép sao được thiết kế cho cấu hình N×N hoặc N×M với mục tiêu là phân phối công suất quang đồng đều nhất có thể giữa nhiều cổng. Trong các kiến ​​trúc mạng LAN cũ hơn và một số mạng cáp quang quân sự hoặc hệ thống điện tử hàng không nhất định, bộ ghép sao cung cấp một cách đơn giản để kết nối nhiều nút mà không cần thiết bị chuyển mạch hoạt động.

Thách thức với các bộ ghép hình sao là tổn thất chèn tăng theo số lượng cổng. Bộ ghép sao 8 × 8 tạo ra tổn thất phân tách ít nhất 9,0 dB trên mỗi cổng (từ việc chia cho 8), cộng với tổn thất vượt mức. Điều này hạn chế việc sử dụng thực tế đối với các hệ thống mà quỹ liên kết có thể chịu được sự suy giảm đáng kể hoặc khi số lượng nút đủ nhỏ để có thể quản lý được tổng tổn thất.

Bộ ghép cây: Phân phối theo tầng một{0}}đến-nhiều

Bộ ghép cây tuân theo cấu trúc liên kết phân nhánh: một cổng đầu vào chia dần thành 4, 8, 16, 32 hoặc thậm chí 64 cổng đầu ra theo từng giai đoạn. Đây là kiến ​​trúc đằng sauBộ chia PLCđược sử dụng trong hầu hết các triển khai FTTH và GPON hiện đại.

Bộ ghép cây 1×8 có tổn thất phân tách theo lý thuyết tối thiểu là 9,0 dB; 1×16 cộng thêm ít nhất 12,0 dB; và 1×32 giới thiệu 15,0 dB. Khi tính đến tổn thất vượt mức, các giá trị suy hao chèn trong thế giới thực-thường là 10,0–10,8 dB cho 1×8, 13,0–13,8 dB cho 1×16 và 16,0–17,5 dB cho 1×32, theoITU-T G.671hướng dẫn hiệu suất cho các thành phần quang học thụ động.

Lưu ý về phân loại: Cấu trúc, công nghệ và chức năng bước sóng

Một nguồn gây nhầm lẫn phổ biến: Y, T, 2×2, ngôi sao và cây mô tả cấu hình và chức năng cổng của bộ ghép nối. FBT và PLC mô tả công nghệ sản xuất được sử dụng để chế tạo bộ ghép nối đó.WDMbộ ghép được phân loại theo bước sóng-chức năng chọn lọc - chúng tách hoặc kết hợp các bước sóng khác nhau thay vì tách cùng một bước sóng.

Đây là ba trục phân loại riêng biệt. Bộ ghép 1 × 2 có thể được chế tạo bằng công nghệ FBT hoặc PLC. Bộ ghép WDM về mặt vật lý có thể là một thiết bị 2×2. Hiểu được điều này sẽ giúp bạn không thể so sánh táo với cam khi chỉ định thành phần.

Công nghệ sản xuất: FBT so với PLC so với Micro-Quang học

Phương pháp sản xuất ảnh hưởng trực tiếp đến tính nhất quán về hiệu suất, kích thước, khả năng phân chia số lượng và chi phí. Đây là những gì bạn cần biết về từng phương pháp.

Côn nhị phân hợp nhất (FBT)

FBT là công nghệ ghép nối được thiết lập nhiều nhất. Hai hoặc nhiều sợi được tước, xoắn lại với nhau, nung nóng bằng ngọn lửa hoặc lò sưởi điện và kéo cho đến khi hình thành vùng khớp nối. Quá trình này được hiểu rõ, tương đối rẻ tiền và hoạt động rất tốt đối với cấu hình 1×2 và 2×2.

Điểm mà FBT bộc lộ những hạn chế của nó là ở số lượng chia tách cao hơn. Việc xây dựng bộ chia FBT 1×8 yêu cầu xếp tầng nhiều giai đoạn 1×2, điều này sẽ tích lũy tổn thất quá mức và khiến tính đồng nhất khó kiểm soát hơn. Đối với tỷ lệ phân chia trên 1×4, tính đồng nhất đầu ra của thiết bị FBT sẽ giảm so với các lựa chọn thay thế PLC. Bộ ghép FBT cũng có xu hướng nhạy cảm với bước sóng-nên hơn, do đó, hiệu suất cửa sổ kép (1310/1550 nm) đòi hỏi phải có thông số kỹ thuật cẩn thận.

Phù hợp nhất cho: bộ ghép 1×2 và 2×2, ứng dụng nhấn, triển khai nhạy cảm về chi phí với số lượng phân chia từ thấp đến trung bình.

Mạch sóng ánh sáng phẳng (PLC)

Bộ tách PLC được chế tạo bằng kỹ thuật in thạch bản bán dẫn trên nền silica-trên-silicon. Mẫu ống dẫn sóng được khắc vào chip, giúp nhà sản xuất kiểm soát cực kỳ chính xác đối với hình dạng phân tách.

Kết quả là tính đồng nhất đầu ra vượt trội trên tất cả các cổng, hiệu suất ổn định trên phạm vi bước sóng rộng (thường là 1260–1650 nm) và khả năng mở rộng tuyệt vời lên tới 1×64 hoặc thậm chí 1×128 trong một gói nhỏ gọn. Sự đánh đổi-là chi phí đơn vị cao hơn so với FBT với số lượng phân chia thấp. Tuy nhiên, đối vớiBộ chia PLC trong bao bì ABSở mức 1×8 trở lên, chi phí trên mỗi-cổng thường trở nên cạnh tranh hoặc thậm chí thấp hơn so với các giải pháp FBT xếp tầng.

TheoTelcordia GR-1209-COREvà GR-1221-CORE, là các tiêu chuẩn về độ tin cậy chính cho các thành phần quang học thụ động, các thiết bị PLC thường thể hiện độ ổn định lâu dài tốt hơn trong chu kỳ nhiệt độ và kiểm tra sức chịu đựng của môi trường. Đây là một lý do tại sao hầu hết các nhà khai thác viễn thông lớn chỉ định công nghệ PLC cho việc triển khai GPON và XGS-PON của họ.

Phù hợp nhất cho: FTTH/PON có số lượng phân chia cao, hoạt động triển khai yêu cầu tính đồng nhất cao, phạm vi bước sóng hoạt động rộng và độ tin cậy môi trường-lâu dài.

Quang học vi mô-

Bộ ghép quang-vi mô sử dụng các thành phần thu nhỏ rời rạc - thấu kính, lăng kính, bộ lọc màng-mỏng và gương - được gắn trong một vỏ nhỏ để chuyển hướng ánh sáng giữa các sợi. Điều này mang lại cho các nhà thiết kế sự linh hoạt nhất trong việc tạo các đường quang tùy chỉnh, lọc bước sóng và kiểm soát phân cực.

Những thiết bị này thường thấy nhất trong các ứng dụng chuyên dụng như bộ ghép nối WDM, mô-đun vòi cách ly cao-và thiết bị đo đạc trong phòng thí nghiệm. Chúng thường không được sử dụng khi triển khai mạng truy cập có số lượng lớn-do chi phí cao hơn và quy trình lắp ráp phức tạp hơn.

So sánh nhanh: FBT và PLC

Sáu thông số quan trọng cần kiểm tra trước khi chọn khớp nối

Việc chọn một bộ ghép sợi chỉ dựa trên số lượng cổng và giá cả là công thức giải quyết các vấn đề tại hiện trường. Dưới đây là sáu thông số kỹ thuật thực sự xác định xem bộ ghép nối có hoạt động trong hệ thống của bạn hay không.

1. Mất chèn

Mất chènlà tổng tổn thất công suất quang được đo giữa cổng đầu vào và cổng đầu ra cụ thể. Nó bao gồm cả tổn hao do phân tách vốn có (điều - vật lý không thể tránh khỏi chỉ ra rằng công suất phân tách làm giảm trên mỗi-đầu ra của cổng) và tổn hao quá mức do thiết bị gây ra.

Đối với việc lập kế hoạch ngân sách liên kết, tổn thất chèn là con số quan trọng nhất. Để tham khảo, đây là các giá trị tổn thất chèn điển hình cho các cấu hình phổ biến:

Nếu nhà cung cấp báo giá số liệu tổn thất chèn tốt hơn đáng kể so với các phạm vi này, hãy yêu cầu dữ liệu thử nghiệm. Những con số có vẻ quá tốt trên giấy tờ thường đến từ các mẫu-được chọn lọc kỹ lưỡng hơn là mức trung bình sản xuất.

2. Mất mát quá mức

Tổn thất vượt quá chỉ tách biệt tổn thất bổ sung vượt quá mức tối thiểu phân chia theo lý thuyết. Nó được tính bằng cách so sánh tổng công suất đầu vào với tổng của tất cả các công suất đầu ra. Trong bộ chia PLC 1×8 được chế tạo tốt, tổn thất vượt quá thường là 0,6–1,2 dB. Trong FBT-dựa trên 1×8, nó có thể là 1,0–2,0 dB hoặc cao hơn do sự kém hiệu quả của giai đoạn xếp tầng.

Mất mát quá mức là một chỉ số chất lượng hữu ích. Nếu hai nhà cung cấp đưa ra tỷ lệ phân chia như nhau nhưng một nhà cung cấp có mức lỗ vượt mức cao hơn đáng kể, điều đó thường cho thấy chất lượng sản xuất thấp hơn hoặc quy trình sản xuất cũ hơn.

3. Tỷ lệ tách (Tỷ lệ ghép)

Tỷ lệ phân chia cho bạn biết công suất quang được phân chia giữa các cổng đầu ra như thế nào. Các tỷ lệ phổ biến bao gồm 50:50 cho phân phối đồng đều, 90:10 hoặc 80:20 cho các vòi giám sát và 70:30 cho định tuyến chuyên dụng.

Một chi tiết mà nhiều người mua bỏ qua: tỷ lệ phân chia đã nêu được chỉ định ở một bước sóng cụ thể. Bộ ghép được xếp hạng 50:50 ở 1310 nm trên thực tế có thể cung cấp 48:52 hoặc 45:55 ở 1550 nm, đặc biệt đối với các thiết bị FBT. Nếu hệ thống của bạn chạy bước sóng kép, hãy đảm bảo thông số tỷ lệ bao trùm cả hai cửa sổ.

4. Trả lại tổn thất và tính định hướng

Suy hao phản xạ đo lượng ánh sáng bị phản xạ trở lại nguồn. Tính chỉ thị đo lường mức độ hiệu quả của bộ ghép ngăn chặn ánh sáng rò rỉ vào cổng đầu vào sai. Trong hầu hết các bộ ghép nối viễn thông tiêu chuẩn, suy hao phản hồi lớn hơn hoặc bằng 55 dB và độ định hướng lớn hơn hoặc bằng 55 dB đối với các thiết bị-chế độ đơn.

Các tham số này trở nên quan trọng trong các hệ thống hai chiều, thiết lập phát hiện mạch lạc và các thiết bị đo lường chính xác. Suy hao phản hồi kém gây ra sự mất ổn định của nguồn (đặc biệt là trong laser DFB) và khả năng định hướng kém gây ra nhiễu xuyên âm. Đối với các ứng dụng cấp phòng thí nghiệm-, hãy tìm suy hao phản hồi Lớn hơn hoặc bằng 60 dB.

5. Suy hao phụ thuộc phân cực (PDL)

PDL định lượng sự thay đổi của tổn thất chèn khi trạng thái phân cực của ánh sáng đầu vào thay đổi. Trong các bộ ghép mạng truy cập tiêu chuẩn, PDL thường ở mức 0,1–0,3 dB và hiếm khi gây ra sự cố đáng chú ý. Tuy nhiên, trong các hệ thống quang kết hợp, cảm biến sợi quang (đặc biệt là bộ dò tìm cách tử Bragg sợi quang và cảm biến phân tán) và thiết lập phép đo chính xác, PDL phải được giữ ở mức dưới 0,1 dB để tránh gây ra độ không đảm bảo đo.

Nếu bạn đang xây dựng một hệ thống cảm biến hoặc làm việc với các thiết bị nhạy cảm-phân cực thì PDL phải nằm trong danh sách kiểm tra thông số kỹ thuật của bạn - chứ không được coi là vấn đề cần suy nghĩ lại.

6. Bước sóng và băng thông hoạt động

Bộ ghép được thiết kế để hoạt động ở bước sóng 1310 nm sẽ không nhất thiết phải hoạt động chính xác ở bước sóng 1550 nm và ngược lại. Bộ ghép nối băng thông rộng (thường được xếp hạng cho 1260–1650 nm) bao phủ toàn bộ cửa sổ viễn thông một chế độ-nhưng có thể có mức suy hao vượt mức cao hơn một chút so với các thiết bị một cửa sổ-được tối ưu hóa cho một bước sóng.

Đối với các hệ thống PON mang cả 1310 nm ngược dòng và 1490/1550 nm xuôi dòng, bạn cần một bộ ghép nối được xếp hạng cho toàn bộ băng tần hoạt động. Đối với các liên kết điểm-tới{5}}điểm đơn giản ở một bước sóng duy nhất, một-bộ ghép cửa sổ duy nhất có thể mang lại hiệu suất tốt hơn một chút và chi phí thấp hơn.

Cách chọn khớp nối sợi quang theo ứng dụng

Triển khai FTTH và PON

Trong FTTH và GPON/XGS-PON, các yêu cầu chủ yếu là khả năng đếm số lượng phân chia cao (1×16, 1×32 hoặc 1×64), độ đồng nhất đầu ra mạnh mẽ trên tất cả các cổng, hoạt động băng thông rộng trong phạm vi 1260–1650 nm và hiệu suất đáng tin cậy trên phạm vi nhiệt độ rộng (thường từ −40 độ đến +85 độ khi lắp đặt ngoài trời).

Công nghệ PLC là sự lựa chọn rõ ràng ở đây. Sự kết hợp giữa đầu ra đồng nhất, dải bước sóng rộng và hệ số dạng nhỏ gọn cho số lượng phân chia cao khiến PLC trở thành tiêu chuẩn trong hầu hết các triển khai PON hiện đại. Hầu hết các nhà khai thác chỉ địnhhộp LGX-hoặcbộ chia PLC đóng gói-cassettedành cho việc cài đặt-gắn trên giá vàhộp phân phối sợicó bộ chia-tích hợp dành cho các trường hợp treo tường hoặc cột{1}}ngoài trời.

Phân phối CATV

Mạng phân phối quang CATV yêu cầu tổn thất chèn thấp (vì tín hiệu đi qua nhiều giai đoạn phân tách giữa đầu cuối và thuê bao), hiệu suất tốt ở 1550 nm (bước sóng hạ lưu CATV tiêu chuẩn) và kiến ​​trúc phân phối có thể mở rộng.

Trong CATV, thậm chí tổn hao thêm 0,5 dB tại điểm phân tách cũng có thể làm giảm tỷ lệ nhiễu sóng mang-trên-nhiễu ở đầu thuê bao. Điều này làm cho hao hụt vượt mức trở thành thông số kỹ thuật đặc biệt quan trọng để so sánh giữa các nhà cung cấp. Để phân phối đường trục, bộ chia PLC có xếp hạng băng thông rộng được ưu tiên. Đối với các điểm nhấn cục bộ chỉ có 2–4 đầu ra, bộ ghép FBT vẫn có hiệu quả về mặt chi phí.

Kiểm tra và giám sát mạng

Để giám sát mạng trực tiếp, mục tiêu là trích xuất đủ năng lượng quang để đo mà không ảnh hưởng đáng kể đến liên kết dịch vụ. Bộ ghép 90:10 hoặc 95:5 T là giải pháp tiêu chuẩn - đường dẫn chính chỉ thấy mức suy hao 0,5–0,7 dB từ điểm chạm, nằm trong giới hạn của hầu hết ngân sách liên kết.

Khi chọn khớp nối vòi để theo dõi, hãy chú ý đến tính định hướng và suy hao phản hồi. Trong các liên kết PON hai chiều, khả năng định hướng kém trong mô-đun tap có thể tạo ra nhiễu xuyên âm giữa tín hiệu ngược dòng và xuôi dòng. Đồng thời xác minh rằng khớp nối vòiloại đầu nốiphù hợp với thiết bị giám sát của bạn - SC/APC vàĐầu nối LClà phổ biến nhất trong các thiết lập thử nghiệm hiện đại.

Hệ thống quang học phòng thí nghiệm, cảm biến và chính xác

Trong môi trường phòng thí nghiệm - giao thoa kế, hệ thống OCT, con quay hồi chuyển sợi quang, cảm biến sợi phân tán -, các yêu cầu vượt xa khả năng phân tách đơn giản. Các kỹ sư thường cần chức năng 2×2, hiệu suất phẳng băng thông rộng hoặc bước sóng-, mức suy hao vượt mức thấp (dưới 0,5 dB), độ định hướng cao ( Lớn hơn hoặc bằng 60 dB) và PDL thấp (dưới 0,1 dB).

Đối với các ứng dụng này, bộ ghép nối không chỉ là bộ chia công suất - mà nó còn là một phần tử quang học tích hợp ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép đo. Việc chi tiêu nhiều hơn cho bộ ghép nối cấp độ chính xác-ở đây hầu như luôn hợp lý vì chi phí của bộ ghép nối không đáng kể so với chi phí của các kết quả đo không đáng tin cậy.

Những sai lầm lựa chọn phổ biến cần tránh

Bỏ qua khả năng tương thích bước sóng.Đây là lỗi phổ biến nhất mà chúng tôi thấy. Người mua chọn bộ ghép nối dựa trên tỷ lệ phân chia và giá cả, chỉ để khám phá tại hiện trường rằng nó được thiết kế để vận hành một cửa sổ 1310 nm trong khi hệ thống chạy ở 1550 nm. Kết quả: tỷ lệ phân chia thay đổi, tổn thất chèn tăng lên và liên kết bị lỗi hoặc hoạt động không có biên độ. Luôn kiểm tra cửa sổ bước sóng hoạt động.

Kiểm tra tỷ lệ phân chia nhưng không mất chèn.Bộ ghép có nhãn "50:50" cho bạn biết cách phân chia công suất, nhưng công suất sử dụng thực tế phụ thuộc vào tổn hao chèn. Hai bộ ghép 50:50 từ các nhà cung cấp khác nhau có thể có giá trị suy hao chèn khác nhau từ 1 dB trở lên, điều này dẫn đến sự khác biệt đáng kể về biên độ hệ thống.

Các bộ ghép nối, bộ chia và bộ điều hợp khó hiểu.Điều này dẫn đến việc đặt mua sai sản phẩm hoàn toàn. MỘTbộ chuyển đổi cáp quangsẽ không chia tín hiệu của bạn. Bộ ghép nối sẽ không chỉ nối hai đầu đầu nối. Đảm bảo danh mục thành phần phù hợp với chức năng bạn cần.

Xem xét các yêu cầu về kết nối và đóng gói.Bộ nối đuôi lợn bằng sợi trần hoạt động tốt trên bàn thí nghiệm nhưng không phù hợp với hiện trường-được triển khaiđóng mối nốihoặc tủ phân phối. Xác nhận rằngloại đầu nối, hệ số dạng gói, phạm vi nhiệt độ hoạt động và xếp hạng bảo vệ môi trường phù hợp với môi trường triển khai của bạn. Bộ ghép nối được xếp hạng để sử dụng trong nhà ở nhiệt độ 0–50 độ sẽ không tồn tại trong tủ trên không ngoài trời có mùa đông −30 độ.

Kết hợp các thành phần-chế độ đơn và đa chế độ. Sợi quang đơn chế độcó đường kính lõi khoảng 9 µm, trong khisợi đa modelõi nằm trong khoảng từ 50 đến 62,5 µm. Trường chế độ không khớp làm cho chúng về cơ bản không tương thích trong một bộ ghép. Việc sử dụng bộ ghép nối chế độ đơn trên sợi đa chế độ (hoặc ngược lại) sẽ gây ra tổn thất bổ sung nghiêm trọng và hiệu suất không thể đoán trước. Luôn khớp loại sợi của bộ ghép nối với loại sợi mạng của bạn.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa khớp nối 1 × 2 và khớp nối 2 × 2 là gì?

Bộ ghép 1×2 có một đầu vào và hai đầu ra - nó phân tách ánh sáng theo một hướng. Bộ ghép 2 × 2 có hai đầu vào và hai đầu ra, cho phép nó phân tách và kết hợp các tín hiệu quang. Điều này làm cho bộ ghép 2×2 trở nên cần thiết cho các hệ thống giao thoa kế, liên kết hai chiều và các ứng dụng trong đó công suất quang phải được phân phối lại đồng thời giữa hai đường dẫn. Nếu bạn chỉ cần chia một{10}thành{11}}hai đơn giản thì 1×2 là đủ và ít tốn kém hơn.

Khi nào tôi nên chọn FBT thay vì PLC và ngược lại?

Chọn FBT khi bạn cần bộ ghép 1×2 hoặc 2×2, khi chi phí là mối quan tâm hàng đầu và khi bạn đang làm việc với số lượng phân chia thấp (lên đến 1×4). Chọn PLC khi bạn cần số lượng phân chia cao (1×8 trở lên), độ đồng đều đầu ra mạnh mẽ, phạm vi phủ sóng bước sóng băng thông rộng hoặc khi triển khai trong môi trường yêu cầu độ ổn định lâu dài. Đối với hầu hết các dự án FTTH và PON, PLC đã trở thành tiêu chuẩn thực tế.

Tại sao công suất quang lại giảm nhiều sau khi tách?

Vì bộ ghép phân chia công suất quang hiện có nên - nó không tạo ra các photon mới. Khi bạn chia tín hiệu thành hai đường bằng nhau, mỗi đường sẽ nhận được một nửa công suất, tương ứng với mức giảm 3,0 dB. Chia thành bốn đường và mỗi đường giảm 6,0 dB. Chia thành 32 đường dẫn và mỗi cổng thấp hơn đầu vào 15,0 dB. Ngoài mức tối thiểu về mặt lý thuyết này, mọi thiết bị thực tế đều có thêm một số tổn thất vượt mức do sự không hoàn hảo trong quá trình sản xuất. Đây là lý do tại sao tính toán ngân sách liên kết là điều cần thiết trước khi chọn tỷ lệ phân chia.

Tôi có thể sử dụng bộ ghép nối chế độ đơn với cáp quang đa chế độ không?

Không. Sự khác biệt về kích thước lõi giữachế độ đơn-(9 µm) và sợi đa mode (50 hoặc 62,5 µm) có nghĩa là cơ chế ghép nối sẽ không hoạt động như thiết kế. Ánh sáng sẽ bị mất tại các điểm không khớp của trường chế độ, tỷ lệ phân chia sẽ không thể đoán trước và tổng tổn thất sẽ cao hơn nhiều so với chỉ định. Luôn khớp loại khớp nối với cơ sở hạ tầng cáp quang của bạn.

Những tiêu chuẩn nào áp dụng cho bộ ghép sợi quang?

Các tiêu chuẩn được tham khảo phổ biến nhất làIEC 61753(tiêu chuẩn hiệu suất cho các thành phần quang thụ động trong hệ thống cáp quang), IEC 61755 (giao diện quang của đầu nối cáp quang), Telcordia GR-1209-CORE (yêu cầu chung cho các thành phần quang thụ động) và Telcordia GR-1221-CORE (đảm bảo độ tin cậy cho các thành phần quang thụ động). Đối với các bộ ghép nối WDM cụ thể,ITU-T G.671bao gồm các đặc tính truyền dẫn của các thành phần quang học và hệ thống con. Khi đánh giá nhà cung cấp, hãy hỏi xem sản phẩm của họ có được kiểm tra theo các tiêu chuẩn này hay không.

Phần kết luận

Bộ ghép nối cáp quang là thành phần thụ động cốt lõi trong bất kỳ mạng quang nào - chứ không phải là một phụ kiện được cân nhắc kỹ lưỡng. Cho dù bạn đang phân phối tín hiệu GPON cho 64 người đăng ký, khai thác 5% liên kết trực tiếp để giám sát, kết hợp tín hiệu trong giao thoa kế trong phòng thí nghiệm hay nguồn định tuyến trong cây phân phối CATV, bộ ghép nối bạn chọn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, biên độ và độ tin cậy của hệ thống.

Phương pháp lựa chọn hiệu quả nhất rất đơn giản: bắt đầu bằng cách xác định các yêu cầu ứng dụng của bạn, sau đó chọn cấu hình cổng và chức năng bạn cần (Y, T, 2×2, cây hoặc sao), chọn công nghệ sản xuất thích hợp (FBT để đơn giản và chi phí thấp ở mức phân chia nhỏ, PLC để có tính đồng nhất và khả năng mở rộng ở mức phân chia cao) và cuối cùng xác minh rằng sáu thông số chính - suy hao chèn, suy hao vượt quá, tỷ lệ phân chia, suy hao phản hồi, tính định hướng, PDL và bước sóng hoạt động - đều đáp ứng các thông số kỹ thuật hệ thống của bạn. Làm điều đó và việc lựa chọn bộ ghép sẽ trở thành một quyết định kỹ thuật chứ không phải là một trò chơi đoán mò.

Nếu bạn có câu hỏi cụ thể về việc chọn bộ chia hoặc bộ ghép phù hợp cho dự án của mình, vui lòng liên hệliên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôiđể được hướng dẫn kỹ thuật.