Оптический сплиттер с розетками

Как выбрать сплиттер (делитель) для PON?

Сплиттер, который также называют оптическим делителем и разветвителем — главный элемент PON. Именно благодаря ему пассивная оптоволоконная сеть получает свои преимущества:

• оптимальное использование оптоволоконного кабеля — сплиттер делит одно оптоволокно на несколько, не допуская ситуации, когда у конечных потребителей пропускная способность используется только частично;
• неприхотливость к условиям эксплуатации — для оптических делителей не требуется электропитание и отопление при размещении, не нужна настройка и ремонт;
• экономичность — сплиттеры и коплеры дешевле активного оборудования, которое используется в стандартных оптоволоконных сетях.

Хотя типов разветвителей не так уж и много, в правильном выборе их для сети есть свои нюансы. Мы попробуем осветить большинство из них.

Оптические сплиттеры 1х4, 1х8 — что это такое?

Разгадка этих цифр довольно проста. Это количество выходов (отводов, ответвлений) или, грубо говоря, количество волокон, которое будет присутствовать на выходе из сплиттера. При каскадном построении сети PON выделяются как правило 2 каскада, реже 3 все зависит от количества подключаемых абонентов на PON-порт.

Сплиттер 1х4. Одно волокно варится на четыре.

А здесь уже изображен сплиттер 1х16

Чтобы подключить к сети PON многоквартирный дом провайдер обычно использует сплиттеры первого каскада 1х16. Он устанавливается в ОРШ (Оптический Распределительный Шкаф). Обычно такой спплиттер один на целый дом и располагается в подвале. Соответственно, сплиттер внутри него имеет 16 расшитых волокон из магистрального кабеля, которые дальше могут использоваться по всему дому.

Далее идут сплиттеры второго каскада 1х4 — это те, которые находятся в ОРК на каждом этаже. В типичном доме на этаже расположено 3-4 квартиры, поэтому выбор 1х4 сплиттера полностью оправдан. Очень схематично это выглядит следующим образом:

Сам по себе, сплиттер — пассивное сетевое устройство. Это значит, что ему не нужно питание от электросети, чтобы передавать оптический сигнал

Планарный оптический разветвитель (PLC — Planar Lightwave Circuit)

PLC сделаны на основе планарных волноводов. В монокристалле лития выращивают ниобат лития. Затем из него изготавливают волноводы и покрывают отражающим слоем. Волновод распределяет оптический сигнал на две части. Если волноводы стыковать друг за другом, то увеличивается число выводов. Значит, вариации количества выходов планарных сплиттеров всегда увеличиваются вдвое. Чтобы количество выходов было иное, ставятся заглушки на ответвление. Но входная мощность сигнала от этого теряется.

Какой оптический разветвитель сплиттер лучше — планарный или сплавной? У первого может быть такая мощность на выходах 1-6, как у планарного 1-8. У планарного более качественная и стабильная работа, его можно применять в сетях CWDM.

Преимущества покупки волоконно-оптических разветвителей в компании АБН

Мы гарантируем высокое качество товаров, что подтверждаем гарантией на каждый компонент оптических и кабельных систем.

Ассортимент состоит из приборов от проверенных производителей, завоевавших высокую репутацию как на отечественном, так и на международном рынке.

Возможен заказ по телефону, через форму обратной связи на сайте или отправкой письма произвольного содержания на электронную почту. Минимальные сроки доставки, а при заказе на определенную сумму она и вовсе осуществляется бесплатно.

Если вам необходим шкаф напольный телекоммуникационный, изучите наш ассорти мент товаров. Среди представленных в каталоге моделей вы обязательно найдете шкаф, устраивающий вас по всем характеристикам: высоте, комплектации, цене. Чтобы сделать заказ, отправьте заявку на него через форму на сайте.

Как «пекутся» наши оптические делители (часть вторая)

Планарные делители PLC (Planar Lightwave Cirquit)

В прошлом обзоре процесс производства сварных делителей был показан чуть более чем полностью. Но есть и другой способ «разделить» поток света в волокне — планарные делители, иначе говоря, PLC (Planar Lightwave Cirquit). По идее, это далеко не новинка, хотя ранее из-за высокой цены PLC использовались лишь в наиболее дорогих, многоволоконных проектах. Однако прогресс не стоит на месте…

Естественно, что в каждом изделии есть свои достоинства и недостатки, и наука стремится свести второй аспект к минимуму. Так какие же недостатки сварных делителей побудили мир науки и техники к новым разработкам? Их не сложно назвать:

• во-первых, относительно высокий уровень вносимых потерь;
• во-вторых, снижение равномерности распределения оптической мощности по каналам в результате увеличения каскадов;
• в-третьих, потери на отражении, любая, даже идеальная сварка — потенциальная проблема.

Соответственно, избавлены от вышеперечисленных недостатков PLC. Но не только, есть еще несколько существенных достоинств:

• PLC работают в диапазоне длин волн 1260. 1650нм.;
• Расширенный диапазон рабочих температур (-45. +85, у сварных: -40. +75С);
• Существенное уменьшение габаритов изделия.

Как и многие полупроводниковые изделия, данный продукт попал под критерий «цена — функция количества выпускаемой продукции». Таким образом, последние несколько лет стоимость подобных делителей существенно снизилась, встав практически на один уровень со сварными, а по позициям с большим коэффициентом деления (1х8, 1х16, 1х32, 1х64) стоимость PLC заметно ниже сварных.

Например, планарный делитель SNR-PLC-1×32-SC/APC стоит в районе $110, а его «сварной» аналог — SNR-CPC-1×32-SC/APC — целых $320. Впрочем, это не мешает не слишком грамотным закупщикам заказывать «привычное» — по едва ли не в три раза большей цене. На устройствах с меньшим коэффициентом деления разница, разумеется, меньше. Восьми канальные PLC стоят около 33 баксов против почти 80-ти за «сварные», а на двухканальный все вообще определяется ценой разъемов. Так что преимущества «сварных» остались лишь в гибкости управления коэффициентами деления мощности, но, во-первых, для передачи данных PON эта особенность малоприменима, во-вторых, и тут у PLC есть значительные подвижки.

Что касается технологии изготовления PLC делителей, то главным составляющим всего процесса является… полупроводниковый чип.

(Так выглядит система каналов под микроскопом)

Производство PLC чипов состоит из нескольких этапов. Первый заключается в нанесении на подложку отражающего слоя-оболочки, на который наносится материал волновода, который подвергается травлению. Результатом процесса травления является система каналов-волноводов, полностью отображающая схему деления. Следующая стадия — система планарных волноводов покрывается отражающим слоем-оболочкой. Необходимое количество разветвлений достигается делением основного входного оптического канала и последующих его ветвей.

Как правило, производством подобных чипов занимаются специализированные предприятия (в мире их около пары десятков), которые делают только микрооптику. Все существующие заводы, выпускающие PLC-делители как конечную продукцию, покупают готовые чипы (в основном из Южной Кореи) и монтируют их в корпуса.

Если кого-то вопросы применения микрооптики интересуют более глубоко, то можно привести ссылки на патенты по различным способам их применения:

1. Optical module.

Изготовление делителя из чипа

Под микроскопом PLC чип выглядит следующим образом:

В двух проекциях вот так:

Пигтейл с ribbon кабелем:

Пигтейл с входным волокном:

Структурно это выглядит так:

Монтаж выглядит так:

Специальная установка с камерами высокого увеличения. С ее помощью производят юстировку 3-х компонентов PLC делителя: PLC чипа и двух пигтейлов:

Вот так выглядят 2 стыка в 2-х плоскостях:

Весь монтаж производится под контролем измерительного оборудования:

После юстировки производится склейка:

После склейки заготовка готова. Ее необходимо смонтировать в металлический мини-корпус.

Происходит это так:

Надеваем резиновые прокладки на каждый из концов делителя.

И помещаем в металлический корпус соответствующего размера.

И монтируем крышку (на которую предварительно лазером нанесен S/N).

Если делитель необходим оконцованный, то поступаем как в случае сварных делителей: приклеиваем и полируем коннекторы.

Как можно убедиться — просто чудо нано-технологии… Когда же Роснано начнет делать хотя бы это?

Сравнение PLC и сварных делителей

Общие оптические характеристики

Измерения проводились на сварных делителях 1х2, 1х8 и PLC 1х8 в диапазоне длин волн 1250-1650.

На рисунке 1 показаны вносимые потери (9,3dB) стандартного 1×8 PLC делителя. Также показаны максимальные вносимые потери (10,3dB) в том числе потери в области «водяного пика» в зоне от 1360 до 1460 нм, а также отличный показатель равномерности (uniformity), равный 1dB.

Учитывая то, что эталонные значения вносимых потерь и показателя равномерности составляют 9.8dB и 0,5dB можно с уверенностью утверждать, что PLC делители дают хорошие показатели принципиально важных физических параметров.

Ниже изображён результат исследования сварного делителя 1×2. Как видно на изображении уровень максимальных вносимых потерь здесь гораздо ниже (3,5dB), при этом значение показателя равномерности (uniformity) остаётся таким же (1,0dB). Но это делитель 1×2, а не 1×8.

Как было описано выше, для производства сварных делителей 1х4, 1х8 применяется каскадирование, которое непосредственно влияет на изменение оптических характеристик изделия. Итак, на 3-м участке показаны вносимые потери сварного делителя 1×8, максимальный уровень которых составляет 10.8dB, а показатель равномерности (uniformity) равен 3 дБ, что существенно отличается от показаний PLC делителя.

TDL (Зависимость вносимых потерь от изменения температуры)

PDL (Зависимость вносимых потерь от изменения поляризации)

В PLC делителях этот параметр составляет 0,2-0,3dB, причём также как и в случае с температурным коэффициентом эта величина не меняется в зависимости от сплит-соотношения 1х8, 1х16 и т.д.
В сварном делителе 1х8 зависимость вносимых потерь от поляризации равна 0,1-0,15dB вне зависимости от сплит-соотношения (1х4, 1х8. ).

Надёжность

Риск выхода устройств из строя рассчитывается обычно из параметра, который носит название FIT (Failure In Time). Для сварного делителя этот параметр мал, но с увеличением соотношения деления растёт и количество каскадов, соответственно с каждым каскадом FIT будет увеличиваться каждый раз на величину нового каскада.
Что же касается делителей PLC, то для них существует всего 2 критичных параметра по надёжности — это точка входа и точка выхода.

Вместо эпилога

Наука и отраслевая индустрия не стоят на месте. В Южной Корее уже производят PLC-чипы с неравномерным коэффициентом деления. Так что, в ближайшем будущем следует ожидать появления 1×3, 1×7 и других PLC-делителей с разным соотношением деления по плечам. Видимо после этого, сварные (FBT) делители могут стать таким же архаизмом, как Token Ring, FDDI и т.д. и т.п.

Оптический сплиттер (разветвитель)

Оптический делитель (сплиттер, разветвитель, coupler, splitter coupler) – пассивное устройство ВОЛС, осуществляющее физическое разделение исходного сигнала (а значит, и его мощности) на несколько выходных сигналов (однако при этом в общем случае спектры выходных сигналов остаются такими же, как у исходного).

В простейшем оптико-волоконном делителе имеется один вход и два выхода, однако каскадным подключением подобных разветвителей можно получать до 128 выходных сигналов. Существуют устройства с несколькими входами.

В зависимости от используемых технологий конструкции сплиттеры могут быть двух типов:

• сварные;
• планарные.

Делители сварного типа

В сплиттерах сварного типа (FBT — Fused Biconical Taper, Fused coupler) путем разогрева двух оптических волокон осуществляется сплавление и частичное взаимопроникновение их сердцевин. Сигнал, направленный по одному оптоволокну, распространяется не только по нему, но ответвляется также и во второе волокно.

Конструктивно простейший делитель оптического кабеля может быть бескорпусным, и он размещается в сплайс–кассете. Другая реализация — расположение разветвителей в специальных корпусах, которые защищают его от климатических, механических и химических воздействий.

Пропорции между мощностями выходных сигналов у сварных делителей могут быть не только равными, но и достаточно произвольными. По этому признаку оборудование бывает 2-х типов:

• симметричные (равномерные, то есть с равномерным распределением выходных мощностей);
• несимметричные.

Возможность получения неравномерного деления по выходным портам в ряде случаев оказывается значительным преимуществом данной технологии.

Недостаток сварных видов — сравнительно узкая полоса пропускания, ограничивающая область применения конкретного делителя в зависимости от его способности пропускать оптические потоки одного, двух или трех «окон прозрачности» (с наименьшими затуханиями на длинах волн 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм).

Планарные

В делителях планарного типа (PLC — Planar Lightwave Circuit, PLC Splitters) основу конструкции составляют не оптические волокна, а оптическая структура, полученная из двух плоских элементов кварцевого стекла, на внутренней поверхности каждого из которых выполнено травление ветвящихся (раздваивающихся) «дорожек» заданной конфигурации, формирующих сердцевину и оболочку своеобразного световода.

Планарные сплиттеры имеют следующие особенности:

• высокая стабильность параметров, их минимальный разброс;
• широкополосность (они перекрывают диапазон волн от 1260 нм до 1650 нм);
• меньшее затухание сигналов (по сравнению со сварными типами);
• небольшие размеры (даже при большом числе выводов).

В качестве недостатка планарных делителей можно признать то, что в них при каждом ветвлении деление исходного сигнала возможно лишь на два сигнала равной мощности, а это в ряде случае оказывается не вполне удобным (осуществляется только равномерное деление). Кроме того, стоимость PLC-делителей выше по сравнению со сварными.

Практика использования

Для подключения устройств существуют два конструктивных решения:

• используются неоконцованные выводы оптоволокна
• применяются оптические волокна с коннекторами различного типа/полировки (например: SC/UPC, SC/APC, FC/UPC, FC/APC, LC/UPC, LC/APC)

Корпуса устройств производятся из пластика; также они могут быть металлическими.

Делители применяются в различных областях:

• локальные линии связи;
• сети передачи кабельного телевидения (CATV);
• компоненты сложных оптических устройств;
• телекоммуникационные сети;
• пассивные оптические сети (PON);
• системы FTTx;
• оптоволоконные сенсоры.

Области применения

Этот компонент часто используют при создании локальных сетей. Разветвитель обеспечивает бесперебойный доступ абонентов к интернету. При этом к устанавливаемому компоненту предъявляют высокие требования, т.к. уровень потерь и шумов при разделении сигнала должен быть минимальным. Другие сферы использования разделителей:

• кабельное телевидение формата CATV;
• передача данных в пассивных оптических сетях;
• организация систем видеонаблюдения;
• передача данных от контрольно-измерительного оборудования на пост оператора и обратно;
• гибридные мультисервисные сети HFC.

Использование этих компонентов провайдерами способствует сокращению расходов на прокладку оптоволокна с упрощением сетевой топологии. Приборы легко монтируются в кроссы, муфты, устройства абонентского доступа.

Оптические разветвители подразделяются на сварные, жёстко присоединяемые ко входам оконечных устройств, и планарные, которые подсоединяются с помощью гибких разъёмов.

• Сварные разветвители
• Планарные разветвители

Сварные разветвители

Достоинства сварных устройств:

• Низкая себестоимость
• Возможность деления сигнала в любой пропорции, как в процентном соотношении, так и по числу конечных потребителей (максимум 32).

Планарные разветвители

Планарные делители удобнее. Для их монтажа не нужно специальной квалификации и инструмента. Если сварные делители раздают и собирают сигнал только на определённой длине волны (850 нм, 1330 нм и 1550 нм), то планарные работают в плавающем диапазоне от 1210 до 1650 нм.

Планарные оптические делители постепенно вытесняют сварные модели благодаря простоте инсталляции, низкому коэффициенту потерь, компактности и эстетичному внешнему виду.