ตัวแยกแสงคืออะไร? ประเภทหลักการทำงาน

ตัวแยกแสงเป็นอุปกรณ์ไฟเบอร์ออปติกแบบพาสซีฟที่แบ่งสัญญาณแสงที่เข้ามาหนึ่งสัญญาณออกเป็นสัญญาณเอาท์พุตตั้งแต่สองสัญญาณขึ้นไป โดยกระจายพลังงานแสงผ่านเส้นทางไฟเบอร์หลายเส้นทางโดยไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าใดๆ

ในเครือข่าย GPON หรือ EPON เป็นส่วนประกอบที่ทำให้สถาปัตยกรรมหลายจุดแบบจุด{0}}ถึง-เป็นไปได้ - เส้นใยเดียวจะออกจากสำนักงานกลาง โดยมีสมาชิกหลายสิบรายเชื่อมต่อกันที่ปลายสุด หากไม่มีสิ่งนี้ ลูกค้าทุกคนจะต้องมีไฟเบอร์เฉพาะที่วิ่งย้อนกลับไปที่ OLT และเศรษฐศาสตร์ของ FTTH ก็จะพังทลายลง

คู่มือนี้ครอบคลุมหลักการทำงานเบื้องหลังการแยกด้วยแสง -ความแตกต่างของโลกที่แท้จริงระหว่างเทคโนโลยี PLC และ FBT ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพที่สำคัญจริงๆ ในระหว่างการจัดซื้อจัดจ้าง และ-คำแนะนำตามสถานการณ์สำหรับการเลือกตัวแยกที่เหมาะสม หากคุณปรับใช้โครงสร้างพื้นฐาน PON หรือกำลังวางแผนสร้างใหม่ รายละเอียดที่นี่น่าจะช่วยให้คุณไม่ต้องปวดหัวในขั้นตอนการออกแบบ

ตัวแยกแสงทำงานอย่างไร?

ฟิสิกส์ตรงไปตรงมา เมื่อแสงเดินทางผ่านเส้นใยโหมดเดี่ยว- พลังงานส่วนใหญ่จะยังคงอยู่ในแกนกลางขนาด 9 µm - แต่ไม่ใช่ทั้งหมด เศษเล็กเศษน้อยรั่วไหลเข้าไปในแผ่นหุ้ม นำแกนไฟเบอร์สองแกนมาอยู่ใกล้กันเพียงพอ และพลังงานที่รั่วไหลนั้นจะเริ่มเชื่อมต่อจากแกนหนึ่งไปยังอีกแกนหนึ่ง ปรากฏการณ์การมีเพศสัมพันธ์แบบหายไปนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการแยกเส้นใยแบบพาสซีฟทั้งหมด

ในตัวแยกการผลิต อุปกรณ์จะรับสัญญาณอินพุตหนึ่งสัญญาณและกระจายพลังงานแสงอีกครั้งผ่านพอร์ตเอาต์พุตหลายพอร์ตในอัตราส่วนที่กำหนด ลองนึกถึงตัวแยกสัญญาณขนาด 1×4: เส้นใยหนึ่งเส้นเข้าไป และสี่เส้นออกมา แต่ละเส้นรับพลังงานสัญญาณประมาณหนึ่งในสี่ของกำลังสัญญาณดั้งเดิม ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไม่มีแหล่งจ่ายไฟภายนอก - แค่รูปทรงท่อนำคลื่นกำลังทำงาน นั่นคือเหตุผลที่ส่วนประกอบเหล่านี้เรียกว่าตัวแยกแสงแบบพาสซีฟ

นี่คือจุดที่มันใช้งานได้จริง การแยกทุกครั้งจะทำให้คุณต้องสูญเสียพลังงานแสง การแยกเสียงขนาด 1×2 กินเสียงประมาณ 3.5 เดซิเบล เมื่อถึง 1×32 คุณกำลังดูการสูญเสียทางทฤษฎีที่ 15 dB - และนั่นคือก่อนที่คุณจะเพิ่มการสูญเสียตัวเชื่อมต่อ การลดทอนของไฟเบอร์ และจุดต่อ ในการเปิดตัว FTTH ส่วนใหญ่ ตัวแยกจะกลายเป็นแหล่งที่มาของการสูญเสียที่ใหญ่ที่สุดเพียงแหล่งเดียวในงบประมาณลิงก์ การทำให้อัตราส่วนการแยกไม่ถูกต้องหมายถึงการสิ้นเปลืองพอร์ต OLT หรือประสบปัญหาในการรับ-พลังงานที่ ONU ที่อยู่ห่างไกล

PLC Splitter กับ FBT Splitter: สิ่งที่สำคัญจริงๆ

ตัวแยกแสงทุกตัวในตลาดใช้เทคโนโลยีการผลิตหนึ่งในสองแบบ และตัวเลือกระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองนั้นขึ้นอยู่กับว่าอันไหน "ดีกว่า" น้อยกว่า และมากกว่าว่าอันไหนเหมาะกับการใช้งานเฉพาะของคุณ

ตัวแยก Biconical Taper (FBT) แบบผสม

FBT เป็นแนวทางที่เก่ากว่า เส้นใยตั้งแต่สองเส้นขึ้นไปถูกมัดเข้าด้วยกัน ให้ความร้อน และยืดจนแกนหลอมรวม ในระหว่างกระบวนการเทเปอร์ ช่างเทคนิคจะตรวจสอบอัตราส่วนคัปปลิ้งแบบเรียลไทม์และหยุดเมื่อถึงการแยกเป้าหมาย ผลลัพธ์ที่ได้คืออุปกรณ์ที่เรียบง่ายและผ่านการพิสูจน์แล้วซึ่งมีต้นทุนน้อยกว่าในการผลิต - โดยเฉพาะที่จำนวนการแยกต่ำ เช่น 1×2 หรือ 1×4

การแลกเปลี่ยนปรากฏขึ้นในวงกว้าง เมื่อคุณดันเกิน 1×8 ตัวแยกสัญญาณ FBT จะประสบปัญหากับความสม่ำเสมอของเอาต์พุต: พอร์ตบางพอร์ตจะได้รับพลังงานมากกว่าพอร์ตอื่นอย่างเห็นได้ชัด อัตราความล้มเหลวก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การรองรับความยาวคลื่นถูกจำกัดไว้ที่ 850 nm, 1310 nm และ 1550 nm - ใช้ได้สำหรับ PON พื้นฐาน แต่เป็นข้อจำกัดหากคุณต้องการความเข้ากันได้เต็ม-สเปกตรัม และช่วงอุณหภูมิการทำงาน (-5 องศาถึง 75 องศา) ก็ไม่เหมาะกับตู้กลางแจ้งในภูมิภาคที่มีฤดูหนาวที่รุนแรงหรือความร้อนจากทะเลทราย

ตัวแยกวงจรคลื่นแสงระนาบ (PLC)

ตัวแยก PLC ผลิตขึ้นโดยใช้วงจรนำคลื่นเซมิคอนดักเตอร์ - ที่สลักไว้บนพื้นผิวแก้วซิลิกาด้วยความแม่นยำแบบเดียวกับที่ใช้ในการผลิตชิป ผลลัพธ์ที่ได้คือเอาต์พุตที่สม่ำเสมอและสม่ำเสมอในทุกพอร์ต แม้จะมีจำนวนการแยกสัญญาณสูงก็ตามตัวแยกสัญญาณไฟเบอร์ออปติก PLCรองรับช่วงความยาวคลื่น 1260–1650 นาโนเมตรเต็มรูปแบบ ครอบคลุมทุกความยาวคลื่น PON มาตรฐาน บวกกับแบนด์ 1550 นาโนเมตรที่ใช้สำหรับการซ้อนทับวิดีโอ RF และหน้าต่าง 1625 นาโนเมตรที่ใช้สำหรับการตรวจสอบเส้น

เนื่องจากการแยกเกิดขึ้นบนชิปตัวเดียว อุปกรณ์ PLC จึงปรับขนาดได้ถึง 1×64 หรือ 2×64 โดยไม่มีขนาดบอลลูน ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น (-40 องศาถึง 85 องศา ตามข้อกำหนดการทดสอบ Telcordia GR-1209-CORE) ทำให้เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งหรือในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีการควบคุม ต้นทุนต่อหน่วยสูงกว่า FBT แต่สำหรับอะไรก็ตามที่สูงกว่าการแยก 1×4 นั้น PLC คือข้อกำหนดเฉพาะของนักวางแผนเครือข่ายที่มีประสบการณ์มากที่สุด - และด้วยเหตุผลที่ดี

การเปรียบเทียบอย่างรวดเร็ว

เกณฑ์ประสิทธิภาพที่อ้างอิงข้างต้นอิงตามมาตรฐาน Telcordia GR-1209-CORE และ GR-1221-CORE ซึ่งกำหนดความน่าเชื่อถือและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพออปติคอลสำหรับส่วนประกอบออปติคัลแบบพาสซีฟที่ใช้ในเครือข่ายโทรคมนาคม

ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพหลักที่ควรตรวจสอบก่อนตัดสินใจซื้อ

แผ่นข้อมูลจำเพาะอาจมีความหนาแน่นสูง แต่พารามิเตอร์ห้าตัวที่สำคัญที่สุด - และการข้ามพารามิเตอร์ใดๆ ในระหว่างการจัดซื้อถือเป็นข้อผิดพลาดที่นำไปสู่ความล้มเหลวในสนามจริง:

• การสูญเสียการแทรก:ตัวแยกสัญญาณใช้พลังงานแสงเท่าใด ตัวแยก PLC 1×8 ที่ทำมาอย่างดี-ควรมีระดับเสียงน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10.5 dB; 1×32 ที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 17.5 dB เกณฑ์เหล่านี้มาจาก GR-1209-CORE ตารางที่ 2 หากเอกสารข้อมูลของซัพพลายเออร์แสดงค่าที่สูงกว่าค่าเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ งบประมาณลิงก์ของคุณจะไม่ปิดตามระยะทาง
• การสูญเสียผลตอบแทน:พลังที่สะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิด สำหรับตัวแยกสัญญาณที่สิ้นสุด SC/APC- (มาตรฐานใน GPON) การสูญเสียการส่งคืนควรมากกว่าหรือเท่ากับ 55 dB การสูญเสียการส่งคืนที่ไม่ดีทำให้เกิดสัญญาณรบกวนตัวรับ OLT และลดคุณภาพสัญญาณอัปสตรีม
• ความสม่ำเสมอ:ช่องว่างระหว่างพอร์ตเอาต์พุตที่ดีที่สุดและแย่ที่สุด อะไรก็ตามที่สูงกว่า 1.5 dB หมายความว่าสมาชิกบางรายได้รับสัญญาณอ่อนลงอย่างเห็นได้ชัด ในการปรับใช้ 1×32 หรือ 1×64 ความสม่ำเสมอที่เข้มงวดไม่ใช่ทางเลือก - แต่เป็นสิ่งที่ทำให้สมาชิกของคุณออนไลน์ได้ไกลที่สุด
• ความยาวคลื่นปฏิบัติการ:เครือข่าย PON ต้องการความครอบคลุมแบนด์พาส 1260–1650 นาโนเมตร ไม่สามารถ-ต่อรองได้หากคุณใช้งาน GPON (1490/1310 nm) โดยมีการซ้อนทับวิดีโอ (1550 nm) หรือวางแผนที่จะเพิ่มบริการ XGS-PON (ดาวน์สตรีม 1577 nm) บนไฟเบอร์เดียวกัน
• ทิศทาง:วัดการแยก crosstalk ระหว่างพอร์ตเอาต์พุต เป้าหมายมากกว่าหรือเท่ากับ 55 dB ทิศทางต่ำหมายความว่าสัญญาณของผู้สมัครสมาชิกสามารถตกเข้าหากัน - ซึ่งเป็นปัญหาที่แท้จริงในการแยกความหนาแน่นสูง-

การเลือกตัวแยกตามสถานการณ์การปรับใช้

ตัวแยกสัญญาณที่ "ถูกต้อง" ขึ้นอยู่กับว่ากำลังจะไปที่ไหนและต้องทำอะไร ต่อไปนี้เป็นวิธีการตัดสินใจในทางปฏิบัติ:

โครงการ FTTH ขนาดเล็ก (ไม่เกิน 50 บ้าน): A ตัวแยก PLC ขนาด 1 × 8ในกล่อง ABS คืออุปกรณ์สำคัญที่นี่ ช่วยให้สามารถจัดการการสูญเสียการแทรกได้ โดยใส่ไว้ในกล่องกระจายสินค้ากลางแจ้งมาตรฐาน และปล่อยให้มีที่ว่างให้เติบโตหากพื้นที่ใกล้เคียงขยายตัว สำหรับกลุ่มที่เล็กที่สุด - บอกว่า บ้านสี่หลังจากหนึ่งหยด - FBT 1×4 สามารถทำงานได้หากงบประมาณเป็นข้อจำกัดหลัก

MDU ในเมืองหนาแน่น (อาคารอพาร์ตเมนต์ อาคารสำนักงาน):เลือกใช้ PLC 1×32 ในคาสเซ็ต LGX หรือฟอร์มแฟคเตอร์เมาท์ชั้นวาง 1U- ความหนาแน่นของพอร์ตมีความสำคัญในตู้เสื้อผ้าไรเซอร์ที่มีพื้นที่จำกัด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวแยกสัญญาณได้รับการ-เชื่อมต่อไว้ล่วงหน้ากับ SC/APC เพื่อเร่งความเร็วในการติดตั้ง - การประกบฟิลด์ในไรเซอร์ที่หนาแน่นนั้นช้าและเกิดข้อผิดพลาด-ได้ง่าย

ตู้กลางแจ้งริมถนน:จำเป็นต้องมี PLC การหมุนเวียนของอุณหภูมิเพียงอย่างเดียวจะทำให้ตัวแยก FBT เสื่อมลงเมื่อเวลาผ่านไป ABS-บรรจุหีบห่อหรือไม่มีบล็อกตัวแยกไฟเบอร์ออปติกจัดอันดับเป็น -40 องศาถึง 85 องศาเป็นมาตรฐานที่นี่ ระบุกรอบหุ้มที่ได้รับการจัดอันดับ IP65 หากตู้สัมผัสกับสภาพอากาศ

ลิงก์ชนบทหรือทางไกล-:การสูญเสียการแทรกเป็นข้อจำกัด ทุก dB จะนับเมื่อ ONU อยู่ห่างจาก OLT 15–20 กม. ใช้อัตราส่วนการแยกต่ำสุดที่ยังคงรองรับจำนวนสมาชิกของคุณ และพิจารณาตัวแยกที่ไม่สมดุลซึ่งจะมอบอำนาจให้กับผู้ใช้ที่อยู่ไกลที่สุด 1×16 มักจะเป็นเพดานที่ใช้งานได้จริงสำหรับช่วงชนบท - ดันไปที่ 1×32 และคุณเสี่ยงที่จะลดลงต่ำกว่าความไวของตัวรับสัญญาณที่ปลายไกล

สำนักงานกลางหรือศูนย์ข้อมูล: ตัวแยก PLC แบบติดตั้งบนชั้นวาง-ในตัวเครื่องขนาด 1U ถูกสร้างขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมนี้ โดยเลื่อนเข้าไปในชั้นวางมาตรฐานขนาด 19- นิ้ว ใช้สายแพตช์ที่ต่อไว้ล่วงหน้า- และให้การบำรุงรักษา-แบบ Hot Swap โดยไม่รบกวนวงจรที่อยู่ติดกัน สำหรับชั้นวางการรวม PON ที่ให้บริการสมาชิกหลายร้อยราย การกำหนดค่า 2×32 หรือ 2×64 พร้อมอินพุตคู่ให้ความซ้ำซ้อนเมื่อเกิดข้อผิดพลาดตามที่ SLA ระดับผู้ให้บริการต้องการ

ข้อผิดพลาดทั่วไปที่ทำให้เสียเวลาและเงิน

มีรูปแบบบางอย่างเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกในการปรับใช้ภาคสนาม การแยกเกิน-เป็นบ่อยที่สุด: วิศวกรระบุ 1×32 เนื่องจากพวกเขาต้องการพื้นที่ส่วนเกิน แต่งบประมาณลิงก์ไม่สามารถรองรับได้ในระยะทางที่ต้องการ ผลลัพธ์ที่ได้คือ ONU ที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยซึ่งออฟไลน์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรืออายุของตัวเชื่อมต่อ รันการคำนวณงบประมาณด้านพลังงานก่อนเสมอ - จากนั้นเลือกอัตราส่วนการแยก

ขั้วต่อไม่ตรงกันเป็นอีกอันหนึ่ง การผสม SC/UPC และ SC/APC ในเส้นทาง PON เดียวกันจะทำให้เกิดจุดสะท้อนที่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง อาจฟังดูธรรมดา แต่เกิดขึ้นเป็นประจำในไซต์งานขนาดใหญ่ที่มีทีมงานติดตั้งหลายคน การแก้ไขนั้นง่ายดาย: สร้างมาตรฐานให้กับ SC/APC ทั่วทั้งโรงงานภายนอก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวแยกสัญญาณ สายแพทช์คอด และไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-โครงสร้างพื้นฐานตรงกันทั้งหมด

ท้ายที่สุด ละเลยข้อกำหนดด้านความสม่ำเสมอ บนกระดาษ ตัวแยกสัญญาณราคาถูกที่มีความสม่ำเสมอ 2.5 dB และตัวแยกคุณภาพที่มีความสม่ำเสมอ 1.0 dB อาจดูคล้ายกัน ในทางปฏิบัติ ช่องว่าง 1.5 dB หมายความว่าสมาชิกรายหนึ่งบนเครือข่าย 1×32 ของคุณอาจได้รับพลังงานแสงเพียงครึ่งหนึ่งของอีกรายหนึ่ง ตลอดระยะทาง 10–15 กม. ความแตกต่างนั้นจะตัดสินว่าใครจะเชื่อมต่อและใครไม่เชื่อมต่อ

ในกรณีที่ใช้ตัวแยกแสง

โทรคมนาคมยังคงเป็นแอปพลิเคชั่นที่โดดเด่น ในสถาปัตยกรรม GPON หรือ XGS-PON ตัวแยกสัญญาณจะอยู่ระหว่าง OLT ที่สำนักงานกลางและ ONU ในสถานที่ของลูกค้า ส่งผลให้หนึ่งไฟเบอร์ให้บริการจุดสิ้นสุด 32 หรือ 64 จุด โมเดลหลายจุด-ถึง-นี้เป็นแกนหลักของบรอดแบนด์ในที่พักอาศัย ไฟเบอร์ทางธุรกิจ และการจัดส่ง CATV ทั่วโลก

ภายนอกโทรคมนาคม การใช้งาน LAN แบบพาสซีฟแบบพาสซีฟ (POL) ขององค์กรใช้ตัวแยกสัญญาณเพื่อลดจำนวนสวิตช์ที่ใช้งานในอาคารวิทยาเขต - แกนหลักไฟเบอร์เดี่ยวมาแทนที่พื้นของสายเคเบิลทองแดงและสวิตช์อีเทอร์เน็ต โรงงานอุตสาหกรรมจะกำหนดเส้นทางตัวแยกสัญญาณผ่านเครือข่ายเซ็นเซอร์ โดยใช้ประโยชน์จากภูมิคุ้มกันของไฟเบอร์ต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การตั้งค่าการทดสอบและการวัดผลใช้ตัวแยกสัญญาณเพื่อตรวจสอบการรับส่งข้อมูลสดโดยไม่หยุดชะงักของบริการ

อะไรต่อไปสำหรับเทคโนโลยี Splitter

การผลักดันไปสู่ ​​10G-PON (XGS-PON, 50G-PON) และการเข้าถึงความยาวคลื่นหลาย- แบบบรรจบกัน กำลังยกระดับประสิทธิภาพของตัวแยกสัญญาณ ผู้ดำเนินการร่วม-GPON และ XGS-PON ที่มีอยู่บนไฟเบอร์เดียวกันจำเป็นต้องมีตัวแยกสัญญาณที่มีการสูญเสียการแทรกแบบเรียบข้ามหน้าต่างขนาด 1260–1650 นาโนเมตรเต็ม - ความแปรผันที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นใดๆ- สามารถให้ปลายลิงก์ส่วนขอบเหนือขอบได้ เทคโนโลยี PLC จัดการเรื่องนี้ได้ดี FBT ไม่ได้

การแยกที่ไม่สมดุลกำลังได้รับแรงฉุดที่แท้จริง แทนที่จะปฏิบัติต่อทุกเอาต์พุตอย่างเท่าเทียมกัน ตัวแยกสัญญาณที่ไม่สมดุลจะจัดสรรพลังงานแบบไม่สมมาตรมากขึ้น - ให้กับผู้ใช้ที่อยู่ห่างไกลหรือต้องการสูง- และน้อยลงสำหรับผู้ใช้ที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งช่วยปรับปรุงการใช้งานพอร์ตและลดความจำเป็นในการใช้เครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอลในสถานการณ์ที่ขยาย-

ในด้านการผลิต ความหนาแน่นของชิป PLC ยังคงปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ตัวแยกสัญญาณที่รองรับ 1×128 บนชิปตัวเดียวกำลังเข้าสู่การผลิตแล้ว ซึ่งส่งผลให้อัตราส่วนผู้สมัครสมาชิก-ต่อ-OLT-พอร์ตสูงขึ้น และลดต้นทุนต่อครัวเรือนที่เชื่อมต่อกันในโครงสร้างไฟเบอร์ขนาดใหญ่-

คำถามที่พบบ่อย