Сплиттеры и коплеры – основные элементы сети PON

Стремительно развивающаяся технология пассивных оптических сетей PON (Passive Optical Network) довольно востребована в настоящее время. Это технология мультисервисного широкополосного и множественного доступа по одному оптическому волокну при поддержке протокола с разделением времени TDMA. Для создания гибкой топологии волоконно-оптической сети и ее масштабируемости необходимы особенные пассивные устройства.

Древовидная топология предполагает наличие головной станции OLT (Optical Line Terminal) и удаленных узлов абонентов ONU (Optical Network Unit), связанных пассивной оптической сетью. В промежуточных узлах ветвления дерева располагаются сплиттеры (PLC Splitters) – планарные делители и коплеры (Couplers) – сварные делители, которые не требуют питания и обслуживания, а лишь проведения профилактического визуального осмотра. Они также имеют название оптических разветвителей и оптических ответвителей. Древовидное построение сети способствует ее расширению путем подключения новых пользователей, при этом дополнительные финансовые и технические затраты сводятся к минимуму.

Сплиттер (от англ. split – разделять), являясь телекоммуникационным устройством, осуществляет связь между провайдером и пользователем. Если необходимо установить связь между провайдером и клиентом, то функционирование сплиттера происходит в режиме «разветвитель», при обратной передаче информации срабатывает режим «смеситель». Оптимальное расположение данного устройства в топологическом дереве способствует значительной экономии оптических волокон.

Сплиттер

Рис.1. Сплиттер


.К оптическому сплиттеру предъявляются следующие требования:

  • независимое разделение режимов на отдельные направления;
  • низкие вносимые потери сигнала;
  • высокие потери в обратном направлении трансляции;
  • простая регулировка.

Коплеры (от англ. coupler – устройство связи, сцепной прибор) являются пассивными оптическими устройствами с повышенной пропускной способностью одного оптического волокна. Их главная особенность функционирования состоит в разделении световых потоков по двум направлениям согласно их спектральным составляющим. По одному оптоволокну осуществляется передача нескольких информационных каналов. При этом для каждого канала характерна своя сугубо индивидуальная длина передающей волны. Такой эффект достигается благодаря тому, что модовое пятно (важнейший показатель одномодовых оптических волокон) отличается диаметром от диаметра сердцевины волокна, что даёт возможность выделить различные длины волн.

Ещё одна особенность сварных делителей – это способность работать только на трёх длинах световых волн: 1310нм и 1490нм (сети PON) и 1550нм (кабельное телевидение CATV).

Коплер

Рис.2. Коплер

.

Следует отметить такую модель коплера, как WDM-сплиттер, тоже изготовленную по технологии FBT. Он характеризуется невысокой стоимостью по сравнению с планарными делителями. Привлекает и возможность его применения для работы широкого частотного спектра, низкая степень затухания сигнала и непритязательность к условиям эксплуатации. Перечисленные достоинства такого коплера делают его незаменимым для организации эффективных пассивных оптических сетей PON и следующего поколения – WDM PON (с топологией типа «шина»).

Технологии производства

Технологии производства, а также свойства и стоимость планарных и сварных сплиттеров сильно отличаются друг от друга. Поэтому они относятся к разным категориям пассивного оптоволоконного оборудования.

PLC (Planar Lightwave Circuit) Splitters изготавливаются по более сложной технологии и, соответственно, стоят дороже FBT (Fused Biconical Taper) Splitters.

Изготовление сплиттеров

Рис.3. Технология изготовления сплиттеров

.

PLC-технология заключается в формировании на полупроводниковой пластине множества микроделителей в соотношении 1:2, которые объединяются в сплиттер с необходимым коэффициентом деления. Планарные делители характеризуются числом «хвостов»-выходов кратным 2-м в степени N. Таким образом, количество ответвлений оптоволокна может достигать 128-ми.

Основой такого сплиттера является планарный чип, выполненный методом вытравливания на кварцевом стекле согласно шаблону нужного количества волноводов. Для установки планарного чипа имеются различные типы корпусов: компактный пластиковый короб, объемный пластиковый короб с несколькими выходами, стальной узкий короб-труба или металлический корпус со спрятанными внутри выходными разъемами для соединений пигтейлами.

Компактное исполнение сплиттеров позволяет без особых сложностей интегрировать оптические сплиттеры в оптические муфты или кроссы, а также устройства абонентского доступа.

Следует отметить, что благодаря обширному диапазону волн, поддерживаемому планарным чипом, в сети, содержащей PLC Splitters, возможно эффективно использовать дополнительные технологические процессы по уплотнению трафика (CWDM).

Технология производства сварных (сплавных) делителей FBT (Fused Biconical Taper) гораздо проще. Два волокна с удаленными внешними оболочками свариваются в специальном аппарате в один элемент, который имеет два входа и два выхода. После сплавления для получения X-образного делителя оставляют два входа и два выхода, а для Y-образного один вход запаивается. Сварные делители имеют также название коплеров или оптических ответвителей.

В процессе сварки достигается нужный коэффициент деления канала (5%: 95%, 10%: 90%, 20%: 80% и так далее). Такое разделение мощности в фиксированной пропорции означает, что часть мощности сигнала идет в одно плечо, а остальная – в другое. На практике при разделении сигнала возникает некоторая погрешность в пределах 1%, в результате чего в одно плечо уходит чуть больше мощности. Если для сетей PON в основном применяют коплеры с разделением мощности входного оптического сигнала 50%:50%, то фактически это соотношение будет выглядеть как 51%:49%. Применение коплеров оправдано, если в процессе построения сети возникает необходимость ответвления для абонентов, находящихся на разном расстоянии от точки деления. Как пример – абоненты находятся на расстоянии 3 и 7 километров, тогда первому подается ответвление в 30% мощности канала, а второму абоненту – в 70 %.

Особенности технологии позволяют производить коплеры только с двумя выходами. Но встречаются сварные сплиттеры и с большим числом «хвостов», что достигается комбинацией в одном заводском корпусе нескольких обычных коплеров.

В зависимости от количества входов оптоволокна оптические разветвители имеют две структурные формы:

  • Y-образную форму при одном входе оптоволокна (наиболее распространенный вариант);
Y-образный оптический разветвитель.

Рис.4. Y-образная форма оптического разветвителя.

.

  • X-образную форму при наличии двух входов (применяется для построения сложной архитектурной конфигурации).
X-образный оптический разветвитель

Рис.5. X-образная форма оптического разветвителя

.

Какой тип разъёма сплиттера выбрать?

Делители с коннекторами на концах востребованы в сети PON, которая построена на механических соединениях магистральной линии и разветвителей. При таком недостатке данного соединения как большое затухание сигнала, имеется и существенное преимущество. При поломке линии ввиду обратного излучения на длине волны 1310 нм, представляется вполне возможным обнаружить источник проблемы. Для этого следует последовательно разъединять коннектоы и наблюдать за тем, пропало излучение в сети или нет. Для сварных соединений этот метод неприемлем.

Оптические разветвители, как сплиттеры PLC, так и сварные модели, производятся с тремя типами оформления концов: оконеченные коннекторами с разъемом SC/APC , оконеченные коннекторами с разъемом SC/UPC и неоконеченные (W/O). Остановимся на каждом из этих типов, так как в их правильном выборе для сети есть свои нюансы.

Оптические разветвители с разъемами SC/UPC оконечены коннекторами синего цвета (для многомодового волокна – серого). Их сердечник (ферула) отполирован под углом 90º к оптоволокну. Сферой их применения является сеть Ethernet. Вносимые потери сигнала составляют 0,2 Дб.

Разъем SC-UPC

Рис.6. Разъем SC-UPC

.

Оптический делитель с разъемами SC/APC имеет зеленый коннектор и ферулу, отполированную со скосом 80º. Такая полировка уменьшает влияние отражённого сигнала, позволяя ему выходить из волокна. Именно низкий показатель отражения делает такие оптические делители незаменимыми для трафика кабельного телевидения. Если для сети Ethernet отражение не является критическим показателем, то для кабельного ТВ оно является большой проблемой. Вносимые потери сигнала составляют 0,3 Дб.

Разъем SC-APC

Рис.7. Разъем SC-APC

.

Неоконеченные делители оптического сигнала (W/O) применяются для сварных соединений в пассивных оптических сетях. Такой способ позволяет снизить затухание сигнала и одновременно гарантирует прочность соединения между волокнами. Используя неоконеченные сплиттеры, возможно предотвратить такие типичные и нежелательные для механических соединений проблемы – коннектор забыли подсоединить, коннектор «выскочил» из гнезда и т. п. Данный вариант оптических делителей самый дешевый.

Основные возможности сплиттеров и коплеров

Существенное преимущество планарного делителя по сравнению с коплерами – это способность разделять сигнал на равные части, что так необходимо при формировании сетей PON.

Планарные модели прогнозируемы, так как показатели затухания сигнала у них одинаковы, происходят примерно на одном ожидаемом уровне, чего не хватает сварным устройствам. При этом затухание сигнала, транслируемого через сплиттер, значительно меньше, чем при прохождении его через коплер.

Число выходов, т.е. ответвлений от основного волокна может доходить до 128 при равномерном распределении сигнала между ними, а количество «хвостов»-выходов чаще всего равняется 2 в степени N (2,4,6,8,16,32,64 и т.д.), но выпускаются делители и со свободным числом выходов (3,6).

Благодаря обширному диапазону волн, поддерживаемых планарными оптическими делителями, в PON-сетях допустимо дополнительное уплотнение трафика.

Главным достоинством сварных делителей является возможность неравномерного деления пропускной способности оптического волокна.

Сферы использования

Помимо использования в сетях PON, сплиттеры находят свое применение:

  • в сетях BPON, GPON, GE-PON, P2P;
  • в гибридных волоконно-коаксиальных сетях HFC для распределения сигнала от одного оптического передатчика к нескольким оптическим узлам;
  • в передовой и перспективной технологии «волокно в дом» – FTTH, используемой многими операторами и провайдерами CATV для передачи данных, сканируемых внутри и снаружи помещения.

Преимущества пассивной оптической сети благодаря применению оптических делителей.

Пассивная оптическая сеть, имеющая в своей структуре оптические делители, отличается рядом существенных достоинств:

  • неприхотливость к условиям эксплуатации – нет необходимости в электропитании и отоплении при размещении сплиттеров, не нужна настройка и ремонт;
  • оптимальное использование оптоволоконного кабеля – сплиттер делит одно волокно на несколько, при этом ситуация, когда у конечных пользователей использование пропускной способности происходит частично, совершенно недопустима.

В нашем интернет-магазине Вас смогут заинтересовать следующие модели сплиттеров и коплеров. Удачного выбора!

Вас может заинтересовать

 
14.18 грн 0.50 у.е.
Купить
 
12.76 грн 0.45 у.е.
Купить

Если Вы нашли ошибку в тексте, то выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter или нажмите здесь.

Сообщение об ошибке

Ошибка:

Ваш комментарий (не обязательно):

Да Отмена

Об авторе asp24