Module répartiteur optique compact pour le déploiement de

Module répartiteur optique compact pour le déploiement de l'architecture PON FTTH

Le système de réseau optique passif (PON) s'est considérablement développé en tant que réseau optique dans la construction économique de la fibre jusqu'au domicile (FTTH). Pour permettre à plusieurs utilisateurs de partager une fibre optique dans un PON, le répartiteur optique qui ramifie un signal optique est indispensable. Récemment, des structures plug-and-play utilisant des modules et des connecteurs sont souhaitées pour simplifier la construction d'installation de séparateurs optiques. De plus, étant donné que le module répartiteur est installé dans une usine extérieure, une fiabilité élevée capable de supporter des conditions environnementales difficiles est une exigence essentielle. De plus, la compacité et les économies de coûts sont également des considérations importantes. C'est pourquoi nous l'avons développé en utilisant de manière économique une résine plastique ignifuge supérieure pour le boîtier du module. Nous avons confirmé que les modules séparateurs optiques présentent d'excellentes caractéristiques optiques et une fiabilité suffisante.

 

 

1. INTRODUCTION DES MODULES RÉPARTITEUR OPTIQUE

 

Le système PON s'est considérablement développé en tant que réseau optique dans la construction de FTTH de manière économique. Comme le montre la figure 1, l'architecture PON permet de partager un signal transmis sur une seule fibre optique depuis le central téléphonique avec plusieurs utilisateurs, permettant ainsi une réduction des coûts par abonné. Séparateur de circuit planaire d'onde lumineuse (PLC), un séparateur optique est une clé pour réaliser la dérivation du signal optique dans le réseau de télécommunication et a actuellement une capacité de rapport de division maximale de 32 (Fiber-Mart peut fournir jusqu'à 64 capacités de rapport de division).

 

Structure du système PON

 

L'installation du répartiteur optique est simplifiée grâce à l'application d'une méthode de verrouillage ou d'encliquetage qui peut accélérer le processus grâce à une action de plug-in rapide. Cette méthode plug-and-play est couramment appliquée aux points d'interconnexion du réseau FTTH (cette méthode permet l'installation sur site de composants optiques sans aucun outil ni compétence particulière dans la gestion des fibres optiques nues). Pour un déploiement efficace avec des techniques aussi simples et des conceptions modulaires, il est essentiel que les composants connecteurs soient intégrés dans la conception de la structure des séparateurs optiques. De plus, la flexibilité du réseau est obtenue grâce à l'application d'un module terminé par un cordon de connexion, qui permet une reconfiguration facile du réseau. De plus, dans l'architecture FTTH PON, la fonction du hub de distribution de fibre (FDH) est d'héberger le répartiteur optique à l'extérieur. Le FDH est donc essentiel pour garantir une fiabilité élevée face aux facteurs environnementaux. En raison de la contrainte d'espace dans le FDH, la conception du module séparateur optique a été réduite. Le déploiement généralisé du FTTH dans le monde entier a suscité un besoin imminent de développer des solutions à faible coût. Le nouveau séparateur optique de petite taille et léger est fabriqué à partir de résine plastique retardatrice avec une robustesse comparable à celle d'un emballage métallique conventionnel pour résister aux conditions environnementales extérieures, mais à une fraction de son coût d'origine. Cet article illustre le développement de modules séparateurs optiques de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) 1 × 16, 1 × 32 et 2 × 32. Les caractéristiques et l'évaluation de la fiabilité seront également abordées dans cet article.

 

 

2. STRUCTURE DES MODULES RÉPARTITEUR OPTIQUE

 

2.1. Répartiteur de type PLC

 

Comme le montre la figure 2, la fibre optique est ramifiée vers 32 sorties via un répartiteur optique de type PLC 1 × 32. La puce PLC est un verre de silice intégré à un circuit d'onde optique. Le modèle de circuit est conçu pour brancher une seule entrée sur plusieurs canaux de sortie. La fibre optique adhère à la puce PLC avec une résine durcie par exposition aux ultraviolets ; cette interface est conforme aux conditions de test Telcordia GR-1209 et GR-1221, ce qui garantit une bonne fiabilité. De plus, afin d'actualiser la réduction de taille, une fibre monomode (SMF) insensible à la courbure a été introduite dans ce module.

 

Répartiteur PLC 1x32

 

2.2. Emballage en plastique ignifuge

 

La structure du module séparateur optique développé est illustrée à la figure 3. Une fibre insensible à la courbure avec un rayon de courbure de 15 mm est appliquée au module séparateur optique pour obtenir une réduction considérable de la taille du module emballé. La dimension globale de L118 mm × D87 mm × H13 mm représente 3/5 de la taille du module optique conventionnel utilisant SMF d'un rayon de courbure de 30 mm. De plus, comme une résine plastique ignifuge a remplacé le matériau métallique dans l'emballage du séparateur, le poids diminue à 1/3 de celui de la version d'emballage métallique conventionnelle.

 

Structure externe du répartiteur 1x32

 

La figure 4 illustre la configuration interne du module séparateur optique. Le module répartiteur se termine par des tresses de connecteur optique. Les cordons de fibre optique de 2 mm sont fixés sur le support de câble avec de l'adhésif. Cette structure est conçue pour résister à une résistance à la traction maximale de 68,6 N. De plus, comme le cordon optique a une structure similaire à celle des câbles à tubes libres, permettant la libre circulation de la fibre optique à l'intérieur le cordon effectue l'expansionn et contraction du cordon optique qui n'exercera aucune tension extérieure sur la fibre.

 

Structure interne du répartiteur 1x32

 

La structure de la botte anti-traction est illustrée à la Fig.5. La gaine est conçue pour contrôler le rayon de courbure à un minimum de la limite de la fibre optique, c'est-à-dire 15 mm. Cela évite une augmentation de l'atténuation provoquée par la courbure de la fibre. La gaine flexible développée a pris en compte des facteurs tels que la dureté, l'épaisseur et la quantité de cordon par gaine dans les considérations de conception afin de contrôler le rayon de courbure à un minimum de 15 mm lorsqu'une charge est appliquée perpendiculairement à une courbure de 90° sur le cordon optique.

 

modèle de botte anti-traction

 

 

3. PERFORMANCES OPTIQUES ET CARACTÉRISTIQUES

 

3.1. Fonctionnalité de FDH

 

La figure 6 montre l'apparence du système FDH en configuration avec la charge du module séparateur optique. Le hub, le connecteur optique et les adaptateurs optiques sont tous montés sur un panneau pour permettre une utilisation facile grâce à un mécanisme de verrouillage. La queue de cochon est élégamment gérée en forme de U à travers le mandrin. Cette méthode plug-and-play rend l'installation extrêmement simple et efficace.

 

modules répartiteurs installés dans FDH

 

3.2. Caractéristiques optiques fondamentales

 

Les modules répartiteurs 1×16 et 1×32 ont été fabriqués pour pouvoir être montés sur le hub de distribution de fibre décrit ci-dessus. Le port vacant (un port qui n'est pas en service) présent dans le FDH entraînera des réflexions arrière du signal optique. Pour éviter toute perte de retour de la face d'extrémité du port vacant, le connecteur SC est poli sur une interface de contact physique incliné (APC). Les données ci-dessous présentent les caractéristiques optiques du module séparateur optique, y compris les tresses de connecteur.

 

Les histogrammes présentés sur les Fig. Les figures 7 et 8 illustrent respectivement les performances de perte d'insertion du module séparateur optique 1 × 16 et 1 × 32. À une longueur d'onde de fonctionnement de 1 310 nm, la perte d'insertion moyenne du séparateur 1 × 16 s'élève à 13,23 dB tandis que celle du séparateur 1 × 32 est de 16,33 dB. De même, à une longueur d'onde de fonctionnement de 1 550 nm, la perte d'insertion des modules séparateurs 1 × 16 et 1 × 32 est respectivement de 13,10 dB et 16,22 dB. De plus, l'écart type du séparateur 1 × 16 est de 0,29 dB, tandis que le séparateur 1 × 32 donne un écart type de 0,34 dB. Dans le même temps, cette valeur diminue à 0,23 dB pour le séparateur 1×16 et à 0,28 dB pour le séparateur 1×32 à une longueur d'onde de 1 550 nm.

 

Perte d'insertion du répartiteur 1x16

 

Les performances d'autres caractéristiques optiques en dehors de la perte d'insertion sont présentées dans le tableau 1. Ces résultats montrent de bonnes performances constantes, comme le montre l'histogramme de perte d'insertion, dans des caractéristiques telles que l'uniformité, la perte de réflexion et les valeurs PDL.

 

mesure des caractéristiques optiques

 

3.3. Perte dépendante de la température

 

L'historique des résultats expérimentaux antérieurs a montré que les composants terminés par un cordon optique en queue de cochon sont sensibles aux fluctuations de perte d'insertion avec les changements de température. Pour isoler les effets de l'expansion/contraction du cordage sur la fibre optique à l'intérieur, le cordon optique est conçu pour permettre le libre mouvement de la fibre optique, éliminant ainsi la contrainte externe due à l'expansion/contraction du cordon. La figure 9 représente la variation de la perte d'insertion du module séparateur optique 1 × 32 pendant un cycle de température de -40 °C à +85 °C. Les valeurs moyennes, minimales et maximales obtenues à partir des 32 ports de sortie sont illustrées dans le graphique de la figure 9. D'après le graphique, l'écart de perte maximal entre les ports avec perte d'insertion maximale et minimale est de 0,17 dB. Ce résultat montre une stabilité exceptionnelle et évidente du module séparateur optique développé.

 

Dépendance à la température de perte d'insertion du répartiteur 1x32

 

3.4. Perte dépendante de la longueur d'onde

 

La perte dépendant de la longueur d'onde du module séparateur optique 1 × 32 est représentée sur la figure 10. Les performances des pertes d'insertion sur des longueurs d'onde de 1 260 nm à 1 680 nm sont mesurées. Encore une fois, la perte moyenne de 32 ports et les pertes minimales et maximales en fonction de la longueur d'onde sont illustrées dans le graphique. L'écart moyen est de 0,36 dB tandis que l'écart maximum par rapport aux 32 ports est de 0,86 dB.

 

Dépendance de la longueur d'onde de perte d'insertion du séparateur 1x32

 

Cela prouve que le module séparateur a fait preuve de résilience face à la variation de la perte d'insertion sur un large spectre de longueurs d'onde.

 

Une variété de dispositifs optiques sont stockés dans ce module séparateur optique, ce qui le rend multifonctionnel. Un exemple est le module séparateur optique WDM 2 × 32 illustré sur la figure 11 et la structure de son support de câble sur la figure 12. Un filtre WDM a été construit devant un module séparateur 1 × 32, permettant à la structure d'avoir plusieurs longueurs d'onde.

 

Configuration du répartiteur WDM 2x32

 

La figure 13 montre la perte en fonction de la longueur d'onde du module séparateur optique WDM 2 × 32. Avec le filtre WDM, les longueurs d'onde allant de 1 530 nm à 1 570 nm sont transmises depuis le port B et les autres plages de longueurs d'onde sont transmises depuis le port A. La perte en fonction de la longueur d'onde du port A et du port B est répartie uniformément entre les 32 fibres, ce qui permet d'obtenir d'excellentes performances de perte dans chaque port.

 

Onde de perte d'insertion du séparateur 2x32 WDM