Что такое оптоволоконный разветвитель?

Волоконно-оптический разветвитель ( или оптический разветвитель) представляет собой интегрированное волноводное устройство распределения оптической мощности. Он играет важную роль в пассивных оптических сетях (EPON, GPON, BPON, FTTX, FTTH и т.д.), позволяя использовать один интерфейс PON для нескольких абонентов. Для этого он предназначен для разделения падающего светового луча на два или более световых луча и их подачи в распределительную сеть, образуя тандемное оптоволоконное устройство, что позволяет максимально повысить производительность сетевых цепей.

 

Как правило, оптический разветвитель имеет множество входных и выходных терминалов для разветвления световых лучей и максимального повышения функциональности оптических сетевых цепей. Пассивный оптический разветвитель может разделять падающий световой луч на несколько лучей в определённом соотношении. В качестве простого примера, на рисунке 1 показано, как оптический разветвитель с конфигурацией разделения 1x8 разделяет падающий световой луч из одного входного оптоволоконного кабеля на четыре световых луча и передает их по четырём отдельным выходным оптоволоконным кабелям. Например, если входной оптоволоконный кабель имеет пропускную способность 1000 Мбит/с, каждый пользователь на конце выходных оптоволоконных кабелей может использовать сеть с пропускной способностью 250 Мбит/с.

 

 

Что касается оптического разветвителя с конфигурацией разделения 2x64, он сложнее оптического разветвителя с конфигурацией разделения 1x4. В оптическом разветвителе с конфигурацией разделения 2x64 имеется два входных и шестьдесят четыре выходных терминала. Его функция заключается в разделении двух падающих световых лучей с двух отдельных входных волоконно-оптических кабелей на шестьдесят четыре световых луча и их передаче по шестидесяти четырем отдельным выходным волоконно-оптическим кабелям.

 

Следует отметить, что испускаемые световые лучи могут иметь ту же оптическую мощность, что и падающий свет, а могут и не иметь её. Разработчикам рекомендуется учитывать это при проектировании пассивных оптических сетей.

 

Оптический разветвитель может быть оснащён различными типами разъёмов, а основной корпус может быть коробчатого типа или в виде трубки из нержавеющей стали. Один разветвитель обычно используется с кабелем наружным диаметром 2 мм или 3 мм, а второй — с кабелем наружным диаметром 0,9 мм. Кроме того, он предлагает различные конфигурации разветвления, например, 1x2, 1x8, 2x32 и т.д. Благодаря развитию технологий производства оптических разветвителей, рынок оптоволокна может предложить высокотехнологичные разветвители, используемые в сетях, где в настоящее время используются конфигурации разветвления 2x64 и более.

 

В зависимости от среды передачи различают одномодовые и многомодовые оптические разветвители. Для многомодовых разветвителей это означает, что волокно оптимизировано для работы на длинах волн 850 нм и 1310 нм. Для одномодовых разветвителей это означает, что волокно оптимизировано для работы на длинах волн 1310 нм и 1550 нм. В зависимости от разницы в рабочей длине волны оптические разветвители делятся на однооконные и двухоконные. Однооконный разветвитель предназначен для работы на одной рабочей длине волны, а двухоконный — для двух.

 

В настоящее время широко используются два типа оптических разветвителей, основанные на различных технологиях производства. Один из них — традиционный оптический разветвитель с плавким биконическим коническим соединением (FBT), отличающийся конкурентоспособной ценой; другой — планарный разветвитель с волноводной схемой (PLC), компактный и подходящий для приложений с высокой плотностью размещения компонентов. Оба типа обладают преимуществами и могут использоваться в различных областях применения.

 

Разветвитель FBT (см. рисунок 2) изготовлен по традиционной технологии, имеющей более чем 20-летнюю историю. Его производственный процесс относительно отработан, а стоимость производства ниже, чем у разветвителей PLC, что позволяет экономически эффективно внедрять оптический разветвитель FBT на современном рынке оптоволокна.

 

 

В процессе производства разветвителя FBT два или более волокон размещаются близко друг к другу, обычно скручиваются друг вокруг друга и сплавляются под воздействием тепла, пока сборка удлиняется и сужается. Сплавленные волокна защищены стеклянной подложкой, а затем трубкой из нержавеющей стали. Источник сигнала управляет требуемым коэффициентом связи для соответствия требованиям конкретного применения.

 

В настоящее время разветвители FBT широко используются в пассивных оптических сетях, особенно в сетях, где конфигурация разветвления не превышает 1x4. Однако у разветвителей FBT есть небольшой недостаток – сама конфигурация разветвления. Более подробно, если требуется более четырёх разветвлений, несколько разветвителей FBT можно объединить в конкатенацию, чтобы увеличить количество доступных разветвлений, подобно древовидному разветвителю. При использовании такой конструкции размер корпуса увеличивается из-за нескольких разветвителей FBT, а вносимые потери также увеличиваются с увеличением числа разветвителей. Поэтому, если требуется большое количество разветвлений, небольшой размер корпуса и низкие вносимые потери, рекомендуется выбрать разветвитель PLC вместо разветвителя FBT.

 

Благодаря более современной технологии, PLC-разветвитель (см. рис. 3) представляет собой оптимальное решение для приложений с более крупными конфигурациями разделения. В отличие от технологии изготовления FBT-разветвителей, в процессе производства PLC-оптических разветвителей волноводы изготавливаются методом литографии на подложке из кварцевого стекла, что позволяет распределять заданный процент светового потока. В результате PLC-разветвитель обеспечивает очень точное разделение с минимальными потерями в эффективном корпусе.

 

 

В связи с быстрым развитием сетей FTTx по всему миру возросла потребность в более крупных конфигурациях разделения (1x32, 2x64 и т.д.) в этих сетях для обслуживания массового абонента. Благодаря преимуществам в производительности, которые дают более крупные конфигурации разделения, сплиттер PLC чаще используется в сетях с конфигурацией разделения более 1x4.