إذا قمت بتصميم أو تثبيت شبكة PON، أو نظام توزيع CATV، أو صنبور مراقبة الألياف، فقد استخدمت قارنة توصيل الألياف الضوئية. وإذا اخترت الخطأ - نسبة تقسيم خاطئة، تقنية خاطئة، نافذة طول موجي خاطئة - فقد اكتشفت ذلك بالطريقة الصعبة عندما لم يحصل المشتركون في نهاية السطر على أي إشارة أو لم تكن قراءات OTDR الخاصة بك منطقية.
قارنات الألياف الضوئية هي أجهزة سلبية تعمل على تقسيم الإشارات الضوئية أو دمجها أو إعادة توزيعها. أنها تبدو بسيطة. عملية الاختيار ليست كذلك. يغطي هذا الدليل كيفية الاختلاف الفعلي بين تقنيتي التصنيع الرئيسيتين في الأداء، وكيفية حساب ميزانية الخسارة لنسبة الانقسام المحددة الخاصة بك، وكيفية اختيار قارنة التوصيل المناسبة لـ FTTH، ومراقبة مركز البيانات، والكيبل التلفزيوني، وتطبيقات الاختبار.
ما الذي تفعله قارنة توصيل الألياف الضوئية فعليًا؟
تأخذ قارنة الألياف الضوئية الإشارة الضوئية من واحد أو أكثر من ألياف الإدخال وتوزعها على اثنين أو أكثر من ألياف الإخراج - أو العكس. تبقى الإشارة في المجال البصري طوال الوقت. لا يوجد تحويل كهربائي. لا يوجد مصدر طاقة مطلوب. لهذا السبب يطلق عليهم الأجهزة السلبية.
المصيد: تقسيم الضوء يعني تقسيم الطاقة. في كل مرة تقوم فيها بتقسيم الإشارة، يتلقى كل منفذ إخراج طاقة أقل من الإدخال. يمنح التقسيم المثالي 1×2 50/50 كل مخرج نصف طاقة الإدخال بالضبط - وهو ما يمثل خسارة بحد أدنى 3.0 ديسيبل لكل منفذ إخراج، وذلك من فيزياء تقسيم الطاقة تمامًا. تضيف أجهزة العالم الحقيقي- قدرًا صغيرًا من الخسارة الزائدة بالإضافة إلى هذا الحد الأدنى النظري.
هذه الخسارة تراكمية. تبلغ تكلفة الانقسام 1 × 4 6.0 ديسيبل على الأقل. 1 × 8 يكلف 9.0 ديسيبل. 1 × 32 يكلف 15.0 ديسيبل. إن فهم ذلك هو أساس كل قرار لاختيار قارنة التوصيل - إذا لم تتمكن ميزانية الارتباط الخاصة بك من استيعاب خسارة التقسيم، فلن تتمكن أي قارنة توصيل في العالم من تشغيل الشبكة.
FBT مقابل PLC: التقنيتان المهمتان
هناك طرق متعددة لتصنيع قارنات الألياف الضوئية، ولكن من الناحية العملية، تهيمن تقنيتان: FBT (Fused Biconical Taper) وPLC (Planar Lightwave Circuit).
المقرنات FBT
يتم تصنيع قارنات FBT عن طريق لف اثنين أو أكثر من الألياف العارية معًا، ثم تسخين وتمديد (الدمج والتضييق) الوصلة حتى تصبح نوى الألياف قريبة بدرجة كافية حتى يتمكن الضوء من الاقتران بينها. يتم التحكم في نسبة الانقسام من خلال طول ودرجة الاستدقاق.
نقاط القوة:
- تكلفة أقل لعدد المنافذ المنخفض (1×2، 1×4، 2×2)
- يمكن ضبطها على نسب تقسيم غير متساوية (على سبيل المثال، 10/90، 20/80، 30/70) بسهولة وبتكلفة زهيدة
- أداء جيد ضمن نافذة الطول الموجي الضيقة
- حجم العبوة صغير للانقسامات البسيطة
القيود:
- يتدهور التماثل مع زيادة عدد المنافذ - يتميز 1×8 FBT بتوزيع غير متساوي للطاقة بشكل ملحوظ عبر المخرجات
- الخسارة التابعة للطول الموجي-: يمكن أن يختلف الأداء عند 1310 نانومتر و1550 نانومتر بشكل كبير ما لم يتم تحديده كنافذة- مزدوجة
- يقتصر عمليا على 1 × 32 كحد أقصى، مع ضعف التوحيد بعد 1 × 8
- كل مرحلة مقسمة إضافية عبارة عن وصلة مدمجة منفصلة، مما يزيد من الخسارة الزائدة التراكمية
الأفضل لـ:قارنات التوصيل للمراقبة (90/10، 95/5)، توزيع CATV صغير، قارنات ثنائية الاتجاه 2×2، تقسيمات عددية منخفضة حساسة للتكلفة-منخفضة.
مقسمات PLC
مقسمات PLCاستخدم الطباعة الحجرية لأشباه الموصلات لحفر دوائر الدليل الموجي الضوئي على ركيزة من زجاج السيليكا. يحدث الانقسام على شريحة - فكر فيها على أنها لوحة دائرة ضوئية صغيرة. يتم ربط صفيفات ألياف الإدخال والإخراج بالشريحة.
نقاط القوة:
- توحيد ممتاز عبر جميع منافذ الإخراج - يوفر 1×32 PLC طاقة متطابقة تقريبًا لكل منفذ
- النطاق العريض حسب التصميم: يعمل عبر 1260–1650 نانومتر بدون اختلاف يعتمد على الطول الموجي-
- يتدرج بكفاءة إلى عدد كبير من المنافذ (1×64، 2×64)
- مدمج لنسب الانقسام العالية - 1×32 PLC أكبر بالكاد من 1×4 FBT
- استقرار أفضل على المدى الطويل- وأداء أفضل في درجات الحرارة
القيود:
- تكلفة أعلى من FBT لعدد المنافذ المنخفض (1×2، 1×4)
- أقل مرونة بالنسبة لنسب التقسيم غير المتساوية المخصصة - معظم مجزئات PLC متساوية-مقسمة فقط
- الحد الأدنى لخسارة الإدراج أعلى قليلاً عند 1 × 2 مقارنةً بـ FBT (عادةً 3.8 ديسيبل مقابل . 3.4 ديسيبل)
الأفضل لـ:عمليات نشر GPON/XGS-PON FTTH (1×8، 1×16، 1×32، 1×64)، أي تطبيق يتطلب توزيعًا موحدًا للطاقة، وأنظمة النطاق العريض التي تحمل أطوال موجية متعددة.
المقارنة
| المعلمة | مقرنة FBT | مقسم PLC |
|---|---|---|
| تكنولوجيا | تنصهر الألياف تفتق | الدليل الموجي الحجري على رقاقة السيليكا |
| المنافذ القصوى العملية | 1 × 32 (1 × 8 الأمثل) | 1×64 (أو 2×64) |
| التوحيد (1×8) | ± 1.0-2.0 ديسيبل الاختلاف | ±0.5–0.8 ديسيبل تباين |
| نطاق الطول الموجي | نافذة مفردة أو مزدوجة (1310/1550 نانومتر) | النطاق العريض 1260-1650 نانومتر |
| نسب الانقسام غير المتكافئة | سهلة ورخيصة (10/90، 20/80، إلخ.) | أمر صعب / مخصص |
| درجة حرارة التشغيل | -20 درجة إلى +70 درجة نموذجية | -40 درجة إلى +85 درجة نموذجية |
| التكلفة (1×2) | $ | $$ |
| التكلفة (1×32) | $$$ (FBT المتتالية) | $$ (شريحة واحدة) |
نقطة التقاطع حوالي 1 × 8. أقل من ذلك، عادة ما يكون FBT أرخص. علاوة على ذلك، يفوز PLC من حيث التوحيد والتكلفة.
نسب الانقسام والخسارة: الرياضيات التي تحتاجها
يحتوي كل قارنة توصيل/مقسم على الحد الأدنى النظري لخسارة الإدخال التي تحددها نسبة الانقسام. وهنا الجدول المرجعي:
| نسبة الانقسام | الحد الأدنى للخسارة النظرية | خسارة PLC النموذجية | خسارة FBT النموذجية |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3.0 ديسيبل | 3.2-3.8 ديسيبل | 3.2-3.6 ديسيبل |
| 1×4 | 6.0 ديسيبل | 6.5-7.2 ديسيبل | 6.5-7.5 ديسيبل |
| 1×8 | 9.0 ديسيبل | 9.5-10.5 ديسيبل | 10.0-12.0 ديسيبل |
| 1×16 | 12.0 ديسيبل | 12.5-13.5 ديسيبل | 13.5-16.0 ديسيبل |
| 1×32 | 15.0 ديسيبل | 15.5-17.0 ديسيبل | 17.0-21.0 ديسيبل |
| 1×64 | 18.0 ديسيبل | 18.5-21.0 ديسيبل | غير عملي |
لاحظ كيف تتباعد خسارة FBT عن PLC مع زيادة عدد المنافذ. عند 1×32، يمكن أن تكون قارنة التوصيل FBT أسوأ بمقدار 4-5 ديسيبل من PLC -، وهذا هو الفرق بين وصلة FTTH العاملة والأخرى الميتة.
-مثال عالمي حقيقي: ميزانية رابط GPON FTTH
يتمتع نظام GPON القياسي (ITU-T G.984) بميزانية بصرية قصوى تبلغ 28 ديسيبل بين OLT وONT. إليك كيفية تكديس النشر النموذجي 1 × 32:
| عنصر | خسارة |
|---|---|
| الفاصل PLC (1×32) | 17.0 ديسيبل |
| الألياف المغذية (10 كم × 0.35 ديسيبل/كم) | 3.5 ديسيبل |
| ألياف التوزيع (2 كم × 0.35 ديسيبل/كم) | 0.7 ديسيبل |
| موصلات SC APC(6 أزواج × 0.3 ديسيبل) | 1.8 ديسيبل |
| نقاط الوصل (4 × 0.1 ديسيبل) | 0.4 ديسيبل |
| المجموع | 23.4 ديسيبل |
| الهامش المتبقي | 4.6 ديسيبل |
هذا الهامش البالغ 4.6 ديسيبل يفسر الشيخوخة وتغير درجات الحرارة والتوصيلات المستقبلية. إذا كنت تستخدم قارنة توصيل FBT عند 21 ديسيبل بدلاً من PLC عند 17 ديسيبل، فستكون عند 27.4 ديسيبل - قريبة بشكل خطير من حد 28 ديسيبل بهامش 0.6 ديسيبل فقط. موصل واحد متسخ وأنت خارج.
هذا هو السبب في أن كل مشغل FTTH يستخدم مقسمات PLC لـ 1 × 16 وما فوق. لا تغفر ميزانية الخسارة خسارة FBT الزائدة بنسب تقسيم عالية.
أشكال المقرنة وما تستخدم من أجله
بعيدًا عن نسبة الانقسام والتكنولوجيا، تأتي قارنات التوصيل في تكوينات طوبولوجية مختلفة:
مقرنة Y (1 × 2):أبسط الانقسام. مدخل واحد، مخرجان. يستخدم للتنصت على الإشارة ومسارات التكرار والمراقبة ثنائية الاتجاه. متوفر كـ FBT أو PLC.
مقرنة T (تقسيم غير متساوي):A 1×2 مع توزيع غير متساوٍ عمدًا - 90/10، 80/20، 70/30. دائمًا تقريبًا FBT. يستخدم لمراقبة النقر حيث تريد أخذ عينة من جزء صغير من الإشارة دون تقليل طاقة المسار الرئيسي بشكل كبير.
مقرنة X (2 × 2):مدخلين، مخرجين. يعمل كمقسم ومجمع في وقت واحد. ضروري للاتصال ثنائي الاتجاه عبر ليف واحد ولبناء أجهزة استشعار التداخل. دائما FBT.
المقرنة النجمية (N×N):مدخلات متعددة، مخرجات متعددة مع التوزيع المتساوي. يُستخدم في طبولوجيا LAN القديمة وبعض شبكات الاستشعار. أقل شيوعا اليوم.
مقرنة شجرة (1 × N):مدخل واحد للعديد من المخرجات. تكوين العمود الفقري لمقسمات PLC في FTTH/PON - 1×8, 1×16, 1×32, 1×64.
نصائح التثبيت والاختيار
قم بمطابقة نوع الموصل مع شبكتك.تنتهي معظم مقسمات FTTHموصلات SC APCلخسارة العائد المنخفض. عادةً ما تستخدم صنابير مراقبة مركز البيانات LC UPC. يستخدم التوزيع في الهواء الطلق فواصل ضفيرة (ألياف عارية) لربط الانصهار. حدد الموصل عند وقت الطلب - الحقل-إنهاء جهاز تقسيم PLCأسلاك التوصيل المصنوعةيضيع الوقت ويسبب خسارة إضافية.
لا تقم بتتالي فواصل FBT عندما يمكنك استخدام PLC واحد.لقد رأينا القائمين على التركيب يقومون ببناء تقسيم 1 × 16 من خلال أربع مراحل متتالية من قارنات التوصيل 1 × 2 FBT. يعمل على الورق. من الناحية العملية، فإن الخسارة الزائدة التراكمية من أربع وصلات لصق/موصل بالإضافة إلى أربعة أجهزة FBT منفصلة تحرق خلال ميزانية الارتباط. يقوم مقسم PLC 1 × 16 بنفس الوظيفة في جهاز واحد مع خسارة إجمالية أقل.
اختر تقسيمات غير متساوية لمراقبة الصنابير.إذا كنت تقوم بإدخال صنبور مراقبة دائم في الألياف الحية لمراقبة OTDR أو الطاقة، فاستخدم قارنة التوصيل 95/5 أو 90/10 FBT. يفقد المسار الرئيسي 0.2-0.5 ديسيبل فقط بينما يحصل منفذ الصنبور على إشارة كافية للقياس. لا تستخدم تقسيمًا بنسبة 50/50 للمراقبة - حيث ستقطع طاقة المسار الرئيسي إلى النصف بدون سبب.
التحقق من توافق الطول الموجي.إذا كان نظامك يحمل 1310 نانومتر، و1490 نانومتر، و1550 نانومتر في وقت واحد (نموذجي في GPON مع تراكب الفيديو)، فاستخدم مقسم PLC عريض النطاق، وليس -نافذة FBT واحدة. يمكن أن تظهر قارنات التوصيل FBT ذات النافذة الواحدة- خسارة إضافية بمقدار 1–3 ديسيبل عند الأطوال الموجية خارج نافذة التصميم الخاصة بها.
اختبار بعد التثبيت.قم بقياس فقدان الإدراج في كل منفذ مقسم باستخدام مقياس طاقة بصري تمت معايرته. قارنها بورقة مواصفات الشركة المصنعة. إذا تجاوز أي منفذ المواصفات بأكثر من 0.5 ديسيبل، فتحقق من وجود موصلات متسخة أو توصيلات سيئة قبل إلقاء اللوم على جهاز التقسيم.
الأسئلة المتداولة
ما الفرق بين المقرنة والمقسم والمجمع؟
جميعها مجموعات فرعية من نفس عائلة الأجهزة. يحتوي الخائن على مدخل واحد ومخرجات متعددة (1×N). يحتوي المجمع على مدخلات متعددة ومخرج واحد (N×1) - مطابق فعليًا للمقسم المستخدم في الاتجاه المعاكس. المقرنة هي المصطلح العام الذي يشمل أي تكوين: 1×N، N×1، 2×2، N×N.
هل يمكنني استخدام قارنة التوصيل متعددة الأوضاع على الألياف ذات الوضع الواحد-؟
لا. تم تصميم قارنات الوضع الفردي - والوضع المتعدد لأحجام أساسية مختلفة (9 ميكرومتر مقابل . 50 ميكرومتر). يؤدي استخدام قارنة التوصيل متعددة الأوضاع على الألياف ذات الوضع الواحد- إلى خسارة زائدة للغاية نظرًا لعدم تطابق هندسة الدليل الموجي. قم دائمًا بمطابقة القارنة مع نوع الألياف.
كيف أختار بين FBT وPLC؟
بالنسبة للتقسيمات 1×2 أو 2×2، خاصة مع النسب غير المتساوية، استخدم FBT - فهو أرخص وأداء جيد. بالنسبة إلى 1×8 وما فوق، أو أي تطبيق يتطلب أداء النطاق العريض (متعدد الطول الموجي -PON)، استخدم PLC. تعتبر مزايا التوحيد والخسارة لـ PLC عند عدد المنافذ العالية أمرًا حاسمًا.
أين يمكنني الحصول على مقسمات PLC وقارنات FBT بكميات كبيرة؟
تصنع شركة Evolux Fiberمقسمات الألياف الضوئية PLC(1×2 إلى 1×64، صندوق ABS / ألياف عارية / رف - حامل كاسيت)، قارنات FBT، وموصلات الألياف الضوئيةمع تخصيص OEM واختبار المصنع بنسبة 100%.اتصل بفريقنالتسعير الحجم، ونسب التقسيم المخصصة، والعينات المجانية.
