کوپلر فیبر نوری چیست؟ راهنمای کامل انواع، اصول کاری، پارامترهای کلیدی و نکات انتخاب

کوپلر فیبر نوری وسیله ای غیرفعال است که سیگنال های نوری را بین فیبرها تقسیم می کند، ترکیب می کند یا ضربه می زند. این راهنما پنج نوع اصلی جفت‌کننده، شش پارامتر حیاتی برای بررسی قبل از خرید، تفاوت‌های فناوری ساخت (FBT در مقابل PLC) و توصیه‌های انتخاب واقعی جهان برای برنامه‌های PON، CATV، نظارت و سنجش را پوشش می‌دهد.

اگر شما تازه وارد قطعات اپتیکال غیرفعال هستید، به راحتی می توانید کوپلرها، تقسیم کننده ها و آداپتورها را اشتباه بگیرید. این سه اصطلاح دائماً مطرح می شوند، اما به چیزهای بسیار متفاوتی اشاره می کنند. کوپلر فیبر نوری یک دستگاه نوری غیرفعال است که توان نوری را بین دو یا چند فیبر توزیع می‌کند - می‌تواند یک سیگنال را به چندین سیگنال تقسیم کند، چندین سیگنال را در یک سیگنال ترکیب کند، یا به بخش کوچکی از نور برای نظارت ضربه بزند. الفاسپلیتر فیبر نوریاساساً کاربرد خاصی از یک کوپلر است که بر تقسیم یک ورودی به چند خروجی متمرکز است. الفآداپتور فیبر نوریاز سوی دیگر، فقط یک اتصال مکانیکی است که دو کانکتور را به پایان می‌رساند-به-انتها - و به هیچ وجه هیچ سیگنال نوری را تقسیم یا ترکیب نمی‌کند.

Comparison diagram showing the difference between a fiber optic coupler, splitter, and adapter

این تمایز اهمیت دارد زیرا انتخاب جزء اشتباه یکی از رایج ترین اشتباهات خرید در پروژه های فیبر است. کوپلرها به طور گسترده در شبکه‌های PON، توزیع CATV، معماری‌های LAN، نظارت بر شبکه، سیستم‌های تست و تنظیمات حسگر فیبر استفاده می‌شوند. درک اینکه چگونه آنها کار می کنند و به دنبال چه چیزی باشید، هم در زمان و هم در بودجه شما صرفه جویی می کند.

Fiber optic coupler distributing optical signals between multiple fiber connections

کوپلر فیبر نوری دقیقا چه کاری انجام می دهد؟

یک کوپلر فیبر توان نوری را از یک یا چند فیبر ورودی می گیرد و آن را به یک یا چند فیبر خروجی بر اساس یک نسبت تعریف شده مجددا توزیع می کند. نور را تقویت یا بازسازی نمی کند - آن را به سادگی تقسیم یا ترکیب می کند.

در عمل، کوپلرهای نوری چهار عملکرد اصلی را انجام می دهند: تقسیم سیگنال (تقسیم یک مسیر نوری به دو یا چند مسیر)، ترکیب سیگنال (ادغام چندین مسیر در یک)، ضربه زدن به سیگنال (استخراج درصد کمی از نور برای نظارت بدون قطع شدن مسیر اصلی)، و توزیع توان نوری (تحویل نور به چندین نقطه پایانی در یک شبکه).

درسیستم های FTTH و PONکوپلرها سیگنال های پایین دستی را از OLT به ده ها یا حتی صدها مشترک توزیع می کنند. در توزیع هد CATV، آنها یک منبع واحد را به بسیاری از گره های دریافت کننده ارسال می کنند. در مانیتورینگ شبکه، کوپلرهای ضربه ای 5 تا 10 درصد از توان سیگنال را برای تجزیه و تحلیل می کشند در حالی که 90 تا 95 درصد باقی مانده بدون مزاحمت به کاربر نهایی ادامه می دهد. در محیط‌های آزمایشگاهی - تداخل‌سنج‌ها، سیستم‌های OCT، ژیروسکوپ‌های فیبر - 2×2 کوپلر بلوک‌های ساختمانی استاندارد هستند.

کوپلر فیبر نوری چگونه کار می کند؟

برخلاف یک اتصال دهنده یا اتصال ساده که نور را مستقیماً از خود عبور می دهد، یک کوپلر عمداً انرژی نوری را بین پورت های مختلف هدایت می کند. فیزیک پشت این امر به روش ساخت بستگی دارد، اما مکانیزمی که معمولاً در جفت‌کننده‌های فیبر ذوب شده با آن مواجه می‌شود، کوپلینگ میدان ناپایدار است.

Technical diagram of evanescent field coupling in a fused fiber optic coupler

کوپلینگ میدان پیشرو: مکانیسم هسته

هنگامی که دو فیبر نوری لخت در کنار هم قرار می گیرند، گرم می شوند و در یک فرآیند کنترل شده به هم کشیده می شوند، هسته آنها به اندازه ای نزدیک می شود که میدان های نوری آنها همپوشانی دارند. در این منطقه جفت مخروطی، فوتون‌ها دیگر به طور کامل به یک هسته محدود نمی‌شوند. مقداری از انرژی نوری از طریق میدان ناپایدار همپوشانی به هسته فیبر مجاور "نشت" می کند.

با کنترل دقیق طول ناحیه کوپلینگ و درجه باریک شدن، سازندگان تعیین می کنند که چند درصد نور از یک فیبر به فیبر دیگر منتقل می شود. یک منطقه کوپلینگ طولانی تر معمولاً قدرت بیشتری را به فیبر دوم منتقل می کند. به این صورت است که نسبت‌های تقسیم مختلف - 50:50، 70:30، 90:10، و غیره - در کوپلرهای مخروطی دو مخروطی ذوب شده (FBT) به دست می‌آیند.

در تجربه ما از کار با دستگاه های FBT، نسبت کوپلینگ نیز تا حدودی به طول موج- حساس است. کوپلری که برای تقسیم دقیق 50:50 در 1310 نانومتر تنظیم شده است، بسته به طراحی ممکن است نسبتی نزدیک به 45:55 در 1550 نانومتر نشان دهد. به همین دلیل است که همیشه باید قبل از سفارش بررسی کنید که آیا کوپلر برای عملکرد یک پنجره‌ای-یا دو پنجره‌ای{10}} رتبه‌بندی شده است.

چرا هر کوپلی ضرر را معرفی می کند؟

هنگامی که یک سیگنال نوری را تقسیم می کنید، هر مسیر خروجی انرژی کمتری نسبت به ورودی اصلی دارد. این یک نقص نیست - فیزیک اساسی تقسیم قدرت است. یک تقسیم کامل 1×2 50:50 دقیقاً 3.0 دسی بل به دست می‌آیداز دست دادن درجدر هر پورت صرفاً از تقسیم توان به نصف. در عمل، دستگاه‌های واقعی 0.1 تا 0.5 دسی‌بل تلفات اضافی را به بیش از حداقل نظری اضافه می‌کنند که دلیل آن نقص‌های ساخت، تراز فیبر و پراکندگی در ناحیه کوپلینگ است.

این برای محاسبات بودجه پیوند مهم است. در یک شبکه PON با چندین مرحله تقسیم، هر مرحله کوپلر هم تلفات تقسیم و هم تلفات اضافی را اضافه می کند. اگر این را دقیقاً در نظر نگیرید، توان نوری در انتهای مشترک ممکن است کمتر از آستانه حساسیت گیرنده باشد و در نتیجه خطاهای بیتی یا شکست پیوند ایجاد شود.

انواع کوپلرهای فیبر نوری

کوپل ها را می توان بر اساس پیکربندی و عملکرد پورت آنها طبقه بندی کرد. در زیر پنج نوع اصلی که با آنها روبرو خواهید شد، همراه با زمان استفاده از هر کدام آورده شده است.

Infographic showing Y coupler, T coupler, 2x2 coupler, star coupler, and tree coupler

کوپلر Y: تقسیم استاندارد 1×2

کوپلر Y ساده ترین و رایج ترین شکل است. یک ورودی می گیرد و آن را به دو خروجی تقسیم می کند، شبیه به شکل حرف Y. اکثر جفت کننده های استاندارد Y نسبت تقسیم 50:50 را ارائه می دهند که{4}}آنها را برای توزیع اولیه سیگنال و تقسیم توان ساده انتخاب می کنند. آنها در هر دو نسخه تک-حالت و چند حالته موجود هستند، و شما آنها را در همه موارد، از تنظیمات تست دسکتاپ گرفته تا پانل های توزیع میدانی{7}} خواهید یافت.

تلفات درج معمولی برای یک کوپلر 1×2 Y با کیفیت خوب در تقسیم 50:50: تقریباً 3.2 تا 3.5 دسی بل در هر پورت (3.0 دسی بل تلفات تئوری به اضافه 0.2 تا 0.5 دسی بل تلفات اضافی).

T Coupler: تقسیم نابرابر برای برنامه های Tap

کوپلر AT از نظر عملکردی شبیه یک کوپلر Y است اما با نسبت تقسیم نامتقارن - معمولاً 90:10، 80:20 یا 70:30 طراحی شده است. مورد استفاده اولیه ضربه زدن به سیگنال است: شما بخش کوچکی از توان نوری را برای نظارت یا اندازه گیری استخراج می کنید در حالی که اکثر سیگنال را در مسیر اصلی انتقال نگه می دارید.

به عنوان مثال، در یک سناریوی نظارت بر شبکه زنده، یک جفت کننده 90:10 T 90٪ سیگنال را به کاربر پایین دستی ارسال می کند و 10٪ را به یک پورت نظارت ضربه می زند. از دست دادن درج در پورت اصلی (90%) حدود 0.6-0.8 دسی بل خواهد بود، در حالی که پورت شیر (10%) حدود 10.5-11.0 دسی بل را می بیند. این قابل قبول است زیرا دستگاه نظارت معمولاً برای انجام اندازه‌گیری‌ها تنها به مقدار کمی انرژی نیاز دارد.

کوپلر 2×2 (X Coupler): تقسیم و ترکیب

یک کوپلر 2×2 دارای دو درگاه ورودی و دو درگاه خروجی است که آن را به همه کاره ترین نوع کوپلر استاندارد تبدیل می کند. بر خلاف یک 1×2 ساده، هم می تواند سیگنال ها را در یک دستگاه تقسیم کند و هم ترکیب کند، به همین دلیل است که گاهی اوقات به آن کوپلر X یا کوپلر جهت می گویند.

در عمل، جفت‌کننده‌های 2×2 در سیستم‌های حسگر تداخل‌سنجی، پیوندهای ارتباطی دوطرفه، و ابزارهای آزمایش نوری که نور از دو منبع مجزا باید ترکیب شود یا سیگنال‌ها باید به‌طور هم‌زمان تقسیم و جفت شوند، ضروری هستند. بسیاری از پیکربندی‌های تداخل‌سنج ماخ-Zhender و Michelson به جفت‌کننده‌های 2×2 به‌عنوان عنصر جداکننده پرتو مرکزی آنها وابسته هستند.

مشخصات استاندارد برای یک کوپلر 2×2 با کیفیت: افت ورودی 3.2-3.8 دسی بل در هر مسیر در تقسیم 50:50، جهت دهی بهتر از 55 دسی بل، و افت برگشتی بیشتر از 55 دسی بل برایفیبر یک حالت-نسخه ها

کوپلر ستاره: توزیع یکنواخت چند پورت

یک کوپلر ستاره برای پیکربندی‌های N×N یا N×M طراحی شده است که هدف آن توزیع یکنواخت توان نوری در بین بسیاری از پورت‌ها است. در معماری‌های LAN قدیمی‌تر و برخی از اویونیک‌ها یا شبکه‌های فیبر نظامی، کوپلرهای ستاره راه ساده‌ای برای اتصال چندین گره بدون تجهیزات سوئیچینگ فعال ارائه کردند.

چالش با جفت‌کننده‌های ستاره این است که مقیاس‌های تلفات درج با تعداد پورت انجام می‌شود. یک کوپلر 8×8 ستاره حداقل 9.0 دسی بل تلفات تقسیم در هر پورت (از تقسیم بر 8) به اضافه تلفات اضافی ایجاد می کند. این استفاده عملی را به سیستم‌هایی محدود می‌کند که در آن بودجه پیوند می‌تواند تضعیف قابل توجهی را تحمل کند، یا جایی که تعداد گره‌ها به اندازه‌ای کم است که تلفات کل را قابل کنترل نگه دارد.

کوپلر درختی: آبشاری یک-به-توزیع چندگانه

یک کوپلر درختی از توپولوژی انشعاب پیروی می کند: یک پورت ورودی به تدریج به 4، 8، 16، 32 یا حتی 64 پورت خروجی در مراحل تقسیم می شود. این معماری پشت سر استاسپلیترهای PLCدر اکثر استقرارهای مدرن FTTH و GPON استفاده می شود.

یک جفت درخت 1×8 دارای حداقل تلفات تقسیم نظری 9.0 دسی بل است. 1×16 حداقل 12.0 دسی بل اضافه می کند. و 1×32 15.0 دسی بل را معرفی می کند. با در نظر گرفتن تلفات اضافی، مقادیر تلفات درج واقعی جهانی معمولاً 10.0-10.8 دسی بل برای 1×8، 13.0-13.8 دسی بل برای 1×16 و 16.0-17.5 دسی بل برای 1×32 است.ITU-T G.671دستورالعمل های عملکرد برای اجزای نوری غیرفعال

نکته ای در مورد طبقه بندی: ساختار در مقابل فناوری در مقابل تابع طول موج

یک منبع رایج سردرگمی: Y، T، 2×2، ستاره و درخت پیکربندی و عملکرد پورت کوپلر را توصیف می کنند. FBT و PLC فناوری ساخت مورد استفاده برای ساخت آن جفت را توصیف می کنند.WDMجفت‌کننده‌ها بر اساس طول موجشان دسته‌بندی می‌شوند-تابع انتخابی - آنها طول‌موج‌های مختلف را جدا یا ترکیب می‌کنند نه اینکه یک طول موج را تقسیم کنند.

اینها سه محور طبقه بندی مجزا هستند. یک کوپلر 1×2 را می توان با استفاده از فناوری FBT یا PLC ساخت. یک کوپلر WDM ممکن است از نظر فیزیکی یک دستگاه 2×2 باشد. درک این موضوع شما را از مقایسه سیب با پرتقال در هنگام تعیین اجزاء جلوگیری می کند.

فناوری ساخت: FBT در مقابل PLC در مقابل میکرو{2}}اپتیک

روش تولید مستقیماً بر ثبات عملکرد، اندازه، قابلیت شمارش تقسیم و هزینه تأثیر می گذارد. در اینجا چیزی است که باید در مورد هر رویکرد بدانید.

Comparison of FBT and PLC fiber optic coupler manufacturing technologies

مخروطی دو مخروطی ذوب شده (FBT)

FBT شناخته شده ترین فناوری کوپلر است. دو یا چند فیبر جدا می شوند، به هم می پیچند، با شعله یا بخاری برقی گرم می شوند و تا زمانی که ناحیه جفت تشکیل شود، کشیده می شوند. این فرآیند به خوبی-درک شده، نسبتاً ارزان است و برای پیکربندی‌های 1×2 و 2×2 بسیار خوب کار می‌کند.

جایی که FBT محدودیت‌های خود را نشان می‌دهد در تعداد تقسیم‌بندی بالاتر است. ساخت یک اسپلیتر 1×8 FBT نیاز به چند مرحله آبشاری 1×2 دارد که تلفات اضافی را جمع می‌کند و کنترل یکنواختی را سخت‌تر می‌کند. برای نسبت های تقسیم بالای 1×4، یکنواختی خروجی دستگاه های FBT در مقایسه با جایگزین های PLC کاهش می یابد. جفت‌کننده‌های FBT همچنین به طول موج{9}}حساسیت بیشتری دارند، بنابراین عملکرد پنجره دوگانه (1310/1550 نانومتر) نیاز به مشخصات دقیق دارد.

بهترین گزینه برای: جفت‌کننده‌های 1×2 و 2×2، برنامه‌های کاربردی ضربه‌ای، راه‌اندازی‌های حساس{4}}هزینه با تعداد تقسیم‌بندی کم تا متوسط.

مدار موج نور مسطح (PLC)

جداکننده‌های PLC با استفاده از تکنیک‌های لیتوگرافی نیمه‌رسانا بر روی بستر سیلیسی-روی-سیلیکونی ساخته می‌شوند. الگوی موجبر بر روی تراشه حک شده است و به تولیدکنندگان کنترل بسیار دقیقی بر هندسه تقسیم می دهد.

نتیجه یکنواختی خروجی برتر در همه پورت‌ها، عملکرد ثابت در محدوده طول موج گسترده (معمولاً 1260 تا 1650 نانومتر) و مقیاس‌پذیری عالی تا 1×64 یا حتی 1×128 در یک بسته فشرده است. مبادله-هزینه واحد بالاتر در مقایسه با FBT در تعداد کم تقسیم است. با این حال، برایاسپلیترهای PLC در بسته بندی ABSدر 1×8 و بالاتر، هزینه هر پورت اغلب با راه حل های FBT آبشاری رقابتی یا حتی کمتر از آن می شود.

با توجه بهTelcordia GR-1209-COREو GR-1221-CORE، که استانداردهای قابلیت اطمینان اولیه برای اجزای نوری غیرفعال هستند، دستگاه‌های PLC معمولاً پایداری طولانی‌مدت بهتری را تحت چرخه دما و تست استرس محیطی نشان می‌دهند. این یکی از دلایلی است که اکثر اپراتورهای مخابراتی بزرگ فناوری PLC را برای استقرار GPON و XGS-PON خود مشخص می کنند.

بهترین گزینه برای: FTTH/PON با تعداد تقسیم بالا، استقرارهایی که نیاز به یکنواختی قوی، محدوده طول موج عملیاتی وسیع، و قابلیت اطمینان محیطی طولانی مدت دارند.

میکرو{0}اپتیک

کوپلرهای میکرو{0}نوری از اجزای مجزای مینیاتوری - لنزها، منشورها،-فیلترهای نازک-فیلم و آینه‌ها - نصب شده در محفظه کوچکی برای هدایت نور بین فیبرها استفاده می‌کنند. این به طراحان بیشترین انعطاف را در ایجاد مسیرهای نوری سفارشی، فیلتر طول موج و کنترل پلاریزاسیون می دهد.

این دستگاه‌ها معمولاً در برنامه‌های تخصصی مانند جفت‌کننده‌های WDM، ماژول‌های{0}}شیر ایزوله بالا، و ابزار دقیق آزمایشگاهی یافت می‌شوند. به دلیل هزینه بالاتر و فرآیند مونتاژ پیچیده‌تر، معمولاً در{2}}شبکه دسترسی با حجم بالا استفاده نمی‌شوند.

مقایسه سریع: FBT در مقابل PLC

پارامتر	FBT	PLC
تعداد تقسیم معمولی	1×2 تا 1×4 (عملی)	1×2 تا 1×64 (یا بالاتر)
یکنواختی خروجی (1×8)	± 1.0-1.5 دسی بل	± 0.5-0.8 دسی بل
طول موج عملیاتی	معمولا یک پنجره یا دو پنجره	پهنای باند 1260-1650 نانومتر
ضرر اضافی (1×8)	1.0-2.0 دسی بل معمولی	0.6-1.2 دسی بل معمولی
هزینه واحد (تقسیم کم)	پایین تر	بالاتر
هزینه واحد (تقسیم بالا)	بالاتر (مراحل آبشاری)	رقابتی یا پایین تر
پایداری دما	خوب	بهتر است
اندازه در تعداد پورت بالا	بزرگتر	فشرده

شش پارامتر حیاتی که قبل از انتخاب کوپلور باید بررسی شود

انتخاب یک کوپلر فیبر بر اساس تعداد پورت و قیمت به تنهایی دستور العملی برای مشکلات میدانی است. در اینجا شش ویژگی وجود دارد که در واقع تعیین می کند که آیا یک کوپلر در سیستم شما کار می کند یا خیر.

Infographic showing key fiber optic coupler parameters such as insertion loss, split ratio, and return loss

1. از دست دادن درج

از دست دادن درجمجموع تلفات توان نوری است که بین پورت ورودی و یک پورت خروجی خاص اندازه گیری می شود. هم شامل تلفات ذاتی تقسیم می شود (که اجتناب ناپذیر است - فیزیک حکم می کند که توان تقسیم به ازای-خروجی پورت کاهش می یابد) و تلفات اضافی وارد شده توسط دستگاه.

برای برنامه ریزی بودجه پیوند، از دست دادن درج عددی است که بیشترین اهمیت را دارد. برای مرجع، در اینجا مقادیر تلفات درج معمولی برای پیکربندی‌های رایج آمده است:

Chart showing insertion loss increase as fiber optic splitter ratio grows from 1x2 to 1x64

پیکربندی تقسیم	ضرر تقسیم نظری	از دست دادن کل درج معمولی (PLC)
1×2	3.0 دسی بل	3.2-3.8 دسی بل
1×4	6.0 دسی بل	6.5-7.5 دسی بل
1×8	9.0 دسی بل	10.0-10.8 دسی بل
1×16	12.0 دسی بل	13.0-13.8 دسی بل
1×32	15.0 دسی بل	16.0-17.5 دسی بل
1×64	18.0 دسی بل	19.0-21.0 دسی بل

اگر یک تامین کننده ارقام ضرر درج را به طور قابل توجهی بهتر از این محدوده ها نقل می کند، داده های آزمایش را بخواهید. اعدادی که روی کاغذ خیلی خوب به نظر می‌رسند، اغلب از نمونه‌های انتخاب شده{1} گیلاس به‌جای میانگین تولید می‌آیند.

2. ضرر بیش از حد

تلفات اضافی فقط ضرر اضافی فراتر از حداقل تقسیم نظری را جدا می کند. با مقایسه کل توان ورودی با مجموع تمام توان های خروجی محاسبه می شود. در یک تقسیم‌کننده PLC 1×8 خوب، تلفات اضافی معمولاً 0.6-1.2 دسی‌بل است. در FBT{8}}بر اساس 1×8، ممکن است 1.0-2.0 dB یا بالاتر باشد زیرا ناکارآمدی های مرحله آبشاری است.

ضرر بیش از حد یک شاخص کیفیت مفید است. اگر دو فروشنده نسبت تقسیم یکسانی را ارائه دهند، اما یکی از آنها زیان اضافی بیشتری را نشان دهد، این معمولاً به کیفیت تولید پایین‌تر یا فرآیندهای تولید قدیمی‌تر اشاره دارد.

3. نسبت تقسیم (نسبت کوپلینگ)

نسبت تقسیم به شما می گوید که چگونه توان نوری بین پورت های خروجی تقسیم می شود. نسبت های رایج شامل 50:50 برای توزیع برابر، 90:10 یا 80:20 برای نظارت بر شیرها، و 70:30 برای مسیریابی تخصصی است.

یکی از جزئیاتی که بسیاری از خریداران نادیده می گیرند: نسبت تقسیم اعلام شده در یک طول موج خاص مشخص می شود. یک کوپلر با نرخ 50:50 در 1310 نانومتر ممکن است در واقع 48:52 یا 45:55 را در 1550 نانومتر ارائه دهد، مخصوصاً برای دستگاه های FBT. اگر سیستم شما دارای طول موج دوگانه است، مطمئن شوید که مشخصات نسبت هر دو پنجره را پوشش می دهد.

4. از دست دادن بازگشت و هدایت

تلفات برگشتی میزان بازتاب نور به سمت منبع را اندازه می‌گیرد. جهت‌پذیری اندازه‌گیری می‌کند که کوپلر چقدر از نشت نور به درگاه ورودی اشتباه جلوگیری می‌کند. در اکثر کوپلرهای مخابراتی استاندارد، تلفات برگشتی بزرگتر یا مساوی 55 دسی بل و جهت دهی برای دستگاه های تک حالته بزرگتر یا مساوی 55 دسی بل است.

این پارامترها در سیستم های دو جهته، تنظیمات تشخیص منسجم و ابزارهای اندازه گیری دقیق حیاتی می شوند. از دست دادن بازگشت ضعیف باعث ناپایداری منبع (به ویژه در لیزرهای DFB) می شود و جهت دهی ضعیف باعث ایجاد تداخل می شود. برای کاربردهای درجه آزمایشگاهی، به دنبال تلفات برگشتی بیشتر از یا مساوی 60 دسی بل باشید.

5. از دست دادن وابسته به قطبش (PDL)

PDL تغییر در تلفات درج را با تغییر حالت پلاریزاسیون نور ورودی کمیت می کند. در کوپلرهای شبکه دسترسی استاندارد، PDL معمولاً 0.1-0.3 دسی بل است و به ندرت باعث ایجاد مشکلات قابل توجه می شود. با این حال، در سیستم‌های نوری منسجم، سنجش فیبر (به‌ویژه بازپرس‌کننده‌های گریتینگ فیبر براگ و سنجش توزیع‌شده)، و تنظیمات اندازه‌گیری دقیق، PDL باید کمتر از 0.1 دسی‌بل نگه داشته شود تا از عدم قطعیت اندازه‌گیری جلوگیری شود.

اگر در حال ساختن یک سیستم حسگر هستید یا با ابزارهای حساس قطبش{0}}کار می‌کنید، PDL باید در فهرست چک مشخصات شما باشد - به عنوان یک فکر بعدی تلقی نمی‌شود.

6. طول موج و پهنای باند عملیاتی

کوپلر طراحی شده برای عملیات 1310 نانومتر لزوماً در 1550 نانومتر به درستی عمل نمی کند و بالعکس. جفت‌کننده‌های باند پهن (معمولاً برای 1260 تا 1650 نانومتر رتبه‌بندی می‌شوند) تمام پنجره مخابراتی یک حالت-را پوشش می‌دهند، اما ممکن است تلفات اضافی کمی نسبت به دستگاه‌های یک پنجره-بهینه‌شده برای یک طول موج داشته باشند.

برای سیستم‌های PON که هم 1310 نانومتر بالادست و هم 1490/1550 نانومتر در پایین دست حمل می‌کنند، به یک کوپلر برای باند عملیاتی کامل نیاز دارید. برای پیوندهای ساده-به-نقطه‌ای در یک طول موج، یک جفت پنجره واحد ممکن است عملکرد کمی بهتر و هزینه کمتر ارائه دهد.

نحوه انتخاب کوپلر فیبر نوری بر اساس برنامه

Application scenarios of fiber optic couplers in FTTH, CATV, network monitoring, and sensing systems

استقرار FTTH و PON

در FTTH و GPON/XGS{0}}PON، الزامات غالب عبارتند از قابلیت تعداد تقسیم بالا (1×16، 1×32، یا 1×64)، یکنواختی خروجی قوی در همه پورت‌ها، عملکرد پهنای باند که 1260-1650 نانومتر را پوشش می‌دهد، و عملکرد قابل اعتماد در محدوده دمایی وسیع (معمولاً برای {{0} درجه} یا بیش از 4} درجه).

فناوری PLC در اینجا انتخاب واضحی است. ترکیبی از خروجی یکنواخت، محدوده طول موج گسترده و ضریب فرم فشرده برای تعداد زیاد تقسیم‌بندی، PLC را به استانداردی در تقریباً تمام استقرارهای مدرن PON تبدیل می‌کند. اکثر اپراتورها مشخص می کنندجعبه LGX-یاجداکننده های PLC بسته بندی شده کاستبرای نصب‌های رک-وجعبه های توزیع فیبربا-شکاف‌های داخلی برای سناریوهای نصب تیرک یا دیوار{1} در فضای باز.

توزیع CATV

شبکه های توزیع نوری CATV نیازمند تلفات درج کم (زیرا سیگنال از چندین مرحله تقسیم بین هدند و مشترک عبور می کند)، عملکرد خوب در 1550 نانومتر (طول موج استاندارد CATV پایین دست) و معماری توزیع مقیاس پذیر است.

در CATV، حتی 0.5 دسی بل تلفات اضافی در یک نقطه تقسیم می‌تواند باعث تنزل نسبت-به-نویز در انتهای مشترک شود. این باعث می‌شود که ضرر اضافی برای مقایسه بین فروشندگان یک ویژگی مهم باشد. برای توزیع ستون فقرات، تقسیم‌کننده‌های PLC با رتبه‌بندی پهنای باند ترجیح داده می‌شوند. برای نقاط ضربه‌ای محلی با تنها 2 تا 4 خروجی، جفت‌کننده‌های FBT مقرون به صرفه هستند.

تست و مانیتورینگ شبکه

برای نظارت زنده شبکه، هدف استخراج توان نوری کافی برای اندازه‌گیری بدون تأثیر معنادار بر پیوند سرویس است. یک جفت کننده 90:10 یا 95:5 T راه حل استاندارد است - مسیر اصلی تنها 0.5-0.7 دسی بل از ضربه را مشاهده می کند، که در حاشیه اکثر بودجه های پیوند است.

هنگام انتخاب یک کوپلر شیر برای نظارت، به اتلاف جهت و برگشت توجه کنید. در پیوندهای PON دو طرفه، جهت دهی ضعیف در ماژول شیر می تواند باعث ایجاد تداخل بین سیگنال های بالادستی و پایین دستی شود. همچنین بررسی کنید که کوپلر شیر استنوع رابطمطابق با تجهیزات نظارتی شما - SC/APC وکانکتورهای LCرایج ترین در تنظیمات تست مدرن هستند.

آزمایشگاه، سنجش و سیستم های نوری دقیق

در محیط‌های آزمایشگاهی - تداخل‌سنج‌ها، سیستم‌های OCT، ژیروسکوپ‌های فیبر، حسگر فیبر توزیع‌شده - الزامات فراتر از تقسیم ساده است. مهندسان معمولاً به عملکرد 2×2، پهنای باند یا طول موج-عملکرد مسطح، تلفات اضافی کم (زیر 0.5 دسی بل)، جهت دهی بالا (بیشتر یا مساوی 60 دسی بل) و PDL پایین (زیر 0.1 دسی بل) نیاز دارند.

برای این کاربردها، کوپلر فقط یک تقسیم کننده توان نیست - بلکه یک عنصر نوری یکپارچه است که مستقیماً بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. صرف هزینه بیشتر برای یک جفت کننده درجه دقیق-در اینجا تقریباً همیشه قابل توجیه است، زیرا هزینه کوپلر در مقایسه با هزینه نتایج اندازه گیری غیرقابل اعتماد، ناچیز است.

اشتباهات رایج در انتخاب

نادیده گرفتن سازگاری طول موجاین تنها رایج ترین اشتباهی است که می بینیم. یک خریدار یک کوپلر را بر اساس نسبت تقسیم و قیمت انتخاب می‌کند، فقط در میدان می‌بیند که برای عملکرد یک پنجره 1310 نانومتری در حالی که سیستم در 1550 نانومتر کار می‌کند، طراحی شده است. نتیجه: نسبت تقسیم تغییر می‌کند، تلفات درج افزایش می‌یابد، و پیوند از کار می‌افتد یا بدون حاشیه کار می‌کند. همیشه پنجره طول موج عملیاتی را بررسی کنید.

بررسی نسبت تقسیم اما نه از دست دادن درج.یک جفت کننده با برچسب "50:50" تقسیم توان را به شما می گوید، اما توان واقعی قابل استفاده به تلفات درج بستگی دارد. دو کوپلر 50:50 از فروشندگان مختلف می توانند مقادیر تلفات درج را داشته باشند که 1 دسی بل یا بیشتر متفاوت است، که به معنی تفاوت قابل توجهی در حاشیه سیستم است.

کوپلرها، اسپلیترها و آداپتورهای گیج کننده.این منجر به سفارش کالای اشتباه به طور کامل می شود. الفآداپتور فیبر نوریسیگنال شما را تقسیم نمی کند. یک کوپلر به سادگی دو انتهای رابط را به هم وصل نمی کند. مطمئن شوید که دسته مولفه با عملکرد مورد نیاز شما مطابقت دارد.

نادیده گرفتن الزامات اتصال و بسته بندی.یک جفت دم خوک فیبر برهنه روی نیمکت آزمایشگاه خوب کار می کند اما برای یک میدان- مستقر شده نامناسب استبسته شدن اسپلایسیا کابینه توزیع تایید کنید کهنوع رابط، ضریب فرم بسته، محدوده دمای عملیاتی و رتبه بندی حفاظت از محیط زیست با محیط استقرار شما مطابقت دارد. جفت‌کننده‌ای که برای استفاده داخلی در دمای 0 تا 50 درجه درجه‌بندی شده است، در کابینت هوایی در فضای باز که زمستان‌های 30- درجه را می‌بیند، زنده نمی‌ماند.

ترکیب اجزای تک حالت-و چند حالته. فیبر تک حالته-دارای قطر هسته تقریباً 9 میکرومتر است، در حالی کهفیبر چند حالتههسته ها بین 50 تا 62.5 میکرومتر هستند. عدم تطابق فیلد حالت آنها را اساساً در یک کوپلر ناسازگار می کند. استفاده از کوپلر تک حالته در فیبر چند حالته (یا بالعکس) باعث تلفات شدید اضافی و عملکرد غیرقابل پیش بینی می شود. همیشه نوع فیبر کوپلر را با نوع فیبر شبکه خود مطابقت دهید.

سوالات متداول

تفاوت بین کوپلر 1×2 و کوپلر 2×2 چیست؟

یک کوپلر 1×2 یک ورودی و دو خروجی دارد - نور را در یک جهت تقسیم می کند. یک کوپلر 2×2 دارای دو ورودی و دو خروجی است که به آن امکان می دهد سیگنال های نوری را هم تقسیم و هم ترکیب کند. این امر باعث می‌شود جفت‌کننده‌های 2×2 برای سیستم‌های تداخل سنجی، پیوندهای دوطرفه و کاربردهایی که توان نوری باید بین دو مسیر به طور همزمان توزیع شود، ضروری است. اگر فقط به تقسیم ساده از یک به

چه زمانی باید FBT را نسبت به PLC انتخاب کنم و بالعکس؟

هنگامی که به کوپلرهای 1×2 یا 2×2 نیاز دارید، زمانی که هزینه یک نگرانی اصلی است، و زمانی که با تعداد تقسیم کم (تا 1×4) کار می کنید، FBT را انتخاب کنید. زمانی که به تعداد تقسیم بالا (1×8 و بالاتر)، یکنواختی خروجی قوی، پوشش طول موج پهن باند، یا هنگام استقرار در محیط‌هایی که نیازمند پایداری طولانی مدت هستند، نیاز دارید، PLC را انتخاب کنید. برای اکثر پروژه های FTTH و PON، PLC به استاندارد واقعی تبدیل شده است.

چرا قدرت نوری پس از تقسیم بسیار کاهش می یابد؟

از آنجایی که یک جفت توان نوری موجود را - تقسیم می‌کند، فوتون‌های جدیدی ایجاد نمی‌کند. هنگامی که یک سیگنال را به دو مسیر مساوی تقسیم می کنید، هر مسیر نیمی از توان را دریافت می کند که مربوط به کاهش 3.0 دسی بل است. به چهار مسیر تقسیم می شود و هر کدام 6.0 دسی بل کاهش می یابد. به 32 مسیر تقسیم می شود و هر پورت 15.0 دسی بل زیر ورودی است. علاوه بر این حداقل نظری، هر دستگاه واقعی مقداری ضرر اضافی ناشی از عیوب ساخت را اضافه می کند. به همین دلیل است که محاسبه بودجه پیوند قبل از انتخاب نسبت تقسیم ضروری است.

آیا می توانم از کوپلر تک حالته-با فیبر چند حالته استفاده کنم؟

خیر. تفاوت اندازه هسته بینحالت تک-فیبر (9 میکرومتر) و چند حالته (50 یا 62.5 میکرومتر) به این معنی است که مکانیسم جفت آنطور که طراحی شده است کار نخواهد کرد. نور در نقاط عدم تطابق فیلد حالت از بین می رود، نسبت تقسیم غیرقابل پیش بینی خواهد بود و تلفات کل بسیار بیشتر از مقدار مشخص شده خواهد بود. همیشه نوع کوپلر را با زیرساخت فیبر خود مطابقت دهید.

چه استانداردهایی برای کوپلرهای فیبر نوری اعمال می شود؟

رایج ترین استانداردهای ارجاع شده عبارتند ازIEC 61753(استاندارد عملکرد برای قطعات نوری غیرفعال در سیستم های فیبر نوری)، IEC 61755 (رابط های نوری رابط فیبر نوری)، Telcordia GR-1209-CORE (الزامات عمومی برای قطعات نوری غیرفعال)، و Telcordia GR-1221-CORE (تضمین قابلیت اطمینان برای قطعات نوری غیرفعال). مخصوص کوپلرهای WDM،ITU-T G.671ویژگی های انتقال اجزا و زیرسیستم های نوری را پوشش می دهد. هنگام ارزیابی فروشندگان، بپرسید که آیا محصولات آنها با این استانداردها آزمایش شده است یا خیر.

نتیجه گیری

Flowchart for choosing the right fiber optic coupler based on application and technical requirements

جفت کننده فیبر نوری یک جزء غیرفعال هسته ای در هر شبکه نوری است - نه یک وسیله جانبی متاخر. فرقی نمی‌کند سیگنال‌های GPON را بین 64 مشترک توزیع کنید، روی 5 درصد از یک پیوند زنده برای نظارت ضربه بزنید، سیگنال‌ها را در یک تداخل سنج آزمایشگاهی ترکیب کنید، یا قدرت مسیریابی در درخت توزیع CATV، کوپلری که انتخاب می‌کنید مستقیماً بر عملکرد، حاشیه و قابلیت اطمینان سیستم شما تأثیر می‌گذارد.

موثرترین رویکرد انتخاب ساده است: با تعریف الزامات برنامه خود شروع کنید، سپس پیکربندی و عملکرد پورت مورد نیاز خود را انتخاب کنید (Y، T، 2×2، درخت یا ستاره)، فناوری ساخت مناسب را انتخاب کنید (FBT برای سادگی و هزینه کم در تقسیم‌های کوچک، PLC برای یکنواختی و مقیاس‌پذیری در تقسیم‌های زیاد)، و در نهایت تأیید کنید که پارازترهای شش گانه، از دست رفته، شش عدد نسبت، از دست دادن بازگشت، جهت، PDL، و طول موج عملیاتی - همه با مشخصات سیستم شما مطابقت دارند. این کار را انجام دهید و انتخاب کوپلر به جای یک بازی حدس زدن، به یک تصمیم مهندسی تبدیل می شود.

اگر سؤال خاصی در مورد انتخاب اسپلیتر یا کوپلر مناسب برای پروژه خود دارید، در صورت تمایل به آن پاسخ دهیدبا تیم مهندسی ما تماس بگیریدبرای راهنمایی فنی