مقاله جامع در مورد اسپلیتر نوری

مقدمه

در توپولوژی های شبکه های نوری امروزی، ظهور اسپلیتر فیبر نوری به کاربران کمک می کند تا عملکرد مدارهای شبکه نوری را به حداکثر برسانند. اسپلیتر فیبر نوری که به‌عنوان تقسیم‌کننده نوری یا تقسیم‌کننده پرتو نیز شناخته می‌شود، یک دستگاه توزیع نوری است که می‌تواند یک پرتو نور را به دو یا چند پرتو نور تقسیم کند یا بالعکس و حاوی چندین ورودی و خروجی باشد. اسپلیتر نوری نقش مهمی در شبکه‌های نوری غیرفعال (مانند EPON، GPON، BPON، FTTX، FTTH، و…) با اجازه دادن به یک رابط PON برای اشتراک‌گذاری بین بسیاری از مشترکین ایفا کرده است.

تقسیم کننده (اسپلیتر)نوری چگونه کار می کند؟

به طور کلی، هنگامی که سیگنال نور در یک فیبر یک حالته منتقل می شود، انرژی نور نمی تواند به طور کامل در هسته فیبر متمرکز شود. مقدار کمی انرژی از طریق روکش فیبر پخش می شود. یعنی اگر دو فیبر به اندازه کافی به هم نزدیک باشند، نور عبوری در یک فیبر نوری می تواند وارد فیبر نوری دیگری شود. بنابراین، تکنیک تخصیص مجدد سیگنال نوری را می‌توان در فیبرهای متعدد به دست آورد، که به این ترتیب تقسیم‌کننده فیبر به وجود می‌آید.

به طور خاص، تقسیم‌کننده نوری غیرفعال می‌تواند یک پرتو نور فرودی را با نسبت معینی به چندین پرتو نور تقسیم یا جدا کند. پیکربندی تقسیم 1×4 که در زیر ارائه شده است ساختار اصلی است: جدا کردن یک پرتو نور فرودی از یک کابل فیبر ورودی به چهار پرتو نور و انتقال آنها از طریق چهار کابل فیبر خروجی مجزا. به عنوان مثال، اگر کابل فیبر نوری ورودی دارای پهنای باند 1000 مگابیت بر ثانیه باشد، هر کاربر در انتهای کابل های فیبر خروجی می تواند از شبکه با پهنای باند 250 مگابیت بر ثانیه استفاده کند.

اسپلیتر نوری با پیکربندی تقسیم 2×64 کمی پیچیده تر از پیکربندی تقسیم 1×4 است. 2 ترمینال ورودی و 64 خروجی در اسپلیتر نوری در پیکربندی های تقسیم 2×64 وجود دارد. عملکرد آن تقسیم دو پرتو نور از دو کابل فیبر ورودی مجزا به 64 پرتو نور و انتقال آنها از طریق کابل فیبر خروجی منفرد از 64 نور است. با رشد سریع FTTx در سرتاسر جهان، نیاز به پیکربندی های تقسیم بزرگتر در شبکه ها برای خدمت رسانی به مشترکین انبوه افزایش یافته است.

انواع تقسیم کننده(اسپلیتر) نوری

طبقه بندی بر اساس ورودی و خروجی

اسپلیتر نوری را می توان با اشکال مختلف اتصالات ارائه داد و جعبه فیبر اسپلیتر معمولاً با کابل با قطر خارجی 2 یا 3 میلی متر استفاده می شود، در حالی که دیگری معمولاً در ترکیب با کابل های قطر خارجی 0.9 میلی متر استفاده می شود. علاوه بر این، پیکربندی‌ها و تقسیم‌بندی متفاوتی دارد، مانند 1×2، 1×8، 2×32، 2×64 و ….

طبقه بندی براساس خط انتقال

با توجه به خطوط مختلف انتقال، تقسیم کننده نوری تک حالته و اسپلیتر نوری چند حالته وجود دارد. اسپلیتر نوری چند حالته به این معنی است که فیبر برای عملکرد 850 نانومتر و 1310 نانومتر بهینه شده است، در حالی که حالت تک حالتی به این معنی است که فیبر برای  1310 نانومتر و 1550 نانومتر بهینه شده است. علاوه بر این، بر اساس تفاوت طول موج کاری، تقسیم کننده های نوری تک حالته و دو حالته وجود دارد. اولی برای استفاده از یک طول موج فعال است، در حالی که تقسیم کننده فیبر دوم با دو طول موج کار می کند.

طبقه بندی بر اساس تکنیک ساخت

اسپلیتر FBT مبتنی بر فناوری سنتی است که چندین الیاف را از کنار فیبر به هم جوش می دهد و هزینه های کمترینیز دارد. اسپلیتر PLC مبتنی بر فناوری مدار موج نور مسطح است که در انواع نسبت‌های تقسیم از جمله 1:4، 1:8، 1:16، 1:32، 1:64 و غیره موجود است و می‌توان آن را به چند نوع تقسیم کرد. مانند تقسیم‌کننده PLC بدون بلوک، تقسیم‌کننده PLC بدون بلوک، شکاف ABS، شکاف جعبه LGX، شکاف PLC fanout، شکاف PLC نوع پلاگین کوچک، و…. جدول مقایسه تقسیم‌کننده PLC و FBT در زیر آمده است:

چگونه تقسیم کننده فیبر مناسب را انتخاب کنیم؟

به طور کلی، یک تقسیم کننده فیبر نوری مناسب نیاز به گذراندن یک سری آزمایش های دقیق دارد. شاخص های عملکردی که بر اسپلیتر فیبر نوری تأثیر می گذارد به شرح زیر است:

تلفات عبوری (اینزرشن لاس): به دسی بل هر خروجی نسبت به تلفات نوری ورودی اشاره دارد. به طور معمول، هرچه مقدار تلفات عبوری کمتر باشد، عملکرد اسپلیتر بهتر است.

تلفات برگشتی: همچنین به عنوان ریترن لاس نیز شناخته می شود، به افت توان سیگنال نوری اشاره دارد که به دلیل ناپیوستگی در فیبر یا خط انتقال برمی گردد یا منعکس می شود. به طور معمول، هر چه تلفات بازگشتی کمتر باشد، بهتر است.

نسبت تقسیم: به عنوان توان خروجی پورت خروجی اسپلیتر در کاربردهای سیستم تعریف می شود که مربوط به طول موج نور ارسالی است.

جداسازی: یک تقسیم کننده نوری مسیر نور را به سایر مسیرهای نوری جداسازی سیگنال نوری نشان می دهد.

علاوه بر این، یکنواختی، جهت‌پذیری و افت پلاریزاسیون PDL نیز پارامترهای مهمی هستند که بر عملکرد تقسیم‌کننده پرتو تأثیر می‌گذارند.

برای انتخاب های خاص، FBT و PLC دو انتخاب اصلی برای اکثر کاربران هستند. تفاوت بین اسپلیتر FBT و تقسیم کننده PLC معمولاً در طول موج عملیاتی، نسبت تقسیم، تضعیف نامتقارن در هر شاخه، نرخ شکست و غیره است. اسپلیتر PLC با انعطاف پذیری خوب، پایداری بالا، میزان خرابی کم و محدوده دمایی وسیع تر می تواند در کاربردهای با چگالی بالا استفاده شود. برای آشنایی بیشتر با اسپلیتر FBT و PLC، می توانید این مقاله را بخوانید: اسپلیتر FBT در مقابل اسپلیتر PLC.

برای هزینه‌ها، هزینه‌های تقسیم‌کننده‌های PLC به دلیل فناوری ساخت پیچیده، عموماً بیشتر از اسپلیتر FBT است. در سناریوهای پیکربندی خاص، پیکربندی های تقسیم زیر 1×4 برای استفاده از اسپلیتر FBT توصیه می شود، در حالی که پیکربندی های تقسیم بالاتر از 1×8 برای تقسیم کننده های PLC توصیه می شود. برای انتقال یک یا دو طول موج، اسپلیتر FBT قطعاً می تواند در هزینه صرفه جویی کند. برای انتقال پهنای باند PON، اسپلیتر PLC با توجه به نیازهای توسعه و نظارت آینده، انتخاب بهتری است.

نتیجه گیری

اسپلیترهای نوری  قادر هستند فیبرنوری را بین دو یا چند فیبر تقسیم کنند. از آنجایی که فیبر اسپلیترها پسیو هستند و نیازی به برق ندارند، یک جزء جدایی ناپذیر و به طور گسترده در اکثر شبکه های فیبر نوری استفاده می شوند. بنابراین، انتخاب تقسیم‌کننده‌های فیبر نوری برای افزایش استفاده کارآمد از زیرساخت‌های نوری، کلید توسعه یک معماری شبکه است که در آینده نیز دوام خواهد داشت.