Базові знання про коефіцієнт поділу та втрати оптичного розгалужувача (дільника)

Оптичні розгалужувачі відіграють вирішальну роль у системах пасивної оптичної мережі (PON) «волокно до дому» (FTTH), ефективно розподіляючи один оптичний сигнал за кількома пунктами призначення. Коефіцієнт поділу і вносимі втрати, є двома ключовими параметрами, що визначають їх продуктивність. Більш глибоке розуміння цих фундаментальних концепцій необхідне для створення ефективних систем оптичного зв'язку. У цій статті ви дізнаєтеся базові знання про коефіцієнт поділу і втрати оптичного розгалужувача.

Огляд оптичного спліттера

Оптичні розгалужувачі, що охоплюють зварні дільники FBT Couplers (Fused Biconical Taper) і планарні дільники PLC Splitters (Planar Lightwave Circuit), є поширеними пасивними оптичними пристроями, призначеними для поділу оптоволоконного світла на кілька сегментів на основі заданого співвідношення. Волоконно-оптичні розгалужувачі є життєво важливими компонентами комунікаційних мереж. Їх основна роль полягає в ефективному розповсюдженні інформації численним одержувачам, дозволяючи одночасну передачу без шкоди для якості сигналу чи швидкості.

FBT Coupler (каплер) 1x2, 30%/70%

PLC Splitter (Сплиттер) 1x8

Визначення коефіцієнта розподілу

Коефіцієнт розгалуження в оптоволоконних мереж показує, як оптична потужність розподіляється між вихідними портами оптичного розгалужувача. Виражений у вигляді коефіцієнта або відсотка, коефіцієнт розгалуження вказує на розподіл оптичної потужності між вихідними портами. 

Наприклад, співвідношення 1:8 означає рівний розподіл вхідної оптичної потужності між вісьмома вихідними портами, при цьому кожен порт отримує 1/8 частину загальної потужності. Аналогічно, співвідношення 50:50 означає рівномірний розподіл потужності між двома вихідними портами. 

Найпоширеніші розгалужувачі включають розподіл 1x2, 1x4, 1x8 і 1x32. Коефіцієнт розгалужувача має вирішальне значення для визначення рівня сигналу на кожному вихідному порту. Ретельний вибір співвідношення розгалужувача має вирішальне значення для підтримки прийнятного рівня сигналу в кожному місці призначення. Неправильна конфігурація співвідношення може призвести до деградації та втрати сигналу, що вплине на загальну продуктивність оптоволоконної мережі.

Визначення внесених втрат

Оптичні внесені втрати — це втрати сигналу внаслідок вставлення таких компонентів, як з’єднувачі або зварювання, у оптоволоконну систему. Зведення до мінімуму внесених втрат від оптичного розгалужувача має вирішальне значення для збереження бюджету електроенергії системи PON. Таблиця нижче ілюструє типові втрати для волоконних муфт. Втрата сигналу в системі вимірюється в децибелах (дБ), що відображає ступінь ослаблення потужності сигналу.

1. Надлишкові втрати - це співвідношення оптичної потужності, що надходить на вхідний порт розгалужувача, до загальної оптичної потужності, виміряної з усіх вихідних портів. Це гарантує, що загальний вихід ніколи не буде таким високим, як вхід.

2. Внесені втрати - це відношення оптичної потужності, що надходить на даний вхідний порт розгалужувача, до оптичної потужності будь-якого окремого вихідного порту. Внесені втрати включають втрати на розгалуження та надлишкові втрати.

Як розрахувати коефіцієнт розгалуження та внесені втрати?

Наведене нижче рівняння можна використовувати для оцінки коефіцієнта розділення та внесених втрат для типового розділеного порту.

SR=Pi/Pt×100%

IL= -10xlog(SR/100)+Гe

де IL = внесені втрати спліттера для розділеного порту, дБ

Pi = оптична вихідна потужність для одного розділеного порту, мВт 

Pt = загальна вихідна оптична потужність для всіх розділених портів, мВт

SR = коефіцієнт розподілу для порту розділення, %

Γe = надмірні втрати дільника (типовий діапазон від 0,1 до 2 дБ), дБ

Нижче наведено деякі загальні коефіцієнти розподілу та їхні еквівалентні оптичні внесені втрати.

 Висновок

Таким чином, розуміння коефіцієнта розподілу та внесених втрат оптичного розгалужувача є життєво важливим для оптимізації волоконно-оптичних мереж. Коефіцієнт розподілу визначає розподіл потужності між портами, впливаючи на силу сигналу. Зведення до мінімуму внесених втрат, включаючи розподіл та надмірні втрати, забезпечує ефективну передачу сигналу.