شکاف فیبر نوری

اسپلیتر فیبر نوری، همچنین به عنوان یک تقسیم کننده نوری شناخته می شود، یک دستگاه نوری غیرفعال است که در سیستم های FTTH (Fiber to the Home) برای تقسیم یک سیگنال فیبر نوری به دو یا چند سیگنال نوری خروجی با توجه به نسبت از پیش تعیین شده استفاده می شود. به عنوان مثال، یک اسپلیتر نوری 1x4 سیگنال نوری را از یک فیبر به چهار فیبر در یک نسبت خاص توزیع می کند. بر خلاف مالتی پلکسر تقسیم طول موج (WDM) در یک سیستم WDM، که سیگنال های نوری با طول موج های مختلف را به کانال های طول موج متناظر جدا می کند، یک تقسیم کننده نوری کل سیگنال نوری را در کانال های متعدد برای انتقال توزیع می کند.

اصل کار یک شکاف نوری

هنگام انتقال سیگنال های نوری در یک فیبر تک حالته، انرژی نور به طور کامل در هسته فیبر متمرکز نمی شود. مقدار کمی از طریق روکش در نزدیکی هسته منتشر می شود. به عبارت دیگر، اگر هسته‌های دو فیبر به اندازه کافی نزدیک باشند، میدان حالت نور منتشر شده در یک فیبر می‌تواند وارد فیبر دیگر شود و به سیگنال نوری اجازه می‌دهد دوباره در هر دو فیبر تقویت شود. تخصیص جدید.

انواع اسپلیترهای نوری

تقسیم‌کننده‌های نوری را می‌توان با توجه به اصل عملکردشان به دو نوع تقسیم کرد: شکاف‌کننده‌های نوری موجبر مسطح (PLC) و تقسیم‌کننده‌های نوری مخروطی دو مخروطی ذوب شده (FBT). با توجه به پیکربندی پورت آنها، آنها را می توان به این موارد طبقه بندی کرد: کوپلرهای نوع X (2x2)، کوپلرهای نوع Y (1x2)، کوپلرهای ستاره (NxN، N>2)، کوپلرهای درختی (1xN، N>2) و غیره. با توجه به نسبت تقسیم آنها، آنها را می توان به تقسیم غیر یکنواخت و تقسیم یکنواخت طبقه بندی کرد. روش دیگر طبقه بندی بر اساس تک حالت (1310 نانومتر) و چند حالته (850 نانومتر) است.

شکاف نوری مخروطی دو مخروطی ذوب شده FBT

اسپلیتر نوری FBT... مدار با استفاده از فرآیند کوپلر مخروطی سنتی تولید می شود. دو یا چند فیبر نوری، با برداشتن پوشش آنها، به صورت بسته بندی شده در کنار هم قرار می گیرند و سپس در دمای بالا بر روی دستگاه مخروطی ذوب می شوند و در حالی که به دو طرف کشیده می شوند. نسبت تقسیم در زمان واقعی نظارت می شود. هنگامی که نسبت شکافت مورد نظر به دست آمد، فرآیند ذوب و کشش به پایان می رسد. یک انتها یک فیبر را به عنوان ورودی نگه می دارد (بقیه آنها قطع می شوند) در حالی که سر دیگر به عنوان یک ترمینال چند خروجی عمل می کند. با کنترل زاویه پیچش الیاف و طول کشش می توان نسبت های مختلف تقسیم را به دست آورد. در نهایت، بخش مخروطی با چسب روی یک بستر کوارتز پخته شده و در یک لوله فولادی ضد زنگ قرار داده می شود.

اسپلیترهای نوری PLC Plane Wave PLC (مدار موج نور مسطح) دستگاه‌های توزیع توان نوری موجبر موجی یکپارچه هستند که بر اساس بسترهای کوارتز ساخته شده‌اند که با استفاده از فرآیندهای نیمه‌رسانا (فتولیتوگرافی، اچینگ، توسعه و غیره) ساخته می‌شوند. اسپلیترهای PLC سیگنال های نوری را از یک فیبر نوری به چندین فیبر نوری تقسیم می کنند و به توزیع یکنواخت انرژی نوری دست می یابند. آرایه موجبر نوری در سطح بالایی تراشه قرار دارد و عملکرد تقسیم را روی تراشه یکپارچه می کند. سپس، آرایه های فیبر چند کاناله به انتهای ورودی و خروجی در هر دو انتهای تراشه کوپل شده و محصور می شوند.

FBT VS مزایای اصلی تقسیم کننده های مخروطی PLC FBT استفاده ساده از مواد خام، هزینه نسبتاً کم و نیاز به تجهیزات و فرآیند کمتر است. نسبت تقسیم را می توان در صورت نیاز در زمان واقعی نظارت کرد و امکان ساخت اسپلیترهای نابرابر را فراهم می کند. معایب آن عبارتند از: در حال حاضر، فن آوری مخروطی بالغ تنها می تواند اسپلیتر تا 1x4 تولید کند. برای دستگاه های بزرگتر از 1x4، چندین واحد 1x2 به یکدیگر متصل شده و سپس در یک محفظه اسپلیتر بسته بندی می شوند. اسپلیترهای FBT تنها از سه طول موج پشتیبانی می کنند: 850 نانومتر، 1310 نانومتر و 1550 نانومتر، که آنها را با طول موج های دیگر ناسازگار می کند.

ویژگی های محصول اسپلیترهای PLC عبارتند از: اتلاف نسبت به طول موج نوری حساس نیست، نیازهای انتقال طول موج های مختلف (1260 تا 1650 نانومتر) را برآورده می کند. تقسیم یکنواخت، توزیع سیگنال ها به طور مساوی بین کاربران. ساختار فشرده و اندازه کوچک؛ تک واحدی ... دستگاه دارای تعداد کانال های اسپلیتر بالایی است که به بیش از 64 کانال می رسد: هزینه هر کانال بالاتر و هر چه تعداد کانال بیشتر باشد، مزیت هزینه قابل توجه تر است. نقطه ضعف آن هزینه بالاتر آن در مقایسه با اسپلیترهای مخروطی دو مخروطی ذوب شده است، به ویژه در اسپلیترهای کانال پایین.

ساختار شکاف نوری PLC

اسپلیتر نوری PLC از سه قسمت تشکیل شده است: یک تراشه تقسیم نوری و آرایه های فیبر نوری که در هر دو انتها کوپل شده اند. این سه مؤلفه باید دقیقاً در یک راستا قرار گیرند. طراحی و مونتاژ آنها نقش مهمی در پایداری اسپلیتر PLC دارد. این تراشه از فناوری نیمه هادی برای رشد موجبر شکاف بر روی یک بستر کوارتز استفاده می کند. تراشه دارای یک موجبر ورودی و N خروجی است. سپس، آرایه‌های فیبر نوری ورودی و خروجی به هر دو انتهای تراشه کوپل می‌شوند و یک پوشش برای تشکیل یک تقسیم‌کننده نوری با یک ورودی و N خروجی نصب می‌شود.

تراشه های PLC Splitter را می توان به صورت 1xN و 2xN طراحی کرد که در آن N معمولا مضرب 2 است، مانند 1x2، 1x4، 1x8، 1x16، 1x32، 1x64. و اسپلیترهای توزیع غیریکنواخت مانند 1x3، 1x5، 1x9، و غیره. با افزایش تقاضا برای FTTR (فیبر به اتاق)، استفاده از اسپلیترهای توزیع غیریکنواخت قدرت به طور فزاینده ای گسترده خواهد شد و فرآیند تولید چالش برانگیزتر خواهد شد. تراشه های اسپلیتر نوری PLC دارای مزایایی مانند هزینه کم، قابلیت اطمینان بالا، انعطاف پذیری بالا و مقیاس پذیری هستند که آنها را به ویژه برای سناریوهای کاربردی مختلف مانند سیستم های انتقال، یکپارچه سازی شبکه، دسترسی باند پهن، ارتباطات فیبر نوری و خدمات چندرسانه ای مناسب می کند.

تقسیم‌کننده PLC با حفظ پلاریزاسیون تقسیم‌کننده PLC با حفظ پلاریزاسیون عمدتاً متوجه می‌شود که... در حالی که حالت پلاریزاسیون را حفظ می‌کند، توان ورودی به طور یکنواخت تقسیم می‌شود، با استفاده از یک آرایه فیبر نگهدارنده قطبش تک کانالی به‌عنوان ورودی و یک آرایه فیبر حفظ پلاریزاسیون چند کانالی به عنوان خروجی. پلاریزاسیون موج خطی پلاریمتری ساطع شده به فیبر در طول انتشار بدون تغییر باقی می‌ماند، و بین حالت‌های پلاریزاسیون اتصال متقاطع کمی وجود دارد یا اصلاً وجود ندارد، بنابراین جفت شدن حفظ قطبش و تقسیم پرتو حاصل می‌شود. به طور معمول از فیبر پاندا استفاده می شود. اسپلیترهای نوری PLC عمدتاً در کاربردهای ویژه ای که نیاز به نگهداری پلاریزاسیون دارند، مانند سیستم های سنجش فیبر نوری یا ارتباطات منسجم استفاده می شود.

شاخص های کلیدی عملکرد اسپلیترهای نوری PLC

شاخص های عملکرد موثر بر تقسیم کننده های نوری به طور کلی عبارتند از: 

فقدان درج افت درج (IL):تلفات درج به کاهش توان نوری در یک پورت خروجی مشخص نسبت به کل توان نوری ورودی در طول موج عملکرد یک اسپلیتر PLC اشاره دارد. به عبارت ساده، افت دسی بل هر خروجی نسبت به ورودی است. به طور کلی، هرچه تلفات درج کمتر باشد، عملکرد اسپلیتر بهتر است.

ضرر برگشتی:تلفات برگشتی به نسبت نور منعکس شده (نور پراکنده که به طور مداوم به ورودی منتقل می شود) به نور ورودی در اتصال فیبر نوری در دسی بل اشاره دارد. تلفات برگشتی بیشتر برای کاهش تاثیر نور منعکس شده بر منبع نور و سیستم بهتر است.

جهت دهی:جهت دهی به نسبت توان نوری خروجی در انتهای نور غیر تزریقی به توان نور تزریقی (طول موج اندازه گیری شده) در همان سمت تقسیم کننده PLC در طول عملکرد عادی اشاره دارد.

تلفات وابسته به قطبش:تلفات وابسته به قطبش به حداکثر تغییر در توان نوری خروجی در هر پورت خروجی اسپلیتر PLC اشاره دارد که حالت پلاریزاسیون سیگنال نوری ارسالی در کل حالت پلاریزاسیون تغییر می کند.

جداسازی:جداسازی به توانایی یک تقسیم کننده فیبر نوری برای جداسازی سیگنال های نوری در مسیرهای نوری دیگر از یک مسیر نوری معین اشاره دارد.