Apa sebenarnya Fiber Splitter itu
Pemisah serat optik adalah komponen optik pasif yang mengambil satu sinyal cahaya masuk dan membaginya di antara dua atau lebih serat keluaran - atau, dijalankan secara terbalik, menggabungkan beberapa masukan menjadi satu.Berbeda dengan perangkat aktif yang membutuhkan listrik, pembagi hanya mengandalkan perilaku cahaya di dalam kaca, sehingga membuatnya murah untuk digunakan dan dapat diandalkan di tempat yang tidak mudah dijangkau atau diberi daya listrik.
Properti tunggal - kepasifan - adalah alasan keseluruhannyajaringan optik pasif (PON)arsitektur ada. Satu serat meninggalkan kantor pusat, mengenai splitter, dan melayani lusinan rumah. Tidak ada peralatan bertenaga listrik antara Terminal Jalur Optik (OLT) dan Terminal Jaringan Optik (ONT) pelanggan. Pemisah adalah komponen yang memungkinkan secara fisik "satu serat, banyak pelanggan".
Fisika: bagaimana satu berkas cahaya menjadi banyak
Cahaya tetap berada di dalam serat optik karenarefleksi internal total. Inti kaca memiliki indeks bias yang sedikit lebih tinggi dibandingkan lapisan di sekitarnya, sehingga ketika cahaya mengenai batas tersebut pada sudut yang cukup dangkal, cahaya tersebut akan dipantulkan kembali ke dalam inti dan tidak bocor keluar. Arahkan cahaya itu ke dalam struktur di mana geometri batasnya berubah, dan Anda dapat memaksa energi untuk didistribusikan kembali ke beberapa jalur. Itulah keseluruhan triknya.
Ada dua cara untuk membangun struktur tersebut, dan keduanya sesuai dengan dua kelompok splitter yang akan Anda beli.
FBT vs PLC: dua cara untuk membangun fungsi yang sama
Lancip Bikonikal Menyatu (FBT)
Metode yang lebih tua. Dua atau lebih serat telanjang diselaraskan, kemudian dipanaskan dan diregangkan pada mesin lancip hingga intinya menyatu menjadi satu wilayah sambungan tunggal. Saat cahaya memasuki zona tirus tersebut, cahaya tersebut berpasangan ke dalam inti serat yang berdekatan, dan pada ujung lancip tersebut, keluaran daya terbagi di antara keluarannya.Panjang regangan dan sudut puntir yang diatur selama pembuatan menentukan rasio. FBT tidak mahal dan memungkinkan Anda membuat rasio asimetris (katakanlah ketukan 5/95 atau 30/70), tetapi presisinya menurun dengan cepat: di atas pembagian 1×8, FBT harus dirakit dari unit 1×2 yang bertingkat, dan tingkat kegagalannya meningkat.
Rangkaian Gelombang Cahaya Planar (PLC)
Metode modern untuk penghitungan tinggi. Pandu gelombang diukir pada chip silika atau silikon menggunakan fotolitografi - kelas proses yang sama yang digunakan untuk membuat semikonduktor. Cahaya memasuki satu pandu gelombang dan terbagi pada cabang Y-yang ditentukan secara tepat menjadi 4, 8, 16, 32, atau 64 keluaran. Karena geometri ditentukan secara litograf, bukan ditarik dengan tangan,Pemisah PLC menghasilkan kerugian yang seragam di semua port dan respons datar dari 1260 hingga 1650 nm- mencakup setiap panjang gelombang PON dalam satu perangkat.
| Parameter | Pemisah FBT | Pemisah PLC |
|---|---|---|
| Membangun | Serat menyatu dan meregang | Chip pandu gelombang terukir |
| Plafon split yang praktis | 1×8 (= lebih tinggi mengalir, kegagalan lebih tinggi) | 1×64 dalam satu perangkat |
| Kisaran panjang gelombang | Memperbaiki jendela (1310/1490/1550 nm) | 1260–1650 nm, datar |
| Keseragaman port-ke-port | Variabel | Ketat |
| Penyimpangan kehilangan suhu (TDL) | ~0,5 dB/derajat | ~0,2 dB/derajat |
| Suhu pengoperasian | −5 hingga +75 derajat | −40 hingga +85 derajat |
| Penggunaan terbaik | Ketukan 1×2/2×2, rasio asimetris, pemantauan | Distribusi FTTH/PON, 1×8 ke atas |
Mengapa pemisahan selalu merugikan Anda dalam desibel
Ini adalah bagian yang paling banyak dilewati artikel "cara kerjanya", dan merupakan bagian yang menentukan apakah jaringan Anda berfungsi. Saat Anda membagi daya optik sebanyak N cara, setiap keluaran hanya dapat menerima sebagian kecil dari masukan. Kerugian fisika-lantai yang tidak dapat dihindari untuk pembagian genap adalah:
Kerugian pemisahan teoretis (dB)=10 × log₁₀(N)
Jadi perpecahan 1×2 kehilangan setidaknya 3 dB, perpecahan 1×4 kehilangan 6 dB, perpecahan 1×8 kehilangan 9 dB, dan seterusnya. Perangkat nyata kalahlagidari ini, karenakerugian berlebih- energi yang hilang karena hamburan, penggandengan yang tidak sempurna, dan penyerapan material di dalam perangkat. Nomor yang sebenarnya Anda gunakan untuk mendesain adalahkerugian penyisipan, yang menggabungkan pemisahan teoritis dan kelebihan kerugian.
| Rasio perpecahan | Kerugian perpecahan teoritis | Kerugian penyisipan maks yang khas | Keseragaman kerugian |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3,0 dB | 3,6dB | Kurang dari atau sama dengan 0,6 dB |
| 1×4 | 6,0dB | 7,4dB | Kurang dari atau sama dengan 0,8 dB |
| 1×8 | 9,0 dB | 11,0dB | Kurang dari atau sama dengan 1,0 dB |
| 1×16 | 12,0dB | 14,0dB | Kurang dari atau sama dengan 1,4 dB |
| 1×32 | 15,0dB | 17,5dB | Kurang dari atau sama dengan 1,9 dB |
| 1×64 | 18,0dB | 21,0 dB | Kurang dari atau sama dengan 2,5 dB |
Spesifikasi yang menarik perhatian orang
Kehilangan penyisipan mendapat semua perhatian, tetapi tiga angka lainnya menentukan keandalan:
- Keseragaman- penyebaran antara port keluaran terbaik dan terburuk pada satu perangkat. 1×32 dengan keseragaman yang buruk berarti beberapa pelanggan mendekati batas anggaran sementara yang lain memiliki margin tersisa.
- Kerugian pengembalian (RL)- cahaya yang dipantulkan kembali menuju sumbernya. Lebih tinggi lebih baik; Konektor APC menghasilkan lebih besar dari atau sama dengan 60 dB versus ~50 dB untuk UPC, itulah sebabnya penurunan PON hampir selalu menggunakan APC.
- Polarisasi-kerugian tergantung (PDL)Dansuhu-kerugian bergantung (TDL)- kecil di PLC (≈0,1–0,2 dB), namun di FBT, penyimpangan suhu saja dapat membuat marginal link keluar dari anggaran pada malam yang dingin.
Contoh yang berhasil: menutup anggaran kerugian nyata
Spesifikasi hanya penting ketika Anda menambahkannya. Berikut adalah perhitungan yang dijalankan seorang insinyur sebelum memesan satu splitter. Asumsikan hilir GPON dengan peluncuran OLT +3 dBm dan sensitivitas penerima ONT sebesar −28 dBm - sehingga menghasilkan total anggaran sebesar 31 dB.
| Elemen | Kehilangan | Berjalan total |
|---|---|---|
| Kekuatan peluncuran OLT | +3.0 dBm | - |
| Pengumpan + serat jatuhkan, 8 km @ 0,35 dB/km | 2,8dB | 2,8dB |
| Kehilangan penyisipan splitter PLC 1×32 | 17,5dB | 20,3dB |
| Konektor (4 × 0,3 dB) | 1,2 dB | 21,5dB |
| Sambungan (4 × 0,1 dB) | 0,4dB | 21,9dB |
| Margin penuaan/perbaikan | 3,0 dB | 24,9dB |
| Kekuasaan di ONT | +3.0 − 24.9=−21,9 dBm - di dalam batas −28 dBm ✓ | |
Pembaginya saja yang mengkonsumsilebih dari 70%dari anggaran yang dikeluarkan dalam desain ini. Fakta tunggal itulah yang mendorong hampir setiap keputusan arsitektural di PON. Itu juga sebabnya splitter yang ditentukan dengan buruk - yang "1×32" sebenarnya 18,5 dB dan bukannya 17,5 dB - dapat memakan seluruh margin perbaikan Anda secara diam-diam sebelum teknisi menyentuh kabel.
Pemisahan terpusat vs berjenjang
Setelah Anda mengetahui perhitungan kerugiannya, pilihan penerapan akan mengikuti. Ada dua cara untuk mencapai, katakanlah, 32 rumah.
Terpusat:satu splitter 1×32 ditempatkan di hub distribusi serat, dan 32 serat menyebar ke 32 ONT. Satu splitter, satu kejadian kerugian (~17,5 dB), mudah diuji dan dipantau.Ini adalah pilihan standar di daerah perkotaan yang padatkarena aksesnya mudah dan Anda dapat membiarkan port splitter tidak digunakan sampai pelanggan mendaftar.
Bertingkat:splitter 1×4 di ruang luar menyalurkan empat splitter 1×8 lebih dekat ke pelanggan. Hasilnya masih 32 keluaran, namun kerugiannya sekarang bertambah: kira-kira 7,4 dB (1×4) + 11 dB (1×8) ≈ 18,4 dB - sekitar satu desibellebih burukdaripada terpusat. Imbalannya adalah serat pengumpan jauh lebih sedikit, itulah sebabnya mengapa pembagian bertingkat terjadi di-rute pedesaan atau pedesaan yang tersebar di mana panjang serat, bukan akses, adalah pemicu biaya.
Pemecahan masalah di lapangan: splitter jarang menjadi penyebabnya
Ketika sebuah tautan terbaca kerugian besar, pembagilah yang disalahkan dan ditukar terlebih dahulu. Ini hampir selalu merupakan langkah yang salah.Kerugian penyisipan adalah jumlah dari setiap konektor, sambungan, tikungan, dan komponen di jalur, dan pembacaan di titik akhir tidak memberi tahu Anda apa pun tentangnyaDi manakerugiannya hidup. Sebelum mengutuk seorang splitter:
- Periksa dan bersihkan setiap permukaan akhir.Konektor APC tunggal yang terkontaminasi dapat menyebabkan lebih banyak kerugian dibandingkan splitter yang berkinerja buruk. Bersihkan dengan etanol anhidrat dan lap-bebas serat sebelum mengukur.
- Periksa referensi Anda.Kesalahan 1 dB dalam peluncuran referensi OTDR atau-pengukur daya Anda muncul sebagai hilangnya phantom splitter sebesar 1 dB.
- Konfirmasikan panjang gelombang.Perangkat yang diukur pada 1550 nm terbaca berbeda dari 1490 nm hilir yang sebenarnya dibawanya; ketidakcocokan memalsukan masalah.
- Perhitungkan kaskade.Jika Anda lupa tahap pemisah kedua dalam anggaran Anda, tautan tersebut melakukan persis seperti yang dikatakan fisika - spreadsheet Anda salah, bukan perangkat kerasnya.
Hanya setelah empat pemeriksaan tersebut, pertukaran splitter menjadi masuk akal. Sebagian besar panggilan "pembagi buruk" diselesaikan pada langkah pertama.
6 kesalahan-dunia nyata - kesalahan yang terus dilakukan para insinyur
Teorinya bersih; pemasangan di lapangan tidak. Enam pola kegagalan di bawah ini muncul berulang kali di forum ISP, arsip milis-NANOG, dan laporan-layanan lapangan industri. Tidak ada satu pun yang memerlukan perangkat keras eksotik untuk memicu - semuanya terjadi karena keputusan biasa yang dibuat dengan tergesa-gesa.
Standar dan apa yang sebenarnya dijamin oleh kepatuhan
Pembagi yang menutup anggaran pada hari pertama tetapi gagal setelah tiga musim dingin tidak ada gunanya. Hal itulah yang dibahas dalam standar tersebut. Dua tubuh penting:
- ITU-T G.984 (GPON)mendefinisikan anggaran tautan optik - kelas atenuasi (Kelas B+ pada 13–28 dB, Kelas C+ pada 17–32 dB) yang harus disesuaikan dengan kerugian splitter Anda. Ini adalah spesifikasi yang memberi tahu Anda apakah 1×64 legal pada OLT tertentu.
- Telcordia GR-1209 dan GR-1221menetapkan kriteria keandalan umum untuk komponen optik pasif - pengujian lingkungan, mekanis, dan penuaan (termasuk siklus-panas dan termal lembab yang harus dimiliki jaringan FTTH untuk bertahan selama 25 tahun masa pakainya).
Saat lembar data splitter mengutip GR-1209/GR-1221, lembar data tersebut mengklaim bahwa perangkat tersebut telah lulus akselerasi-kualifikasi penuaan dan lingkungan - bukan hanya karena perangkat tersebut dapat diukur dengan baik saat berada di bangku cadangan. Untuk penerapan di luar ruangan dan udara, perbedaan itulah yang menjadi inti permasalahannya. Glory Optical diproduksi berdasarkan sistem mutu ISO 9001:2015 dengan ketertelusuran batch penuh, dan memvalidasi kinerja optik dan lingkungan secara internal berdasarkan kriteria IEC, ITU-T, dan Telcordia.
Ke mana arahnya
Permintaan splitter melacak peluncuran fiber, dan peluncuran fiber semakin cepat.Segmen splitter pasar komponen optik pasif diperkirakan akan tumbuh sekitar 15% CAGR hingga tahun 2030, didorong oleh pembangunan FTTH-, fronthaul 5G, dan pusat data skala besar. Tekanan teknisnya adalah terhadap jumlah pemisahan yang lebih tinggi (1×64 dan seterusnya) dengan kehilangan yang lebih datar, dan terhadap perangkat yang diperingkat untuk paket panjang gelombang XGS-PON dan NG-PON2 yang lebih baru, bukan GPON saja. Dalam praktiknya, hal ini berarti PLC terus menggantikan FBT untuk distribusi, sementara FBT tetap memegang posisi dalam pemantauan tap dan skrup asimetris. Komponennya tidak banyak berubah; anggaran yang harus ditampungnya semakin ketat.
Pertanyaan yang sering diajukan
-
T: Bagaimana cara kerja pemisah serat tanpa listrik?
J: Ini memanfaatkan refleksi internal total di dalam kaca. Cahaya yang masuk ke perangkat dipandu melalui wilayah kopling leburan (FBT) atau pandu gelombang tergores (PLC) di mana geometri memaksa energi untuk terbagi di antara beberapa jalur keluaran. Tidak ada elektronik atau sumber listrik yang terlibat - hanya sifat optik material.
T: Apa perbedaan antara FBT dan splitter PLC?
A: FBT memadukan dan meregangkan serat asli; PLC mengetsa pandu gelombang ke dalam sebuah chip. FBT lebih murah dan mendukung rasio asimetris tetapi kehilangan presisi di atas pembagian 1×8. PLC memberikan kerugian yang seragam di semua port dan respons datar 1260–1650 nm, menjadikannya standar untuk pemisahan FTTH 1×8 dan lebih tinggi.
T: Berapa banyak rumah yang dapat dilayani oleh splitter 1×32?
J: Tiga puluh-dua, satu per port keluaran - dengan asumsi anggaran kerugian Anda hampir habis. Dengan peluncuran GPON +3 dBm dan sensitivitas ONT −28 dBm, satu kabel 1×32 (≈17,5 dB) plus serat dan konektor dapat disesuaikan dengan anggaran hingga beberapa kilometer. 1×64 dapat dilakukan, tetapi menyisakan margin yang jauh lebih kecil dan memerlukan optik kelas{11}}yang lebih tinggi.
T: Mengapa kerugian penyisipan meningkat seiring dengan rasio pemisahan?
J: Karena Anda membagi sejumlah daya optik ke lebih banyak keluaran. Dasarnya adalah 10·log₁₀(N): setiap penggandaan output menambah 3 dB. Perangkat nyata juga menambahkan kerugian berlebih, itulah sebabnya mengapa 1×64 bekerja sekitar 21 dB sementara 1×2 berjalan di bawah 4 dB.
T: Dapatkah pemisah serat juga menggabungkan sinyal?
J: Ya. Splitter bersifat dua arah. Dijalankan secara terbalik, perangkat 1×N menggabungkan N input menjadi satu output - fisika yang sama, digunakan untuk lalu lintas upstream di PON dan untuk redundansi dalam konfigurasi 2×N di mana dua feed OLT saling melindungi.
T: Bagaimana cara mengurangi kerugian penyisipan splitter di lapangan?
J: Anda tidak dapat mengurangi kerugian intrinsik perangkat, namun Anda dapat berhenti menambahkannya: menjaga permukaan ujung konektor tetap bersih, gunakan sambungan fusi{0}}dengan kerugian rendah ( Kurang dari atau sama dengan 0,08 dB) daripada sambungan mekanis jika memungkinkan, pilih konektor APC untuk kehilangan pengembalian yang tinggi, dan pilih rasio pemisahan terendah yang dimungkinkan oleh jumlah pelanggan Anda.
