A glasvezel koppelaaris een passieve optische component die licht splitst, combineert, aftapt of herverdeelt tussen optische vezels. In echte- netwerken zorgen koppelaars ervoor dat één signaal veel gebruikers kan bereiken, dat meerdere signalen één vezelpad kunnen delen, of dat een kleine hoeveelheid licht wordt bemonsterd voor monitoring. Het zijn stille werkpaarden binnen FTTH-toegangsknooppunten, datacenters, testopstellingen, fiberlasers en sensorsystemen.
Voordat we verder gaan, is het de moeite waard om een veel voorkomende verwarring op te helderen. Een koppelaar is niet hetzelfde als eenglasvezel adapter. Een adapter lijnt twee connectoren mechanisch uit, zodat er licht doorheen kan; een koppelaar verandert actief de manier waarop optisch vermogen wordt verdeeld tussen poorten.RP Fotonicadefinieert vezelkoppelaars als apparaten die licht van één of meerdere ingangsvezels koppelen aan één of meerdere uitgangsvezels, met een vermogensverdeling die kan afhangen van de golflengte en polarisatie.
In deze handleiding wordt uitgelegd hoe glasvezelkoppelingen werken, welke typen u vooral tegenkomt, welke specificaties van belang zijn bij de aanschaf en hoe u een verstandige keuze maakt voor uw project.
Wat is een glasvezelkoppeling?
Een glasvezelkoppeling is een optisch apparaat met een of meer invoerpoorten en een of meer uitvoerpoorten. Afhankelijk van het ontwerp kan het verschillende dingen tegelijk doen:
- Splits één ingangssignaal in twee of meer uitgangen
- Combineer meerdere ingangen in één uitgangsvezel
- Tik op een klein percentage vermogen voor monitoring of testen
- Verdeel optische signalen over vele poorten in een ster- of boompatroon
- Combineer of scheid golflengten in CWDM- of DWDM-systemen
Een 1x2-koppeling heeft bijvoorbeeld één ingang en twee uitgangen. Een 2x2-koppeling heeft twee ingangen en twee uitgangen en kan afhankelijk van de richting van het licht als splitter of als combiner fungeren.
In telecom- en datanetwerkdiscussies zijn de termenglasvezel koppelaar, optische splitter, Enoptische combineroverlappen elkaar vaak. Een splitter is in wezen een koppelaar die in de splitsingsrichting wordt gebruikt, terwijl een combiner hetzelfde apparaat is dat in de combinatierichting wordt gebruikt. Als u componenten aanschaft, zijn de namen op het gegevensblad meestal afhankelijk van de manier waarop het apparaat moet worden ingezet.
Hoe werkt een glasvezelkoppeling?
Een koppelaar werkt door het overbrengen van optisch vermogen tussen vezelpaden. Het exacte mechanisme hangt af van de productiebenadering.
In een FBT-koppeling (fused biconical taper) worden twee of meer vezels verwarmd, getrokken en gesmolten, zodat hun kernen dichtbij genoeg komen zodat licht over een gecontroleerde lengte van de ene kern naar de andere kan lekken.RP Fotonicalegt uit dat gefuseerde koppelingen worden gemaakt door vezels thermisch taps toe te laten lopen en samen te smelten, zodat hun kernen in nauw optisch contact worden gebracht.
In een planar lightwave circuit (PLC) splitter wordt licht door een golfgeleidercircuit geleid dat is vervaardigd op een silica- of polymeersubstraat. Dit is de dominante aanpak voor splitters met een hoog-poort-aantal, omdat de geometrie van de golfgeleider zeer herhaalbaar is.
Optisch vermogen splitsen
Wanneer een koppelaar licht splitst, wordt het optische ingangsvermogen verdeeld over de uitgangspoorten. In een ideale 1x2 50/50-koppeling ontvangt elke uitgang de helft van het ingangsvermogen. In decibeltermen betekent dit grofweg 3 dB theoretisch verlies per output voordat eventuele verliezen in de echte-wereld worden opgeteld. DeGlasvezelvereniging (FOA)merkt op dat splitsing een extra verlies van 3 dB met zich meebrengt voor elke verdubbeling van het aantal splitsingen, plus een klein extra verlies van de koppelstructuur.
Combineren van optische signalen
Veel koppelingen zijn bidirectioneel. Een apparaat dat de stroom in één richting splitst, kan ook stroom in de omgekeerde richting combineren. In een passief optisch netwerk (PON) wordt het stroomafwaartse verkeer van de OLT naar veel gebruikers gesplitst, terwijl de stroomopwaartse signalen van die gebruikers via dezelfde passieve splitter terug naar de OLT worden gecombineerd.
Waarom koppels altijd verlies introduceren
Verlies in een glasvezelkoppeling is afkomstig van verschillende samenwerkende bronnen:
- Theoretisch gesplitst verlies (het onvermijdelijke deel van de macht)
- Overmatig verlies van de koppelingsstructuur zelf
- Connector- en lasverlies bij de in- en uitgangspoorten
- Golflengtemismatch tussen het apparaat en de systeemgolflengte
- Polarisatie-afhankelijk verlies (PDL)
- Niet-uniforme stroomverdeling tussen uitgangspoorten
Dit is de reden waarom het selecteren van een koppeling nooit alleen gaat over het aantal poorten. Het verliesbudget, het golflengtebereik, de splitratio en de omgeving moeten allemaal samen worden gecontroleerd.
Belangrijkste typen glasvezelkoppelingen
Koppelingen kunnen op verschillende handige manieren worden geclassificeerd. De juiste classificatie hangt af van of u een netwerk ontwerpt, componenten aanschaft of problemen met een koppeling oplost.
Op functie: splitter, combiner, kraan en WDM-koppeling
Eenoptische splitterverdeelt één ingang in meerdere uitgangen (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Acombineerdervoegt meerdere ingangen samen tot één enkele uitgang. Akraan koppelingstuurt het grootste deel van het optische vermogen via het hoofdpad en leidt een klein deel (typische verhoudingen zijn 90/10, 95/5 en 99/1) naar een monitoringpoort. AWDM-koppelingcombineert of scheidt signalen op basis van golflengte, die veel worden gebruikt inCWDM en DWDMsystemen.
Per poortconfiguratie: 1x2, 2x2, 1xN en sterkoppelingen
A 1x2 glasvezelkoppelingheeft één ingang en twee uitgangen en is de meest voorkomende bouwsteen voor eenvoudig splitsen of aftappen. A2x2 koppelingmet twee ingangen en twee uitgangen wordt veel gebruikt in bidirectionele systemen, interferometers en testopstellingen. A1xN-splitterbedient PON, FTTH, CATV en distributienetwerken. EenNxN sterkoppelingverdeelt optisch vermogen tegelijkertijd over vele invoer- en uitvoerpaden.
Op vorm: Y-, T-, X-, ster- en boomkoppelingen
AY-koppeling splitst één ingang in twee gebalanceerde uitgangen. AT-koppeling heeft meestal een ongelijkmatige verhouding, zoals 90/10 of 80/20, en is zeer geschikt voor signaalmonitoring. Een X-koppeling is normaal gesproken een 2x2-apparaat. Een sterkoppeling verdeelt de stroom tussen meerdere in- en uitgangen. Een boomkoppelaar splitst één ingang in vele uitgangen in een vertakkende structuur en is de standaardkeuze voor PON- en FTTx-netwerken.
Per productiemethode: FBT versus PLC versus micro-optica
EenFBT-koppeling(gesmolten biconische tapsheid) wordt gemaakt door vezels samen te smelten en taps toe te lopen. Het is zeer geschikt voor kleine splitsingsaantallen, aangepaste splitsingsratio's en kosten-gevoelige ontwerpen. APLC-splittermaakt gebruik van een golfgeleiderchip, die een betere golflengte-uniformiteit en nauwere toleranties geeft bij hoge poortaantallen. Micro-optische koppelingen maken gebruik van lenzen, prisma's, spiegels of dunne-filmfilters en verschijnen meestal in gespecialiseerde optische instrumenten in plaats van in telecombekabeling.
FBT-koppeling versus PLC-splitter: welke moet u kiezen?
De vraag FBT versus PLC komt op bijna elke inkooporder voor koppelingen voor. Het eerlijke antwoord is dat geen van beide universeel beter is; ze hebben verschillende zoete plekken.
FBT-koppelingen komen goed tot hun recht wanneer het ontwerp een laag aantal splitsingen vereist (doorgaans 1x2 tot 1x8), een aangepaste splitsingsverhouding (zoals 80/20, 90/10 of 95/5) of een enkele-golflengtetoepassing. Ze zijn over het algemeen goedkoper voor deze eenvoudigere builds. PLC-splitters zijn de veiligere keuze wanneer u consistente prestaties nodig heeft bij hogere poortaantallen (1x8 en hoger), werking met een brede golflengte over 1260–1650 nm, of stabiel gedrag over een breed temperatuurbereik. Meest moderneglasvezelsplittersdie in FTTH- en PON-netwerken worden geïmplementeerd, zijn om precies deze reden PLC-gebaseerd.
In de praktijk is FBT de juiste keuze voor het monitoren van taps en op maat gemaakte verhoudingen, terwijl PLC de standaard is voor FTTH-distributie, passief optisch LAN en elke hoge -uniformiteitsvereiste.
Belangrijkste specificaties: splitratio, invoegverlies en golflengte
Gesplitste verhouding of koppelingsverhouding
De split ratio beschrijft hoe de macht wordt verdeeld. Een 50/50-koppeling verdeelt het vermogen gelijkmatig. Een 90/10-tap stuurt 90% via het hoofdpad en 10% naar de monitoringpoort. Voor monitoring wil je meestal slechts een klein stukje licht verwijderen; voor distributie wil je doorgaans een gelijke splitsing.
Insertieverlies en excessief verlies
Invoegverlies is het totale optische vermogen dat verloren gaat wanneer de koppeling in de link wordt geplaatst. Het omvat het theoretische gesplitste verlies en het eigen overtollige verlies van het apparaat. Een 1x2 50/50 splitter heeft een theoretisch splitverlies van 3 dB, maar echte datasheets laten meestal een typisch invoegverlies zien van ongeveer 3,4–3,8 dB zodra overtollig verlies en connectorverlies worden opgeteld. Overtollig verlies is het extra verlies dat verder gaat dan het onvermijdelijke gesplitste verlies; een lager getal betekent een beter-gebouwde koppeling.
Uniformiteit, rendementsverlies en directiviteit
Uniformiteit beschrijft hoe gelijkmatig het vermogen wordt verdeeld over de uitgangspoorten en wordt van cruciaal belang bij splitsingen van 1x8, 1x16, 1x32 en 1x64. Het retourverlies meet het gereflecteerde licht dat terugreist naar de bron. Directiviteit geeft aan hoe goed het apparaat voorkomt dat stroom naar de verkeerde poort lekt. Deze drie zijn het belangrijkst in DWDM-systemen, OTDR-testomgevingen, fiberlasers en elke verbinding waar strooireflecties de prestaties verslechteren.
Bedrijfsgolflengte en bandbreedte
De koppeling moet overeenkomen met de golflengte van uw systeem. Telecomsystemen gebruiken gewoonlijk vensters van 1310 nm, 1490 nm en 1550 nm; PON-netwerken voegen 1577 nm en 1490 nm toe op basis van de relevanteITU-T G.984en G.987-specificaties. Sommige koppelingen zijn alleen ontworpen voor een smal venster, terwijl breedband PLC-splitters 1260–1650 nm bestrijken.
Vezeltype, connector en pakket
Controleer of de koppelaar single{0}}mode of multimode glasvezel ondersteunt, en dubbel-controleer het connectortype en de polijsten. Gewoonglasvezel connectoropties zijn onder meer LC, SC, FC, ST en MTP/MPO, met UPC- of APC-polijstmiddel. APC heeft de voorkeur overal waar lage rugreflectie van belang is, vooral in PON en analoge videosystemen. Mechanische verpakking is ook van belang: kale glasvezel, blokloze minimodule, ABS-doos, LGX-cassette, rack--behuizing en IP68-buitensluiting zijn allemaal geschikt voor verschillende implementatiescenario's.
Veel voorkomende toepassingen van glasvezelkoppelingen
PON, FTTH en passief optisch LAN
PON-netwerken gebruiken 1xN-splitters om één OLT-poort met veel ONT's te verbinden. Downstreamverkeer wordt gedistribueerd naar gebruikers; upstreamverkeer wordt teruggebundeld. Hetzelfde passieve apparaat verwerkt beide richtingen. Passieve optische LAN's gebruiken dezelfde architectuur in kantoor- en campusomgevingen. De FOA merkt op dat een enkele OLT-poort tot 32 (en soms 64 of 128) apparaten kan bedienen via gecascadeerde splitters, afhankelijk van het optische stroombudget.
Monitoring- en testpunten
Kraankoppelingen nemen een klein deel van het licht waar, zonder de hoofdschakel te verbreken. Voor een live link in single{1}}modus is een 99/1 of 95/5 tik veel geschikter dan een 50/50 splitter, die op het hoofdpad te veel budget zou verbruiken.
WDM- en DWDM-systemen
WDM-koppelingen combineren of scheiden signalen op verschillende golflengten. Ze zijn essentieel in langeafstandstelecommunicatie, glasvezelversterkers (EDFA's) en elk systeem waarbij meerdere optische kanalen één glasvezel delen. CWDM gebruikt een raster van 20 nm; DWDM maakt gebruik van een 100 GHz- of 50 GHz-raster dat een nauwere golflengtetolerantie van elk onderdeel vereist.
Laboratorium-, sensor- en lasersystemen
Vezelkoppelingen komen ook voor in interferometers, OCT-systemen, vezelsensoren en vezellasers met hoog-vermogen. Bij deze toepassingen zijn polarisatiegedrag en rendementsverlies vaak belangrijker dan de ruwe kosten.
Toepassing-op-Coupler Quick Reference
Om de selectie concreter te maken, volgt hier hoe toepassingen in de praktijk doorgaans worden toegewezen aan koppelingstypen. VoorFTTH- en PON-distributie, het standaardantwoord is aPLC-splitter in ABS-kast of LGX-cassettemet 1x8, 1x16 of 1x32 poorten. Voorlive linkbewakingKies dan voor een FBT 99/1 of 95/5 kraankoppeling met APC connectoren. Voor2-kanaals bidirectionele testopstellingen, is een 2x2 50/50 FBT-koppeling meestal voldoende. VoorCWDM/DWDM-kanaalaggregatie, is een dunne-film-WDM-koppeling of op AWG-gebaseerde mux/demux vereist. Voorfiberlaserpomp combineren, is er een polarisatie-onderhoudende of speciale-vezelkoppeling nodig in plaats van een algemeen telecomapparaat.
Hoe u de juiste glasvezelkoppeling kiest
Gebruik de volgende workflow voordat u een bestelling plaatst.
- Definieer de functie.Bepaal of u wilt splitsen, combineren, tikken of golflengte-multiplexen.
- Kies de poortconfiguratie.Selecteer 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 of NxN op basis van het aantal eindpunten.
- Bevestig de splitsingsratio.Gebruik 50/50 voor gelijke splitsing, 90/10 of hoger voor monitoring en uniforme 1xN voor distributie.
- Controleer het golflengtebereik.Pas de bandbreedte van de koppelaar aan uw systeem aan, inclusief eventuele toekomstige upgradegolflengten.
- Bereken het verliesbudget.Voeg daar vezelverzwakking + connectorverlies + lasverlies + koppelinsertieverlies + veiligheidsmarge (typisch 3 dB) aan toe.
- Zorg ervoor dat de vezel en de connector overeenkomen.Bevestig single-modus (G.652D of G.657) versus multimode (OM3/OM4/OM5), connectortype en polijst.
- Plan de installatieomgeving.Binnenkasten, buitensluitingen, datacenterrekken en laboratoriumbanken hebben verschillende verpakkingen nodig.
Een eenvoudig voorbeeld van een verliesbudget
Stel dat u een 1x16 PLC-splitterlink ontwerpt voor FTTH met 2 km single-modeglasvezelkabel, vier LC/UPC-connectorparen en één smeltlas. Een redelijke schatting zou zijn: 13,5 dB (typisch 1x16 PLC-insertieverlies) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km bij 1310 nm) + 1.2 dB (4 connectoren × 0,3 dB) + 0.1 dB (één splitsing) + 3 dB (marge) ≈ 18,4 dB totaal. Als uw OLT/ONT-vermogensbudget Klasse B+ (28 dB) is, beschikt u over comfortabele hoofdruimte; als het strakker zou zijn, zou je de splitsingen moeten verminderen, de run moeten inkorten of teruggaan naar een 1x8-splitsing.
Veelvoorkomende fouten die u moet vermijden
De eerste en meest voorkomende fout is het behandelen van een koppeling als een eenvoudige adapter. De twee zijn niet-gerelateerde apparaten met verschillende taken. De tweede is het negeren van invoegverlies en het stapelen van te veel splitsingen op een enkele link totdat de ontvanger geen stroom meer heeft. De derde is het kiezen van FBT voor een FTTH 1x32-implementatie waarbij PLC veel uniformer en stabieler zou zijn. De vierde maakt gebruik van een koppelaar die is ontworpen voor een golflengtevenster bij een andere golflengte, wat in de echte-wereld zeer verschillende verliezen kan veroorzaken. De vijfde is het mixen van UPC- en APC-connectoren zonder na te denken over de gevolgen van reflectie.
Veelgestelde vragen over glasvezelkoppelingen
Wat is het verschil tussen een glasvezelkoppeling en een splitter?
Een splitter is een koppelaar die wordt gebruikt om één ingang in meerdere uitgangen te verdelen. De termijnkoppelingis breder omdat het ook combiners, taps en golflengtemultiplexers omvat.
Is een glasvezelkoppelaar passief of actief?
Bijna alle telecom- en bekabelingskoppelingen zijn passief en vereisen geen elektrische stroom. Alleen gespecialiseerde apparaten zoals optische versterkers en optische schakelaars worden als actief beschouwd.
Wat betekent 1x2 in een glasvezelkoppeling?
Een 1x2-koppeling heeft één ingangspoort en twee uitgangspoorten. Het is de eenvoudigste splitter- of tapconfiguratie.
Wat betekent 2x2 in een glasvezelkoppeling?
Een 2x2-koppeling heeft twee ingangen en twee uitgangen en kan afhankelijk van de signaalrichting als splitter of als combiner fungeren. Het is gebruikelijk in interferometers en bidirectionele testopstellingen.
Hoe kies ik een splitsingsverhouding voor een kraankoppeling?
Voor de meeste live-linkmonitoring is een 99/1 of 95/5 tik de juiste keuze, omdat hierdoor slechts een klein deel van de optische kracht van het hoofdpad wordt verwijderd. Een 90/10-aftap is geschikt als de monitoringontvanger minder gevoelig is. Een 50/50-verdeling is zelden het juiste antwoord voor monitoring.
Wat is het typische invoegverlies van een 1x32 PLC-splitter?
De meeste commerciële datasheets van 1x32 PLC-splitters vermelden het typische invoegverlies tussen 16,5 en 17,5 dB, inclusief de theoretische splitsing van 15 dB plus 1,5-2,5 dB overschot en connectorverlies. Controleer altijd het specifieke gegevensblad voor het model dat u koopt.
Kan ik een single{0}}mode-koppeling gebruiken met multimode glasvezel?
Over het algemeen nee. Single--mode-koppelingen zijn ontworpen rond een kern van 9 µm; multimode glasvezel heeft een kern van 50 of 62,5 µm. Het combineren van deze twee veroorzaakt een aanzienlijke modus-mismatch in het veld en een hoog koppelingsverlies. Gebruik een koppeling die bij uw pastmultimodeofenkele-modussoort vezel.
Zijn glasvezelkoppelingen bidirectioneel?
De meeste passieve koppelingen zijn bidirectioneel. Hetzelfde apparaat dat wordt gebruikt om stroomafwaarts licht te splitsen, kan stroomopwaarts licht combineren wanneer het in de tegenovergestelde richting wordt gebruikt, en dat is precies hoe PON-netwerken werken.
Wat is het verschil tussen een WDM-koppeling en een standaard optische koppeling?
Een standaardkoppeling verdeelt het vermogen zonder onderscheid te maken tussen golflengten. AWDM-koppelingmaakt gebruik van dunne-filmfilters of AWG-technologie om specifieke golflengten te scheiden of te combineren, wat essentieel is voor CWDM- en DWDM-systemen.
Welk connectortype moet ik kiezen voor een glasvezelkoppeling?
LC en SC komen het meest voor in moderne toegangs- en datacenterimplementaties. APC-polijsten heeft de voorkeur overal waar terugreflectie van belang is, zoals PON, RFoG en analoge video. Zorg ervoor dat de lak aan beide uiteinden van de schakel overeenkomt; het mengen van UPC en APC zal de prestaties verslechteren.
Conclusie
Een glasvezelkoppeling is een bedrieglijk eenvoudig onderdeel dat vrijwel elk modern optisch netwerk stilletjes ondersteunt. Het kiezen van de juiste is een balans tussen het aantal poorten, de split-ratio, het golflengtebereik, het invoegverlies, het vezeltype, de connector en de omgeving waarin deze zal leven. Voor een enkele monitoringkraan of een aangepaste splitratio is een FBT-koppeling meestal het meest economische antwoord. Voor FTTH, PON, passief optisch LAN of elke distributie met een hoog-poort-aantal is een PLC-splitter de veiligere keuze op de lange- termijn. De beste koppelaar is altijd degene die past bij het optische vermogensbudget en de betrouwbaarheidseisen van het netwerk dat hij bedient, en niet alleen degene met de laagste eenheidsprijs.
