PON 네트워크, CATV 분배 시스템 또는 광섬유 모니터링 탭을 설계하거나 설치한 적이 있다면 광섬유 커플러를 사용해 본 것입니다. 그리고 잘못된 것을 선택했다면 - 잘못된 분할 비율, 잘못된 기술, 잘못된 파장 창 - 회선 끝에 있는 가입자에게 신호가 없거나 OTDR 판독값이 의미가 없다는 것을 어렵게 알게 되었습니다.
광섬유 커플러는 광 신호를 분할, 결합 또는 재분배하는 수동 장치입니다. 간단하게 들립니다. 선발 과정은 그렇지 않습니다. 이 가이드에서는 두 가지 주요 제조 기술의 성능이 실제로 어떻게 다른지, 특정 분할 비율에 대한 손실 예산을 계산하는 방법, FTTH, 데이터 센터 모니터링, CATV 및 테스트 애플리케이션에 적합한 커플러를 선택하는 방법을 다룹니다.
광섬유 커플러가 실제로 하는 일
광섬유 커플러는 하나 이상의 입력 광섬유에서 광 신호를 가져와 두 개 이상의 출력 광섬유 -에 분배하거나 그 반대로 분배합니다. 신호는 전체 시간 동안 광학 영역에 유지됩니다. 전기적 변환이 없습니다. 전원이 필요하지 않습니다. 이것이 바로 수동 장치라고 불리는 이유입니다.
캐치: 빛을 분할한다는 것은 전력을 분할한다는 것을 의미합니다. 신호를 분할할 때마다 각 출력 포트는 입력보다 적은 전력을 받습니다. 완벽한 1×2 50/50 분할은 각 출력에 입력 전력 -의 정확히 절반을 제공합니다. 이는 순전히 에너지 분할의 물리학에서 발생하는 출력 포트당 최소 3.0dB 손실입니다. 실제-기기는 이론적 최소값에 약간의 초과 손실을 추가합니다.
이 손실은 누적됩니다. 1×4 분할 비용은 최소 6.0dB입니다. 1×8의 비용은 9.0dB입니다. 1×32의 비용은 15.0dB입니다. 이를 이해하는 것이 모든 커플러 선택 결정의 기초입니다. - 링크 예산이 분할 손실을 흡수할 수 없다면 전 세계 어떤 커플러도 네트워크를 작동시킬 수 없습니다.
FBT 대 PLC: 중요한 두 가지 기술
광섬유 커플러를 제조하는 방법에는 여러 가지가 있지만 실제로는 FBT(Fused Biconical Taper)와 PLC(Planar Lightwave Circuit)라는 두 가지 기술이 지배적입니다.
FBT 커플러
FBT 커플러는 두 개 이상의 노출된 섬유를 함께 꼬은 다음 섬유 코어가 빛이 섬유 사이에 결합될 수 있을 만큼 충분히 가까워질 때까지 접합부를 가열하고 늘려서 만듭니다(융합 및 테이퍼링). 분할 비율은 테이퍼의 길이와 각도에 따라 제어됩니다.
강점:
- 적은 포트 수(1×2, 1×4, 2×2)로 인한 비용 절감
- 동일하지 않은 분할 비율(예: 10/90, 20/80, 30/70)로 쉽고 저렴하게 조정 가능
- 좁은 파장 범위 내에서 우수한 성능
- 간단한 분할을 위한 작은 패키지 크기
제한사항:
- 포트 수가 증가하면 균일성이 저하됩니다. - 1×8 FBT는 출력 전반에 걸쳐 눈에 띄게 고르지 않은 전력 분포를 갖습니다.
- 파장-에 따른 손실: 이중-창으로 지정하지 않는 한 1310nm 및 1550nm에서의 성능은 크게 다를 수 있습니다.
- 실질적으로 최대 1×32로 제한되며 1×8을 초과하면 균일성이 떨어집니다.
- 각각의 추가 분할 단계는 별도의 융합 접합이므로 누적 초과 손실이 증가합니다.
가장 적합한 대상:모니터링용 탭 커플러(90/10, 95/5), 소규모 CATV 배포, 양방향 2×2 커플러, 비용에 민감한-낮은-개수 분할.
PLC 스플리터
PLC 스플리터반도체 리소그래피를 사용하여 실리카 유리 기판에 광 도파관 회로를 에칭합니다. 분할은 칩에서 발생합니다. - 이를 작은 광학 회로 기판으로 생각하십시오. 입력 및 출력 파이버 어레이가 칩에 접착됩니다.
강점:
- 모든 출력 포트에 걸쳐 탁월한 균일성 - 1×32 PLC는 모든 포트에 거의 동일한 전력을 제공합니다.
- 광대역 설계: 파장-에 따른 변화 없이 1260~1650nm에서 작동
- 많은 포트 수(1×64, 2×64)까지 효율적으로 확장
- 높은 분할 비율을 위한 컴팩트함 - 1×32 PLC는 1×4 FBT보다 거의 크지 않습니다.
- 더 나은-장기 안정성과 온도 성능
제한사항:
- 적은 포트 수(1×2, 1×4)로 인해 FBT보다 비용이 높음
- 맞춤 비균등 분할 비율의 경우 유연성이 떨어짐 - 대부분의 PLC 분할기는 동일 분할만-함
- FBT에 비해 1×2에서 약간 더 높은 최소 삽입 손실(일반적으로 3.8dB 대 . 3.4dB)
가장 적합한 대상:GPON/XGS-PON FTTH 배포(1×8, 1×16, 1×32, 1×64), 균일한 전력 분배가 필요한 모든 애플리케이션, 여러 파장을 전달하는 광대역 시스템.
비교
| 매개변수 | FBT 커플러 | PLC 분배기 |
|---|---|---|
| 기술 | 융합 섬유 테이퍼 | 실리카 칩의 리소그래피 도파관 |
| 실용적인 최대 포트 | 1×32(1×8 최적) | 1×64(또는 2×64) |
| 균일성(1×8) | ±1.0~2.0dB 변동 | ±0.5~0.8dB 변동 |
| 파장 범위 | 단일 또는 이중 창(1310/1550nm) | 광대역 1260~1650nm |
| 불평등한 분할 비율 | 쉽고 저렴함 (10/90, 20/80 등) | 어려움/맞춤주문 |
| 작동 온도 | -20도 ~ +70도(보통) | -40도 ~ +85도(보통) |
| 비용(1×2) | $ | $$ |
| 비용 (1×32) | $$$(계단식 FBT) | $$(단일 칩) |
교차점은 약 1×8입니다. 그 아래에서는 일반적으로 FBT가 더 저렴합니다. 무엇보다 균일성과 비용 측면에서 PLC가 승리합니다.
분할 비율 및 손실: 필요한 수학
모든 커플러/스플리터에는 분할 비율에 따라 결정되는 이론적 최소 삽입 손실이 있습니다. 참조 테이블은 다음과 같습니다.
| 분할 비율 | 이론적 최소 손실 | 일반적인 PLC 손실 | 일반적인 FBT 손실 |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3.0dB | 3.2~3.8dB | 3.2~3.6dB |
| 1×4 | 6.0dB | 6.5~7.2dB | 6.5~7.5dB |
| 1×8 | 9.0dB | 9.5~10.5dB | 10.0~12.0dB |
| 1×16 | 12.0dB | 12.5~13.5dB | 13.5~16.0dB |
| 1×32 | 15.0dB | 15.5~17.0dB | 17.0~21.0dB |
| 1×64 | 18.0dB | 18.5~21.0dB | 실용적이지 않음 |
포트 수가 증가함에 따라 FBT 손실이 PLC에서 어떻게 달라지는지 확인하십시오. 1×32에서 FBT 커플러는 PLC -보다 4~5dB 더 나쁠 수 있습니다. 이는 작동하는 FTTH 링크와 작동하지 않는 링크의 차이입니다.
실제-세계 예: GPON FTTH 링크 예산
표준 GPON 시스템(ITU-T G.984)은 OLT와 ONT 사이의 최대 광학 예산이 28dB입니다. 일반적인 1×32 배포의 스택 방식은 다음과 같습니다.
| 요소 | 손실 |
|---|---|
| PLC 스플리터 (1×32) | 17.0dB |
| 피더 광섬유(10km × 0.35dB/km) | 3.5dB |
| 분배 광섬유(2km × 0.35dB/km) | 0.7dB |
| SC APC 커넥터(6쌍 × 0.3dB) | 1.8dB |
| 스플라이스 포인트(4 × 0.1dB) | 0.4dB |
| 총 | 23.4dB |
| 남은 마진 | 4.6dB |
4.6dB 마진은 노후화, 온도 변화 및 향후 접합을 설명합니다. 17dB의 PLC 대신 21dB의 FBT 커플러를 사용한 경우 27.4dB -가 0.6dB의 마진만으로 28dB 제한에 위험할 정도로 가깝습니다. 더러운 커넥터 하나면 당신은 나가게 됩니다.
이것이 모든 FTTH 운영자가 1×16 이상의 PLC 스플리터를 사용하는 이유입니다. 손실 예산은 높은 분할 비율에서 FBT 초과 손실을 허용하지 않습니다.
커플러 모양 및 용도
분할 비율 및 기술 외에도 커플러는 다양한 토폴로지 구성으로 제공됩니다.
Y 커플러(1×2):가장 간단한 분할. 하나의 입력, 두 개의 출력. 신호 태핑, 이중화 경로 및 양방향 모니터링에 사용됩니다. FBT 또는 PLC로 제공됩니다.
T 커플러(비균등 분할):의도적으로 고르지 않게 분포된 1×2 - 90/10, 80/20, 70/30. 거의 항상 FBT. 주 경로 전력을 크게 줄이지 않고 신호의 작은 부분을 샘플링하려는 탭 모니터링에 사용됩니다.
X 커플러(2×2):2개의 입력, 2개의 출력. 분배기와 결합기의 기능을 동시에 수행합니다. 단일 광섬유를 통한 양방향 통신과 간섭계 센서 구축에 필수적입니다. 항상 FBT.
스타 커플러(N×N):다중 입력, 다중 출력이 균등하게 분배됩니다. 레거시 LAN 토폴로지 및 일부 센서 네트워크에 사용됩니다. 오늘날에는 덜 일반적입니다.
트리 커플러(1×N):하나의 입력으로 여러 출력. 에 대한 주력 구성FTTH/PON의 PLC 스플리터 - 1×8, 1×16, 1×32, 1×64.
설치 및 선택 팁
네트워크에 맞는 커넥터 유형을 선택하세요.대부분의 FTTH 스플리터는 다음에서 종료됩니다.SC APC 커넥터낮은 반사 손실을 위해. 데이터 센터 모니터링 탭은 일반적으로 LC UPC를 사용합니다. 실외 배포에서는 융착 접속을 위해 피그테일형(베어 파이버) 스플리터를 사용합니다. PLC 스플리터를 종료하는 주문 시간 - 필드-에 커넥터 지정땋은 머리시간을 낭비하고 추가 손실을 초래합니다.
단일 PLC를 사용할 수 있는 경우 FBT 스플리터를 계단식으로 연결하지 마십시오.우리는 설치자가 1×2 FBT 커플러의 4단계를 계단식으로 연결하여 1×16 분할을 구축하는 것을 보았습니다. 그것은 종이에 작동합니다. 실제로는 4개의 스플라이스/커넥터 접합과 4개의 별도 FBT 장치에서 발생하는 누적 초과 손실이 링크 예산을 소모합니다. 단일 1×16 PLC 스플리터는 총 손실이 더 낮은 단일 장치에서 동일한 작업을 수행합니다.
탭 모니터링을 위해 동일하지 않은 분할을 선택합니다.OTDR 또는 전력 모니터링을 위해 라이브 광섬유에 영구 모니터링 탭을 삽입하는 경우 95/5 또는 90/10 FBT 커플러를 사용하십시오. 기본 경로는 0.2~0.5dB만 손실되는 반면 탭 포트는 측정에 충분한 신호를 얻습니다. 모니터링을 위해 50/50 분할을 사용하지 마세요. - 아무런 이유 없이 기본 경로 전력을 절반으로 줄이게 됩니다.
파장 호환성을 확인하십시오.시스템이 1310nm, 1490nm 및 1550nm를 동시에 전송하는 경우(비디오 오버레이가 있는 GPON에서 일반적) 단일{3}}창 FBT가 아닌 광대역 PLC 스플리터를 사용하세요. 단일-창 FBT 커플러는 설계 창 외부의 파장에서 1~3dB의 추가 손실을 나타낼 수 있습니다.
설치 후 테스트해 보세요.보정된 광 파워 미터를 사용하여 모든 스플리터 포트의 삽입 손실을 측정합니다. 제조사의 사양표와 비교해 보세요. 포트가 사양을 0.5dB 이상 초과하는 경우 스플리터를 비난하기 전에 더러운 커넥터나 잘못된 스플라이스를 확인하십시오.
자주 묻는 질문
커플러, 스플리터, 결합기의 차이점은 무엇입니까?
이들은 모두 동일한 장치 제품군의 하위 집합입니다. 스플리터에는 하나의 입력과 여러 개의 출력(1×N)이 있습니다. 결합기는 역방향으로 사용되는 스플리터와 물리적으로 동일한 여러 입력과 하나의 출력(N×1) -을 갖습니다. 커플러는 1×N, N×1, 2×2, N×N 등 모든 구성을 포괄하는 일반적인 용어입니다.
단일-모드 광섬유에서 다중모드 커플러를 사용할 수 있나요?
아니요. 단일-모드 및 다중 모드 커플러는 다양한 코어 크기(9 µm 대. 50 µm)에 맞게 설계되었습니다. 단일-모드 광섬유에서 다중 모드 커플러를 사용하면 도파관 형상이 일치하지 않기 때문에 극도의 초과 손실이 발생합니다. 항상 커플러를 광케이블 유형에 맞추십시오.
FBT와 PLC 중에서 어떻게 선택합니까?
1×2 또는 2×2 분할의 경우, 특히 비율이 같지 않은 경우 FBT -를 사용하면 더 저렴하고 성능이 좋습니다. 1×8 이상 또는 광대역 성능(다중-파장 PON)이 필요한 애플리케이션의 경우 PLC를 사용하십시오. 포트 수가 많을 때 PLC의 균일성과 손실 이점이 결정적입니다.
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