اسپلیتر فیبر نوری چیست و چگونه کار می‌کند؟

زمانیکه نیاز است یک پرتو نوری منتقل شده در شبکه به دو یا تعداد بیشتری پرتو تقسیم شود، از اسپلیتر فیبر نوری استفاده می‌شود. سیگنال نوری منتشر شده در یک فیبر نوری سینگل مود، به طور کامل در هسته فیبر متمرکز نشده و مقدار کمی از انرژی از طریق روکش فیبر منتشر می‌شود. وقتی دو فیبر به اندازه کافی نزدیک به یکدیگر باشند، نور انتقالی درون یک فیبر می‌تواند به دیگری وارد شود. با این تکنیک انتقال مجدد سیگنال نوری در فیبرهای Multiple اتفاق می‌افتد و این روش کار اسپلیتر فیبر نوری نیز می‌باشد. تصویر پایین نشان می‌دهد که یک سیگنال ورودی چگونه می‌تواند بین چهار فیبر تقسیم شود.

اسپلیتر نه توان تولید می‌کند و نه به آن نیازی دارد، از این رو یک دستگاه پسیو است. همچنین اسپلیترها قطعه الکترونیکی ندارند. اسپلیتر فیبر نوری با عنوان اسپلیتر پرتو نوری نیز شناخته می‌شود. تعداد زیادی ترمینال ورودی و خروجی دارد و به طور وسیعی در بیشتر شبکه‌های نوری (FTTH, FTTX,EPON, GPON)  استفاده می‌شود.

اسپلیترهای فیبر نوری به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• Fused Biconical Taper) FBT)
• Planar Lightwave Circuit) PLC)

اسپلیترهای FBT نوع قدیمی هستند که در پیکر بندی‌های کوچک‌تر (1:2 , 1:4 , 2:2), ... استفاده می‌شدند.

PLC تکنولوژی پیشرفته‌تری است که راه حل بهتری برای کاربردهای بزرگ‌تر پیشنهاد می‌دهد.

Planar Lightwave Circuit) PLC)

PLC تکنولوژی پیشرفته‌تری است که راه حل بهتری برای کاربردهایی که نیاز به پیکره بندی بزرگ دارند، ارائه می‌دهد. برای دستیابی به این هدف، موج‌برها (waveguides) از طریق لیتوگرافی بر روی بستر شیشه‌ای سیلیکا ساخته می‌شوند و امکان مسیریابی برای درصد مشخصی از نور را فراهم می‌کنند. نتیجه کار اسپلیترهای PLC بسیار دقیق و همراه با افت بسیار پایین همراه است. اسپلیتر PLC به وسیله یک چیپ، پرتو نور ورودی را به دو یا تعداد بیشتری پرتو (سیگنال نور خروجی) تقسیم می‌کند.

با رشد سریع شبکه جهانی FTTx به پیکربندی‌های (configurations) بزرگ‌تری از اسپلیتر نیاز است (1:32 , 1:64 , ...). این شبکه‌ها همچنین برای ارائه خدمات به تعداد انبوهی مشترک ارتقا یافته‌اند. با توجه به پایین بودن هزینه کلی و مزایای عملکرد، اسپلیترهای PLC ره حل‌های ایده آلی برای این نوع از کاربرد هستند.

اسپلیتر PLC با تکنیک‌های شبیه به ساخت نیم رسانا ساخته شده و بسیار جمع و جور، کارآمد و قابل اعتماد است.

بیشتر بخوانید: تست افت اسپلیتر  فیبر نوری

چگونگی تعیین کیفیت اسپلیتر PLC

برای استاندارد کیفی اسپلیتر PLC پنج مشخصه بیان شده است. قسمت‌های پیش رو هریک از این خصوصیات را ارائه می‌کند.

• پهنای باند نوری 
  برای یک شبکه فیبر نوری، شش محدوده اسمی پهنای باند نوری وجود دارد. در سیستم PON انتقال داده از سمت سرور به کاربر (downstream)  از طول موج 1490nm و در انتقال از کاربر به سمت سرور (upstream) از طول موج 1310nm استفاده می‌شود. علاوه بر این باید نیاز به پوشش ویدیویی RF و آزمایش/نگهداری شبکه نیز مورد توجه قرار گیرد. پوشش ویدیویی RF معمولاً از طریق طول موج 1550nm منتقل می‌شود. بر اساس پیشنهاد ITU L.41 طول موج‌های 1550nm یا 1625nm برای آزمایش و نظارت بر شبکه استفاده می‌شود. با این ملاحظات، باند نوری مورد نیاز باید مشخص شود. 
  طول موج استاندارد برای یک اسپلیتر در شبکه PON بین 1260-1650nm است که بیشتر باند نوری را پوشش می‌دهد. تست پهنای باند نوری به وسیله اتصال یک اسپلیتر نوری به یک آنالیزور طیف نوری (optical spectrum analyzer) با منبع نور زیاد و یک طول موج مرکزی از پهنای باند مورد نظر صورت می‌گیرد.
   
• افت نوری Optical Insertion Loss
  اسپلیتر نوری، قطعه ای با بیشترین تضعیف در یک سیستم PON است. افت نور عبوری، افت حاصل از عبور نور از یک قطعه مانند کانکتور و یا یک نقطه اتصال (Splice) در سیستم فیبر نوری است. بنابراین برای حفظ توان در یک سیستم PON میزان افت عبوری از اسپلیتر باید به حداقل برسد. بر اساس استاندارد GR-1209، حداکثر افت عبوری مجاز برای یک اسپلیتر نوری در سیستم PON توسط جدول محاسبات زیر نشان داده شده است.

  افت نور عبوری به وسیله یک Light source و پاورمیتر و یا دستگاه Insertion Meter محاسبه می‌گردد. بر اساس سطح توان منبع، هریک از خروجی‌های اسپلیتر محاسبه می‌گردد.
   

  
  نکته: N تعداد پورت‌های خروجی اسپلیتر را مشخص می‌کند.
   

• افت نور بازگشتی   Return Loss 
  افت بازگشتی، افت توان در سیگنال نور برگشتی یا منعکس شده، حاصل از خط انتقال یا فاصله در فیبرنوری است. یک افت بازگشتی بالا، توان منعکس شده بازگشتی به پورت انتقال را کاهش می‌دهد. بنابراین نویزی که باعث کاهش توان سیستم می‌شود را کاهش می‌دهد.

• یکنواختی Uniformity
  حداکثر مقدارInsertion Loss  بین یک پورت‌ ورودی و پورت‌های خروجی است. این مشخصه اطمینان می‌دهد که در سیستم PON توان ارسالی در هریک از پورت‌های اسپلیتر یکی بوده بنابراین طراحی شبکه را ساده می‌کند. اسپلیتر‌های سفارشی  که با مشخصه غیر یکنواخت (non- Uniform) می‌توانند برای شبکه‌های خاص ساخته شوند، در هر شرایطی قابل استفاده نیستند. استفاده از این نوع اسپلیتر در سیستم PON، پیچیدگی تست، طراحی و نگهداری شبکه را افزایش و انعطاف پذیری را کاهش می‌دهد.
  Uniformity میتواند با توجه به نتیجه تست افت عبوری تعیین گردد. مقدار Uniformity قابل قبول، که اختلاف بین بالاترین و کمترین میزان افت عبوری است، بسته به نوع اسپلیتر متفاوت می‌باشد.

• هدایت Directivity
  تقسیم توان انتقالی از یک پورت ورودی به پورت ورودی دیگر یا از یک پورت خروجی به پورت خروجی دیگر است. برای یک اسپلیتر 2:N، زمانی‌ که نور وارد یک پورت می‌شود، نور تنها در پورت‌های خروجی منتشر نشده و مقداری از آن به پورت ورودی دوم باز می‌گردد. به همین ترتیب زمانی که نور وارد یک پورت خروجی می‌شود، مقداری از آن به پورت‌های خروجی دیگر برمی‌گردد. در سیستم انتقال دوطرفه مانند Directivity ،PON جهت کاهش توان بازگشتی به پورت انتقال مهم است تا cross talk (سیگنال عبوری ناخواسته) را کاهش دهد. میزان Directivity بالا، باعث میزان افت عبوری بالا و در نتیجه کاهش توان سیگنال می‌گردد. بنابراین کاهش میزان Directivity به اندازه ممکن، بسیار مهم است. Directivity با روشی شبیه به تست افت عبوری اندازه‌گیری می‌شود.

مزایای اسپلیتر PLC

• دقت بالا
• پایین استقرار
• طراحی جمع و جور
• قابلیت اعتماد بالا
• کارآمد
• محدوده دمایی کارکرد وسیع
• افت عبوری پایین

رایا فیبر پارس با افتخار اولین تولید کننده اسپلیتر فیبر نوری در ایران است که در جهت خود‌کفایی و رفع نیاز واردات این محصول قدم بر‌می‌دارد. اسپلیتر‌ها با حساسیت بسیار بالا و با رعایت اصول حرفه‌ای تولید می‌شوند و حاصل آن محصولات با کیفیت و دارای استاندارد های جهانی است.