Cos'è uno splitter ottico? Tipi, principio di funzionamento

Uno splitter ottico è un dispositivo passivo in fibra ottica che divide un segnale luminoso in ingresso in due o più segnali in uscita, distribuendo la potenza ottica su più percorsi in fibra senza richiedere alcuna alimentazione elettrica.

In una rete GPON o EPON, è il componente che rende possibile l'architettura punto-a-multipunto - una fibra in uscita dall'ufficio centrale, decine di abbonati collegati all'estremità lontana. Senza di essa, ogni cliente avrebbe bisogno di un percorso in fibra dedicato fino all’OLT e l’economia dell’FTTH andrebbe in pezzi.

Questa guida illustra il principio di funzionamento alla base dello splitting ottico, le-differenze reali tra le tecnologie PLC e FBT, le specifiche prestazionali che contano effettivamente durante l'approvvigionamento e i consigli-basati sullo scenario per scegliere lo splitter giusto. Se hai distribuito un'infrastruttura PON o stai pianificando una nuova build, i dettagli qui dovrebbero risparmiarti qualche grattacapo in fase di progettazione.

Come funziona uno splitter ottico?

La fisica è semplice. Quando la luce viaggia attraverso una fibra monomodale-, la maggior parte dell'energia rimane nel nucleo da 9 µm - ma non tutta. Una piccola frazione penetra nel rivestimento. Avvicina due nuclei di fibra abbastanza vicini e l'energia che fuoriesce inizia ad accoppiarsi da un nucleo all'altro. Questo fenomeno di accoppiamento evanescente è alla base di tutte le divisioni passive delle fibre.

In uno splitter di produzione, il dispositivo prende un segnale di ingresso e ridistribuisce la potenza ottica su più porte di uscita con un rapporto definito. Pensa a uno splitter 1×4: una fibra entra, quattro fibre escono, ciascuna trasporta circa un quarto della potenza del segnale originale. Nessuna elettronica, nessun alimentatore esterno - solo la geometria della guida d'onda che fa il lavoro. Ecco perché questi componenti sono chiamati splitter ottici passivi.

Ecco dove diventa pratico. Ogni divisione ti costa potenza ottica. Una divisione 1×2 consuma circa 3,5 dB. Quando raggiungi 1×32, stai osservando perdite teoriche a nord di 15 dB - e questo prima di aggiungere perdite del connettore, attenuazione della fibra e punti di giunzione. Nella maggior parte delle implementazioni FTTH, lo splitter finisce per essere la principale fonte di perdita nel budget di collegamento. Sbagliare il rapporto di suddivisione significa sprecare porte OLT o incorrere in problemi di alimentazione di ricezione su ONU distanti.

Splitter PLC vs. Splitter FBT: cosa conta davvero

Ogni splitter ottico sul mercato utilizza una delle due tecnologie di produzione e la scelta tra le due non riguarda tanto quale sia "migliore" quanto piuttosto quale si adatta alla tua specifica implementazione.

Divisori con cono biconico fuso (FBT).

FBT è l’approccio più vecchio. Due o più fibre vengono raggruppate insieme, riscaldate e stirate finché i nuclei non si fondono. Durante il processo di tapering, i tecnici monitorano il rapporto di accoppiamento in tempo reale e si fermano una volta raggiunta la divisione target. Il risultato è un dispositivo semplice e collaudato che costa meno per produrre - soprattutto con conteggi di suddivisione bassi come 1×2 o 1×4.

Il compromesso si manifesta su vasta scala. Una volta superato 1×8, gli splitter FBT hanno difficoltà con l'uniformità dell'output: alcune porte ottengono notevolmente più potenza di altre. Anche i tassi di fallimento aumentano. Il supporto della lunghezza d'onda è limitato a 850 nm, 1310 nm e 1550 nm - va bene per PON di base, ma è un vincolo se hai bisogno della piena compatibilità dello spettro-. E l’intervallo di temperatura operativa (da -5 gradi a 75 gradi) li esclude per i cabinet da esterno in regioni con inverni rigidi o caldo desertico.

Splitter per circuiti planari a onde luminose (PLC).

Gli splitter PLC sono prodotti utilizzando circuiti di guida d'onda litografici a semiconduttore - incisi su un substrato di vetro di silice con la stessa precisione utilizzata nella fabbricazione dei chip. Il risultato è un output preciso e uniforme su ogni porta, anche con un numero elevato di suddivisioni.Splitter per fibra ottica PLCsupportano l'intera gamma di lunghezze d'onda 1260–1650 nm, coprendo ogni lunghezza d'onda PON standard più la banda di 1550 nm utilizzata per la sovrapposizione video RF e la finestra di 1625 nm utilizzata per il monitoraggio della linea.

Poiché la suddivisione avviene su un singolo chip, i dispositivi PLC scalano fino a 1×64 o 2×64 senza aumentare le dimensioni. L'intervallo di temperature operative più ampio (da -40 gradi a 85 gradi, secondo i requisiti di test Telcordia GR-1209-CORE) li rende la scelta predefinita per qualsiasi installazione esterna o in ambiente non controllato. Il costo per unità è superiore a quello di FBT, ma per qualsiasi cosa superiore a una suddivisione 1×4, il PLC è ciò che i pianificatori di rete più esperti richiedono, e per una buona ragione.

Confronto rapido

Le soglie prestazionali sopra indicate si basano sugli standard Telcordia GR-1209-CORE e GR-1221-CORE, che definiscono i requisiti di affidabilità e prestazioni ottiche per i componenti ottici passivi utilizzati nelle reti di telecomunicazioni.

Specifiche prestazionali chiave da verificare prima dell'acquisto

Le schede tecniche possono essere dense, ma cinque parametri contano di più - e saltarne uno durante l'approvvigionamento è un errore che ha portato a veri e propri insuccessi sul campo:

• Perdita di inserzione:Quanta potenza ottica consuma lo splitter. Uno splitter PLC- 1×8 ben realizzato dovrebbe avere un valore inferiore o uguale a 10,5 dB; a 1×32 a Inferiore o uguale a 17,5 dB. Queste soglie provengono dalla Tabella 2 GR-1209-CORE. Se la scheda tecnica di un fornitore mostra valori significativamente superiori a questi, il budget del collegamento non si chiuderà a distanza.
• Perdita di ritorno:Potenza riflessa verso la fonte. Per gli splitter con terminazione SC/APC-(lo standard in GPON), la perdita di ritorno deve essere maggiore o uguale a 55 dB. Una scarsa perdita di ritorno provoca rumore nel ricevitore OLT e degrada la qualità del segnale a monte.
• Uniformità:Il divario tra la porta di output migliore e quella peggiore. Qualunque valore superiore a 1,5 dB significa che alcuni abbonati ricevono segnali notevolmente più deboli. In una distribuzione 1×32 o 1×64, la stretta uniformità non è facoltativa - è ciò che mantiene online l'abbonato più lontano.
• Lunghezza d'onda operativa:Le reti PON necessitano di una copertura passa banda di 1260–1650 nm. Questo non è-negoziabile se utilizzi GPON (1490/1310 nm) con sovrapposizione video (1550 nm) o prevedi di aggiungere servizi XGS-PON (1577 nm downstream) sulla stessa fibra.
• Direttività:Misura l'isolamento della diafonia tra le porte di uscita. Target Maggiore o uguale a 55 dB. Una bassa direttività significa che i segnali degli abbonati possono confluire l'uno nell'altro - un vero problema nelle suddivisioni ad alta-densità.

Scelta di uno splitter in base allo scenario di distribuzione

Lo splitter "giusto" dipende interamente da dove sta andando e da cosa deve fare. Ecco come di solito si svolge nella pratica la decisione:

Piccolo progetto FTTH (sotto le 50 case): A Separatore PLC 1×8in una scatola di ABS c'è il cavallo di battaglia qui. Mantiene gestibile la perdita di inserzione, si inserisce in una scatola di distribuzione esterna standard e lascia spazio per crescere se il quartiere si espande. Per i cluster più piccoli - diciamo, quattro case in un drop - un FBT 1×4 può funzionare se il budget è il vincolo principale.

MDU urbane dense (condomini, torri per uffici):Scegli il PLC 1×32 in una cassetta LGX o il fattore di forma con montaggio su rack 1U-. La densità delle porte è importante negli armadi montanti dove lo spazio è limitato. Assicurati che lo splitter sia pre-connettorizzato con SC/APC per velocizzare l'installazione. - La giunzione sul campo in un montante affollato è lenta e soggetta a errori-.

Armadi stradali da esterno:Il PLC è obbligatorio. Il solo ciclo di temperatura degraderà uno splitter FBT nel tempo. ABS-confezionato o senza blocchisplitter per fibra otticanominali da -40 gradi a 85 gradi sono lo standard qui. Specificare custodie con grado di protezione IP65 se l'armadio è esposto alle intemperie.

Collegamenti rurali o a lunga-distanza:La perdita di inserzione è il vincolo. Ogni dB conta quando l'ONU si trova a 15-20 km dall'OLT. Utilizza il rapporto di suddivisione più basso che sia ancora utile al conteggio dei tuoi iscritti e considera gli splitter sbilanciati che assegnano più potenza all'utente più lontano. Un 1×16 è spesso il limite pratico per le campate rurali - spingi a 1×32 e rischi di scendere al di sotto della sensibilità del ricevitore all'estremità.

Ufficio centrale o data center: Splitter PLC-montati su rackin alloggiamenti da 1U sono costruiti per questo ambiente. Si inseriscono in rack standard da 19-pollici, utilizzano cavi di connessione pre-terminati e consentono la manutenzione-hot-swap senza disturbare i circuiti adiacenti. Per gli scaffali di aggregazione PON che servono centinaia di abbonati, le configurazioni 2×32 o 2×64 con doppio ingresso forniscono la ridondanza di failover richiesta dagli SLA di livello carrier.

Errori comuni che costano tempo e denaro

Alcuni modelli si ripetono ripetutamente nelle implementazioni sul campo. La suddivisione eccessiva-è la più frequente: gli ingegneri specificano un 1×32 perché desiderano un margine di capacità, ma il budget del collegamento non può supportarlo alla distanza richiesta. Il risultato sono ONU marginali che scendono offline durante gli sbalzi di temperatura o l'invecchiamento del connettore. Esegui sempre prima il calcolo del budget energetico - quindi scegli il rapporto di suddivisione.

La mancata corrispondenza del connettore è un altro. La combinazione di SC/UPC e SC/APC nello stesso percorso PON introduce punti di riflessione che riducono le prestazioni. Sembra banale, ma accade regolarmente nei grandi cantieri con più squadre di installazione. La soluzione è semplice: standardizzare su SC/APC in tutto l'impianto esterno. Assicurati che lo splitter, i cavi di connessione efibra mono-modalele infrastrutture corrispondono tutte.

Infine, ignorando le specifiche di uniformità. Sulla carta, uno splitter economico con uniformità di 2,5 dB e uno splitter di qualità con uniformità di 1,0 dB potrebbero sembrare simili. In pratica, quel divario di 1,5 dB significa che un abbonato sulla tua rete 1×32 potrebbe ricevere la metà della potenza ottica di un altro. Su un arco di 10-15 km, questa differenza decide chi rimane connesso e chi no.

Dove vengono utilizzati i divisori ottici

Le telecomunicazioni rimangono l’applicazione dominante. In un'architettura GPON o XGS-PON, gli splitter si trovano tra l'OLT presso l'ufficio centrale e le ONU presso la sede del cliente, consentendo a una fibra di servire 32 o 64 endpoint. Questo modello da punto-a-multipunto costituisce la spina dorsale della fornitura di banda larga residenziale, fibra aziendale e CATV in tutto il mondo.

Al di fuori del settore delle telecomunicazioni, le implementazioni LAN ottiche passive (POL) aziendali utilizzano splitter per ridurre il numero di switch attivi negli edifici del campus - una singola dorsale in fibra sostituisce i piani di cavi in ​​rame e switch Ethernet. Le strutture industriali instradano gli splitter attraverso reti di sensori, sfruttando l'immunità della fibra alle interferenze elettromagnetiche. Le configurazioni di test e misurazione utilizzano ripartitori di prese per monitorare il traffico in tempo reale senza interruzione del servizio.

Qual è il futuro della tecnologia splitter?

La spinta verso l'accesso 10G-PON (XGS-PON, 50G-PON) e l'accesso convergente multi-lunghezza d'onda sta alzando il livello delle prestazioni dello splitter. Gli operatori-GPON e XGS-PON coesistenti sulla stessa fibra necessitano di splitter con perdita di inserzione piatta sull'intera finestra 1260–1650 nm - qualsiasi variazione dipendente dalla lunghezza d'onda-può far inclinare un collegamento marginale oltre il bordo. La tecnologia PLC gestisce bene tutto ciò; FBT no.

Lo split sbilanciato sta guadagnando terreno. Invece di trattare ogni output allo stesso modo, gli splitter sbilanciati allocano la potenza in modo asimmetrico - di più agli utenti distanti o ad alta- richiesta, meno a quelli vicini. Ciò migliora l'utilizzo delle porte e può eliminare la necessità di amplificatori ottici in scenari di portata estesa.

Dal punto di vista produttivo, la densità dei chip PLC continua a migliorare. Gli splitter che supportano 1×128 su un singolo chip stanno già entrando in produzione, aumentando il rapporto abbonati-per-OLT-porta e riducendo il costo per famiglia connessa nelle costruzioni in fibra-su larga scala.

Domande frequenti