Необходимость деления и ответвления оптического сигнала современных сетях возникает довольно часто. Это может быть обусловлено экономией количества волокон, когда группа абонентов находится на значительном отдалении от станции, или необходимостью мониторинга и измерений параметров волокон, находящихся под сигналом. Объединение и разделение оптических сигналов применяется также в системах WDM.
Для решения подобных задач используются оптические разветвители или сплиттеры (от англ. split — разделять) — пассивные многопортовые устройства, предназначенные для разделения излучения на несколько волокон в заданных пропорциях.
По принципу работы оптические сплиттеры условно делят на три основных типа:
- Направленные делители — делители с коэффициентом передачи между оптическими портами, коэффициент передачи зависит от направления распространения оптического излучения, широко применяются в современных рефлектометрах.
- Ненаправленные делители — делители без коэффициента передачи между оптическими портами, применяются в сетях кабельного телевидения и передачи данных.
- Спектрально-селективные делители (оконные) — делители, чувствительные к вводимым длинам волн, то есть одни длины волн делители «пропускают», а другие «не пропускают», такие компоненты применяются для разделения/объединения оптических сигналов с разной длиной волны в мультиплексорах/демультиплексорах.
Оптические делители поставляются в уже готовом виде в компактном корпусе. Если входы и выходы разветвителя уже были оконечены разъёмами во время производства, то никаких дополнительных инструментов для их установки на потребуется. В том случае, когда из корпуса делителя выходит неоконцованное оптическое волокно, установка делителя потребует наличия тех же приборов и инструментов, которые применяются при сварке оптического волокна.
По технологии изготовления оптические сплиттеры можно разделить на планарные делители PLC (Planar Lightwave Circuit) и делители сварного типа FBT (Fused Biconical Taper).
Сплавные FBT сплиттеры
FBT сплиттеры производят сращиванием или сплавлением боковых поверхностей стандартных оптических волокон (рис 1).
Рис. 1. Принцип работы сварного делителя
Главной особенностью таких делителей является возможность неравномерного распределения сигнала с заданным коэффициентом. Эта особенность нашла свое применение в сетях кабельного телевидения, где необходимо было нивелировать разницу в сигнале между абонентами, расположенными на разном удалении от источника излучения, и в пассивных оптических сетях, построенных по технологии «шина», пример которой показан на рисунке 2.
Рис. 2. Пример применения сплавных сплиттеров в PON.
В то же время низкое качество и ограниченное число используемых длин волн в сплавных сплиттерах привели к созданию альтернативы — планарных оптических делителей.
Оптические сплиттеры PLC
Производство PLC разветветвителей более сложное и состоит из нескольких этапов. Первый заключается в нанесении на кварцевую подложку отражающего слоя-оболочки, на который наносится материал волновода, где впоследствии формируется маска для травления. Результатом процесса травления является система каналов-волноводов. Далее следует нанесение второго отражающего слоя. В результате структура делителя становится схожа с простым оптическим волокном, отражающий слой — оболочка волокна, вытравленные каналы — сердцевина волокна. Для создания оптических выводов, к концам вытравленных каналов приклеиваются оптические волокна. И в заключение полученный сплиттер для надежности помещается в металлический корпус. Часть этапов производства планарных разветвителей представлены на рисунке 3.
Рис. 3. Этапы изготовления планарных разветвителей.
Планарная технология позволяет изготавливать делители с четным числом выходных волокон от 2 до 64 выходных портов включительно. Благодаря более сложной и прецизионной технологии изготовления, планарные делители обладают более стабильными и точными оптическими характеристиками и работают в широкополосном диапазоне волн 1260–1650 нм.
Наиболее широко планарные делители применяются при построении пассивных оптических сетей по технологии «звезда» или «дерево» в многоквартирных домах (рис. 4) или частном секторе с плотной застройкой, где равномерность выходного сигнала не нарушается большой разницей кабельных длин до абонента.
Рис. 4. Использование планарных сплиттеров в пассивных оптических сетях
Важно помнить, что основной характеристикой оптических разветвителей являются вносимые потери. При распределении оптической мощности между выходами делителя сигнал ослабевает. Данную особенность необходимо учитывать при проектировании линии и расчете оптического бюджета. Чем больше у делителя выходов, тем больше значение вносимого затухания. Значения затуханий для каждого типа делителя можно найти на сайте поставщика. С уже готовым изделием всегда идет паспорт, где указаны результаты фактического измерения.
