A penggandeng serat optikadalah komponen optik pasif yang membagi, menggabungkan, menyadap, atau mendistribusikan kembali cahaya antar serat optik. Dalam-jaringan dunia nyata, coupler memungkinkan satu sinyal menjangkau banyak pengguna, memungkinkan beberapa sinyal berbagi satu jalur serat, atau mengambil sampel sejumlah kecil cahaya untuk pemantauan. Mereka adalah pekerja keras yang tenang di dalam node akses FTTH, pusat data, pengaturan pengujian, laser serat, dan sistem sensor.
Sebelum melangkah lebih jauh, ada baiknya kita menjernihkan kebingungan umum ini. Coupler tidak sama dengan aadaptor serat optik. Adaptor secara mekanis menyelaraskan dua konektor sehingga cahaya dapat melewatinya; coupler secara aktif mengubah cara daya optik didistribusikan antar port.RP Fotonikmendefinisikan fiber coupler sebagai perangkat yang memasangkan cahaya dari satu atau beberapa serat masukan ke satu atau beberapa serat keluaran, dengan distribusi daya yang dapat bergantung pada panjang gelombang dan polarisasi.
Panduan ini menjelaskan cara kerja skrup serat optik, tipe utama yang akan Anda temui, spesifikasi yang penting saat membeli, dan cara membuat pilihan yang masuk akal untuk proyek Anda.
Apa itu Coupler Serat Optik?
Coupler serat optik adalah perangkat optik dengan satu atau lebih port masukan dan satu atau lebih port keluaran. Tergantung pada desainnya, ia dapat melakukan beberapa hal sekaligus:
- Membagi satu sinyal masukan menjadi dua atau lebih keluaran
- Gabungkan beberapa masukan menjadi satu serat keluaran
- Manfaatkan sebagian kecil daya untuk pemantauan atau pengujian
- Mendistribusikan sinyal optik ke banyak port dalam pola bintang atau pohon
- Gabungkan atau pisahkan panjang gelombang dalam sistem CWDM atau DWDM
Misalnya, coupler 1x2 memiliki satu masukan dan dua keluaran. Coupler 2x2 memiliki dua input dan dua output dan dapat bertindak sebagai splitter atau penggabung tergantung pada arah cahaya.
Dalam diskusi telekomunikasi dan jaringan data, istilahnyapenggandeng serat optik, pemisah optik, Danpenggabung optikseringkali tumpang tindih. Pemisah pada dasarnya adalah penggandeng yang digunakan dalam arah pemisahan, sedangkan penggabung adalah perangkat yang sama yang digunakan dalam arah penggabungan. Jika Anda mencari komponen, nama pada lembar data biasanya bergantung pada bagaimana perangkat tersebut dimaksudkan untuk digunakan.
Bagaimana Cara Kerja Coupler Serat Optik?
Coupler bekerja dengan mentransfer daya optik antar jalur serat. Mekanisme pastinya bergantung pada pendekatan manufaktur.
Dalam coupler biconical taper (FBT) yang menyatu, dua atau lebih serat dipanaskan, ditarik, dan dilebur sehingga intinya cukup dekat sehingga cahaya dapat bocor dari satu inti ke inti lainnya dalam jangka waktu yang terkendali.RP Fotonikmenjelaskan bahwa skrup leburan dibuat dengan meruncingkan dan meleburkan serat secara termal sehingga intinya didekatkan ke dalam kontak optik.
Dalam pembagi sirkuit gelombang cahaya planar (PLC), cahaya dipandu melalui sirkuit pemandu gelombang yang dibuat pada substrat silika atau polimer. Ini adalah pendekatan yang dominan untuk pemisah-port-jumlah tinggi karena geometri pandu gelombang sangat dapat diulang.
Memisahkan Kekuatan Optik
Ketika coupler membagi cahaya, daya optik masukan dibagi di antara port keluaran. Dalam coupler ideal 1x2 50/50, setiap keluaran menerima setengah daya masukan. Dalam istilah desibel, hal ini berarti sekitar 3 dB kerugian teoretis per keluaran sebelum kerugian-di dunia nyata ditambahkan. ItuAsosiasi Serat Optik (FOA)mencatat bahwa pemisahan menimbulkan kerugian tambahan sebesar 3 dB untuk setiap penggandaan jumlah pemisahan, ditambah sedikit kelebihan kerugian dari struktur coupler.
Menggabungkan Sinyal Optik
Banyak skrup bersifat dua arah. Perangkat yang membagi daya dalam satu arah juga dapat menggabungkan daya dalam arah sebaliknya. Dalam jaringan optik pasif (PON), lalu lintas hilir dari OLT dibagi ke banyak pengguna, sedangkan sinyal hulu dari pengguna tersebut digabungkan kembali ke OLT melalui pembagi pasif yang sama.
Mengapa Coupler Selalu Menimbulkan Kerugian
Kerugian pada coupler serat optik berasal dari beberapa sumber yang bekerja sama:
- Kerugian perpecahan teoritis (bagian kekuasaan yang tidak dapat dihindari)
- Kerugian berlebih dari struktur coupler itu sendiri
- Hilangnya konektor dan sambungan pada port input dan output
- Ketidaksesuaian panjang gelombang antara perangkat dan panjang gelombang sistem
- Polarisasi-kerugian tergantung (PDL)
- Distribusi daya yang tidak-seragam antar port keluaran
Inilah sebabnya mengapa memilih coupler bukan hanya soal jumlah port. Anggaran kerugian, rentang panjang gelombang, rasio pemisahan, dan lingkungan semuanya perlu diperiksa bersama.
Jenis Coupler Serat Optik Utama
Skrup dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berguna. Klasifikasi yang tepat bergantung pada apakah Anda merancang jaringan, mencari komponen, atau memecahkan masalah tautan.
Berdasarkan Fungsi: Splitter, Combiner, Tap, dan WDM Coupler
Sebuahpemisah optikmembagi satu masukan menjadi beberapa keluaran (1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64). Apenggabungmenggabungkan beberapa masukan menjadi satu keluaran. Aketuk penggandengmengirimkan sebagian besar daya optik melalui jalur utama dan mengalihkan sebagian kecil (rasio tipikal adalah 90/10, 95/5, dan 99/1) ke port pemantauan. Apenggandeng WDMmenggabungkan atau memisahkan sinyal berdasarkan panjang gelombang, banyak digunakan dalamCWDM dan DWDMsistem.
Berdasarkan Konfigurasi Port: 1x2, 2x2, 1xN, dan Star Coupler
A Coupler serat optik 1x2memiliki satu masukan dan dua keluaran dan merupakan blok penyusun paling umum untuk pemisahan atau penyadapan sederhana. Apenggandeng 2x2dengan dua masukan dan dua keluaran banyak digunakan dalam sistem dua arah, interferometer, dan pengaturan pengujian. APemisah 1xNmelayani PON, FTTH, CATV, dan jaringan distribusi. SebuahPenggandeng bintang NxNmendistribusikan daya optik ke banyak jalur input dan output secara bersamaan.
Berdasarkan Bentuk: Skrup Y, T, X, Bintang, dan Pohon
Coupler AY membagi satu masukan menjadi dua keluaran seimbang. Coupler AT biasanya memiliki rasio yang tidak rata seperti 90/10 atau 80/20 dan sangat cocok untuk pemantauan sinyal. Coupler X biasanya merupakan perangkat 2x2. Star coupler mendistribusikan daya antara beberapa input dan output. Penggandeng pohon membagi satu masukan menjadi banyak keluaran dalam struktur percabangan dan merupakan pilihan standar untuk jaringan PON dan FTTx.
Berdasarkan Metode Pembuatan: FBT vs PLC vs Mikro-Optik
Sebuahpenggandeng FBT(lancip bikonis menyatu) dibuat dengan menggabungkan dan meruncingkan serat menjadi satu. Ini sangat cocok untuk jumlah pemisahan kecil, rasio pemisahan khusus, dan desain-yang sensitif terhadap biaya. APemisah PLCmenggunakan chip pandu gelombang, yang memberikan keseragaman panjang gelombang yang lebih baik dan toleransi yang lebih ketat pada jumlah port yang tinggi. Coupler optik-mikro menggunakan lensa, prisma, cermin, atau filter-film tipis dan cenderung muncul pada instrumen optik khusus dibandingkan kabel telekomunikasi.
FBT Coupler vs PLC Splitter: Mana yang Harus Anda Pilih?
Pertanyaan FBT versus PLC muncul di hampir setiap pesanan pembelian coupler. Jawaban jujurnya adalah tidak ada satu pun yang lebih baik secara universal; mereka memiliki sweet spot yang berbeda.
Coupler FBT menonjol ketika desainnya memerlukan jumlah pemisahan yang rendah (biasanya 1x2 hingga 1x8), rasio pemisahan khusus (seperti 80/20, 90/10, atau 95/5), atau aplikasi{10}}panjang gelombang tunggal. Umumnya lebih murah untuk bangunan yang lebih sederhana ini. Pemisah PLC adalah pilihan yang lebih aman kapan pun Anda memerlukan kinerja yang konsisten pada jumlah port yang lebih tinggi (1x8 ke atas), pengoperasian dengan panjang gelombang lebar pada 1260–1650 nm, atau perilaku stabil pada rentang suhu yang luas. Paling modernpemisah serat optikyang diterapkan di jaringan FTTH dan PON berbasis PLC-karena alasan ini.
Dalam praktiknya, FBT adalah pilihan yang tepat untuk memantau keran dan rasio yang disesuaikan, sedangkan PLC adalah default untuk distribusi FTTH, LAN optik pasif, dan persyaratan{0}keseragaman tinggi.
Spesifikasi Utama: Rasio Pemisahan, Rugi Penyisipan, dan Panjang Gelombang
Rasio Terpisah atau Rasio Kopling
Rasio perpecahan menggambarkan bagaimana kekuasaan dibagi. Coupler 50/50 membagi daya secara merata. Ketukan 90/10 mengirimkan 90% melalui jalur utama dan 10% ke port pemantauan. Untuk pemantauan, Anda biasanya hanya ingin menghilangkan sebagian kecil cahaya; untuk distribusi Anda biasanya menginginkan pembagian yang sama.
Kerugian Penyisipan dan Kerugian Kelebihan
Kerugian penyisipan adalah total daya optik yang hilang ketika coupler ditempatkan ke dalam link. Ini mencakup kerugian pemisahan teoretis dan kerugian berlebih dari perangkat itu sendiri. Pemisah 1x2 50/50 memiliki kerugian pemisahan teoritis sebesar 3 dB, namun lembar data sebenarnya biasanya menunjukkan kerugian penyisipan tipikal sekitar 3,4–3,8 dB setelah kelebihan kerugian dan kehilangan konektor ditambahkan. Excess loss adalah tambahan kerugian diluar split loss yang tidak dapat dihindari; angka yang lebih rendah berarti-penggandeng yang dibuat lebih baik.
Keseragaman, Return Loss, dan Directivity
Keseragaman menjelaskan bagaimana daya didistribusikan secara merata ke seluruh port keluaran dan menjadi penting pada pemisahan 1x8, 1x16, 1x32, dan 1x64. Ukuran return loss memantulkan cahaya yang bergerak kembali menuju sumbernya. Directivity menunjukkan seberapa baik perangkat mencegah kebocoran daya ke port yang salah. Ketiga hal ini paling penting dalam sistem DWDM, lingkungan pengujian OTDR, laser serat, dan tautan apa pun di mana pantulan liar menurunkan kinerja.
Panjang Gelombang Operasi dan Bandwidth
Coupler harus sesuai dengan panjang gelombang sistem Anda. Sistem telekomunikasi biasanya menggunakan jendela 1310 nm, 1490 nm, dan 1550 nm; Jaringan PON menambahkan 1577 nm dan 1490 nm berdasarkan yang relevanITU-T G.984dan spesifikasi G.987. Beberapa coupler dirancang hanya untuk jendela sempit, sedangkan splitter PLC pita lebar mencakup 1260–1650 nm.
Jenis Serat, Konektor, dan Paket
Konfirmasikan apakah coupler mendukung serat-mode tunggal atau multimode, dan-periksa kembali jenis konektor dan polesan. Umumkonektor serat optikpilihannya termasuk LC, SC, FC, ST, dan MTP/MPO, dengan polesan UPC atau APC. APC lebih disukai dimanapun refleksi punggung bawah penting, terutama dalam sistem PON dan video analog. Pengemasan mekanis juga penting: bare fiber, modul mini tanpa blok, kotak ABS, kaset LGX, penutup pemasangan di rak, dan penutup IP68 luar ruangan, semuanya melayani skenario penerapan yang berbeda.
Aplikasi Umum Skrup Serat Optik
PON, FTTH, dan LAN Optik Pasif
Jaringan PON menggunakan splitter 1xN untuk menghubungkan satu port OLT ke banyak ONT. Lalu lintas hilir didistribusikan ke pengguna; lalu lintas hulu digabungkan kembali. Perangkat pasif yang sama menangani kedua arah. LAN optik pasif menggunakan arsitektur yang sama di lingkungan kantor dan kampus. FOA mencatat bahwa satu port OLT dapat melayani hingga 32 (dan terkadang 64 atau 128) perangkat melalui splitter bertingkat, bergantung pada anggaran daya optik.
Pemantauan dan Titik Uji
Tap coupler mengambil sampel sebagian kecil cahaya tanpa memutus sambungan utama. Untuk link-mode tunggal yang aktif, ketukan 99/1 atau 95/5 jauh lebih tepat dibandingkan splitter 50/50, yang akan menghabiskan terlalu banyak anggaran di jalur utama.
Sistem WDM dan DWDM
Coupler WDM menggabungkan atau memisahkan sinyal pada panjang gelombang berbeda. Mereka penting dalam-telekomunikasi jarak jauh, amplifier serat optik (EDFA), dan sistem apa pun yang menggunakan beberapa saluran optik dalam satu serat optik. CWDM menggunakan jaringan 20 nm; DWDM menggunakan grid 100 GHz atau 50 GHz yang memerlukan toleransi panjang gelombang yang lebih ketat dari setiap komponennya.
Lab, Sensor, dan Sistem Laser
Penggandeng serat juga muncul di interferometer, sistem OCT, sensor serat, dan-laser serat berdaya tinggi. Dalam penerapan ini, perilaku polarisasi dan return loss sering kali lebih penting daripada biaya mentahnya.
Aplikasi-untuk-Referensi Cepat Coupler
Untuk membuat pemilihan lebih konkrit, berikut adalah cara aplikasi biasanya memetakan ke tipe coupler dalam praktiknya. UntukDistribusi FTTH dan PON, jawaban standarnya adalah aPembagi PLC dalam kotak ABS atau kaset LGXdengan port 1x8, 1x16, atau 1x32. Untukpemantauan tautan langsung, pilih tap coupler FBT 99/1 atau 95/5 dengan konektor APC. UntukPengaturan pengujian dua arah 2 saluran, coupler FBT 2x2 50/50 biasanya sudah cukup. UntukAgregasi saluran CWDM/DWDM, diperlukan-penggandeng WDM film tipis atau-mux/demux berbasis AWG. Untukkombinasi pompa laser serat, diperlukan perangkai serat-pemelihara atau khusus-sebagai pengganti perangkat telekomunikasi umum.
Cara Memilih Coupler Serat Optik yang Tepat
Gunakan alur kerja berikut sebelum melakukan pemesanan.
- Tentukan fungsinya.Putuskan apakah Anda perlu membagi, menggabungkan, mengetuk, atau panjang gelombang-multipleks.
- Pilih konfigurasi port.Pilih 1x2, 2x2, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64, atau NxN berdasarkan jumlah titik akhir.
- Konfirmasikan rasio pemisahan.Gunakan 50/50 untuk pembagian yang sama, 90/10 atau lebih tinggi untuk pemantauan, dan seragam 1xN untuk distribusi.
- Periksa rentang panjang gelombang.Cocokkan bandwidth coupler dengan sistem Anda, termasuk peningkatan panjang gelombang di masa mendatang.
- Hitung anggaran kerugian.Tambahkan redaman serat + kehilangan konektor + kehilangan sambungan + kehilangan penyisipan coupler + margin keamanan (biasanya 3 dB).
- Cocokkan serat dan konektornya.Konfirmasikan mode-tunggal (G.652D atau G.657) versus multimode (OM3/OM4/OM5), jenis konektor, dan penyempurnaan.
- Rencanakan lingkungan instalasi.Lemari dalam ruangan, penutup luar ruangan, rak pusat data, dan meja lab memerlukan kemasan yang berbeda.
Contoh Anggaran Kerugian Sederhana
Misalkan Anda merancang tautan splitter PLC 1x16 untuk FTTH dengan mode tunggal-sepanjang 2 kmkabel serat optik, empat pasang konektor LC/UPC, dan satu sambungan fusi. Perkiraan yang masuk akal adalah: 13,5 dB (kerugian penyisipan PLC 1x16 tipikal) + 0.6 dB (2 km × 0,3 dB/km pada 1310 nm) + 1.2 dB (4 konektor × 0,3 dB) + 0.1 dB (satu sambungan) + 3 dB (margin) ≈ total 18,4 dB. Jika anggaran daya OLT/ONT Anda adalah Kelas B+ (28 dB), Anda memiliki ruang kepala yang nyaman; jika lebih ketat, Anda perlu mengurangi sambungan, memperpendek jangka waktu, atau mengurangi ke pembagian 1x8.
Kesalahan Umum yang Harus Dihindari
Kesalahan pertama dan paling umum adalah memperlakukan coupler sebagai adaptor sederhana. Keduanya merupakan perangkat yang tidak berhubungan dengan pekerjaan berbeda. Yang kedua adalah mengabaikan insertion loss dan menumpuk terlalu banyak split ke dalam satu link hingga receiver kehabisan daya. Yang ketiga adalah memilih FBT untuk penerapan FTTH 1x32 di mana PLC akan jauh lebih seragam dan stabil. Cara keempat adalah menggunakan coupler yang dirancang untuk satu jendela panjang gelombang pada panjang gelombang lain, yang dapat menghasilkan kerugian-dunia nyata yang sangat berbeda. Yang kelima adalah mencampurkan konektor UPC dan APC tanpa memikirkan konsekuensi refleksinya.
FAQ Tentang Skrup Serat Optik
Apa perbedaan antara coupler serat optik dan splitter?
Splitter adalah coupler yang digunakan untuk membagi satu input menjadi beberapa output. Istilahnyaalat prerangkailebih luas karena juga mencakup penggabung, keran, dan pengganda panjang gelombang.
Apakah coupler serat optik pasif atau aktif?
Hampir semua skrup telekomunikasi dan kabel bersifat pasif dan tidak memerlukan daya listrik. Hanya perangkat khusus seperti amplifier optik dan sakelar optik yang dianggap aktif.
Apa arti 1x2 pada coupler serat optik?
Coupler 1x2 memiliki satu port input dan dua port output. Ini adalah konfigurasi splitter atau tap yang paling sederhana.
Apa arti 2x2 pada coupler serat optik?
Coupler 2x2 memiliki dua input dan dua output dan dapat bertindak sebagai splitter atau penggabung tergantung pada arah sinyal. Hal ini biasa terjadi pada interferometer dan pengaturan pengujian dua arah.
Bagaimana cara memilih rasio pemisahan untuk tap coupler?
Untuk sebagian besar pemantauan-tautan langsung, ketukan 99/1 atau 95/5 adalah pilihan yang tepat karena hanya menghilangkan sebagian kecil daya optik dari jalur utama. Ketukan 90/10 cocok bila penerima pemantauan kurang sensitif. Pembagian 50/50 jarang merupakan jawaban yang tepat untuk pemantauan.
Berapa kerugian penyisipan yang umum pada splitter PLC 1x32?
Sebagian besar lembar data splitter PLC 1x32 komersial mencantumkan kerugian penyisipan tipikal antara 16,5 dan 17,5 dB, termasuk pemisahan teoritis 15 dB ditambah kelebihan kelebihan dan kehilangan konektor 1,5–2,5 dB. Selalu periksa lembar data spesifik untuk model yang Anda beli.
Dapatkah saya menggunakan coupler-mode tunggal dengan serat multimode?
Umumnya tidak. Coupler-mode tunggal dirancang dengan inti berukuran 9 µm; serat multimode memiliki inti 50 atau 62,5 µm. Pencampuran keduanya menyebabkan ketidakcocokan-bidang mode yang signifikan dan kehilangan sambungan yang tinggi. Gunakan coupler yang cocok dengan Andamultimodeataumode-tunggaljenis serat.
Apakah skrup serat optik dua arah?
Kebanyakan skrup pasif bersifat dua arah. Perangkat yang sama yang digunakan untuk membagi cahaya hilir dapat menggabungkan cahaya hulu bila digunakan dalam arah yang berlawanan, dan itulah cara jaringan PON beroperasi.
Apa perbedaan antara coupler WDM dan coupler optik standar?
Coupler standar mendistribusikan daya tanpa membedakan panjang gelombang. Apenggandeng WDMmenggunakan filter-film tipis atau teknologi AWG untuk memisahkan atau menggabungkan panjang gelombang tertentu, yang penting untuk sistem CWDM dan DWDM.
Jenis konektor apa yang harus saya pilih untuk coupler serat optik?
LC dan SC adalah yang paling umum dalam penerapan akses modern dan pusat data. Pemolesan APC lebih disukai di mana pun refleksi belakang penting, seperti PON, RFoG, dan video analog. Cocokkan semir pada kedua ujung tautan; mencampurkan UPC dan APC akan menurunkan kinerja.
Kesimpulan
Coupler serat optik adalah komponen sederhana yang secara diam-diam mendasari hampir setiap jaringan optik modern. Memilih yang tepat adalah keseimbangan antara jumlah port, rasio pemisahan, rentang panjang gelombang, insertion loss, jenis serat, konektor, dan lingkungan di mana ia akan berada. Untuk satu keran pemantauan atau rasio pemisahan khusus, coupler FBT biasanya merupakan jawaban yang paling ekonomis. Untuk FTTH, PON, LAN optik pasif, atau distribusi jumlah-port-tinggi apa pun, splitter PLC adalah pilihan-jangka panjang yang lebih aman. Coupler terbaik selalu yang sesuai dengan anggaran daya optik dan persyaratan keandalan jaringan yang dilayaninya, bukan hanya yang memiliki harga satuan terendah.
