Компоненты сети GPON

Пассивные компоненты сети GPON. Сплиттеры.

Оптические разветвители (сплиттеры) являются важным компонентом сетей GPON и выполняют разделение оптического сигнала по нескольким каналам или объединяют сигналы из различных каналов в один. Существует две основных технологии изготовления оптических сплитте — : сварная – Fused и планарная – PLC (PlanarLightwaveCircuit).

Сварные сплиттеры

Изготавливаются по технологии FBT (FusedBiconicalTaper). Два волокна с удаленными внешними оболочками сплавляют в один элемент с двумя входами и двумя выходами (2:2), после этого один вход закрывают безотражательным методом, получая, таким образом, разветвители 1:2.

 

Возможно получить деление мощности и в других пропорциях, например 10:90 (10% мощности сигнала идет в одно плечо, 90% — в другое). Сварные сплиттеры обычно имеют от одного до трех окон прозрачности (1310 нм, 1490 нм или 1550 нм). Окно прозрачность — это диапазон длин волн оптического излучения, в котором имеет место меньшее, по сравнению с другими диапазонами, затухание излучения в волокне. Наиболее широко такие сплиттеры используются при построении сетей кабельного телевидения.

Планарные разветвители

Изготавливаются в несколько этапов. Первый состоит в нанесении на подложку отражающего слоя-оболочки. На этот слой наносится материал волновода, на котором, в последствии, формируется маска для травления. Результатом процесса травления является система волноводов, которая, по сути, является оптическим делителем. Затем система планарных волноводов покрывается вторым отражающим слоем-оболочкой. Необходимое количество разветвлений PLC-сплиттера достигается сочетанием делителей 1×2. Планарная технология позволяет изготавливать компактные и надежные разветвители с числом выходных волокон до 64.

Такие разветвители обладают более стабильными и точными характеристиками на выходе и работают в широкополосном диапазоне волн 1260 – 1650 нм., а также имеют меньшее затухание на порт, меньше подвержены механическим воздействиям и способны работать в более широком диапазоне температур (от -45°C до +85°C), чем сплавные (от -40°C до +75°C). Планарные разветвители также используют для спектрального уплотнения каналов и, самое главное, их использование предпочтительно при построении пассивных оптических сетей, так как кроме выше перечисленных преимуществ они позволяют заложить на будущее возможность использовать дополнительные сервисы либо увеличить пропускную способность каналов путем уплотнения.

Оптические сплиттеры разделяются по длине волны и по количеству выходов и входов.

Деление по количеству входов и выходов.

Сплиттеры по количеству входов и выходов разделяются на X-образные (несколько входов и несколько выходов) и Y-образные (один вход и несколько выходов). Самый простейший Х-образный сплиттер имеет два входа и два выхода (так называемый оптический разветвитель 2×2). Самый простейший среди Y-образных сплиттеров – это оптический сплиттер, который имеет один вход и два выхода (так называемый оптический разветвитель 1×2).

Y-образные сплиттеры также называются делителями мощности и подразделяются на два типа: симметричные и несимметричные. Симметричные Y-образные сплиттеры разделяют оптическую мощность между выходами равномерно. Несимметричные сплиттеры позволяют разделить оптическую мощность в определенной пропорции.

Деление по длине волны.

Оптические сплиттеры по своим спектральным характеристикам делятся на однооконные и двухоконные. В сетях кабельного телевидения применяются одноконные оптические сплиттеры на стандартной для оптических передатчиков (лазеров) длине волны: 1310 нм или 1550 нм.
В сетях GPON используются, в основном, двухоконные оптические разветвители, позволяющие одновременно передавать и принимать оптический сигнал по одному волокну. На одной длине волны, например, 1550 нм осуществляется передача данных от провайдера связи до абонента, а на длине волны 1310 нм осуществляется передача данных от абонента к провайдеру.

Оптические сплиттеры и технология FTTx.

В оптической части FTTx, в основном, применяются технологии Ethernet и пассивных оптических сетей (GPON). Поскольку в сетях GPON (см. рисунок) на участке между оптическим линейным терминалом (OLT), расположенным в центральном узле связи (CO), и абонентским оптическим сетевым терминалом (ONT) активное оборудование не используется, эти сети значительно проще и дешевле инсталировать и обслуживать. Посредством одного или нескольких пассивных разветвителей множество ONT подключают к одному линейному волокну, идущему от OLT. Трафик Интернетa и телефонии OLT передает и принимает (от ONT) на длинах волн 1490 и 1310 нм соответственно, а видеоданные вводятся в “дерево” PON посредством устройства спектрального уплотнения WDM и транслируются абонентам на длине волны 1550 нм.

Варианты конструктивного исполнения.

Полногабаритное исполнение в пластиковом корпусе.

Весь разветвитель смонтирован в пластиковом корпусе с размерами. Исполнение уникально тем, что такой форм-фактор дает возможность изготовить порты сплиттера в волокне с диаметром наружной оболочки 2 или 3 мм. Такое решение подходит для тяжелых условий эксплуатации и рассчитано, в основном, на установку в стальные или пластиковые распределительные корпуса, или же могут использоваться как отдельностоящее устройство.

Полногабаритное исполнение в пластиковом корпусе. То, что волокно в таких сплиттерах идет в толстой защитной оболочке, позволяет строить PON-системы с минимизацией затухания. Т. е. за счет исключения дополнительных точек кроссировки. Выходы сплиттера можно напрямую заводить в абонентский кросс.

Масштабируемый сплиттер

Возможно поэтапное добавление сплиттеров по мере подключения абонентов с нужным шагом (зависит от ёмкости выбранных сплиттеров).

Статья была бы не полной, если бы мы не рассказали про WDM фильтр или оптический мультиплексор FWDM, который устанавливается в сеть GPON для подмешивания телевизионного вещательного сигнала кабельного телевидения CATV. Он как раз позволяет вводить в волокно отдельную длину волны 1550нм, на которой передается вещание.

 

Оконечное оборудование ONT в этом случае должно содержать модулятор, преобразующий видеосигнал из оптической среды в электрический через стандартный коаксиальный разъем RF.