اسپلیتر فیبر نوری یا کوپلر PON چیست ؟

اسپلیتر فیبر نوری یا کوپلر PON چیست ؟، کوپلر یک دستگاه مالتی پورت است. پورت یک نقطه ورودی یا خروجی نور در شبکه فیبر نوری می باشد. انواع مختلفی از افت مرتبط با کوپلر وجود دارد. شکل 1 یک کوپلر جهت دار چهار پورت را نشان می دهد که ما از آن برای تعریف ایده های مهم برای درک شما از کوپلرها استفاده خواهیم کرد. فلش ها جهت های احتمالی جریان برای توان نوری را از طریق کوپلر نشان می دهد. نور تزریق شده به پورت 1 از پورت های 2 و 3 خارج می شود. در حالت ایده آل، هیچ نوری در پورت 4 ظاهر نمی شود. به طور مشابه، نور تزریق شده به پورت 4 نیز در پورت های 2 و 3 ظاهر می شود اما در پورت 1 ظاهر نمی شود.

شکل 1 کوپلرها (عکس از Tyco Electronics)

اسپلیتر فیبر نوری یا کوپلر PON چیست ؟

کوپلر غیرفعال و دو طرفه است. پورت های 1 و 4 می توانند به عنوان پورت های ورودی و پورت های 2 و 3 به عنوان درگاه های خروجی استفاده شوند. معکوس کردن جهت جریان به پورت های 2 و 3 اجازه می دهد تا به عنوان درگاه های ورودی و پورت های 1 و 4 به عنوان درگاه های خروجی استفاده شوند.

جهت بحث افت زیر، پورت 1 را پورت ورودی و پورت های 2 و 3 پورت های خروجی فرض می نماییم. علاوه بر این، توان در پورت 2 همیشه برابر یا بیشتر از توان در پورت 3 است. بنابراین، پورت 2 را به عنوان پورت توان در نظر می گیریم. پورت 3 پورت با جربان آهسته است. این عبارات به جهت نشان دادن اینکه مسیری که بخش بیشتری از توان نوری را در بر می گیرد، مسیر توان است، در حالی که مسیری که قسمت کمتری را در بر می گیرد، مسیر حرکت شیر کنترل کننده است، استفاده می شود.
افت Throughput نسبت توان خروجی در پورت 2 به توان ورودی در پورت 1 می باشد.

افت Tap یا شیر کنترل کننده نسبت توان خروجی در پورت 3 به توان ورودی در پورت 1 است:

جهت گیری نسبت بین توان ناخواسته در پورت 4 و توان ورودی در پورت 1 می باشد:

در حالت ایده آل، هیچ جریانی در پورت 4 ظاهر نمی شود، بنابراین lossD = 0. عملاً، مقداری توان از طریق مکانیزم هایی مانند افت یا بازتاب ظاهر می شود. جهت گیری گاهی اوقات جداسازی “Isolation” نیز نامیده می شود. جهت گیری یا جداسازی در یک شیر کنترل کننده مناسب 40 دسی بل یا بیشتر است. تنها مقدار بسیار کمی نور در پورت 4 ظاهر می شود. افت مضاعف نسبت بین توان خروجی در پورت های 2 و 3 به توان ورودی در پورت 1 است:

افت مضاعف افتی می باشد که به این دلیل رخ می دهد که کوپلر دستگاه کاملی نیست. افت در تار فیبر نوری داخلی کوپلر ناشی از پراکندگی، جذب، بازتاب، ناهماهنگی و جداسازی ضعیف رخ می دهد. در یک کوپلر ایده آل، مجموع توان خروجی برابر با توان ورودی است (P2 + P3 = P1). در یک کوپلر واقعی، مجموع توان خروجی همیشه چیزی کمتر از توان ورودی به دلیل افت اضافی است (P2 + P3 < P1).

افت مضاعف شامل افت کانکتور های های متصل کننده فیبرها به پورت ها نمی شود. . علاوه بر این، از آنجایی که اکثر کوپلرها حاوی یک فیبر نوری در هر پورت هستند، افت مضاعف ممکن است به دلیل عدم تطابق قطر و روزنه عددی یا NA بین پورت کوپلر و فیبر متصل رخ دهد.

توان ورودی بایستی بین دو درگاه خروجی تقسیم شود. نسبت تقسیم کوپلر به سادگی نسبت بین پورت توان و پورت شیر کنترل کننده است: P2/P3. نسبت های معمولی عبارتند از 1:1، 2:1، 3:1، 6:1، 10:1، 90:10 و 99:1. از نسبت تقسیم “splitting”، رابطه افت توان عملیاتی “throughput” و افت شیر کنترل کننده ثابت است. جدول 2 افت را برای شیر کنترل کننده کامل نسبت های تقسیم شده نشان می دهد.

جدول 2 افت ایده آل برای کوپلرهای جهت دار چهار پورت

در یک کوپلر واقعی، افت در پورت‌های خروجی مجموع افت منحصر به فرد و افت مضاعف می باشد. اگر Loss_THP‘ و Loss_TAP‘ نشان دهنده توان و افت کنترل شده در یک کوپلر واقعی باشند، افت واقعی برابر است با:

یک کوپلر جهت دار با نسبت تقسیم 3:1 و افت اضافی 1 دسی بل را در نظر بگیرید. افت واقعی 2.25 دسی بل برای توان خروجی و 7 دسی بل برای جریان شیر کنترل کننده می شود. اگر 100 میکرووات جریان نوری به پورت 1 وارد شود، چه مقدار توان خروجی در هر پورت ظاهر می شود؟ از آنجایی که افت نسبت توان در دو پورت است، می دانیم که توان خروجی در پورت 2 برابر است:

معادله، به این نکته توجه دارد که افت مضاعف را محاسبه می کند. 2.25 دسی بل شامل 1.25 دسی بل افت خروجی به اضافه 1 دسی بل برای افت مضاعف است. ما برای یافتن توان در پورت 2، معادله را دوباره مرتب می کنیم و حل می کنیم:

توجه داشته باشید که از آنجایی که افت یک کمیت منفی است، 2.25 دسی بل را در معادله منفی می کنیم. توان کنترل شده در پورت 3 برابر است با

یک کوپلر جهت دار متقارن است، به طوری که افت بدون توجه به اینکه کدام پورت به عنوان درگاه ورودی، پورت خروجی، پورت کنترل شده جریان و پورت ایزوله عمل می کند، یکسان باقی می ماند.

کابل های فیبر نوری

کابل های شبکه مسی

تجهیزات فیبر نوری