Bộ chia quang là gì?

Trong các cấu trúc liên kết mạng quang ngày nay, sự ra đời của bộ chia cáp quang góp phần giúp người dùng tối đa hóa hiệu suất của mạch mạng quang. Bộ chia sợi quang, còn được gọi là bộ tách quang, hoặc bộ tách chùm, là một thiết bị phân phối công suất quang ống dẫn sóng tích hợp có thể chia một chùm ánh sáng tới thành hai hoặc nhiều chùm sáng và ngược lại, chứa nhiều đầu vào và đầu ra. Bộ chia quang đã đóng một vai trò quan trọng trong các mạng quang thụ động (như EPON, GPON, BPON, FTTX, FTTH, v.v.) bằng cách cho phép một giao diện PON duy nhất được chia sẻ giữa nhiều thuê bao.

Bộ chia sợi quang hoạt động như thế nào?

Nói chung, khi tín hiệu ánh sáng truyền trong một sợi quang đơn mode, năng lượng ánh sáng không thể tập trung hoàn toàn trong lõi sợi quang. Một lượng nhỏ năng lượng sẽ được lan truyền qua lớp bọc của sợi. Có nghĩa là, nếu hai sợi quang đủ gần nhau, ánh sáng truyền trong một sợi quang có thể đi vào một sợi quang khác. Do đó, kỹ thuật phân bổ lại tín hiệu quang có thể đạt được trong nhiều sợi, đó là cách bộ chia sợi quang ra đời.

Nói một cách cụ thể, bộ chia quang thụ động có thể tách, hoặc tách một chùm ánh sáng tới thành nhiều chùm sáng theo một tỷ lệ nhất định. Cấu hình phân chia 1x4 được trình bày dưới đây là cấu trúc cơ bản: tách chùm ánh sáng tới từ một cáp quang đầu vào đơn lẻ thành bốn chùm sáng và truyền chúng qua bốn cáp quang đầu ra riêng lẻ. Ví dụ, nếu cáp quang đầu vào mang băng thông 1000 Mbps, mỗi người dùng ở cuối cáp quang đầu ra có thể sử dụng mạng với băng thông 250 Mbps.

Các loại bộ chia sợi quang

Bộ chia quang có thể được kết thúc bằng các dạng đầu nối khác nhau và gói chính có thể là loại hộp hoặc loại ống không gỉ. Hộp chia cáp quang thường được sử dụng với cáp đường kính ngoài 2mm hoặc 3mm, còn hộp còn lại thường được sử dụng kết hợp với các loại cáp đường kính ngoài 0.9mm. Bên cạnh đó, nó có nhiều cấu hình phân chia khác nhau, chẳng hạn như 1x2, 1x8, 2x32, 2x64, v.v.

Phân loại theo phương tiện truyền dẫn

Theo các phương tiện truyền dẫn khác nhau, có chia quang đơn mode và bộ chia quang đa mode. Bộ chia quang đa chế độ ngụ ý rằng sợi quang được tối ưu hóa cho hoạt động 850nm và 1310nm, trong khi chế độ đơn có nghĩa là sợi quang được tối ưu hóa cho hoạt động 1310nm và 1550nm. 

Phân loại theo Kỹ thuật sản xuất

Bộ chia quang FBT dựa trên công nghệ truyền thống để hàn một số sợi với nhau từ phía bên của sợi, có chi phí thấp hơn. Bộ chia quang PLC dựa trên công nghệ mạch sóng ánh sáng phẳng, có nhiều tỷ lệ phân chia khác nhau, bao gồm 1: 4, 1: 8, 1:16, 1:32, 1:64, v.v. và có thể được chia thành nhiều loại chẳng hạn như bộ chia PLC trần, bộ chia PLC không khối, bộ chia ABS, bộ chia hộp LGX, bộ chia PLC fanout, bộ chia PLC loại plug-in mini, v.v.

Thông thường, bộ chia quang FBT cung cấp các giải pháp hiệu quả về chi phí trong khi bộ chia PLC phù hợp với các ứng dụng mật độ cao. Biểu đồ sau đây đã tóm tắt một số yếu tố so sánh giữa bộ tách PLC và bộ chia FBT.

Ứng dụng bộ chia sợi quang trong mạng PON

Bộ chia quang, cho phép tín hiệu trên sợi quang được phân phối giữa hai hoặc nhiều sợi quang có cấu hình phân tách khác nhau (1 × N hoặc M × N), đã được sử dụng rộng rãi trong mạng PON. FTTH là một trong những kịch bản ứng dụng phổ biến. Một kiến ​​trúc FTTH điển hình là: Thiết bị đầu cuối đường truyền quang (OLT) đặt tại văn phòng trung tâm; Đơn vị Mạng Quang (ONU) nằm ở đầu người dùng; Mạng phân phối quang (ODN) được giải quyết giữa hai mạng trước đó. Bộ chia quang thường được sử dụng trong ODN để giúp nhiều người dùng cuối chia sẻ giao diện PON.

Việc triển khai mạng FTTH điểm-đa điểm có thể được chia nhỏ hơn nữa thành các cấu hình bộ chia tập trung (một giai đoạn) hoặc phân tầng (nhiều giai đoạn) trong phần phân phối của mạng FTTH. Cấu hình bộ chia tập trung thường sử dụng tỷ lệ phân chia kết hợp 1:64, với bộ chia 1: 2 trong văn phòng trung tâm và 1:32 trong vỏ ngoài nhà máy (OSP) chẳng hạn như tủ. Cấu hình bộ chia theo tầng hoặc phân tán thường không có bộ chia trong văn phòng trung tâm. Cổng OLT được kết nối / nối trực tiếp với sợi thực vật bên ngoài. Mức độ phân tách đầu tiên (1: 4 hoặc 1: 8) được lắp đặt trong một nơi đóng cửa, không xa văn phòng trung tâm; cấp độ thứ hai của bộ tách (1: 8 hoặc 1:16) được đặt tại các hộp đầu cuối, gần cơ sở của khách hàng.

Làm thế nào để chọn đúng bộ chia cáp quang?

Nói chung, một bộ chia cáp quang cao cấp cần phải vượt qua một loạt các bài kiểm tra nghiêm ngặt. Các chỉ số hiệu suất sẽ ảnh hưởng đến bộ chia cáp quang như sau:

• Suy hao chèn: Đề cập đến dB của mỗi đầu ra so với suy hao quang đầu vào. Thông thường, giá trị suy hao chèn càng nhỏ thì hiệu suất của bộ tách càng tốt.
• Suy hao trở lại: Còn được gọi là suy hao phản xạ, đề cập đến sự mất mát công suất của tín hiệu quang được trả lại hoặc phản xạ do sự không liên tục trong sợi quang hoặc đường truyền. Thông thường, khoản lỗ trở lại càng lớn càng tốt.
• Tỷ lệ phân tách: Được xác định bằng công suất đầu ra của cổng đầu ra bộ chia trong ứng dụng hệ thống, có liên quan đến bước sóng của ánh sáng truyền qua.
• Cách ly: Chỉ ra một bộ tách quang đường ánh sáng đến các đường quang khác của bộ cách ly tín hiệu quang.

Bên cạnh đó, tính đồng nhất, khả năng định hướng và suy hao phân cực PDL cũng là những thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ tách chùm.

Đối với các lựa chọn cụ thể, FBT và PLC là hai lựa chọn chính cho đa số người dùng. Sự khác biệt giữa bộ chia FBT và bộ chia PLC thường nằm ở bước sóng hoạt động, tỷ lệ phân tách, suy hao không đối xứng trên mỗi nhánh, tỷ lệ hỏng hóc, v.v. Nói một cách khái quát, bộ chia FBT được coi là một giải pháp hiệu quả về chi phí. Bộ chia PLC có tính linh hoạt tốt, độ ổn định cao, tỷ lệ hỏng hóc thấp và với phạm vi nhiệt độ rộng hơn có thể được sử dụng trong nhiều loại ứng dụng hơn.

Về chi phí, chi phí của bộ tách PLC thường cao hơn bộ chia FBT do công nghệ sản xuất phức tạp. Trong các tình huống cấu hình cụ thể, các cấu hình chia nhỏ dưới 1 × 4 được khuyến nghị sử dụng bộ chia FBT, trong khi các cấu hình phân tách trên 1 × 8 được khuyến nghị cho các bộ tách PLC. Đối với truyền bước sóng đơn hoặc kép, bộ chia FBT chắc chắn có thể tiết kiệm tiền. Đối với truyền dẫn băng thông rộng PON, bộ chia PLC là lựa chọn tốt hơn nếu xét đến nhu cầu mở rộng và giám sát trong tương lai.

Kết luận

Bộ tách sợi quang cho phép tín hiệu trên sợi quang được phân phối giữa hai hoặc nhiều sợi. Vì bộ chia không chứa thiết bị điện tử cũng như không cần nguồn điện, chúng là một thành phần không thể thiếu và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các mạng cáp quang. Vì vậy, việc lựa chọn bộ chia cáp quang để giúp tăng hiệu quả sử dụng cơ sở hạ tầng quang là chìa khóa để phát triển một kiến ​​trúc mạng sẽ tồn tại tốt trong tương lai.