फ़ाइबर स्प्लिटर वास्तव में क्या है?
फ़ाइबर ऑप्टिक स्प्लिटर एक निष्क्रिय ऑप्टिकल घटक है जो एक आने वाले प्रकाश सिग्नल को लेता है और इसे दो या अधिक आउटपुट फ़ाइबर - के बीच विभाजित करता है या, विपरीत दिशा में चलाते हुए, कई इनपुट को एक में जोड़ता है।सक्रिय उपकरणों के विपरीत जिन्हें बिजली की आवश्यकता होती है, एक स्प्लिटर केवल कांच के अंदर प्रकाश के व्यवहार पर निर्भर करता है, जो इसे उन स्थानों पर तैनात करना सस्ता और विश्वसनीय बनाता है जहां आप आसानी से बिजली या पहुंच नहीं सकते हैं।
वह एकल गुण - निष्क्रियता - ही संपूर्ण कारण हैनिष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क (पीओएन)वास्तुकला मौजूद है. एक फाइबर एक केंद्रीय कार्यालय छोड़ता है, एक स्प्लिटर से टकराता है, और दर्जनों घरों को सेवा प्रदान करता है। ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल (ओएलटी) और ग्राहक के ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल (ओएनटी) के बीच कोई संचालित उपकरण नहीं है। स्प्लिटर वह घटक है जो "एक फाइबर, कई ग्राहक" को भौतिक रूप से संभव बनाता है।
भौतिकी: कैसे प्रकाश की एक किरण अनेक बन जाती है
प्रकाश ऑप्टिकल फाइबर के अंदर किसके कारण रहता है?पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब. ग्लास कोर में आसपास के आवरण की तुलना में थोड़ा अधिक अपवर्तक सूचकांक होता है, इसलिए जब प्रकाश उस सीमा से उथले पर्याप्त कोण पर टकराता है, तो यह बाहर लीक होने के बजाय वापस कोर में प्रतिबिंबित होता है। उस प्रकाश को एक ऐसी संरचना में निर्देशित करें जहां सीमा ज्यामिति बदलती है, और आप ऊर्जा को कई पथों में पुनर्वितरित करने के लिए मजबूर कर सकते हैं। यही पूरी चाल है.
उस संरचना को बनाने के दो तरीके हैं, और वे उन दो विभाजक परिवारों के अनुरूप हैं जिन्हें आप खरीदेंगे।
एफबीटी बनाम पीएलसी: एक ही फ़ंक्शन बनाने के दो तरीके
फ़्यूज्ड बाइकोनिकल टेपर (एफबीटी)
पुरानी विधि. दो या दो से अधिक नंगे रेशों को संरेखित किया जाता है, फिर गर्म किया जाता है और एक टेपरिंग मशीन पर तब तक खींचा जाता है जब तक कि उनके कोर एक एकल युग्मन क्षेत्र में फ्यूज न हो जाएं। जैसे ही प्रकाश उस पतला क्षेत्र में प्रवेश करता है, यह आसन्न फाइबर कोर में जुड़ जाता है, और टेपर के अंत में बिजली आउटपुट आउटपुट के बीच विभाजित हो जाती है।विनिर्माण के दौरान निर्धारित खिंचाव लंबाई और मोड़ कोण अनुपात निर्धारित करते हैं. एफबीटी सस्ता है और आपको असममित अनुपात (मान लीजिए 5/95 या 30/70 टैप) बनाने की सुविधा देता है, लेकिन परिशुद्धता तेजी से कम हो जाती है: 1×8 विभाजन के ऊपर इसे कैस्केड 1×2 इकाइयों से इकट्ठा किया जाना चाहिए, और विफलता दर बढ़ जाती है।
प्लानर लाइटवेव सर्किट (पीएलसी)
उच्च गिनती के लिए आधुनिक विधि. वेवगाइड को अर्धचालक बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के समान वर्ग फोटोलिथोग्राफी - का उपयोग करके सिलिका या सिलिकॉन चिप पर उकेरा जाता है। प्रकाश एक वेवगाइड में प्रवेश करता है और सटीक रूप से परिभाषित Y- शाखाओं पर 4, 8, 16, 32, या 64 आउटपुट में विभाजित हो जाता है। चूँकि ज्यामिति को हाथ से खींचने के बजाय लिथोग्राफ़िक रूप से परिभाषित किया गया है,पीएलसी स्प्लिटर्स सभी बंदरगाहों पर एक समान हानि और 1260 से 1650 एनएम तक एक फ्लैट प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं- एक उपकरण में प्रत्येक PON तरंगदैर्घ्य को कवर करता है।
| पैरामीटर | एफबीटी विभाजक | पीएलसी विभाजक |
|---|---|---|
| निर्माण | जुड़े हुए, फैले हुए रेशे | नक़्क़ाशीदार वेवगाइड चिप |
| व्यावहारिक विभाजित छत | 1×8 (उच्चतर=कैस्केड, उच्चतर विफलता) | एक डिवाइस में 1×64 |
| तरंग दैर्ध्य रेंज | स्थिर खिड़कियाँ (1310/1490/1550 एनएम) | 1260-1650 एनएम, समतल |
| पोर्ट-से-पोर्ट एकरूपता | चर | कसा हुआ |
| तापमान हानि बहाव (टीडीएल) | ~0.5 डीबी/डिग्री | ~0.2 डीबी/डिग्री |
| परिचालन तापमान | −5 से +75 डिग्री | −40 से +85 डिग्री |
| सर्वोत्तम उपयोग | 1×2/2×2 नल, असममित अनुपात, निगरानी | एफटीटीएच/पीओएन वितरण, 1×8 और ऊपर |
क्यों बंटवारे में हमेशा आपका डेसिबल खर्च होता है?
यह वह हिस्सा है जिसे अधिकांश "यह कैसे काम करता है" लेख छोड़ देते हैं, और यह वह हिस्सा है जो तय करता है कि आपका नेटवर्क काम करता है या नहीं। जब आप ऑप्टिकल पावर को एन तरीकों से विभाजित करते हैं, तो प्रत्येक आउटपुट केवल इनपुट का एक अंश प्राप्त कर सकता है। एक समान विभाजन के लिए अपरिहार्य, भौतिकी - फर्श का नुकसान है:
सैद्धांतिक विभाजन हानि (डीबी)=10 × लॉग₁₀(एन)
तो 1×2 विभाजन कम से कम 3 डीबी खो देता है, 1×4 6 डीबी खो देता है, 1×8 9 डीबी खो देता है, और इसी तरह। असली उपकरण खो जाते हैंअधिकइसके अलावा, इस वजह सेअतिरिक्त हानि- डिवाइस के अंदर बिखराव, अपूर्ण युग्मन और सामग्री अवशोषण के कारण नष्ट हुई ऊर्जा। वह संख्या जिसके साथ आप वास्तव में डिज़ाइन करते हैं वह हैनिविष्ट वस्तु का नुकसान, जो सैद्धांतिक विभाजन और अतिरिक्त हानि को एक साथ जोड़ता है।
| विभाजन अनुपात | सैद्धांतिक विभाजन हानि | विशिष्ट अधिकतम प्रविष्टि हानि | हानि एकरूपता |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3.0 डीबी | 3.6 डीबी | 0.6 डीबी से कम या इसके बराबर |
| 1×4 | 6.0 डीबी | 7.4 डीबी | 0.8 डीबी से कम या इसके बराबर |
| 1×8 | 9.0 डीबी | 11.0 डीबी | 1.0 डीबी से कम या उसके बराबर |
| 1×16 | 12.0 डीबी | 14.0 डीबी | 1.4 डीबी से कम या उसके बराबर |
| 1×32 | 15.0 डीबी | 17.5 डीबी | 1.9 डीबी से कम या इसके बराबर |
| 1×64 | 18.0 डीबी | 21.0 डीबी | 2.5 डीबी से कम या इसके बराबर |
विशिष्टताएँ जो लोगों को आकर्षित करती हैं
सम्मिलन हानि पर सभी का ध्यान जाता है, लेकिन तीन अन्य संख्याएँ विश्वसनीयता तय करती हैं:
- वर्दी- एक ही डिवाइस पर सर्वोत्तम और सबसे खराब आउटपुट पोर्ट के बीच का प्रसार। खराब एकरूपता वाले 1×32 का मतलब है कि कुछ ग्राहक बजट बढ़त के करीब हैं जबकि अन्य के पास अतिरिक्त मार्जिन है।
- वापसी हानि (आरएल)- परावर्तित प्रकाश स्रोत की ओर वापस आ रहा है। उच्चतर बेहतर है; एपीसी कनेक्टर यूपीसी के लिए ~50 डीबी के मुकाबले 60 डीबी से अधिक या इसके बराबर देते हैं, यही कारण है कि पीओएन ड्रॉप्स लगभग हमेशा एपीसी का उपयोग करते हैं।
- ध्रुवीकरण-आश्रित हानि (पीडीएल)औरतापमान-निर्भर हानि (टीडीएल)- पीएलसी में छोटा (≈0.1–0.2 डीबी), लेकिन एफबीटी में अकेले तापमान में उतार-चढ़ाव ठंडी रात में बजट से एक सीमांत लिंक को बाहर कर सकता है।
एक व्यावहारिक उदाहरण: वास्तविक हानि बजट को बंद करना
विशिष्टताएँ तभी मायने रखती हैं जब आप उन्हें जोड़ते हैं। यहां वह गणना दी गई है जो एक इंजीनियर एकल स्प्लिटर का ऑर्डर देने से पहले चलाता है। एक +3 dBm OLT लॉन्च और −28 dBm - की ONT रिसीवर संवेदनशीलता के साथ एक GPON डाउनस्ट्रीम मान लें, जिससे कुल 31 dB का बजट मिलता है।
| तत्व | नुकसान | चालू हालत में कुल |
|---|---|---|
| ओएलटी लॉन्च पावर | +3.0 डीबीएम | - |
| फीडर + ड्रॉप फाइबर, 8 किमी @ 0.35 डीबी/किमी | 2.8 डीबी | 2.8 डीबी |
| 1×32 पीएलसी स्प्लिटर सम्मिलन हानि | 17.5 डीबी | 20.3 डीबी |
| कनेक्टर्स (4 × 0.3 डीबी) | 1.2 डीबी | 21.5 डीबी |
| स्प्लिसेस (4 × 0.1 डीबी) | 0.4 डीबी | 21.9 डीबी |
| उम्र बढ़ने/मरम्मत का मार्जिन | 3.0 डीबी | 24.9 डीबी |
| ONT पर पावर | +3.0 − 24.9=−21.9 डीबीएम - −28 डीबीएम सीमा के अंदर ✓ | |
स्प्लिटर अकेले ही उपभोग करता है70% से अधिकइस डिज़ाइन में खर्च किए गए बजट का. वह अकेला तथ्य पीओएन में लगभग हर वास्तुशिल्प निर्णय को संचालित करता है। यही कारण है कि एक खराब निर्दिष्ट स्प्लिटर - जिसका "1×32" वास्तव में 17.5 डीबी - के बजाय 18.5 डीबी है, किसी तकनीशियन द्वारा केबल को छूने से पहले चुपचाप आपके पूरे मरम्मत मार्जिन को खा सकता है।
केंद्रीकृत बनाम कैस्केड विभाजन
एक बार जब आप नुकसान का गणित जान लेते हैं, तो तैनाती का विकल्प चुन लिया जाता है। मान लीजिए, 32 घरों तक पहुंचने के दो रास्ते हैं।
केंद्रीकृत:एक एकल 1×32 स्प्लिटर फाइबर वितरण केंद्र में बैठता है, और 32 फाइबर 32 ओएनटी तक फैले हुए हैं। एक स्प्लिटर, एक हानि घटना (~17.5 डीबी), परीक्षण और निगरानी में आसान।घने शहरी क्षेत्रों में यह मानक विकल्प हैक्योंकि पहुंच आसान है और आप सब्सक्राइबर के साइन अप होने तक स्प्लिटर पोर्ट को अप्रयुक्त छोड़ सकते हैं।
कैस्केड:बाहरी घेरे में एक 1×4 स्प्लिटर ग्राहकों के करीब चार 1×8 स्प्लिटर को फीड करता है। नतीजा अभी भी 32 आउटपुट है, लेकिन नुकसान अब ढेर हो गया है: लगभग 7.4 डीबी (1×4) + 11 डीबी (1×8) ≈ 18.4 डीबी - एक डेसीबल के बारे मेंज़्यादा बुराकेंद्रीकृत से. भुगतान फीडर फाइबर से बहुत कम है, यही कारण है कि कैस्केड स्प्लिटिंग ग्रामीण या ग्रामीण मार्गों पर फैलने में जीत हासिल करती है, जहां फाइबर की लंबाई, पहुंच नहीं, लागत चालक है।
फ़ील्ड समस्या निवारण: विभाजक शायद ही कभी अपराधी होता है
जब कोई लिंक उच्च हानि पढ़ता है, तो स्प्लिटर दोष लेता है और पहले स्वैप हो जाता है। यह लगभग हमेशा गलत कदम होता है।सम्मिलन हानि पथ में प्रत्येक कनेक्टर, स्प्लिस, बेंड और घटक का योग है, और अंतिम बिंदु पर पढ़ना आपको इसके बारे में कुछ नहीं बताता हैकहाँनुकसान रहता है. विभाजक की निंदा करने से पहले:
- प्रत्येक सिरे का निरीक्षण करें और साफ करें।एक खराब प्रदर्शन करने वाले स्प्लिटर की तुलना में एक दूषित एपीसी कनेक्टर अधिक नुकसान पहुंचा सकता है। मापने से पहले निर्जल इथेनॉल और एक लिंट फ्री वाइप से साफ करें।
- अपना संदर्भ जांचें.आपके ओटीडीआर या पावर-मीटर संदर्भ लॉन्च में 1 डीबी त्रुटि फैंटम स्प्लिटर हानि के 1 डीबी के रूप में दिखाई देती है।
- तरंग दैर्ध्य की पुष्टि करें.1550 एनएम पर मापा गया एक उपकरण 1490 एनएम डाउनस्ट्रीम की तुलना में अलग तरह से पढ़ता है जो यह वास्तव में वहन करता है; बेमेल एक समस्या का कारण बनता है।
- कैस्केड के लिए खाता.यदि आप अपने बजट में दूसरा स्प्लिटर चरण भूल गए हैं, तो लिंक बिल्कुल वही कर रहा है जो भौतिकी कहता है - आपकी स्प्रैडशीट गलत है, हार्डवेयर नहीं।
उन चार जांचों के बाद ही स्प्लिटर की अदला-बदली का कोई मतलब बनता है। अधिकांश "खराब स्प्लिटर" कॉल पहले चरण में ही ठीक हो जाती हैं।
6 वास्तविक - विश्व हानियाँ - गलतियाँ इंजीनियर करते रहते हैं
सिद्धांत साफ़ है; फ़ील्ड इंस्टॉल नहीं हैं. नीचे दिए गए छह विफलता पैटर्न आईएसपी मंचों, एनएएनओजी मेलिंग सूची अभिलेखागार और उद्योग क्षेत्र सेवा रिपोर्ट में बार-बार दिखाई देते हैं। उनमें से किसी को भी ट्रिगर करने के लिए विदेशी हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं होती है, ये सभी जल्दबाजी में लिए गए सामान्य निर्णयों के कारण होते हैं।
मानक और अनुपालन वास्तव में क्या गारंटी देता है
एक स्प्लिटर जो पहले दिन बजट बंद कर देता है लेकिन तीन सर्दियों के बाद विफल हो जाता है वह बेकार है। मानक इसी को संबोधित करते हैं। दो शरीर मायने रखते हैं:
- आईटीयू-टी जी.984 (जीपीओएन)ऑप्टिकल लिंक बजट - क्षीणन वर्गों (क्लास बी+ 13-28 डीबी पर, क्लास सी+ 17-32 डीबी पर) को परिभाषित करता है जिसके अंदर आपके स्प्लिटर लॉस को फिट करना होता है। यह वह विशिष्टता है जो आपको बताती है कि किसी दिए गए OLT पर 1×64 वैध है या नहीं।
- टेलकोर्डिया जीआर-1209 और जीआर-1221निष्क्रिय ऑप्टिकल घटकों के लिए सामान्य विश्वसनीयता मानदंड निर्धारित करें - पर्यावरण, यांत्रिक, और उम्र बढ़ने के परीक्षण (नम - गर्मी और थर्मल साइक्लिंग सहित जो एक एफटीटीएच नेटवर्क को अपने 25 साल के जीवन में जीवित रहने के लिए होता है)।
जब एक स्प्लिटर डेटाशीट जीआर - 1209/जीआर - 1221 का हवाला देती है, तो यह दावा कर रही है कि डिवाइस ने त्वरित {{8} उम्र बढ़ने और पर्यावरणीय योग्यता - पास कर ली है, न कि केवल एक बार बेंच पर इसे अच्छी तरह से मापा गया है। बाहरी और हवाई तैनाती के लिए, यही अंतर ही संपूर्ण बिंदु है। ग्लोरी ऑप्टिकल पूर्ण बैच ट्रैसेबिलिटी के साथ आईएसओ 9001:2015 गुणवत्ता प्रणाली के तहत निर्माण करता है, और आईईसी, आईटीयू-टी और टेलकोर्डिया मानदंडों के खिलाफ इन-हाउस ऑप्टिकल और पर्यावरणीय प्रदर्शन को मान्य करता है।
यह किस ओर जा रहा है
स्प्लिटर की मांग फाइबर रोलआउट को ट्रैक करती है, और फाइबर रोलआउट में तेजी आ रही है।निष्क्रिय ऑप्टिकल घटक बाजार का स्प्लिटर खंड 2030 तक लगभग 15% सीएजीआर से बढ़ने का अनुमान है, FTTH बिल्ड{{0}आउट, 5G फ्रंटहॉल और हाइपरस्केल डेटा सेंटर द्वारा संचालित। तकनीकी दबाव फ़्लैटर लॉस पर उच्च स्प्लिट काउंट (1×64 और उससे आगे) की ओर है, और अकेले GPON के बजाय नए XGS{5}}PON और NG-PON2 तरंग दैर्ध्य योजनाओं के लिए रेट किए गए उपकरणों की ओर है। व्यवहार में इसका मतलब है कि पीएलसी वितरण के लिए एफबीटी को विस्थापित करना जारी रखता है, जबकि एफबीटी नल और असममित कप्लर्स की निगरानी में अपना स्थान रखता है। घटक ज्यादा नहीं बदलता है; इसमें फिट होने वाला बजट लगातार सख्त होता जा रहा है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
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प्रश्न: फाइबर स्प्लिटर बिना बिजली के कैसे काम करता है?
उत्तर: यह कांच के अंदर पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब का शोषण करता है। डिवाइस में प्रवेश करने वाले प्रकाश को फ़्यूज्ड कपलिंग क्षेत्र (एफबीटी) या एक नक़्क़ाशीदार वेवगाइड (पीएलसी) के माध्यम से निर्देशित किया जाता है जहां ज्यामिति ऊर्जा को कई आउटपुट पथों के बीच विभाजित करने के लिए मजबूर करती है। कोई भी इलेक्ट्रॉनिक्स या पावर स्रोत इसमें शामिल नहीं है - केवल सामग्री के ऑप्टिकल गुण।
प्रश्न: एफबीटी और पीएलसी स्प्लिटर के बीच क्या अंतर है?
ए: एफबीटी वास्तविक फाइबर को जोड़ता है और फैलाता है; पीएलसी एक चिप पर वेवगाइड उकेरता है। एफबीटी सस्ता है और असममित अनुपात का समर्थन करता है लेकिन 1×8 विभाजन के ऊपर सटीकता खो देता है। पीएलसी सभी बंदरगाहों पर एक समान हानि और एक फ्लैट 1260-1650 एनएम प्रतिक्रिया देता है, जो इसे 1×8 और उच्चतर एफटीटीएच विभाजन के लिए मानक बनाता है।
प्रश्न: 1×32 स्प्लिटर कितने घरों में काम कर सकता है?
उ: बत्तीस -, प्रति आउटपुट पोर्ट एक - यह मानते हुए कि आपका हानि बजट समाप्त हो गया है। एक सामान्य +3 dBm GPON लॉन्च और -28 dBm ONT संवेदनशीलता के साथ, एक 1×32 (≈17.5 dB) प्लस फाइबर और कनेक्टर कई किलोमीटर तक बजट के अंदर आराम से फिट हो जाते हैं। 1×64 संभव है लेकिन बहुत कम मार्जिन छोड़ता है और इसके लिए उच्च श्रेणी प्रकाशिकी की आवश्यकता होती है।
प्रश्न: विभाजन अनुपात के साथ प्रविष्टि हानि क्यों बढ़ती है?
उत्तर: क्योंकि आप एक निश्चित मात्रा में ऑप्टिकल पावर को अधिक आउटपुट के बीच विभाजित कर रहे हैं। फर्श 10·लॉग₁₀(एन) है: आउटपुट के प्रत्येक दोहरीकरण में 3 डीबी जुड़ता है। वास्तविक उपकरण इसके अलावा अतिरिक्त हानि जोड़ते हैं, यही कारण है कि 1×64 21 डीबी के आसपास चलता है जबकि 1×2 4 डीबी के नीचे चलता है।
प्रश्न: क्या फाइबर स्प्लिटर भी संकेतों को जोड़ सकता है?
उत्तर: हाँ. स्प्लिटर्स द्विदिशात्मक होते हैं। रिवर्स में चलाएं, एक 1×N डिवाइस N इनपुट को एक आउटपुट में जोड़ता है - वही भौतिकी, PON में अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए और 2×N कॉन्फ़िगरेशन में अतिरेक के लिए उपयोग किया जाता है जहां दो OLT फ़ीड एक दूसरे की रक्षा करते हैं।
प्रश्न: आप क्षेत्र में स्प्लिटर की प्रविष्टि हानि को कैसे कम करते हैं?
उ: आप डिवाइस के आंतरिक नुकसान को कम नहीं कर सकते हैं, लेकिन आप इसे जोड़ना बंद कर सकते हैं: कनेक्टर एंडफेस को साफ रखें, जहां संभव हो मैकेनिकल स्प्लिसेस के बजाय कम {{0}लॉस फ्यूजन स्प्लिसेस (0.08 डीबी से कम या उसके बराबर) का उपयोग करें, उच्च रिटर्न लॉस के लिए एपीसी कनेक्टर्स को प्राथमिकता दें, और सबसे कम स्प्लिट अनुपात चुनें जो आपके ग्राहक संख्या की अनुमति देता है।
