In den heutigen optischen Netzwerktopologien trägt das Aufkommen von Glasfaser-Splittern dazu bei, den Benutzern zu helfen, die Leistung von optischen Netzwerkschaltungen zu maximieren. Glasfaser-Splitter, auch als optischer Splitter oder Beam-Splitter bezeichnet, ist ein integriertes wellenleiteroptisches Leistungsverteilungsgerät, das einen einfallenden Lichtstrahl in zwei oder mehr Lichtstrahlen und umgekehrt aufteilen kann und mehrere Eingangs- und Ausgangsenden enthält. Optische Splitter haben in passiven optischen Netzwerken (wie EPON, GPON, BPON, FTTX, FTTH usw.) eine wichtige Rolle gespielt, da sie es ermöglichen, dass eine einzige PON-Schnittstelle von vielen Teilnehmern gemeinsam genutzt werden kann.

Wie funktioniert der Glasfaser-Splitter?

Wenn das Lichtsignal in einer Singlemode-Faser übertragen wird, kann die Lichtenergie im Allgemeinen nicht vollständig im Faserkern konzentriert werden. Eine kleine Energiemenge verteilt sich über den Mantel der Faser. Das heißt also, dass, wenn zwei Fasern nahe genug beieinander liegen, das übertragende Licht in einer optischen Faser in eine andere optische Faser eintreten kann. Daher kann die Technik der Umverteilung (Reallokation) des optischen Signals in mehreren Fasern realisiert werden.

Fiber Optic Splitter Working Principle

Ein passiver optischer Splitter kann einen einfallenden Lichtstrahl in mehrere Strahlen in einem bestimmten Verhältnis aufspalten oder trennen. Die unten dargestellte 1x4-Split-Konfiguration ist die Basisstruktur: Ein einfallender Lichtstrahl wird von einem einzelnen Eingangsfaserkabel in vier Lichtstrahlen aufgeteilt und durch vier einzelne Ausgangsfaserkabel übertragen. Wenn beispielsweise das Eingangsfaserkabel eine Bandbreite von 1000 Mbps aufweist, kann jeder Benutzer am Ende der Ausgangsfaserkabel das Netzwerk mit 250 Mbps Bandbreite nutzen.

1x4 Split Configuration

Ein optischer Splitter mit 2x64-Split-Konfigurationen ist etwas komplizierter als die 1x4-Split-Konfigurationen. Der optische Splitter mit 2x64-Split-Konfigurationen verfügt über zwei Eingangsanschlüsse und vierundsechzig Ausgangsanschlüsse. Seine Funktion besteht darin, zwei einfallende Lichtstrahlen von zwei einzelnen Eingangsfaserkabeln in vierundsechzig Lichtstrahlen aufzuteilen und sie durch vierundsechzig einzelne Ausgangsfaserkabel zu übertragen. Mit dem raschen weltweiten Wachstum von FTTx ist der Bedarf an größeren Split-Konfigurationen in Netzwerken weiter gestiegen.

Typen von Glasfaser-Splittern

Klassifizierung nach Verpackungsstil

Der optische Splitter kann mit verschiedenen Formen von Steckverbindern abgeschlossen werden, und das Primärpaket könnte ein Box-Typ oder ein Edelstahlröhrchen-Typ sein. Eine Glasfaser-Splitterbox wird normalerweise mit einem Kabel mit 2mm oder 3mm Außendurchmesser verwendet. Der Edelstahlröhrchen-Typ wird normalerweise in Kombination mit Kabeln mit 0,9mm Außendurchmesser verwendet. Außerdem hat es verschiedene Split-Konfigurationen, z.B. 1x2, 1x8, 2x32, 2x64, usw.

Klassifiziert nach Übertragungsmedium

Entsprechend den verschiedenen Übertragungsmedien gibt es optische Singlemode- und Multimode-Splitter. Der optische Multimode-Splitter erfordert, dass die Faser für den 850nm- und 1310nm-Betrieb optimiert ist, während der Singlemode-Splitter bedeutet, dass die Faser für den 1310nm- und 1550nm-Betrieb optimiert ist. Außerdem gibt es, basierend auf den Unterschieden bei den Arbeitswellenlängen, optische Splitter mit einem Fenster und mit zwei Fenstern - der erste Splitter verwendet eine einzelne Arbeitswellenlänge, während der letztere zwei Arbeitswellenlängen hat.

Klassifiziert nach Fertigungstechnik

Der FBT-Splitter basiert auf der traditionellen Technologie zum Zusammenschweißen mehrerer Fasern von der Seite der Faser aus und zeichnet sich durch geringere Kosten aus. Der PLC-Splitter basiert auf der planaren Lichtwellenschaltungstechnologie, die in einer Vielzahl von Split-Verhältnissen erhältlich ist, einschließlich 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64 usw., und kann in verschiedene Typen unterteilt werden, z.B. Bare-PLC-Splitter, Blockless-PLC-Splitter, ABS-Splitter, LGX-Box-Splitter, Fanout-PLC-Splitter, Mini-Plug-in-PLC-Splitter usw.

Normalerweise bieten die FBT-Splitter kostengünstige Lösungen, während die PLC-Splitter für Anwendungen mit hoher Dichte geeignet sind. In der folgenden Tabelle sind mehrere Faktoren im Vergleich zwischen PLC-Splitter und FBT-Splitter zusammengefasst.

Typ	PLC-Splitter	FBT-Splitter
Arbeitswellenlänge	1260nm-1650nm (Volle Wellenlänge)	850nm, 1310nm, 1490nm and 1550nm
Splitter-Verhältnis	Gleiche Splitter-Verhältnisse für alle Zweige	Splitter-Verhältnisse können angepasst werden
Performance	Gut für alle Splits, hohes Maß an Zuverlässigkeit und Stabilität	Bis zu 1:8 (kann größer sein mit höherer Ausfallrate)
Input/Output	Ein oder zwei Inputs mit einem Ausgangsmaximum von 64 Fasern	Ein oder zwei Inputs mit einem Ausgangsmaximum von 32 Fasern
Gehäuse	Bare, Blockless, ABS-Modul, LGX-Box, Mini-Plug-in-Typ, 1U-Rack-Montage	Bare, Blockless, ABS-Modul
Aussehen

Anwendung von Glasfaser-Splittern in PON-Netzwerken

Optische Splitter, die es ermöglichen, das Signal auf der Glasfaser auf zwei oder mehr Glasfasern mit unterschiedlichen Trennkonfigurationen (1×N oder M×N) zu verteilen, sind in PON-Netzwerken weit verbreitet. FTTH ist eines der üblichen Anwendungsszenarien. Eine typische FTTH-Architektur ist: Optisches Leitungsendgerät (OLT) in der Vermittlungsstelle; optische Netzwerkeinheit (ONU) auf der Benutzerseite; optisches Verteilungsnetz (ODN) zwischen den beiden vorherigen. Im ODN wird oft ein optischer Splitter verwendet, um mehreren Endbenutzern die gemeinsame Nutzung einer PON-Schnittstelle zu ermöglichen.

Fiber Optic Splitter Application in PON

Der Einsatz von Punkt-zu-Multipunkt-FTTH-Netzwerken kann weiter unterteilt werden in zentralisierte (einstufige) oder kaskadierte (mehrstufige) Splitter-Konfigurationen im Verteilungsteil des FTTH-Netzes. Eine zentralisierte Splitterkonfiguration verwendet im Allgemeinen ein kombiniertes Split-Verhältnis von 1:64, mit einem 1:2-Splitter in der Vermittlungsstelle und einem 1:32-Splitter in einem OSP-Gehäuse (Outside Plant) wie einem Schrank. Eine kaskadierte oder verteilte Splitterkonfiguration hat normalerweise keine Splitter in der Vermittlungsstelle. Der OLT-Anschluss ist direkt mit einer Glasfaser der Außenanlage verbunden/gespleißt. Die erste Ebene der Splitter (1:4 oder 1:8) ist in einem Gehäuse unweit der Vermittlungsstelle installiert; die zweite Ebene der Splitter (1:8 oder 1:16) befindet sich in Anschlusskästen in der Nähe des Kundenstandorts.

Wie wähle ich den richtigen Glasfaser-Splitter aus?

Im Allgemeinen muss ein überlegener Glasfaser-Splitter eine Reihe strenger Tests bestehen. Die Leistungsindikatoren, die sich auf den Glasfaser-Splitter auswirken, sind die folgenden:

Einfügungsverlust: Bezieht sich auf die dB jedes Ausgangs im Verhältnis zur optischen Eingangsdämpfung. Normalerweise gilt: je kleiner der Wert der Einfügedämpfung, desto besser die Leistung des Splitters.
Rückflussdämpfung: Auch als Reflexionsdämpfung bekannt, bezieht sich auf den Leistungsverlust eines optischen Signals, das aufgrund von Diskontinuitäten in der Faser oder Übertragungsleitung zurückgeworfen oder reflektiert wird. Normalerweise gilt: je größer die Rückflussdämpfung, desto besser.
Splitting-Verhältnis: Definiert als die Ausgangsleistung des Ausgangsports des Splitters in der Systemanwendung, die sich auf die Wellenlänge des übertragenen Lichts bezieht.
Isolierung: Bezeichnet einen optischen Splitter im Lichtweg zu anderen optischen Pfaden der optischen Signalisolation.

Außerdem sind Gleichmäßigkeit, Richtwirkung und PDL-Polarisationsverlust ebenfalls entscheidende Parameter, die die Leistung des Beam-Splitters beeinflussen.

FBT und PLC sind die beiden wichtigsten Auswahlmöglichkeiten für die Mehrheit der Anwender. Die Unterschiede zwischen FBT-Splitter und PLC-Splitter liegen normalerweise in der Betriebswellenlänge, dem Teilungsverhältnis, der asymmetrischen Dämpfung pro Zweig, der Ausfallrate usw. Grob gesagt wird der FBT-Splitter als eine kostengünstige Lösung angesehen. PLC-Splitter mit guter Flexibilität, hoher Stabilität, niedriger Ausfallrate und mit breiteren Temperaturbereichen können in mehr Anwendungsbereichen eingesetzt werden.

In Bezug auf die Kosten sind die Kosten für PLC-Splitter aufgrund der komplizierten Herstellungstechnologie im Allgemeinen höher als für FBT-Splitter. In bestimmten Konfigurationsszenarien wird für Split-Konfigurationen unter 1× 4 die Verwendung von FBT-Splitter empfohlen, während Split-Konfigurationen über 1× 8 für PLC-Splitter empfohlen werden. Bei einer Übertragung mit einer oder zwei Wellenlängen kann der FBT-Splitter auf jeden Fall kostensparend sein. Für die PON-Breitbandübertragung ist der PLC Splitter die bessere Wahl, wenn es um zukünftige Erweiterungen und Überwachungsanforderungen geht.

Abschließende Bemerkungen

Glasfaser-Splitter ermöglichen es, ein Signal auf einer optischen Faser auf zwei oder mehr Fasern zu verteilen. Da Splitter weder Elektronik enthalten noch Strom benötigen, sind sie ein integraler Bestandteil und in den meisten Glasfaser-Netzwerken weit verbreitet. Die Wahl des richtigen Glasfaser-Splitters für eine effizientere Nutzung der optischen Infrastruktur ist daher der Schlüssel zur Entwicklung einer zukunftsfähigen Netzwerkarchitektur.

Angesagte Suchbegriffe

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Das ABC von PON: OLT, ONU, ONT und ODN