¿Cómo funcionan los distintos acopladores de fibra óptica?

¿Qué es un acoplador de fibra óptica?

El acoplador de fibra óptica es un tipo de componente de fibra óptica que permite la redistribución de señales ópticas. Abarca una amplia gama de dispositivos de fibra óptica, como divisores ópticos, combinadores y acopladores ópticos. Un acoplador de fibra óptica es un dispositivo que puede distribuir la señal óptica de una fibra entre dos o más fibras, o combinar la señal óptica de dos o más fibras en una sola fibra.

Normalmente, las señales ópticas se atenúan más en un acoplador óptico que en un conector o un empalme porque la señal de entrada no se transmite directamente de una fibra a otra, sino que se divide entre los puertos de salida. Por ejemplo, con un acoplador de fibra óptica 1 x 2, cada salida tiene menos de la mitad de la potencia de la señal de entrada (más de 3 dB de pérdida).

Diferentes tipos de acopladores de fibra óptica

Un acoplador de fibra óptica básico tiene N puertos de entrada y M puertos de salida. N y M suelen oscilar entre 1 y 64. El número de puertos de entrada y salida varía en función de la aplicación prevista para el acoplador. Bajo diferentes principios, los acopladores de fibra óptica pueden clasificarse de forma diferente. Los diferentes tipos de acopladores ópticos se explorarán en la siguiente parte.

Clasificados por tecnologías de fabricación

Las tecnologías utilizadas para fabricar acopladores ópticos pueden ser complejas y difíciles de entender. Las tres principales técnicas de fabricación son la micro óptica, la fibra fundida y la guía de ondas plana.

Los acopladores micro ópticos utilizan elementos ópticos individuales como prismas, lentes, espejos, etc. para construir una ruta óptica. Estos elementos dividen la señal óptica de entrada en dos o más haces de luz separados.

Los acopladores de fibra fundida utilizan el material más básico: la fibra óptica. Dos o más núcleos de fibra se retuercen, fusionan y estrechan en una longitud.

Las guías de ondas planas son más parecidas a un semiconductor. Se utiliza una oblea plana para fabricar un acoplador de guía de ondas, y las reflexiones sólo se producen en las direcciones y. Las guías de ondas planas se utilizan más a menudo para fabricar acopladores con un gran número de puertos, como el divisor PLC 1 x 12 o el divisor PLC 1 x 24.

Clasificación por formas

Si vemos los acopladores ópticos según su forma, tenemos el acoplador en Y, el acoplador en T, el acoplador en X, el acoplador en estrella y el acoplador en árbol, que dividen la señal óptica en función de la potencia.

Acoplador Y

Un acoplador en Y se parece a la letra Y. El acoplador en Y también se llama acoplador tap óptico. La señal de entrada se divide en dos fibras de salida. A veces, para satisfacer las aplicaciones específicas de los usuarios, la relación de distribución de potencia también puede controlarse con precisión.

Acoplador T

A diferencia del acoplador Y, un acoplador T tiene una distribución de potencia desigual. La potencia de una señal de salida es mayor que la de la otra. Las relaciones de división más habituales son 10:90 por ciento y 20:80 por ciento. Este acoplador óptico suele utilizarse en redes pequeñas con menos puertos.

Acoplador X (2x2)

Los acopladores X realizan la función de un divisor y un combinador en un solo paquete. El acoplador X combina y divide la potencia óptica de las dos fibras de entrada entre las dos fibras de salida. Otro nombre para el acoplador X es acoplador 2 x 2.

Acoplador en estrella

Un acoplador en estrella suele tener varias combinaciones de puertos de entrada y salida, en las que la potencia óptica se distribuye desde más de dos puertos de entrada entre varios puertos de salida. El número de puertos de entrada y salida puede ser igual o no en acopladores en estrella como 2×4, 4×4, 8×16, etc. Sin embargo, en todas las combinaciones posibles de puertos de entrada y salida, la distribución de potencia entre los puertos de salida se mantiene igual.

Acoplador de árbol

Un acoplador en árbol también es un acoplador multipuerto. Divide la potencia óptica de una fibra de entrada en más de dos fibras de salida. Un acoplador de árbol también puede utilizarse a la inversa para combinar la señal óptica de más de dos fibras de entrada en una fibra de salida.

Clasificación por ancho de banda o ventana

El ancho de banda o ventana también es un factor a tener en cuenta cuando los usuarios eligen los tipos de acopladores ópticos. Independientemente de los tipos de puerto utilizados, los acopladores de fibra óptica pueden diseñarse para transmisiones de ventana única, doble longitud de onda o banda ancha.

• Los acopladores de ventana única están diseñados para incorporar una sola longitud de onda dentro de una ventana de longitud de onda estrecha.

• Los acopladores de doble longitud de onda tienen ventanas de longitud de onda más amplias y pueden trabajar con dos longitudes de onda a la vez.

• Los acopladores de banda ancha pueden diseñarse para trabajar con una sola longitud de onda que cubra una gama más amplia de longitudes de onda.

Además, los acopladores de fibra óptica también se pueden clasificar en acopladores ópticos monomodo y acopladores ópticos multimodo.

Aplicaciones de los acopladores de fibra óptica

En aplicaciones de red de área local (LAN), los acopladores de fibra óptica se utilizan en arquitectura de bus o de estrella.

En una topología de red en estrella, las estaciones se ramifican a partir de un eje central, como los radios de una rueda. Cada dispositivo de red conectado por el acoplador en estrella puede comunicarse entre sí. Además, el acoplador en estrella facilita la ampliación del número de estaciones de trabajo. Por ejemplo, pasar de 4 x 4 a 8 x 8 duplica la capacidad del sistema.

La arquitectura de bus utiliza acopladores en T para conectar una serie de estaciones a un único cable troncal. En una topología de red en bus típica, el acoplador en T de cada nodo divide parte de la energía del bus y la transporta al equipo conectado.

Los acopladores de árbol se utilizan normalmente en la arquitectura PON en cascada. El primer acoplador de árbol se conecta directamente al puerto del terminal de línea óptica (OLT) en la oficina central y, a continuación, cada una de las fibras de salida se encamina a un acoplador de árbol en otros emplazamientos (armario exterior/caja terminal). Si es necesario dividir aún más la señal, se pueden añadir más acopladores en árbol. Por supuesto, se necesitan otros módulos de amplificación o compensación para garantizar la transmisión.

Pregunta confusa sobre el acoplador de fibra óptica

Acoplador pasivo vs. acoplador activo

Los acopladores ópticos pueden ser dispositivos pasivos o activos. Los acopladores pasivos de fibra óptica no necesitan alimentación para funcionar. La diferencia entre acopladores pasivos y activos es que un acoplador pasivo redistribuye la señal óptica sin conversión óptica a eléctrica. Los acopladores de fibra óptica activos requieren una fuente de alimentación externa. Son dispositivos electrónicos que dividen o combinan la señal eléctricamente y utilizan detectores y fuentes de fibra óptica para la entrada y la salida. La mayoría de los acopladores de fibra óptica que hemos visto en enlaces ópticos son dispositivos pasivos, como el divisor óptico pasivo y el multiplexor (Mux) o demultiplexor (Demux) en redes de multiplexación por división de longitud de onda (WDM).

Acoplador óptico vs. divisor óptico vs. combinador óptico

Los acopladores ópticos, los divisores y los combinadores ópticos son dispositivos ópticos pertenecientes a los acopladores de fibra óptica. Los divisores ópticos suelen ser acopladores en Y, acopladores en T o acopladores en árbol que sólo tienen un puerto de entrada y dos o más puertos de salida. Por el contrario, los combinadores ópticos sólo tienen un puerto de salida y dos o más puertos de entrada. Por eso, también se puede ver el número "1" en las descripciones de los divisores y combinadores ópticos, como los divisores/combinadores de fibra óptica 1x2, los divisores/combinadores 1x4 y los divisores 1 x 64. Sin embargo, en el caso de los acopladores ópticos, pueden tener cualquiera de las formas que hemos mencionado anteriormente, como acopladores en estrella, acopladores 2x2, acopladores 1x4, acopladores en árbol, etc. Cada dispositivo está diseñado para su propósito.