У світі телекомунікацій і передачі даних волоконно-оптичні технології відіграють ключову роль. Одним із важливих компонентів таких систем є оптичні дільники — пристрої, які забезпечують розподіл оптичного сигналу між кількома виходами. У цій статті ми розглянемо, що таке оптичні дільники, як вони працюють, їхні типи та основні сфери застосування.
Що таке оптичний дільник?
Оптичний дільник - це пасивний оптичний компонент, який розділяє вхідний світловий сигнал, що передається по оптоволокну, на кілька виходів. Іншими словами, один оптичний сигнал може бути поділений на два або більше, із певним співвідношенням потужності. Наприклад, дільник 1x2 розділяє сигнал з одного волокна на два волокна, кожне з яких отримує 50% потужності сигналу (або інше співвідношення залежно від конфігурації).
Як працює оптичний дільник?
Оптичні дільники використовують явища інтерференції та розсіювання світла для поділу сигналу. Є два основних технологічних підходи до створення таких пристроїв:
FBT (Fused Biconical Taper) - оптичні волокна зварюються та витягуються до тоншого діаметра, що дозволяє частині світла переходити з одного волокна в інше.
PLC (Planar Lightwave Circuit) - використовуються мікросхеми на кварцовій або кремнієвій основі, які керують розподілом світла в інтегральному оптичному колі.
Типи оптичних дільників
Оптичні дільники класифікують за кількістю входів і виходів, а також за способом розподілу сигналу:
За конфігурацією:
1xN - один вхід, N виходів (наприклад, 1x2, 1x8, 1x32). Найбільш поширені в мережах доступу.
2xN - два входи, N виходів. Використовуються в складніших мережах, де є резервування або альтернативні джерела сигналу.
За розподілом потужності:
Рівномірні (balanced) - сигнал ділиться однаково між усіма виходами (наприклад, кожен з 4 портів отримає по 25% сигналу).
Нерівномірні (unbalanced) - один порт може отримати більшу частину сигналу (наприклад, 70/30), інші - менше. Такі дільники використовують у спеціалізованих рішеннях, наприклад, для підключення контрольного обладнання.
За форматом виконання:
Модульні - у пластикових корпусах для монтажу в розподільчі бокси.
Пігтейлові - з короткими відрізками волокна на вході/виході.
Касетні - для встановлення в патч-панелі або оптичні бокси.
Rack-mount - для монтажу в 19’’ стійки, часто на 1U.
Де застосовуються оптичні дільники?
Оптичні дільники є незамінними в багатьох сферах, зокрема:
FTTH (Fiber to the Home) - волоконно-оптичний інтернет для абонентів
Це один з найбільш масових напрямків застосування оптичних дільників.
У таких мережах провайдер підводить волокно до житлових будинків, офісів чи навіть окремих квартир. Щоб не прокладати окреме волокно до кожного абонента, сигнал з одного оптичного порту ділиться на кілька користувачів.
Наприклад:
У багатоповерховому будинку встановлено оптичний крос, до якого підведено магістральне волокно. У нього вмонтовано PLC-дільник 1x16, що розгалужує сигнал на всі поверхи. У кожній квартирі - абонентський ONU-модем, який приймає сигнал.
Системи відеоспостереження (CCTV)
У сучасних системах безпеки дані з IP-камер передаються через оптичне волокно на центральний сервер, пункт охорони або віддалений хмарний сервіс. Щоб одна камера могла передавати сигнал одразу в кілька напрямків, використовуються оптичні дільники.
Наприклад:
На території складу встановлено 32 камери відеоспостереження. Через оптичний дільник сигнал з усіх камер надходить до DVR (реєстратора), паралельно - в серверну та в хмарну систему архівації.
Це дозволяє:
- дублювати потоки без втрати якості;
- гнучко організувати моніторинг з різних місць;
- зменшити кількість прокладених кабелів.
Промисловість і наукові системи
У промислових і лабораторних умовах оптичні дільники застосовуються для розподілу лазерного або світлового сигналу між кількома вимірювальними приладами, сенсорами, або об’єктами контролю. Також у наукових лабораторіях оптичні дільники застосовують для проведення досліджень, калібрування або створення контрольних оптичних петель.
Системи моніторингу та тестування
Дільники використовуються в інженерних системах для підключення тестового обладнання без переривання основного сигналу. Це особливо важливо при обслуговуванні працюючої мережі.
Наприклад:
Під час обслуговування оптичної мережі оператор підключає OTDR (оптичний рефлектометр) через дільник 90/10. 90% сигналу продовжує працювати для абонентів, а 10% надходить на OTDR для вимірювання затухань або виявлення обривів.
Таким чином оператор може:
- перевіряти мережу без перерви в сервісі;
- виявляти потенційні проблеми на ранньому етапі;
- створювати систему постійного моніторингу мережі.
Оптичні транспортні мережі (DWDM, CWDM)
У великих магістральних мережах передачі даних (наприклад, міжміських або міждержавних), де використовуються технології мультиплексування за довжиною хвилі, оптичні дільники виконують допоміжну роль у підключенні моніторингових модулів, резервних каналів або комутації трафіку.
Наприклад:
На магістральній лінії DWDM-мережі оператор використовує дільник 1x2 для дублювання одного з каналів у резервний вузол. Це дозволяє створити схему "запасного шляху" на випадок аварії основного обладнання.
Висновок
Оптичні дільники - це критично важливі елементи волоконно-оптичної інфраструктури. Вони дозволяють ефективно розподіляти сигнал у мережах зв'язку, забезпечуючи високу швидкість, масштабованість та надійність. Завдяки їм сучасні оптичні мережі можуть обслуговувати десятки та сотні користувачів з мінімальними втратами і без потреби в активному обладнанні на кожному етапі.
Стабільність роботи мережі багато в чому залежить від якості самих дільників. Дешеві або несертифіковані моделі можуть мати високі втрати, нестабільний розподіл потужності або навіть спричинити повну втрату сигналу. Тому при проєктуванні мережі важливо обирати лише надійне, сертифіковане обладнання від перевірених постачальників.
