2.3.2 Планарные делители
Планарные делители производятся по технологии PLC (англ. Planar Lightwave Circuit), которая технологически более сложная, чем FBT (соответственно, и стоимость готового PLC устройства немного выше, чем FBT).
*если кто-нибудь из читателей знаком с технологией изготовления печатных плат, то понять принцип изготовления PLC делителя не составит никакого труда – он практически аналогичен, за исключением материалов и финальной стадии*
Итак, процесс изготовления PLCделителя состоит из двух основных этапов:
1.Изготовление планарного чипа.
На самом деле, компаний, производящих качественные (да и вообще любые) планарные чипы не так много (чуть ли не по пальцам можно пересчитать). Место обитания производителей столь точных устройств сосредоточено далеко на востоке (Япония, Корея, возможно, Китай). Производство планарных чипов – процесс очень дорогостоящий, и далеко не каждая компания может себе позволить содержание специалистов-оптиков высокого уровня, да и оборудование не из дешевых.
Итак, процесс изготовления планарного чипа в общих чертах сводится к следующим действиям:
- выбор материала «подложки» (основного несущего элемента будущего сплиттера) и нанесение на него отражающего слоя-оболочки;
*отражающий слой-оболочка по итогу окружает «дерево» волноводов, что не даёт оптическому сигналу уходить из этого самого волновода в следствии отражения от оболочки*
- нанесение на получившуюся заготовку материала волновода. В качестве материала волновода может выступать, например, кварцевое стекло или специализированная разновидность пластика. В результате получается «слоёный пирог», состоящий из трех слоев (подложка-отражатель-волновод). В качестве аналогии можно привести печатную плату (ядро-препрег-медная поверхность), и действия, производимые с «пирогом» далее будут аналогичны травлению меди на печатной плате.
- нанесение шаблонов делителей и травление (в один заход делается сразу группа делителей со схожими параметрами). Именно на этом этапе определяется ёмкость будущего сплиттера. После нанесения шаблона «пирожок» погружается в ванну с разнообразными кислотами, которые «съедают» всё, кроме того, что находится под шаблоном. Результатом травления является группа «монолитных» стеклянных волноводов (Рисунок 6).
Рисунок 6 – «полуфабрикат» планарных волноводов
- на конструкцию, полученную в «предыдущих сериях», наносится еще один отражающий слой-оболочка, который полностью покрывает волноводы, препятствуя световому сигналу выходить за их пределы.
- конструкция либо оставляется «как есть», либо покрывается защитным слоем (что-нибудь вроде эпоксидной смолы), после чего нарезается аккуратными прямоугольниками на готовые планарные чипы. Далее следует второй этап – сборка делителя.
*технология разработки и изготовления PLC чипов на сегодняшний день развита достаточно хорошо. Это позволяет производить PLC чипы, которые ранее были недоступны по причине сложности изготовления топологии или по причине сомнений производителя относительно целесообразности изготовления (например, делители 1х24 используются не так часто, соответственно, производители разрабатывали эту топологию во вторую и более поздние очереди).
На сегодняшний день производители PLC чипов пробуют «печатать» PLC чипы, имеющие неравномерные затухания на разных выходах (например, PLC 1×3 20/40/40), однако, целесообразность таких действий пока находится под вопросом.
Достаточно представить себе всё многообразие PLC делителей и помножить его на все возможные варианты деления, чтобы понять, что, скорее всего, будут приняты к производству лишь некоторые (самые ходовые по мнению производителей) чипы.*
2. Сборка планарного делителя.
Собственно, этим процессом и занимается большинство китайских (и любых других) заводов, которые позиционируют себя как «производитель пассивных оптических компонентов». Сборка состоит из следующих действий:
- присоединение оптических пигтейлов ко входу и выходам PLC чипа. Делается это на специальном станке, оснащенном микроскопом и приводами, позволяющими выполнить юстировку волокна по отношению к чипу в трех плоскостях. После позиционирования волокна его приклеивают к чипу.
Рисунок 7 – Сборка планарного делителя
- как и в случае с FBT, сплиттер проходит этап тестирования и этап приваривания к пигтейлам коннекторов, после чего, снабженный паспортом и упакованный, отправляется клиенту.
У планарных делителей количество выходов может быть любым, вплоть до 128, однако, «экзотический» делитель на 123 выхода заказать и изготовить достаточно проблематично ввиду дороговизны изготовления PLC чипа «под заказ», поэтому существует несколько стандартных наборов планарных делителей, которые может изготовить любой уважающий себя (и своих клиентов) производитель пассивного оптического оборудования:
| 1 х 2N | 1 x Z |
| 1×2 | 1×3 |
| 1×4 | 1×6 |
| 1×8 | 1×12 |
| 1×16 | 1×24 |
| 1×32 | |
| 1×64 | |
| 1×128 |
Каждый делитель из этих наборов может быть как X-, так и Y-образный (например, 2х8 или 1х8 соответственно), что позволяет в полной мере использовать фантазию инженера-проектировщика и возможности оборудования.
Особенностью PLC делителя, помимо большего, нежели у FBT, числа выводов, является то, что волноводы PLC чипа прозрачны для широкого диапазона длин волн (1260нм..1650нм, в отличии от трёх окон прозрачности у FBT). Эту особенность можно использовать для построения сложных сетевых узлов с применением различных технологий уплотнения (например, CWDM).
Подводя итоги, можно отметить:
Планарные делители
- равноплечие, показатели затухания сигнала на каждом выводе примерно одинаковые;
- количество выводов может быть от 2 до 128;
- могут иметь различные разъёмы на входах/выходах (для механического соединения) или не иметь их (для сварки с магистральным/абонентским кабелем);
- небольшие по размеру, обычно упакованы в металлическую профильную трубку;
- большой процент «похожести» оптических характеристик: несколько физически одинаковых делителей (например, 1х16) имеют практически одинаковые показатели затуханий на каждом выводе (±0,2 дБ);
- имеют широкий диапазон пропускаемого светового сигнала (1260..1650 нм), что позволяет использовать их в большинстве других приложений, не связанных с технологией PON;
Сварные делители:
- бывают только с двумя выводами (1х2 или 2х2);
- бывают с различным коэффициентом деления мощности входящего светового сигнала: равноплечие (50/50) и неравноплечие (40/60, 30/70, 5/95 и проч.);
- также, как и планарные, могут иметь различные разъёмы на входах/выходах (для механического соединения) или не иметь их (для сварки с магистральным/абонентским кабелем);
- небольшие по размеру, обычно упакованы в металлическую круглую трубку. Исключение составляют FBT делители, имеющие более 2-х выходов, которые упакованы в достаточно объемную пластиковую коробку (например, 14х10х2 см);
- малый процент «похожести» оптических характеристик: несколько два делителя с одинаковым коэффициентом деления могут достаточно сильно отличаться по показателям затуханий на каждом выводе друг от друга (≥0,2 дБ);
- имеют до трех окон прозрачности, в которых оптический сигнал имеет наименьшее затухание (в районе 1310 нм, 1490 нм и 1550 нм), что ограничивает использование FBT делителя технологией PON;