Applicazione degli splitter ottici nelle moderne reti ottiche

Le reti ottiche hanno rivoluzionato le telecomunicazioni, fornendo una trasmissione dati affidabile e ad alta velocità su lunghe distanze con perdite minime. All'interno di queste reti, gli splitter svolgono un ruolo cruciale nel dirigere e gestire i segnali luminosi. Gli splitter sono dispositivi ottici passivi che dividono o combinano i segnali ottici e sono di vari tipi, tra cui splitter di potenza, splitter disuguali e splitter per la multiplazione a divisione di lunghezza d'onda (WDM). Ogni tipo serve per applicazioni specifiche, consentendo un uso efficiente dell'infrastruttura ottica. Analizziamo le funzionalità, le applicazioni e i vantaggi degli splitter di potenza, degli splitter non uniformi e degli splitter WDM nelle reti ottiche.

 

Sdoppiatori di potenza (comunemente chiamati anche "splitter ottici") sono dispositivi che dividono un segnale ottico in più segnali di uscita di uguale intensità. I rapporti di divisione sono di solito pari, come 1:2, 1:4, 1:8 e fino a 1:32. Sono disponibili altri rapporti di divisione, ma di solito hanno costi più elevati e applicazioni limitate. La potenza del segnale in ingresso viene distribuita uniformemente tra ogni uscita, motivo per cui gli splitter di potenza sono comunemente utilizzati nelle reti ottiche passive (PON) e nelle applicazioni FTTH (fiber-to-the-home), dove una singola fibra ottica proveniente da una sede centrale viene suddivisa in più rami, ognuno dei quali porta a diversi abbonati. Gli splitter di potenza consentono questa ramificazione, garantendo a ciascun abbonato la stessa qualità del segnale. Nelle implementazioni FTTH, gli splitter di potenza possono gestire fino a 32 o addirittura 64 uscite da un singolo ingresso, riducendo in modo significativo la quantità di infrastruttura necessaria per fornire la banda larga a più famiglie o aziende. Sono bidirezionali, cioè possono dividere i segnali che viaggiano in entrambe le direzioni. Tuttavia, il compromesso è la potenza del segnale: ogni divisione comporta una certa perdita di segnale, che deve essere presa in considerazione nella progettazione della rete.

Divisori non uniformiGli splitter, talvolta indicati anche come tap split o splitter sbilanciati, distribuiscono un segnale ottico in più uscite con livelli di potenza diversi. Gli splitter sono etichettati con il loro rapporto di potenza, come 90/10 o 70/30. Questo tipo di splitter è spesso utile nelle reti in cui alcune destinazioni di uscita richiedono un segnale più forte di altre, come nelle reti ibride in fibra coassiale (HFC) o in luoghi con fibra limitata.

L'uscita ottica a bassa potenza viene intercettata in un punto più vicino alla sorgente, mentre il segnale a più alta potenza si propaga in un punto più lontano. Per una gestione efficiente della potenza su segmenti di rete di grandi dimensioni o variamente distanziati, di solito vengono installati in serie più splitter non uniformi.

Un'altra applicazione comune è il monitoraggio della rete. Gli splitter irregolari consentono di intercettare una piccola porzione del segnale e di inviarla alle apparecchiature di monitoraggio senza compromettere in modo significativo l'integrità del segnale principale. Questa applicazione è preziosa nei centri operativi di rete (NOC), dove è necessario un monitoraggio continuo per valutare le prestazioni della rete.

Divisori WDM (Wavelength-Division Multiplexing) sono splitter specializzati utilizzati per separare o combinare i segnali ottici in base alla loro lunghezza d'onda. A differenza degli splitter di potenza e di quelli irregolari, gli splitter WDM funzionano multiplexando o demultiplexando i segnali a diverse lunghezze d'onda, consentendo a più canali di dati di condividere un singolo cavo in fibra ottica senza interferenze.

Gli splitter WDM sono essenziali nelle comunicazioni in fibra ottica a lungo raggio, nelle reti metropolitane e nei data center, dove l'elevata larghezza di banda è una necessità. In queste applicazioni, gli splitter WDM separano o combinano segnali su lunghezze d'onda diverse, consentendo a una singola fibra ottica di trasportare più segnali contemporaneamente. Ciò aumenta notevolmente la capacità delle fibre ottiche, rendendo il WDM una tecnologia fondamentale per gli ambienti di rete ad alta domanda.

Esistono due tipi di WDM comunemente utilizzati nelle reti:

• CWDM (WDM grossolano): Il CWDM supporta un numero inferiore di canali (di solito da 4 a 18), ma è più economico e ideale per applicazioni a breve distanza come le reti metropolitane.
• DWDM (WDM denso): Il DWDM supporta un numero maggiore di canali (fino a 80 o più), rendendolo adatto alle reti a lungo raggio e ad alta capacità. Il DWDM richiede un controllo più stretto sulla spaziatura dei canali, che aumenta i costi ma consente una maggiore velocità di trasmissione dei dati.

Gli splitter WDM supportano la trasmissione bidirezionale sulla stessa fibra, aumentando l'efficienza di utilizzo della fibra. Sono ideali per la crescita scalabile della rete, in quanto è possibile aggiungere ulteriori lunghezze d'onda in base alle necessità senza dover posare nuova fibra. Gli splitter WDM sono stati identificati come una potenziale soluzione per utilizzare le reti PON per supportare il sistema fronthaul 5G con lo splitter distribuito sul lato dell'unità di antenna attiva (AAU). Tuttavia, richiedono un'attenta gestione delle lunghezze d'onda e attrezzature precise per evitare interferenze tra i canali.

Conclusione

L'uso di splitter di potenza, splitter irregolari e splitter WDM consente una maggiore flessibilità ed efficienza nella gestione delle reti ottiche. Ogni tipo di splitter svolge ruoli specifici che soddisfano le esigenze delle moderne telecomunicazioni, dal semplice accesso residenziale a banda larga alle sofisticate infrastrutture dei data center.

Con la continua evoluzione e crescita delle reti ottiche, la comprensione delle applicazioni di questi splitter consente agli ingegneri di rete di massimizzare le prestazioni, ridurre al minimo i costi e supportare la trasmissione di dati ad alta velocità in ambienti di rete diversi. Con un'attenta pianificazione e applicazione, gli splitter rimarranno un componente fondamentale per ottimizzare la capacità e l'affidabilità delle comunicazioni ottiche per gli anni a venire.