ก ตัวแยก PLC ไฟเบอร์ออปติก (Planar Lightwave Circuit Splitter) เป็นอุปกรณ์ออปติคอลแบบพาสซีฟที่ใช้เทคโนโลยีท่อนำคลื่นแสงแบบระนาบ หลักการสำคัญของมันคือ: โดยการกัดเส้นทางท่อนำคลื่นแสงที่แม่นยำลงบนพื้นผิวควอทซ์ สัญญาณออปติคอลอินพุตจะถูกแยกออกเป็นพอร์ตเอาต์พุตหลายพอร์ตเท่าๆ กันตามอัตราส่วนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น 1:4, 1:8, 1:32 ฯลฯ) โดยใช้เอฟเฟกต์การควบคู่และการกระจายของแสง
กระบวนการนี้อาศัยเครือข่ายโครงสร้างสาขารูปตัว Y ภายในชิปเป็นหลัก สัญญาณแสงจะแพร่กระจายในท่อนำคลื่น โดยผ่านชุดของหน่วยแยกเพื่อให้มีการกระจายพลังงานที่สม่ำเสมอ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวแยกเรียวแบบ biconical แบบหลอมรวมแบบดั้งเดิม ตัวแยก PLC ไฟเบอร์ออปติกs มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ เช่น ความแม่นยำในการแยกสูง ความสามารถในการปรับเปลี่ยนความยาวคลื่นกว้าง ความเสถียรที่แข็งแกร่ง และขนาดที่กะทัดรัด
I. เทคโนโลยีหลัก: ท่อนำคลื่นแสงเชิงระนาบทำงานอย่างไร
กระบวนการผลิตของ ตัวแยก PLC ไฟเบอร์ออปติกs คล้ายกับชิปเซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีหลักประกอบด้วย:
- วัสดุและการสะสม: ก waveguide layer with a higher refractive index is formed on a silicon or quartz substrate using methods such as chemical vapor deposition.
- การพิมพ์หินและการแกะสลักด้วยแสง: รูปแบบท่อนำคลื่นที่ออกแบบไว้ (ส่วนใหญ่เป็นอาร์เรย์สาขารูปตัว Y) จะถูกถ่ายโอนไปยังชั้นท่อนำคลื่นโดยใช้การพิมพ์หินด้วยแสง และช่องสัญญาณทางกายภาพจะถูกสร้างขึ้นผ่านการแกะสลัก
- ข้อต่อและบรรจุภัณฑ์: ชิป PLC ที่สร้างขึ้นนั้นได้รับการจัดเรียงอย่างแม่นยำและเชื่อมต่ออย่างถาวรกับอาร์เรย์ไฟเบอร์ออปติกอินพุต/เอาท์พุตเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณแสงมีประสิทธิภาพ
กุญแจสำคัญในกระบวนการทั้งหมดคือการบรรลุการแยกแสงที่มีความสม่ำเสมอสูงและมีการสูญเสียต่ำ ทำให้มั่นใจได้ว่ามีการกระจายพลังงานแสงที่สม่ำเสมอสูงที่พอร์ตเอาต์พุตแต่ละพอร์ต
ครั้งที่สอง ข้อดีหลักและสถานการณ์การใช้งาน
ตัวแยกแสง PLC กลายเป็นตัวเลือกหลักสำหรับเครือข่ายออปติกสมัยใหม่ เนื่องจากมีข้อดีด้านประสิทธิภาพหลายประการ:
- การแยกเครื่องแบบ: พลังงานแสงอินพุตมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้อัตราส่วนการแยกมีความแม่นยำสูง
- ความไม่ไวต่อความยาวคลื่น: ประสิทธิภาพที่เสถียรในช่วงความยาวคลื่นกว้าง 1260nm~1650nm เหมาะสำหรับมาตรฐานการสื่อสารต่างๆ
- กะทัดรัดและมีเสถียรภาพ: การออกแบบที่ใช้ชิปส่งผลให้มีขนาดเล็ก ไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนของสิ่งแวดล้อม และมีความน่าเชื่อถือสูง
- จำนวนช่องสัญญาณสูง: ใช้การแยกช่องสัญญาณสูง 1×N ได้อย่างง่ายดาย (เช่น 1×64, 1×128)
พื้นที่ใช้งานหลัก:
- เครือข่าย Fiber to the Home (FTTH): ใน Passive Optical Networks (PON) ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์แยกหลักใน Optical Distribution Network (ODN) ซึ่งกระจายสัญญาณสำนักงานกลางไปยังผู้ใช้ปลายทางจำนวนมาก
- การเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล: ใช้สำหรับการกระจายสัญญาณในแบ็คเพลนแบบออปติคัลและลิงก์เชื่อมต่อระหว่างกันแบบออปติคอล
- ระบบ CATV: ช่วยให้สามารถกระจายสัญญาณแสงวิดีโอแบบหลายจุดได้
- การทดสอบและการตรวจจับ: ใช้เป็นหน่วยกระจายเส้นทางแสงในอุปกรณ์ทดสอบใยแก้วนำแสงและเครือข่ายเซ็นเซอร์แบบกระจาย
ที่สาม แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
ด้วยการใช้งาน 5G การอัพเกรดเครือข่ายออปติกกิกะบิต และการรับส่งข้อมูลของศูนย์ข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ตัวแยก PLC ไฟเบอร์ออปติก ตลาดยังคงเติบโต การพัฒนาทางเทคโนโลยีในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่:
- การบูรณาการที่สูงขึ้น: การพัฒนาชิปที่มีสาขามากขึ้น (เช่น 1×256) และบูรณาการเข้ากับฟังก์ชันต่างๆ เช่น มัลติเพล็กซ์การแบ่งความยาวคลื่น (WDM) ให้เป็นโมดูลเดียว
- การย่อขนาดและต้นทุนต่ำ: การปรับปรุงกระบวนการเพื่อลดขนาดอุปกรณ์และลดต้นทุนการผลิต
- การจัดการอัจฉริยะ: สำรวจการบูรณาการกับฟังก์ชันการตรวจสอบ เช่น เครื่องสะท้อนโดเมนเวลาแบบออปติคัล (OTDR) เพื่อให้ได้เครือข่าย ODN อัจฉริยะที่ตรวจสอบได้
ตัวแยก PLC ไฟเบอร์ออปติกที่มีความสามารถในการแยกที่เสถียรและมีประสิทธิภาพโดยอาศัยเทคโนโลยีท่อนำคลื่นแสงแบบระนาบ ได้กลายเป็นรากฐานสำคัญของการสร้างเครือข่ายออปติกบรอดแบนด์ความเร็วสูง วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องของพวกเขาจะสนับสนุนการพัฒนาเครือข่ายออปติคัลทั้งหมดในอนาคตให้มีความจุที่สูงขึ้นและความฉลาดที่มากขึ้น