ऑप्टिकल कपलर प्रकाश को असमान रूप से विभाजित करते हैं (उदाहरण के लिए, 90:10 अनुपात) जिसमें <0.2dB का अतिरिक्त लॉस (excess loss) होता है, जबकि स्प्लिटर समान रूप से वितरित करते हैं (50:50) लेकिन प्रति आउटपुट 3dB का लॉस उत्पन्न करते हैं। डायरेक्शनल कपलर परावर्तित संकेतों (reflected signals) को अलग करते हैं (40dB डायरेक्टिविटी) और 1310/1550nm वेवलेंथ पर काम करते हैं, जबकि ब्रॉडबैंड स्प्लिटर 1260–1650nm को कवर करते हैं। फ्यूजन-स्प्लिस्ड कपलर 10W पावर संभाल सकते हैं, जबकि PLC स्प्लिटर 1W से ऊपर विफल हो जाते हैं।
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वे प्रकाश को कैसे विभाजित करते हैं
ऑप्टिकल कपलर, स्प्लिटर और डायरेक्शनल कपलर सभी फाइबर नेटवर्क में प्रकाश संकेतों का प्रबंधन करते हैं, लेकिन वे इसे बहुत अलग तरीकों से करते हैं। मुख्य अंतर इसमें है कि वे ऑप्टिकल पावर को कैसे विभाजित करते हैं—चाहे समान रूप से, चयनात्मक रूप से, या न्यूनतम लॉस के साथ। उदाहरण के लिए, एक मानक 1×2 फाइबर स्प्लिटर आने वाले प्रकाश को दो आउटपुट में विभाजित करता है, आमतौर पर 50/50 या 70/30 अनुपात के साथ, लेकिन 50/50 विभाजन में 3 dB (50%) पावर खो देता है। इसके विपरीत, एक डायरेक्शनल कपलर 90/10 या 80/20 अनुपात पर प्रकाश को विभाजित कर सकता है जबकि इंसर्शन लॉस को 0.5 dB से नीचे रखता है, जो मुख्य पथ को बाधित किए बिना संकेत निगरानी के लिए इसे आदर्श बनाता है। इस बीच, ऑप्टिकल कपलर (जैसे फ्यूज्ड बाइकोनिकल टेपर कपलर) कस्टम अनुपात के साथ प्रकाश को जोड़ या विभाजित कर सकते हैं, जिनका उपयोग अक्सर DWDM सिस्टम जैसे वेवलेंथ-संवेदी अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ ±0.2 nm वेवलेंथ टॉलरेंस मायने रखता है।
विभाजन तंत्र भी अलग-अलग होता है। स्प्लिटर प्लानर लाइटवेव सर्किट (PLC) या फ्यूज्ड फाइबर तकनीक का उपयोग करते हैं, जिसमें PLC स्प्लिटर लो पोलराइजेशन-डिपेंडेंट लॉस (<0.2 dB) प्रदान करते हैं और 64 आउटपुट तक संभाल सकते हैं। डायरेक्शनल कपलर इवेनेसेंट वेव कपलिंग (evanescent wave coupling) पर निर्भर करते हैं, जहाँ दो फाइबर कोर प्रकाश को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त करीब होते हैं—आमतौर पर कुछ माइक्रोन के भीतर—लेकिन केवल एक विशिष्ट वेवलेंथ रेंज (जैसे 1310 nm या 1550 nm ±40 nm) पर।
पावर हैंडलिंग एक और अंतर है। एक 1×4 PLC स्प्लिटर इनपुट पावर के 500 mW तक संभाल सकता है, जबकि टेलीकॉम निगरानी के लिए एक डायरेक्शनल कपलर अपने नाजुक कपलिंग क्षेत्र के कारण अधिकतम 200 mW तक सीमित होता है।
“एक 50/50 स्प्लिटर आधे प्रकाश को बर्बाद कर देता है, लेकिन एक 90/10 कपलर केवल 10% चुराता है—यही कारण है कि मॉनिटरिंग टैप स्प्लिटर के बजाय डायरेक्शनल कपलर का उपयोग करते हैं।”
इंसर्शन लॉस विभाजन के साथ बढ़ता है: एक 1×8 स्प्लिटर ~10.5 dB खो देता है, जबकि एक 1×32 ~16 dB खो देता है, जो स्प्लिटर को एम्पलीफायरों के बिना लॉन्ग-हॉल लिंक के लिए अव्यावहारिक बनाता है। हालांकि, डायरेक्शनल कपलर असममित विभाजन (asymmetric splits) में भी <1 dB लॉस जोड़ते हैं, जो लाइव नेटवर्क डायग्नोस्टिक्स के लिए एकदम सही है।
पावर लॉस की तुलना
एक मानक 1×2 फाइबर स्प्लिटर संतुलित विभाजन में 3 dB (50%) ऑप्टिकल पावर खो देता है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक आउटपुट तक केवल आधा प्रकाश ही पहुंचता है। यदि आप स्प्लिटर को कैस्केड करते हैं—मान लीजिए, एक 1×4 कॉन्फ़िगरेशन—तो लॉस 6 dB (75% लॉस) तक बढ़ जाता है, जिससे प्रति आउटपुट मूल पावर का केवल 25% बचता है। दूसरी ओर, डायरेक्शनल कपलर असममित विभाजन के लिए कहीं अधिक कुशल हैं: एक 90/10 कपलर मुख्य पथ पर केवल 0.5 dB खो सकता है जबकि <1 dB अतिरिक्त लॉस के साथ 10% प्रकाश को डायवर्ट कर सकता है।
लॉस के पीछे का भौतिक विज्ञान भी अलग है। स्प्लिटर (विशेष रूप से PLC प्रकार) अंतर्निहित विभाजन लॉस (inherent splitting loss) से ग्रस्त होते हैं, जो आउटपुट की संख्या के साथ लॉगरिदमिक रूप से बढ़ता है। एक 1×8 स्प्लिटर ~9 dB, एक 1×16 ~12 dB, और एक 1×32 ~15 dB तक खो देता है—जो उन्हें EDFA एम्पलीफायरों के बिना लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के लिए अव्यावहारिक बनाता है (जो लागत में $500–2,000 प्रति नोड जोड़ते हैं)। इस बीच, फ्यूज्ड बाइकोनिकल टेपर कपलर (कोर्स WDM में उपयोग किए जाते हैं) 3–5 dB खो देते हैं लेकिन 1260 nm से 1625 nm तक की वेवलेंथ को संभालते हैं, जबकि 1550 nm ±5 nm के लिए अनुकूलित डायरेक्शनल कपलर ब्रॉड-स्पेक्ट्रम विभाजन से बचकर लॉस को 1 dB से नीचे रखते हैं।
| डिवाइस का प्रकार | स्प्लिट रेशियो | इंसर्शन लॉस (dB) | अतिरिक्त लॉस (dB) | वेवलेंथ रेंज |
|---|---|---|---|---|
| 1×2 PLC स्प्लिटर | 50/50 | 3.0 | 0.3 | 1260–1650 nm |
| 1×8 PLC स्प्लिटर | समान | 9.5 | 0.5 | 1260–1650 nm |
| 90/10 डायरेक्शनल कपलर | 90/10 | 0.5 (मुख्य) / 10 (टैप) | 0.2 | 1550 nm ±5 nm |
| फ्यूज्ड बाइकोनिकल कपलर | 70/30 | 4.8 (70% पथ) | 0.8 | 1310 nm & 1550 nm ±20 nm |
यदि आप 80 किमी पर 10 Gbps लिंक चला रहे हैं, तो एक 1×8 स्प्लिटर आपको 9.5 dB लॉस की भरपाई करने के लिए मजबूर करेगा—जिसके लिए या तो उच्च-पावर ट्रांसमीटर (+3 dBm, लागत ~200 अधिक) या एक एम्पलीफायर ($1,500+) की आवश्यकता होगी। उसी लिंक की निगरानी के लिए एक डायरेक्शनल कपलर केवल 0.7 dB जोड़ सकता है, जिससे अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं पड़ेगी।
तापमान स्थिरता भी एक भूमिका निभाती है। PLC स्प्लिटर -40°C से 85°C तक ±0.5 dB ड्रिफ्ट करते हैं, जबकि फ्यूज्ड कपलर उसी रेंज में ±1 dB तक शिफ्ट हो सकते हैं। बाहरी तैनाती (जैसे 5G फ्रंटहॉल) के लिए, इसका मतलब है कि स्प्लिटर को ±0.2 dB स्थिरता बनाए रखने के लिए थर्मली कंपन्सेटेड पैकेजिंग (+15% लागत) की आवश्यकता होती है, जबकि डायरेक्शनल कपलर अक्सर बिना किसी संशोधन के -20°C से 70°C में ठीक काम करते हैं।
प्रत्येक का उपयोग कहाँ किया जाता है
ऑप्टिकल कपलर, स्प्लिटर और डायरेक्शनल कपलर में से प्रत्येक का फाइबर नेटवर्क में अपना महत्वपूर्ण स्थान (sweet spots) है—गलत का चयन करें, और आप अनावश्यक एम्पलीफायरों पर $500 बर्बाद करेंगे या जहाँ जरूरत है वहाँ 30% सिग्नल स्ट्रेंथ खो देंगे। यहाँ बताया गया है कि वे वास्तव में कहाँ उपयोग किए जाते हैं:
टेलीकॉम ऑपरेटर 40-चैनल DWDM सिस्टम की निगरानी के लिए प्रकाश का 1%–10% टैप करने के लिए 90/10 डायरेक्शनल कपलर का उपयोग करते हैं, जो मुख्य पथ में केवल 0.3 dB लॉस जोड़ते हैं। 100 Gbps लिंक पर एक 1% टैप OSA प्रोब्स ($15,000 प्रत्येक) के लिए पर्याप्त प्रकाश प्रदान करता है ताकि ±0.02 nm वेवलेंथ ड्रिफ्ट को मापा जा सके, जबकि 99% मुख्य पथ केवल 0.05 dB खोता है—बनाम 3 dB यदि स्प्लिटर का उपयोग किया जाता।
वे 5G फ्रंटहॉल में भी महत्वपूर्ण हैं, जहाँ ±1 dB पावर उतार-चढ़ाव CPRI लेटेंसी बजट को तोड़ सकते हैं। एक mmWave रेडियो हेड पर एक 95/5 कपलर प्रदर्शन जांच के लिए 5% प्रकाश को डायवर्ट करता है, जिससे <0.2 dB पेनल्टी के साथ डेटा के लिए 95% बचता है।
ऑप्टिकल कपलर (फ्यूज्ड और WDM) – जब वेवलेंथ पावर से ज्यादा मायने रखती है
- EDFAs में पंप कॉम्बिनर: एक 1480/1550 nm कपलर 0.1 dB लॉस के साथ 300 mW पंप लेजर लाइट को मर्ज करता है, जबकि स्प्लिटर 50% पंप पावर बर्बाद कर देगा।
- BiDi ट्रांससीवर्स: 1310/1550 nm कपलर GPON में अपस्ट्रीम/डाउनस्ट्रीम संकेतों को रूट करते हैं, प्रति पथ <3 dB लॉस के साथ—बनाम 6 dB यदि PLC स्प्लिटर दोनों वेवलेंथ को विभाजित करता है।
- लैब उपकरण: ट्यूनेबल कपलर (जैसे 1520–1620 nm पर 50/50) शोधकर्ताओं को हार्डवेयर बदले बिना स्प्लिट रेशियो को ±5% समायोजित करने देते हैं, जो ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ 1 dB त्रुटि 5 µm रिज़ॉल्यूशन को बर्बाद कर देती है।
अंगूठे का नियम (Rule of Thumb):
- कम लागत, बहु-उपयोगकर्ता (multi-user) विभाजन (FTTH, LANs) के लिए स्प्लिटर का उपयोग करें।
- लाइव मॉनिटरिंग (DWDM, 5G) के लिए डायरेक्शनल कपलर चुनें।
- जब वेवलेंथ को अलग रखा जाना आवश्यक हो (EDFAs, BiDi, लैब्स) तो ऑप्टिकल कपलर चुनें।
लागत निर्णय लेती है: एक 1×32 PLC स्प्लिटर की कीमत $20 है, एक 90/10 डायरेक्शनल कपलर $120 का है, और एक WDM कपलर $300–500 तक पहुंचता है। लेकिन यदि आप सस्ते का रास्ता चुनते हैं और वहाँ स्प्लिटर का उपयोग करते हैं जहाँ कपलर की आवश्यकता है, तो आप बाद में एम्पलीफायरों और मरम्मतों में 10 गुना अधिक भुगतान करेंगे।
