מפצל אופטי, הידוע גם כמפצל סיבים אופטיים או מפצל סיבים, הוא התקן אופטי פסיבי המשמש ברשתות סיבים אופטיים לפיצול אות אופטי למספר נתיבים. התקנים אלה חיוניים להפצת אותות אופטיים ליעדים מרובים ללא צורך ברכיבים פעילים נוספים כמו מגברים או ממסרים.

כך פועל בדרך כלל מפצל אופטי:

פעולה פסיבית: מפצלי אופטיים אינם דורשים מקורות כוח חיצוניים; הם פועלים באופן פסיבי, ומסתמכים אך ורק על תכונות התפשטות האור בתוך סיבים אופטיים.

חלוקת אותות אופטיים: כאשר אות אופטי נכנס למפצל אופטי דרך פתח הקלט שלו, המפצל מחלק את האות לשתי פתחות פלט או יותר. יחס הפיצול קובע כיצד אות הקלט מחולק בין פתחי הפלט.

יחס פיצול: למפצלים אופטיים יכולים להיות יחסי פיצול שונים, כגון 1:2, 1:4, 1:8, 1:16 וכו'. לדוגמה, מפצל 1:4 מחלק את אות הקלט לארבעה חלקים שווים, ושולח רבע מהאות לכל יציאת פלט.

טכנולוגיית מוליך גל: רוב המפצלים האופטיים משתמשים בטכנולוגיית מוליכי גל כדי לחלק את האות האופטי. מוליכי גל הם מבנים בתוך המפצל שמובילים את האור לאורך נתיבים ספציפיים, ומאפשרים פיצול מדויק של האות.

יישומים: מפצלי אופטיים משמשים בדרך כלל ברשתות אופטיות פסיביות (PON), הנמצאות בשימוש נרחב לשירותי תקשורת ואינטרנט בפס רחב. הם מאפשרים לסיב אופטי יחיד לשרת משתמשים או מיקומים מרובים, ובכך מפחיתים את כמות הסיבים הדרושים ברשת ומורידים את עלויות הפריסה.

סוגי מפצלים: ישנם סוגים שונים של מפצלי אופטיים, כולל מפצלי סיבים התמזגו, מפצלי מעגל גלי אור מישוריים (PLC) ומפצלי מיקרו-אופטיים. לכל סוג יתרונותיו והוא משמש בתצורות רשת שונות בהתבסס על גורמים כגון יחס פיצול, תאימות אורך גל ועלות.

בסך הכל, מפצלים אופטיים ממלאים תפקיד מכריע בהפצה יעילה של אותות אופטיים ברשתות תקשורת סיבים אופטיים, ומאפשרים אספקת אינטרנט במהירות גבוהה, טלוויזיה ושירותים אחרים למשתמשים או מיקומים מרובים.

מפצל אופטי פועל באמצעות רכיבים אופטיים פסיביים כדי לחלק אות אופטי נכנס לאותות פלט מרובים, אשר לאחר מכן ניתן לנתב ליעדים שונים.

הנה הסבר מפורט יותר על אופן פעולתם של מפצלים אופטיים:

אות קלט: המפצל האופטי מקבל אות אופטי נכנס דרך פתח הקלט שלו. אות זה מגיע בדרך כלל ממקור אופטי יחיד, כגון משדר אופטי.

תהליך הפיצול: ברגע שהאות האופטי נכנס למפצל, הוא נתקל במנגנון פיצול, שיכול להשתנות בהתאם לסוג המפצל. הסוגים הנפוצים ביותר של מפצלים מבוססים על טכנולוגיית סיבים התמזגו או טכנולוגיית מעגל גלי אור מישוריים (PLC).

מפצלי סיבים התמזגו: במפצלי סיבים מאוזנים, האות האופטי הנכנס מפוצל באמצעות טכניקה שבה מספר סיבים מאוזנים יחד ברמה מיקרוסקופית. אור הנכנס לסיב הקלט מתפזר על פני האזור המאוזן, וגורם לחלוקתו בין סיבי הפלט בהתבסס על עיצוב המפצל ויחס הפיצול.

מפצלי PLC: מפצלי מעגל גלי אור מישוריים משתמשים בשבב מוליך גל שטוח כדי לפצל את האות האופטי. השבב מכיל רשת של מוליכי גל המחלקים את האות בצורה אופטית מבלי לשנות פיזית את הסיבים. אור הנכנס למוליך הגל הקלט מופץ בין מוליכי הגל לפלט בהתבסס על עיצוב המפצל.

אותות פלט: כתוצאה מתהליך הפיצול, האות האופטי הנכנס מחולק לאותות פלט מרובים, שכל אחד מהם עובר דרך יציאת פלט נפרדת של המפצל. מספר יציאות הפלט ויחס הפיצול קובעים כיצד האות מתפזר בין ערוצי הפלט.

פעולה פסיבית: מפצלים אופטיים הם התקנים פסיביים, כלומר הם אינם דורשים מקורות כוח חיצוניים כדי לפעול. הם מסתמכים על תכונות התפשטות האור בתוך סיבים אופטיים ועל תכנון רכיבי המפצל כדי לפצל את האות ביעילות.

הפסדים ויעילות: בעוד שמפצלים אופטיים הם התקנים יעילים ביותר, הם גורמים לאובדן אות מסוים עקב תהליך הפיצול. יחס הפיצול, איכות רכיבי המפצל ומאפייני אובדן ההכנסה קובעים את היעילות הכוללת של המפצל.

בסך הכל, מפצלים אופטיים ממלאים תפקיד מכריע בהפעלת הפצה יעילה של אותות אופטיים ברשתות תקשורת סיבים אופטיים, ומאפשרים למקור אופטי יחיד לשרת משתמשים או יעדים מרובים בו זמנית.