1:32 vs 1:64 PLC Splitter: GPON/XGS-Sprievodca výberom rozpočtu prepojenia PON

Každý inžinier FTTH pozná tento boj: pri navrhovaní ODN strávite viac času trápením sa nad deliacim pomerom ako nad trasou vlákien. Dva identické obytné bloky – jeden návrh používa 1:32, druhý 1:64. Opýtajte sa prečo, a často počujete „to je to, čo vždy používame“ alebo „to je šablóna“. Optická sila však neklame. Zdvojnásobenie deliaceho pomeru stojí asi 3 dB v linkovom rozpočte. V poslednom kilometri prístupovej siete môžu byť tieto 3 dB rozdielom medzi „funguje dobre“ a „náhodne prejde do režimu offline“.

Nedávno som prechádzal namerané údaje pre naše GLORY LGX Cassette PLC splittery, porovnávajúc 1:32 a 1:64 vedľa seba. Spolu s niekoľkými bolestivými lekciami zo skutočných projektov, tu je to, čo som sa naučil o výbere deliaceho pomeru.

1. Technologický základ: FBT vs. PLC – prečo je to dôležité

Pred kopaním do deliacich pomerov je dobré vedieť, ako sa štiepačka vyrába. Existujú dve hlavné technológie: Fused Biconical Taper (FBT) a Planar Lightwave Circuit (PLC).

FBT funguje tak, že sa dve alebo viac vlákien skrúca dohromady a zahrievajú sa, kým sa nespoja a nezúžia. Ide o vyspelú, nízkonákladovú-technológiu. Pre malé deliace pomery (1:2, 1:4) pri konkrétnej vlnovej dĺžke je to stále konkurencieschopné.

Ale FBT má vážne limity pre FTTH:

• Rozdelenie nad 1:8 je ťažké; Praktický limit je 1:32 a tým trpí uniformita.

• Citlivé na teplotu – tavená oblasť sa rozširuje a zmršťuje, čo spôsobuje kolísanie strát.

• Správanie{0}}závislé od vlnovej dĺžky, ktoré je problematické pre PON s viacerými vlnovými dĺžkami.

Technológia PLC má iný prístup. Využíva výrobu polovodičov na litografické vytváranie vlnovodov na substráte oxidu kremičitého. Typický PLC čip má tri presne vyleptané vrstvy: substrát pre mechanickú podporu, vlnovodnú vrstvu pre optické smerovanie a ochranný plášť. Tento proces podobný čipu- prináša niekoľko výhod:

• Rozdelenie pomerov ľahko dosiahne 1:32, 1:64 a dokonca 1:128 – ideálne pre mestské oblasti s vysokou-hustotou.

• Vynikajúca rovnomernosť – každý výstup dostane takmer presne rovnaké množstvo energie.

• Široký rozsah vlnových dĺžok (1260-1650 nm) pokrývajúci pásma O, E, S, C a L, ideálny pre koexistenciu GPON/XGS-PON.

• Vysoká teplotná stabilita – straty sa menia len veľmi málo od -40 stupňov do +85 stupňov, čo je kritické pre vonkajšie skrinky a stojanové boxy.

• Kompaktná veľkosť – zariadenie 1:32 môže mať rozmery len 4×12×60 mm, čo umožňuje mnoho modulov LGX v 1U racku.

Očakáva sa, že globálny trh s PLC splittermi vzrastie z približne 1,615 miliardy USD v roku 2025 na 2,307 miliardy USD do roku 2031 pri CAGR približne 6,1 %. Predpokladá sa, že samotný segment kaziet (LGX) dosiahne do roku 2032 945 miliónov USD, a to vďaka zavádzaniu FTTH/FTTx a dopytu po vysokovýkonných pasívnych komponentoch v 5G a dátových centrách. Balenie LGX je kľúčovou súčasťou tohto trendu, pretože prináša modulárnu, rýchlo{11}}vymeniteľnú a štandardizovanú správu do návrhov ODN – presne to, čo rastúca sieť potrebuje.

V prípade aplikácií FTTH nie je dôvod zvažovať FBT. Séria LGX od GLORY používa vysokokvalitné -čipy PLC s G.657A1 vláknom necitlivým na ohyb- (minimálny polomer ohybu 10 mm, ideálne pre tesné rackové skrine) a hodnoty straty/jednotnosti vloženia, ktoré spĺňajú alebo prekračujú medzinárodné normy.

2. Tvrdé údaje: porovnanie 1:32 a 1:64

Tu sú čísla špecifikácií našich rozdeľovačov kaziet LGX:

Rozdiel 3 dB

Typická strata pre 1:32 je asi 16,0 dB, pre 1:64 asi 19,5 dB – 3,5 dB delta. V systéme PON OLT zvyčajne spúšťa +3 až +5 dBm (trieda B+). Citlivosť ONT je okolo -27 dBm (GPON) alebo -28 dBm (XGS-PON). Zahrňte útlm vlákna (povedzme 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), stratu konektora (štyri konektory po 0,3 dB každý=1.2 dB) a stratu spoja (tri spoje po 0,1 dB=0.3 dB).

S rozdeľovačom 1:32:

+5 dBm – 16,0 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–14,25 dBm – v rámci citlivosti ONT.

S rozdeľovačom 1:64:

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm – stále prijateľné, ale okraje sú užšie.

Ale všimnite si:tabuľka ukazuje maximálny útlm vloženia. Pre pomer 1:64 je najhorší-prípad straty 20,5 dB. Pri použití rovnakého výpočtu: +5 dBm – 20,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–18,75 dBm. Stále v rámci -27 dBm ONT, ale rezerva sa ďalej zmenšila.

Jednotnosť:od 1,5 dB do 2,5 dB – čo to v praxi znamená

Pozrite sa na riadok jednotnosti: 1:32 má menej ako alebo rovné 1,5 dB, 1:64 preskočí na menej ako alebo rovné 2,5 dB. Toto sa často prehliada. Predpokladajme, že na 4-poschodovej MDU nainštalujete rozdeľovač 1:64. Výstupný port s najvyššou stratou môže byť o 2,5 dB slabší ako port s najnižšou stratou. Táto variácia priamo ovplyvňuje optickú silu, ktorú vidí každá ONU – a čo je dôležitejšie, cestu proti prúdu.

V smere proti prúdu ONU vysielajú výkonmi zvyčajne medzi +0.5 a +5 dBm. Po prechode cez rozdeľovač (spätne) sa signály spoja na OLT. OLT sa musí vysporiadať so širokým dynamickým rozsahom. Rovnomernosť 2,5 dB znamená, že niektoré signály ONU budú o 2,5 dB slabšie ako ostatné. Zatiaľ čo moderné OLT majú automatické ovládanie zosilnenia a prijímače v-režime zhluku, veľké variácie môžu zvýšiť bit{9}}chybovosť (BER) a príležitostne spôsobiť zrušenie registrácie ONU počas období vysokého{11}}vyťaženia. Toto je druh „náhodného“ problému, ktorý je potom veľmi ťažké diagnostikovať.

Teplotná stabilita – skrytý faktor

Tabuľka uvádza typickú stratu-závislú od teploty 0,3-0,4 dB a maximálne 0,5 dB. Rozdeľovač 1:64 je však vo svojej podstate citlivejší na tepelné cykly. Rozdiel v koeficiente tepelnej rozťažnosti medzi PLC čipom, vláknom a krytom môže pridať extra stratu k statickým číslam, najmä vo vonkajších skriniach, kde sú veľké teplotné výkyvy medzi dňom a nocou. To je dôvod, prečo mnoho konzervatívne navrhnutých dizajnov ODN stále uprednostňuje 1:32 pred 1:64 – chcú bezpečnejší vankúš.

3. Skutočný-svetový neúspech spôsobený slepou voľbou 1:64

Minulý rok sme pomohli s modernizáciou brownfieldu FTTH v meste na juhu Číny. Obec mala asi 60 bytov. Telekomunikačná miestnosť bola vo vzdialenom rohu sídliska; najdlhšia trasa vlákna do najvzdialenejšej budovy bola asi 6,8 km. Pôvodný dizajn používal dva rozbočovače 1:32, z ktorých každý slúžil približne 30 predplatiteľom. Spoločnosť Purchasing sa rozhodla namiesto toho použiť rozdeľovače 1:64, pretože „cena je takmer rovnaká a je{11}}do budúcnosti“.

 

Inštalácia prebehla hladko. Akceptačné testy ukázali prijateľné úrovne prijatia – len. Osem najvzdialenejších ONT meralo medzi -26,5 a -28 dBm, priamo na prahu. Bolo to v sychravej jeseni.

Potom prišlo monzúnové obdobie. Vysoká vlhkosť spôsobila kondenzáciu vo vnútri niekoľkých spojovacích uzáverov. Tri ONT vypadli offline. Inšpekcia na mieste-našla mierne uvoľnený konektor SC/APC na výstupnom porte rozdeľovača. Opätovné{5}}usadenie prinieslo prijímací výkon z -27,3 dBm späť na -25,2 dBm. Problém vyriešený, ale helpdesk bol niekoľko týždňov zaplavený hovormi.

Hlavná príčina: rozbočovač v pomere 1:64 nezanechal takmer žiadnu rezervu pre neočakávané straty (oxidácia konektora, vlhkosťou -indukované mikro-ohyby, starnutie). Ďalšie 3 dB, ktoré by poskytol pomer 1:32, by pohltili problém s konektorom bez akéhokoľvek prerušenia služby.

Odvtedy sa riadime jednoduchým pravidlom: do 3 km od OLT je prijateľných 1:64; pre vzdialenosti nad 3 km, alebo ak sa používa kaskádové delenie, držte sa 1:32.

4. Laboratórny test: GLORY LGX Cassette 1:32 vs 1:64

Oba moduly 1:32 a 1:64 LGX sme podrobili 48-hodinovému testu tepelného cyklu (-40 stupňov až +85 stupňov ). Každé štyri hodiny sme merali vložný úbytok.

• Modul 1:32 začínal na 16,7 dB a vyšplhal sa na 17,1 dB – nárast o 0,4 dB, stále v rámci špecifikácie.

• Modul 1:64 sa zvýšil z 20,1 dB na 20,9 dB – zvýšenie o 0,8 dB, tiež v rámci garantovaných 21,5 dB alebo menej.

Po návrate modulov na izbovú teplotu sa oba vrátili na pôvodné hodnoty straty. Bez trvalého poškodenia – dočasná zmena bola spôsobená miernou mechanickou deformáciou konektorov a tesnení pri extrémnych teplotách. Ale 1:64 ukázal takmer dvojnásobnú variáciu, čo potvrdzuje, že vyššie deliace pomery sú citlivejšie na environmentálny stres.

Testovali sme aj moduly 1:8 a 1:16 LGX. Moduly 1:8 zostali stabilné na úrovni 10,1-10,3 dB, takmer sa nepohybovali. Ak to váš rozpočet dovoľuje, použitie dvoch rozdeľovačov 1:8 v kaskáde (celková strata ~20,6 dB) je takmer rovnaké ako jeden 1:64 (20,5 dB), ale moduly 1:8 sú oveľa stabilnejšie a medziľahlý spojovací bod poskytuje užitočný testovací prístup na izoláciu porúch.

5. Centralizované vs. distribuované delenie – ako mení výber

Rozhodnutie o rozdelenom pomere silne interaguje s architektúrou rozdelenia.

Centralizované delenie (jedno-úroveň)umiestni jeden veľký rozdeľovač 1:32 alebo 1:64 do centrálnej kancelárie alebo do veľkej skrine ODF. Každá kvapka vlákna ide priamo z tohto rozdeľovača k účastníkovi. Výhody: jednoduchá správa, málo bodov zlyhania, priame smerovanie vlákien. Nevýhody: veľa napájacích vlákien z OLT do rozdeľovača (64 vlákien na rozdeľovač 1:64) a veľká kapacita vlákna je nevyužitá, kým sa nezapojí každý byt. Centralizované rozdelenie je najvhodnejšie pre obchodné parky alebo novostavby{11}}kancelárskych veží, kde je odber{12}}okamžitý a vysoký.

Distribuované delenie (kaskádové)používa dva stupne: rozdeľovač 1:4 v pouličnej skrini, potom rozdeľovač 1:8 alebo 1:16 vo vstupných bodoch budov alebo na schodiskách. Napájací kábel potrebuje iba 2-4 vlákna a rozdeľovacie moduly nainštalujete len vtedy, keď sa predplatiteľ zaregistruje. To je ideálne pre obytné oblasti s postupným využívaním. Nevýhoda: viac spojov poľa a vyššia celková vložená strata (kaskáda 1:4 + 1:8 má asi 7.1+10.4=17.5 dB, medzi 1:32 a 1:64).

Thekazeta LGXtu svieti: jeden 1U alebo 2U rack môže hostiť kombináciu 1:8, 1:16, 1:32 a 1:64 modulov. Môžete začať s niekoľkými modulmi 1:8 a neskôr zasunúť 1:16 alebo 1:32 bez toho, aby ste sa dotkli vlákna alebo stojana. Nie je potrebné sa zaviazať k veľkému 1:64 od prvého dňa. Flexibilita „plaťte{21}}ako-rastiete{23}} šetrí kapitálové náklady aj prevádzkové problémy.

6. Nezabudnite na straty konektorov a spojov – tie sa sčítavajú

Dizajnéri sa často zameriavajú iba na stratu vloženia rozbočovača, ale skutočný ODN akumuluje straty z mnohých zdrojov.

• Strata konektora: každé pripojenie SC/APC alebo SC/UPC pridá približne 0,3 – 0,5 dB. Typická cesta môže mať 8-10 konektorov, ktoré ľahko pridávajú 3-4 dB.

• Strata spoja: každý fúzny spoj pridá 0,1-0,2 dB. Pri 3-5 spojoch je to ďalších 0,5-1 dB.

• Okraj starnutia: po 5-8 rokoch môže opotrebovanie objímky konektora, hromadenie prachu a mikroohyby vlákien pomaly zvyšovať straty. Konzervatívny dizajn si vyhradzuje minimálne 3 dB na starnutie.

Pridaním týchto: rozbočovač 20,5 dB + konektory 3,0 dB + spojky 1,0 dB + starnutie 3,0 dB=27.5 dB. Rozpočet linky GPON triedy B+ je 28 dB – ponecháva len 0,5 dB rezervu. To je príliš tesné. To je dôvod, prečo sa pomer 1:64 odporúča iba pri použití OLT triedy C+ (rozpočet 32 ​​dB) alebo keď je ODN veľmi krátky a čistý.

7. A čo 25G PON a 50G PON? Budete potrebovať redizajn?

Mnoho operátorov sa obáva, že budúce aktualizácie PON spôsobia, že ich ODN budú zastarané. Pre 25G PON prechod z modulácie NRZ na PAM4 zhoršuje citlivosť prijímača asi o 3 dB. To znamená, že dvojstupňové rozdelenie (napr. . 1:8+1:8, strata ~21 dB), ktoré fungovalo dobre pre GPON, už nemusí byť použiteľné pre 25G PON, pokiaľ neprevediete na jeden{12}}stupeň 1:32 (strata ~17,5 dB). To by si vyžadovalo prerobenie{17}}rozloženia skrine a vedenia vlákien – drahé a rušivé.

Bezprostrednou prioritou je však prechod z GPON na XGS-PON. Kombinovaná-technológia PON (WDM vo vnútri OLT) umožňuje GPON a XGS-PON koexistovať na rovnakom ODN bez výmeny rozdeľovačov alebo vlákna. Rozpočet XGS-PON (29-31 dB) je podobný ako GPON triedy B+/C+. Pokiaľ ide o 25G/50G PON, objavujú sa funkčné riešenia koexistencie a je pravdepodobné, že existujúca pasívna infraštruktúra prežije mnoho rokov. Napriek tomu, dobre{13}}navrhnuté ODN s vysokou-jednotnosťou, nízkostratovými modulmi LGX (či už 1:32 alebo 1:64) vám poskytuje najväčší priestor na oddych do budúcnosti.

8. Praktický sprievodca výberom

Na základe skúseností v teréne používam nasledujúce základné pravidlá:

• Začnite s optickým modulom OLT.Mnoho nasadených GPON OLT používa triedu B+ (28 dB rozpočet). Pre pomer 1:64 naozaj chcete triedu C+ (32 dB). Moduly XGS-PON zvyčajne ponúkajú 29 – 31 dB – pred potvrdením si skontrolujte údajový list.

• Vzdialenosť a rozpätie.Ak je najvzdialenejšia ONT menšia alebo rovná 2 km a útlm vlákna je nízky ( menší alebo rovný 0,33 dB/km), pri dobrom rozpočte je možný pomer 1:64. Na 2-5 km sa držte 1:32. Nad 5 km použite 1:16 alebo kaskádu.

• Kaskádové architektúry.Kaskáda 1:4 + 1:8 má celkovú hlučnosť približne 17,5 dB – medzi 1:32 a 1:64. Poskytuje vám prechodné testovacie body a jednoduchšie postupné investovanie, ale zvyšuje počet aktívnych uzlov.

• Nechajte priestor pre rast.Ak rozbočovač 1:64 používa iba 30 portov, ostatných 34 portov je nečinných – ale stále je náchylných na prach a nečistoty. Často je lepšie nasadiť dva rozdeľovače 1:32 a druhý naplniť len vtedy, keď je to potrebné.

• Štandardizácia na kazetách LGX.Použitie rovnakého tvarového faktora LGX naprieč projektmi zjednodušuje riadenie zásob a znižuje riziko objednania nesprávneho dielu.

Naša séria kaziet LGX podporuje rýchlo{0}}vymeniteľné moduly. Môžete začať s 1:32 a neskôr ho nahradiť 1:64 (alebo pridať druhú jednotku) bez toho, aby ste narušili vlákno alebo stojan. Niekoľko operátorov si zvolilo tento prístup, pretože nedokázali predpovedať konečnú mieru{7}}využitia – flexibilita sa vyplatila.

9. Proti prúdu – často ignorovaný smer

Máme tendenciu fixovať sa na downstream (OLT→ONT), ale rovnako dôležitá je aj upstream cesta. V GPON je vysielací výkon ONT zvyčajne +0.5 až +5 dBm. Po prechode cez rozdeľovač (spätne) a kombinácii s inými signálmi ONT môže byť výkon prichádzajúci do OLT výrazne nižší.

Pre rozbočovač 1:64 je strata na vstupe asi -20 dB. ONT vysielajúci len pri +0.5 dBm by do OLT dodal asi -19,5 dBm – stále nad typickou citlivosťou OLT (-28 až -30 dBm), ale rezerva je malá.

Okrem toho prijímač v režime burst{0}} OLT musí spracovať veľmi odlišné vstupné výkony z rôznych ONT. Rozdeľovač so slabou uniformitou (2,5 dB) to zhoršuje, čo môže spôsobiť chyby paketov a deregistrácie ONU. Preto, keď sa nedá vyhnúť 1:64, odporúčame vybrať moduly s najlepšou možnou jednotnosťou – môžeme poskytnúť správy o testoch podľa portu pre každú dávku.

10. Konzistentnosť a sledovateľnosť výroby

Na rozdiel od{0}}pole spojeného modulu sa kazetový rozdeľovač nedá nastaviť na mieste. Ak príde objednávka s nesprávnym modelom alebo jeden kanál má nadmernú stratu, projekt sa oneskorí. Preto vykonávame dávkové-zrýchlené testy životnosti a poskytujeme-údaje o stratách podľa kanálov pre každú zásielku. Zákazníci môžu tiež špecifikovať vlastné akceptačné kritériá v zmluve.

Výsledkom je, že viaceré projektové lokality používajúce kazety LGX fungujú z rovnakej základnej línie. Testovanie, dokumentácia a riešenie problémov sa stávajú štandardizovanými, čo predstavuje obrovskú{1}}úsporu času pre tímy v teréne.

Záver

Voľba deliaceho pomeru nikdy nie je jednoducho „čím väčší, tým lepší“. Rozdiel medzi 1:32 a 1:64 je asi 3-4 dB optického rozpočtu, ale v reálnom-svete mimo závodov sa tieto decibely priamo premietajú do inštalačných marží, dlhodobej tolerancie starnutia a jednoduchosti údržby.

1:32 a 1:64 majú svoje miesto: mestské budovy s vysokou-hustotou a krátkym{5}}dosahom môžu byť v poriadku s pomerom 1:64, zatiaľ čo prepojenia na dlhšie-vzdialenosti alebo drsné-prostredie si často vyžadujú dodatočný vankúš 1:32. Séria kaziet LGX od GLORY ponúka oboje a možnosť zmiešať ich v rovnakom stojane vám poskytuje skutočnú súpravu nástrojov „plaťte{12}}ako{13}}po-rastiete.

Keď budete nabudúce navrhovať sieť PON, nepozerajte sa len na štítok rozdeľovača. Vypočítajte kumulatívnu stratu spojenia, zvážte budúcu mieru{1}}využívania, jednotnosť modulov a náklady na niekoľko kamiónov. Trochu extra marže dnes stojí mnohonásobne vyššiu cenu ako rozdeľovač.