Čo Fiber Splitter vlastne je
Rozdeľovač optických vlákien je pasívny optický komponent, ktorý prijíma jeden prichádzajúci svetelný signál a rozdeľuje ho medzi dve alebo viac výstupných vlákien - alebo, v opačnom prípade, kombinuje niekoľko vstupov do jedného.Na rozdiel od aktívnych zariadení, ktoré potrebujú elektrinu, splitter sa spolieha iba na správanie sa svetla vo vnútri skla, vďaka čomu je jeho nasadenie lacné a spoľahlivé na miestach, kde sa nedá ľahko napájať ani sa k nim nedostanete.
Táto jediná vlastnosť - pasivita - je dôvodom celéhopasívna optická sieť (PON)architektúra existuje. Jedno vlákno opustí centrálu, narazí na rozdeľovač a obsluhuje desiatky domácností. Medzi terminálom optickej linky (OLT) a terminálom optickej siete (ONT) účastníka nie je žiadne napájané zariadenie. Rozdeľovač je komponent, ktorý fyzicky umožňuje „jedno vlákno, veľa zákazníkov“.
Fyzika: ako sa jeden lúč svetla stane mnohými
Svetlo zostáva vo vnútri optického vlákna kvôlitotálny vnútorný odraz. Sklenené jadro má o niečo vyšší index lomu ako okolitý plášť, takže keď svetlo dopadne na túto hranicu pod dostatočne malým uhlom, odrazí sa späť do jadra namiesto úniku von. Veďte to svetlo do štruktúry, kde sa mení geometria hraníc, a môžete prinútiť energiu, aby sa prerozdelila do viacerých ciest. To je celý trik.
Existujú dva spôsoby, ako postaviť túto štruktúru, a zodpovedajú dvom rodinám rozdeľovačov, ktoré si kúpite.
FBT vs PLC: dva spôsoby, ako vytvoriť rovnakú funkciu
Tavený bikónický kužeľ (FBT)
Staršia metóda. Dve alebo viac holých vlákien sa zarovnajú, potom sa zahrievajú a naťahujú na zužujúcom sa stroji, kým sa ich jadrá nespoja do jednej spojovacej oblasti. Keď svetlo vstupuje do skosenej zóny, spája sa s priľahlými vláknitými jadrami a na konci skosenia sa výkon rozdeľuje medzi výstupy.Pomer určuje dĺžka roztiahnutia a uhol natočenia nastavený počas výroby. FBT je lacný a umožňuje vám vytvoriť asymetrické pomery (povedzme 5/95 alebo 30/70 odbočiek), ale presnosť rýchlo klesá: nad rozdelením 1×8 sa musí zostaviť z kaskádových jednotiek 1×2 a miera zlyhania stúpa.
Planar Lightwave Circuit (PLC)
Moderná metóda pre vysoké počty. Vlnovody sú leptané na kremíkový alebo kremíkový čip pomocou fotolitografie - rovnakej triedy procesu, aký sa používa na výrobu polovodičov. Svetlo vstupuje do jedného vlnovodu a rozdeľuje sa na presne definovaných Y-vetvách na 4, 8, 16, 32 alebo 64 výstupov. Keďže geometria je skôr litograficky definovaná než ručne{10}}ťahaná,PLC rozbočovače poskytujú rovnomerné straty na všetkých portoch a plochú odozvu od 1260 do 1650 nm- pokrýva každú vlnovú dĺžku PON v jednom zariadení.
| Parameter | FBT rozbočovač | PLC splitter |
|---|---|---|
| Stavať | Tavené, natiahnuté vlákna | Leptaný vlnovodný čip |
| Praktický delený strop | 1×8 (vyššie=kaskádové, vyššie zlyhanie) | 1×64 v jednom zariadení |
| Rozsah vlnovej dĺžky | Pevné okná (1310/1490/1550 nm) | 1260–1650 nm, plochý |
| Jednotnosť portu-k-portu | Variabilné | Tesné |
| Posun straty teploty (TDL) | ~0,5 dB/stupeň | ~0,2 dB/stupeň |
| Prevádzková teplota | −5 až +75 stupňov | −40 až +85 stupňov |
| Najlepšie využitie | 1×2/2×2 odbočky, asymetrické pomery, monitoring | FTTH/PON distribúcia, 1×8 a vyššie |
Prečo vás delenie vždy stojí decibely
Toto je časť, ktorú články o tom, ako to funguje, najčastejšie preskakujú a je to časť, ktorá rozhoduje o tom, či vaša sieť funguje. Keď rozdelíte optický výkon N spôsobmi, každý výstup môže prijať iba zlomok vstupu. Nevyhnutná fyzikálna-strata podlahy pre rovnomerné rozdelenie je:
Teoretická deliaca strata (dB)=10 × log₁₀(N)
Takže rozdelenie 1×2 stratí minimálne 3 dB, 1×4 stratí 6 dB, 1×8 stratí 9 dB atď. Skutočné zariadenia strácajúviacnež toto, pretoženadmerná strata- energia stratená rozptylom, nedokonalým spojením a absorpciou materiálu vo vnútri zariadenia. Číslo, s ktorým skutočne navrhujete, jevložná strata, ktorý spája teoretické rozdelenie a nadmernú stratu.
| Deliaci pomer | Teoretická delená strata | Typická maximálna vložná strata | Strata uniformity |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3,0 dB | 3,6 dB | Menšie alebo rovné 0,6 dB |
| 1×4 | 6,0 dB | 7,4 dB | Menšie alebo rovné 0,8 dB |
| 1×8 | 9,0 dB | 11,0 dB | Menšie alebo rovné 1,0 dB |
| 1×16 | 12,0 dB | 14,0 dB | Menšia alebo rovná 1,4 dB |
| 1×32 | 15,0 dB | 17,5 dB | 1,9 dB alebo menej |
| 1×64 | 18,0 dB | 21,0 dB | Menšia alebo rovná 2,5 dB |
Špecifikácie, ktoré upútajú ľudí
Strata vloženia priťahuje všetku pozornosť, ale o spoľahlivosti rozhodujú ďalšie tri čísla:
- Jednotnosť- rozpätie medzi najlepším a najhorším výstupným portom na jednom zariadení. 1×32 so slabou jednotnosťou znamená, že niektorí predplatitelia sa pohybujú blízko hranice rozpočtu, zatiaľ čo iní majú rezervu.
- Strata návratnosti (RL)- odrazené svetlo sa vracia späť k zdroju. Vyššie je lepšie; Konektory APC poskytujú 60 dB alebo rovnajúce sa 60 dB oproti ~50 dB pre UPC, čo je dôvod, prečo kvapky PON takmer vždy používajú APC.
- Strata závislá od polarizácie- (PDL)ateplotne-závislá strata (TDL)- malé v PLC (≈0,1–0,2 dB), ale v FBT môže teplotný posun sám o sebe vytlačiť okrajový článok z rozpočtu počas chladnej noci.
Spracovaný príklad: uzavretie skutočného stratového rozpočtu
Na špecifikáciách záleží len vtedy, keď ich spočítate. Tu je výpočet, ktorý inžinier vykoná pred objednaním jedného rozdeľovača. Predpokladajme, že GPON downstream so spustením +3 dBm OLT a citlivosťou prijímača ONT −28 dBm -, čo dáva celkový rozpočet 31 dB.
| Prvok | Strata | Priebežný súčet |
|---|---|---|
| Štartovacia sila OLT | +3.0 dBm | - |
| Feeder + drop vlákno, 8 km @ 0,35 dB/km | 2,8 dB | 2,8 dB |
| Strata vloženia rozdeľovača PLC 1×32 | 17,5 dB | 20,3 dB |
| Konektory (4 × 0,3 dB) | 1,2 dB | 21,5 dB |
| Spoje (4 × 0,1 dB) | 0,4 dB | 21,9 dB |
| Marža starnutia / opravy | 3,0 dB | 24,9 dB |
| Napájanie na ONT | +3.0 − 24.9=−21,9 dBm - v rámci limitu −28 dBm ✓ | |
Rozdeľovač sám spotrebujeviac ako 70%vynaloženého rozpočtu v tomto návrhu. Tento jediný fakt riadi takmer každé architektonické rozhodnutie v PON. To je tiež dôvod, prečo zle špecifikovaný rozbočovač -, ktorého „1×32“ je skutočne 18,5 dB namiesto 17,5 dB -, môže pokojne zjesť celú vašu rezervu na opravu skôr, než sa technik dotkne kábla.
Centralizované verzus kaskádové delenie
Keď poznáte matematiku strát, nasleduje výber nasadenia. Existujú dva spôsoby, ako dosiahnuť povedzme 32 domov.
centralizované:jeden 1×32 splitter je umiestnený v rozbočovači vlákien a 32 vlákien sa rozvetvuje na 32 ONT. Jeden rozbočovač, jedna stratová udalosť (~17,5 dB), jednoduché testovanie a monitorovanie.Toto je štandardná voľba v hustých mestských oblastiachpretože prístup je jednoduchý a porty rozdeľovača môžete nechať nevyužité, kým sa neprihlásia odberatelia.
Kaskádové:rozdeľovač 1×4 vo vonkajšom kryte napája štyri rozdeľovače 1×8 bližšie k zákazníkom. Výsledkom je stále 32 výstupov, ale strata sa teraz zvyšuje: približne 7,4 dB (1×4) + 11 dB (1×8) ≈ 18,4 dB - približne decibelhoršienež centralizované. Odmena je oveľa nižšia ako privádzacie vlákno, a preto kaskádové delenie vyhráva-na vidieckych alebo dedinských cestách, kde je nákladným faktorom dĺžka vlákna, nie prístup.
Riešenie problémov v teréne: Rozdeľovač je zriedka vinníkom
Keď odkaz číta vysokú stratu, rozdeľovač prevezme vinu a ako prvý sa vymení. Takmer vždy ide o nesprávny krok.Strata vloženia je súčet všetkých konektorov, spojov, ohybov a komponentov v cestea čítanie na konci vám nič nehovoríkdestrata životov. Pred odsúdením splittera:
- Skontrolujte a vyčistite každý koniec.Jediný kontaminovaný konektor APC môže spôsobiť väčšie straty ako rozbočovač so slabým výkonom. Pred meraním vyčistite bezvodým etanolom a handričkou, ktorá-nepúšťa vlákna.
- Skontrolujte si referenciu.Chyba 1 dB pri spustení referenčného-merača výkonu alebo OTDR sa prejaví ako strata 1 dB fantómového rozdeľovača.
- Potvrďte vlnovú dĺžku.Zariadenie merané pri 1550 nm číta inak ako 1490 nm v smere toku, ktoré v skutočnosti prenáša; nesúlad predstiera problém.
- Účet pre kaskádu.Ak ste vo svojom rozpočte zabudli na druhú fázu rozdeľovača, odkaz robí presne to, čo fyzika hovorí, - vaša tabuľka je nesprávna, nie hardvér.
Až po tých štyroch kontrolách má výmena rozdeľovača zmysel. Väčšina hovorov „zlého rozdeľovača“ sa vyrieši v prvom kroku.
6 skutočných-nástrah - chýb, ktoré inžinieri robia
Teória je čistá; inštalácie v teréne nie sú. Šesť vzorcov zlyhania uvedených nižšie sa opakovane objavuje vo fórach poskytovateľov internetových služieb, v archívoch zoznamov adresátov NANOG-a správach o-službách v odvetví. Žiadna z nich nevyžaduje na spustenie - exotický hardvér, všetky sa dejú na základe bežných rozhodnutí urobených v zhone.
Normy a čo ich dodržiavanie vlastne zaručuje
Rozdeľovač, ktorý v prvý deň uzavrie rozpočet, ale po troch zimách zlyhá, je bezcenný. Tomu sa venujú normy. Dôležité sú dve telá:
- ITU-T G.984 (GPON)definuje rozpočty optického spojenia - triedy útlmu (trieda B+ pri 13–28 dB, trieda C+ pri 17–32 dB), do ktorých sa musí zmestiť strata rozdeľovača. Toto je špecifikácia, ktorá vám povie, či je 1×64 na danom OLT vôbec legálny.
- Telcordia GR-1209 a GR-1221nastaviť všeobecné kritériá spoľahlivosti pre pasívne optické komponenty - environmentálne, mechanické a testy starnutia (vrátane vlhkého-cyklovania tepla a tepla, ktoré musí sieť FTTH prežiť počas svojej 25-ročnej životnosti).
Keď sa v údajovom hárku rozdeľovača uvádza GR-1209/GR-1221, tvrdí sa, že zariadenie prešlo zrýchleným-stárnutím a environmentálnou kvalifikáciou -, nielen to, že raz na lavičke meralo dobre. V prípade vonkajšieho a leteckého nasadenia je tento rozdiel úplný. Glory Optical vyrába podľa systému kvality ISO 9001:2015 s úplnou sledovateľnosťou šarží a interne overuje optické a environmentálne vlastnosti podľa kritérií IEC, ITU-T a Telcordia.
Kam toto smeruje
Dopyt po rozdeľovači sleduje zavádzanie vlákien a zavádzanie vlákien sa zrýchľuje.Predpokladá sa, že segment rozdeľovačov na trhu s pasívnymi optickými komponentmi porastie do roku 2030 približne o 15 % CAGR, poháňané budovaním FTTH-, 5G fronthaul a hyperškálovateľnými dátovými centrami. Technický tlak smeruje k vyššiemu počtu rozdelení (1×64 a viac) pri plochejšej strate a smerom k zariadeniam určeným pre novšie plány vlnových dĺžok XGS-PON a NG-PON2 namiesto samotného GPON. V praxi to znamená, že PLC naďalej vytláča FBT pre distribúciu, zatiaľ čo FBT má svoje miesto v monitorovaní odbočiek a asymetrických spojok. Komponent sa príliš nemení; rozpočty, do ktorých sa musí zmestiť, sú stále tesnejšie.
Často kladené otázky
-
Otázka: Ako funguje rozdeľovač vlákien bez napájania?
Odpoveď: Využíva úplný vnútorný odraz vo vnútri skla. Svetlo vstupujúce do zariadenia je vedené cez oblasť tavenej väzby (FBT) alebo leptaný vlnovod (PLC), kde geometria núti energiu rozdeliť sa medzi viacero výstupných ciest. Nezahŕňa žiadnu elektroniku ani zdroj energie - iba optické vlastnosti materiálu.
Otázka: Aký je rozdiel medzi FBT a PLC splitterom?
A: FBT spája a naťahuje skutočné vlákna; PLC leptá vlnovody na čip. FBT je lacnejší a podporuje asymetrické pomery, ale nad rozdelením 1×8 stráca presnosť. PLC poskytuje rovnomernú stratu na všetkých portoch a plochú odozvu 1260–1650 nm, čo z neho robí štandard pre rozdelenia FTTH 1×8 a vyššie.
Otázka: Koľko domácností môže obslúžiť rozbočovač 1×32?
Odpoveď: Tridsať{0}}dva, jeden na výstupný port - za predpokladu, že sa váš stratový rozpočet uzavrie. S typickým spustením GPON +3 dBm a citlivosťou −28 dBm ONT sa jediné vlákno a konektory 1×32 (≈17,5 dB) plus pohodlne zmestí do rozpočtu na vzdialenosť niekoľkých kilometrov. 1×64 je možný, ale ponecháva oveľa menšiu rezervu a vyžaduje optiku vyššej{11}}triedy.
Otázka: Prečo sa vložená strata zvyšuje s deleným pomerom?
Odpoveď: Pretože rozdeľujete pevné množstvo optického výkonu medzi viacero výstupov. Podlaha je 10·log₁₀(N): každé zdvojnásobenie výstupov pridá 3 dB. Skutočné zariadenia navyše pridávajú nadmerné straty, a preto 1×64 beží okolo 21 dB, zatiaľ čo 1×2 beží pod 4 dB.
Otázka: Môže rozbočovač vlákien tiež kombinovať signály?
A: Áno. Rozdeľovače sú obojsmerné. Zariadenie 1×N, ktoré beží v opačnom smere, kombinuje N vstupov do jedného výstupu - s rovnakou fyzikou, ktorá sa používa na prenos v smere PON a na redundanciu v konfiguráciách 2×N, kde sa dva OLT zdroje navzájom chránia.
Otázka: Ako znížite stratu vloženia rozdeľovača na poli?
Odpoveď: Vlastnú stratu zariadenia nemôžete znížiť, môžete ju však prestať pridávať: udržiavajte koncové plochy konektorov čisté, používajte nízkostratové fúzne spoje (menej ako 0,08 dB) namiesto mechanických spojov tam, kde je to možné, uprednostňujte konektory APC pre vysokú stratu spätného toku a vyberte najnižší pomer delenia, ktorý vám počet odberateľov umožňuje.
