1:32 vs 1:64 PLC Splitter: GPON/XGS-Průvodce výběrem rozpočtu PON Link

Každý inženýr FTTH zná tento boj: při navrhování ODN strávíte více času trápením se nad děleným poměrem než s trasou vláken. Dva stejné obytné bloky – jeden návrh používá 1:32, druhý 1:64. Zeptejte se proč, a často uslyšíte „to je to, co vždy používáme“ nebo „to je šablona“. Ale optická síla nelže. Zdvojnásobení split ratio stojí asi 3 dB v linkovém rozpočtu. V posledním kilometru přístupové sítě mohou být tyto 3 dB rozdílem mezi „funguje dobře“ a „náhodně přejde do režimu offline“.

Nedávno jsem procházel naměřená data pro naše GLORY LGX Cassette PLC splittery a porovnával jsem 1:32 a 1:64 vedle sebe. Spolu s několika bolestivými lekcemi ze skutečných projektů, zde je to, co jsem se naučil o výběru děleného poměru.

1. Technologický základ: FBT vs. PLC – proč na tom záleží

Než se pustíte do dělicích poměrů, pomůže vám vědět, jak se dělička vyrábí. Existují dvě hlavní technologie: Fused Biconical Taper (FBT) a Planar Lightwave Circuit (PLC).

FBT funguje tak, že se dvě nebo více vláken zkroutí dohromady a zahřejí se, dokud se nespojí a zužují. Je to vyspělá, nízkonákladová-technologie. Pro malé dělené poměry (1:2, 1:4) na konkrétní vlnové délce je to stále konkurenceschopné.

Ale FBT má vážné limity pro FTTH:

• Rozdělení nad 1:8 je obtížné; 1:32 je praktický limit a uniformita trpí.

• Citlivé na teplotu – tavená oblast se roztahuje a smršťuje, což způsobuje kolísání ztrát.

• Chování{0}}závislé na vlnové délce, které je problematické u PON s více vlnovými délkami.

Technologie PLC má jiný přístup. Využívá výrobu polovodičů k litografickému vytvoření vlnovodů na křemenném substrátu. Typický PLC čip má tři přesně vyleptané vrstvy: substrát pro mechanickou podporu, vlnovodnou vrstvu pro optické směrování a překrytí pro ochranu. Tento proces podobný čipu- přináší několik výhod:

• Dělicí poměry snadno dosahují 1:32, 1:64 a dokonce 1:128 – ideální pro městské oblasti s vysokou-hustotou.

• Vynikající rovnoměrnost – každý výstup získává téměř přesně stejné množství energie.

• Široký rozsah vlnových délek (1260-1650 nm) pokrývající pásma O, E, S, C a L, ideální pro koexistenci GPON/XGS-PON.

• Vysoká teplotní stabilita – ztráty se mění velmi málo od -40 stupňů do +85 stupňů, což je kritické pro venkovní skříně a boxy pro montáž na sloup.

• Kompaktní velikost – zařízení 1:32 může mít rozměry pouhých 4×12×60 mm, což umožňuje mnoho modulů LGX v 1U racku.

Očekává se, že globální trh PLC splitterů vzroste z přibližně 1,615 miliardy $ v roce 2025 na 2,307 miliardy $ do roku 2031 při CAGR zhruba 6,1%. Předpokládá se, že samotný segment kazet (LGX) dosáhne do roku 2032 945 milionů dolarů, a to díky zavádění FTTH/FTTx a poptávce po vysoce-pasivních komponentách v 5G a datových centrech. Balení LGX je klíčovou součástí tohoto trendu, protože přináší modulární,{11}}za provozu vyměnitelnou a standardizovanou správu do návrhů ODN – přesně to, co rostoucí síť potřebuje.

U aplikací FTTH není důvod zvažovat FBT. Řada LGX společnosti GLORY používá vysoce-kvalitní PLC čipy s vláknem G.657A1 necitlivým na ohyb- (minimální poloměr ohybu 10 mm, ideální pro těsné rackové skříně) a hodnoty vložného úbytku/jednotnosti, které splňují nebo překračují mezinárodní standardy.

2. Tvrdá data: srovnání 1:32 a 1:64

Zde jsou čísla specifikací našich rozdělovačů kazet LGX:

Rozdíl 3 dB

Typická ztráta pro 1:32 je asi 16,0 dB, pro 1:64 asi 19,5 dB – 3,5 dB delta. V systému PON OLT obvykle spouští +3 až +5 dBm (třída B+). Citlivost ONT je kolem -27 dBm (GPON) nebo -28 dBm (XGS-PON). Zahrňte útlum vlákna (řekněme 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), ztrátu konektoru (čtyři konektory po 0,3 dB každý=1.2 dB) a ztrátu spojení (tři spoje po 0,1 dB=0.3 dB).

S rozdělovačem 1:32:

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

S rozdělovačem 1:64:

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm – stále přijatelné, ale okraje jsou užší.

Ale všimněte si:tabulka ukazuje maximální vložný útlum. Pro 1:64 je nejhorší-případ ztráta 20,5 dB. Pomocí stejného 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 marže se dále zmenšila.

Jednotnost:od 1,5 dB do 2,5 dB – co to v praxi znamená

Podívejte se na řádek uniformity: 1:32 má méně než nebo rovno 1,5 dB, 1:64 přeskočí na méně než nebo rovno 2,5 dB. To je často přehlíženo. Předpokládejme, že nainstalujete rozbočovač 1:64 do 4-podlažní MDU. Výstupní port s nejvyšší ztrátou může být o 2,5 dB slabší než port s nejnižší ztrátou. Tato změna přímo ovlivňuje optický výkon, který každá ONU vidí – a co je důležitější, cestu proti proudu.

Ve směru proti proudu vysílají ONU výkony obvykle mezi +0.5 a +5 dBm. Po průchodu rozdělovačem (v opačném směru) se signály spojí na OLT. OLT se musí vypořádat s širokým dynamickým rozsahem. Jednotnost 2,5 dB znamená, že některé signály ONU dorazí o 2,5 dB slabší než ostatní. Zatímco moderní OLT mají automatické řízení zisku a přijímače v-režimu burst, velké variace mohou zvýšit bit-chybovost (BER) a příležitostně způsobit, že ONU bude během období vysokého{11}}vytížení{10}}zrušena registrace. Jedná se o druh „náhodného“ problému, který je poté velmi těžké diagnostikovat.

Teplotní stabilita – skrytý faktor

Tabulka uvádí typickou teplotně-závislou ztrátu 0,3-0,4 dB a maximálně 0,5 dB. Rozbočovač 1:64 je však ze své podstaty citlivější na tepelné cykly. Rozdíl v koeficientu tepelné roztažnosti mezi PLC čipem, vláknem a krytem může přidat další ztráty nad statická čísla, zejména ve venkovních skříních, kde jsou velké teplotní výkyvy den-noc. To je důvod, proč mnoho konzervativně navržených designů ODN stále preferuje 1:32 před 1:64 – chtějí bezpečnější polštář.

3. Skutečný-světové selhání způsobené slepou volbou 1:64

Minulý rok jsme pomohli s upgradem brownfieldu FTTH v jihočínském městě. Obec měla asi 60 bytů. Telekomunikační místnost byla ve vzdáleném rohu panství; nejdelší trasa vlákna do nejvzdálenější budovy byla asi 6,8 km. Původní návrh používal dva rozdělovače 1:32, z nichž každý sloužil přibližně 30 předplatitelům. Společnost Purchasing se rozhodla místo toho použít rozdělovače 1:64, protože „cena je téměř stejná a je to{11}}do budoucna“.

 

Instalace proběhla hladce. Přijímací testy ukázaly přijatelné úrovně příjmu – prostě. Osm nejvzdálenějších ONT naměřilo mezi -26,5 a -28 dBm, přímo na prahu. To bylo v sychravém podzimu.

Pak přišlo monzunové období. Vysoká vlhkost způsobila kondenzaci uvnitř několika spojů. Tři ONT vypadly offline. Inspekce na místě-nalezla mírně uvolněný konektor SC/APC na výstupním portu rozdělovače. Pře{5}}usazení přineslo přijímaný výkon z -27,3 dBm zpět na -25,2 dBm. Problém vyřešen, ale helpdesk byl týdny zahlcen hovory.

Hlavní příčina: rozdělovač 1:64 neponechal téměř žádnou rezervu pro neočekávané ztráty (oxidace konektoru, vlhkostí-mikro-ohyby, stárnutí). Další 3 dB, které by poskytl 1:32, by pohltily problém s konektorem bez jakéhokoli přerušení služby.

Od té doby se řídíme jednoduchým pravidlem: do 3 km od OLT je přijatelný 1:64; pro vzdálenosti nad 3 km, nebo pokud je použito kaskádové dělení, držte se 1:32.

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

Oba moduly 1:32 a 1:64 LGX jsme podrobili 48hodinovému testu tepelného cyklu (-40 stupňů až +85 stupňů). Každé čtyři hodiny jsme měřili vložný útlum.

• Modul 1:32 začínal na 16,7 dB a dostal se až na 17,1 dB – nárůst o 0,4 dB, stále v rámci specifikace.

• Modul 1:64 se zvýšil z 20,1 dB na 20,9 dB – nárůst o 0,8 dB, rovněž v rámci garantovaných méně než nebo rovných 21,5 dB.

Poté, co se moduly vrátily na pokojovou teplotu, se oba vrátily na původní hodnoty ztrát. Bez trvalého poškození – dočasná změna byla způsobena mírnou mechanickou deformací konektorů a těsnění při extrémních teplotách. Ale 1:64 ukázal téměř dvojnásobnou variaci, což potvrzuje, že vyšší poměry dělení jsou citlivější na zátěž prostředí.

Testovali jsme také moduly 1:8 a 1:16 LGX. Moduly 1:8 zůstaly stabilní na 10,1-10,3 dB, téměř se nepohybovaly. Pokud to váš rozpočet dovolí, použití dvou 1:8 rozbočovačů v kaskádě (celková ztráta ~20,6 dB) je téměř stejné jako u jednoho 1:64 (20,5 dB), ale moduly 1:8 jsou mnohem stabilnější a mezilehlý spojovací bod poskytuje užitečný testovací přístup pro izolaci chyb.

5. Centralizované vs. distribuované dělení – jak mění výběr

Rozhodnutí o rozdělení poměru silně interaguje s architekturou rozdělení.

Centralizované dělení (jedno-úroveň)umístí jeden velký rozbočovač 1:32 nebo 1:64 do centrální kanceláře nebo velkou ODF skříň. Každá kapka vlákna jde přímo z tohoto rozbočovače k ​​předplatiteli. Výhody: jednoduchá správa, málo bodů selhání, přímé směrování vláken. Nevýhody: mnoho napájecích vláken z OLT do rozbočovače (64 vláken pro rozbočovač 1:64) a velká kapacita vláken je nevyužita, dokud není připojen každý byt. Centralizované rozdělování funguje nejlépe pro obchodní parky nebo nové{11}}kancelářské věže, kde je odběr{12}} okamžitý a vysoký.

Distribuované dělení (kaskádové)používá dva stupně: rozdělovač 1:4 v pouliční skříni, poté rozdělovač 1:8 nebo 1:16 ve vstupních bodech budovy nebo na schodištích. Napájecí kabel potřebuje pouze 2-4 vlákna a rozdělovací moduly instalujete pouze tehdy, když se předplatitelé zaregistrují. To je ideální pro obytné oblasti s postupným zabíráním. Nevýhoda: více spojů pole a vyšší celkový vložný útlum (kaskáda 1:4 + 1:8 má asi 7.1+10.4=17.5 dB, mezi 1:32 a 1:64).

Thekazeta LGXzde září: jeden 1U nebo 2U rack může hostit mix modulů 1:8, 1:16, 1:32 a 1:64. Můžete začít s několika moduly 1:8 a později zasunout 1:16 nebo 1:32, aniž byste se dotkli vlákna nebo stojanu. Není třeba se zavazovat k velkému 1:64 od prvního dne. Tato flexibilita „plaťte-podle toho,{22}}jak-porostete, šetří kapitálové náklady i provozní potíže.

6. Nezapomeňte na ztráty konektorů a spojů – ty se sčítají

Návrháři se často zaměřují pouze na vložný útlum rozbočovače, ale skutečný ODN kumuluje ztráty z mnoha zdrojů.

• Ztráta konektoru: každé připojení SC/APC nebo SC/UPC přidá asi 0,3-0,5 dB. Typická cesta může mít 8-10 konektorů, což snadno přidá 3-4 dB.

• Ztráta spoje: každý fúzní spoj přidá 0,1-0,2 dB. S 3-5 spoji je to dalších 0,5-1 dB.

• Rozpětí stárnutí: po 5-8 letech může opotřebení ferule konektoru, hromadění prachu a mikroohyby vláken pomalu zvyšovat ztráty. Konzervativní design si vyhrazuje minimálně 3 dB na stárnutí.

Přidáme tyto: rozbočovač 20,5 dB + konektory 3,0 dB + spojky 1,0 dB + stárnutí 3,0 dB=27.5 dB. Rozpočet linky GPON třídy B+ je 28 dB – ponechává pouze 0,5 dB rezervu. To je příliš těsné. Proto se 1:64 doporučuje pouze při použití tříd C+ OLT (rozpočet 32 ​​dB) nebo když je ODN velmi krátký a čistý.

7. A co 25G PON a 50G PON? Budete potřebovat redesign?

Mnoho operátorů se obává, že budoucí aktualizace PON způsobí, že jejich ODN budou zastaralé. U 25G PON se přechodem z modulace NRZ na PAM4 zhorší citlivost přijímače asi o 3 dB. To znamená, že dvou-rozdělení (např.. 1:8+1:8, ztráta ~21 dB), které fungovalo dobře pro GPON, již nemusí být použitelné pro 25G PON, pokud nepřevedete na jeden{12}}stupeň 1:32 (ztráta ~17,5 dB). To by vyžadovalo přepracování{17}}rozvržení skříně a vedení vláken – nákladné a rušivé.

Bezprostřední prioritou je však přechod z GPON na XGS-PON. Technologie Combo-PON (WDM uvnitř OLT) umožňuje GPON a XGS-PON koexistovat na stejném ODN bez výměny rozdělovačů nebo vláken. Rozpočet XGS-PON (29-31 dB) je podobný jako u GPON třídy B+/C+. Pokud jde o 25G/50G PON, objevují se fungující řešení pro koexistenci a je pravděpodobné, že stávající pasivní infrastruktura přežije mnoho let. Přesto vám dobře{13}}navržený ODN s vysokou-jednotností, nízkoztrátovými moduly LGX (ať už 1:32 nebo 1:64) poskytuje největší prostor pro budoucnost.

8. Praktický průvodce výběrem

Na základě zkušeností v terénu používám následující pravidla:

• Začněte s optickým modulem OLT.Mnoho nasazených GPON OLT používá třídu B+ (rozpočet 28 dB). Pro 1:64 opravdu chcete třídu C+ (32 dB). Moduly XGS-PON obvykle nabízejí 29–31 dB – před potvrzením zkontrolujte datový list.

• Vzdálenost a rozpětí.Pokud je nejvzdálenější ONT menší nebo roven 2 km a útlum vlákna je nízký (méně než nebo roven 0,33 dB/km), je možný poměr 1:64 s dobrým rozpočtem. Na 2-5 km se držte 1:32. Za 5 km použijte 1:16 nebo kaskádu.

• Kaskádové architektury.Kaskáda 1:4 + 1:8 má celkem asi 17,5 dB – mezi 1:32 a 1:64. Poskytuje vám průběžné testovací body a snazší postupné investování, ale zvyšuje počet aktivních uzlů.

• Nechte prostor pro růst.Pokud rozbočovač 1:64 používá pouze 30 portů, zbývajících 34 portů je nečinných – ale stále zranitelných vůči prachu a kontaminaci. Často je lepší nasadit dva rozdělovače 1:32 a druhý osadit pouze v případě potřeby.

• Standardizujte na kazetách LGX.Použití stejného tvarového faktoru LGX napříč projekty zjednodušuje správu zásob a snižuje riziko objednání nesprávného dílu.

Naše řada kazet LGX podporuje moduly{0}}vyměnitelné za provozu. Můžete začít s 1:32 a později jej nahradit 1:64 (nebo přidat druhou jednotku), aniž byste narušili vlákno nebo stojan. Několik operátorů zvolilo tento přístup, protože nedokázali předpovědět konečnou míru využití-– flexibilita se vyplatila.

9. Proti proudu – často ignorovaný směr

Máme tendenci se fixovat na downstream (OLT→ONT), ale na upstreamu záleží stejně. V GPON je vysílací výkon ONT obvykle +0.5 až +5 dBm. Po průchodu rozdělovačem (v opačném směru) a zkombinování s jinými signály ONT může být výkon přicházející do OLT výrazně nižší.

U rozbočovače 1:64 je výstupní ztráta asi -20 dB. ONT vysílající rychlostí pouze +0.5 dBm by do OLT dodal asi -19,5 dBm – stále nad typickou citlivostí OLT (-28 až -30 dBm), ale rezerva je malá.

Přijímač OLT v režimu burst{0}} navíc musí zpracovávat velmi odlišné vstupní výkony z různých ONT. Rozbočovač se špatnou uniformitou (2,5 dB) to zhoršuje, což může způsobit chyby paketů a deregistrace ONU-. Proto, když je 1:64 nevyhnutelný, doporučujeme vybrat moduly s nejlepší možnou jednotností – pro každou dávku můžeme poskytnout zprávy o testech podle portu.

10. Konzistence a sledovatelnost výroby

Na rozdíl od pole-spojeného modulu nelze rozdělovač kazet upravit na místě. Pokud objednávka přijde s nesprávným modelem nebo má jeden kanál nadměrnou ztrátu, projekt se zpozdí. Proto provádíme dávkové-zrychlené testy životnosti a poskytujeme-údaje o ztrátách pro jednotlivé kanály pro každou zásilku. Zákazníci mohou také specifikovat vlastní kritéria přijetí ve smlouvě.

Výsledkem je, že více projektových míst používajících kazety LGX pracuje ze stejné základní linie. Testování, dokumentace a odstraňování problémů se standardizují, což pro týmy v terénu znamená-obrovskou úsporu času.

Závěr

Volba děleného poměru nikdy není jednoduše „větší, tím lepší“. Rozdíl mezi 1:32 a 1:64 je asi 3-4 dB optického rozpočtu, ale v reálném-světě mimo závody se tyto decibely přímo promítají do instalačních marží, dlouhodobé tolerance stárnutí a snadné údržby.

1:32 a 1:64 mají každý své místo: městské budovy s vysokou-hustotou a krátkým{5}}dosahem mohou být v pořádku s poměrem 1:64, zatímco propojení na delší-vzdálenost nebo drsné-prostředí často vyžadují dodatečný polštář 1:32. Řada kazet GLORY LGX Cassette nabízí obojí a možnost jejich smíchání ve stejném stojanu vám poskytuje skutečnou sadu nástrojů „platit-jak{13}}porostete-.

Až budete příště navrhovat síť PON, nedívejte se jen na štítek rozbočovače. Vypočítejte kumulativní ztrátu spojení, zvažte budoucí-rychlost využití, jednotnost modulů a náklady na několik nájezdů. Trochu extra marže dnes stojí mnohonásobně více než cena splitteru.