1:32 vs 1:64 PLC razdjelnik: GPON/XGS-Vodič za odabir budžeta za PON link

Svaki FTTH inženjer zna za borbu: dizajnirajući ODN, provodite više vremena u mukama oko omjera podjele nego oko putanje vlakana. Dva identična stambena bloka – jedan dizajn koristi 1:32, drugi 1:64. Pitajte zašto i često ćete čuti "to je ono što mi uvijek koristimo" ili "to je šablon". Ali optička snaga ne laže. Udvostručenje omjera podjele košta oko 3 dB budžeta veze. U posljednjem kilometru pristupne mreže, tih 3 dB može biti razlika između "radi dobro" i "nasumično odlazi van mreže".

Nedavno sam pregledao izmjerene podatke za naše GLORY LGX Cassette PLC razdjelnike, upoređujući 1:32 i 1:64 jedan pored drugog. Uz nekoliko bolnih lekcija iz stvarnih projekata, evo šta sam naučio o odabiru omjera podjele.

1. Osnovni temelj tehnologije: FBT vs. PLC – zašto je to važno

Prije kopanja u omjere podjele, korisno je znati kako se pravi razdjelnik. Postoje dvije glavne tehnologije: Fused Biconical Taper (FBT) i Planar Lightwave Circuit (PLC).

FBT radi tako što se dva ili više vlakana uvijaju zajedno i zagrijavaju dok se ne spoje i suže. To je zrela, jeftina-tehnologija. Za male omjere podjele (1:2, 1:4) na određenoj talasnoj dužini, i dalje je konkurentan.

Ali FBT ima ozbiljna ograničenja za FTTH:

• Podela preko 1:8 je teško; 1:32 je praktična granica, a uniformnost trpi.

• Osetljivo na temperaturu – fuzionisano područje se širi i skuplja, uzrokujući varijacije gubitaka.

• Ponašanje ovisno o{0}}valnoj dužini, što je problematično za PON-ove sa više talasnih dužina.

PLC tehnologija ima drugačiji pristup. Koristi proizvodnju poluprovodnika za litografsko kreiranje talasovoda na podlozi od silicijum dioksida. Tipičan PLC čip ima tri precizno urezana sloja: supstrat za mehaničku potporu, sloj talasovoda za optičko usmeravanje i omotač za zaštitu. Ovaj proces{3}}sličan čipu donosi nekoliko prednosti:

• Omjeri podjele lako dosežu 1:32, 1:64, pa čak i 1:128 – savršeno za-urbane sredine velike gustine.

• Odlična uniformnost – svaki izlaz dobija skoro potpuno istu količinu snage.

• Široki opseg talasnih dužina (1260-1650 nm) koji pokriva O, E, S, C i L opsege, idealan za koegzistenciju GPON/XGS-PON.

• Stabilnost na visokoj temperaturi – gubitak se vrlo malo mijenja od -40 stepeni do +85 stepena, što je kritično za vanjske ormare i kutije za montiranje na stub.

• Kompaktna veličina – 1:32 uređaj može biti malen od 4×12×60 mm, što omogućava mnogo LGX modula u 1U rack-u.

Očekuje se da će globalno tržište razdjelnika PLC-a porasti sa oko 1,615 milijardi dolara u 2025. na 2,307 milijardi dolara do 2031. godine, uz CAGR od otprilike 6,1%. Predviđa se da će samo segment kaseta (LGX) dostići 945 miliona dolara do 2032. godine, potaknut uvođenjem FTTH/FTTx i potražnjom za-pasivnim komponentama visokih performansi u 5G i podatkovnim centrima. LGX ambalaža je ključni dio ovog trenda jer donosi modularno-zamjenjivo, standardizirano upravljanje u ODN dizajne – upravo ono što je potrebno rastućoj mreži.

Za FTTH aplikacije, malo je razloga da se uzme u obzir FBT. GLORY LGX serija koristi visoko-kvalitetne PLC čipove sa G.657A1 savijanjem-neosjetljivim vlaknom (minimalni radijus savijanja 10 mm, savršeno za uske ormare) i ciframa gubitka umetanja/ujednačenosti koje zadovoljavaju ili premašuju međunarodne standarde.

2. Tvrdi podaci: poređenje 1:32 i 1:64

Evo specifikacijskih brojeva naših LGX kassetnih razdjelnika:

Razlika od 3 dB

Tipični gubitak za 1:32 je oko 16,0 dB, za 1:64 oko 19,5 dB – delta od 3,5 dB. U PON sistemu, OLT tipično pokreće +3 do +5 dBm (klasa B+). Osjetljivost ONT-a je oko -27 dBm (GPON) ili -28 dBm (XGS-PON). Uključite slabljenje vlakana (recimo 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), gubitak konektora (četiri konektora po 0,3 dB svaki=1.2 dB) i gubitak spajanja (tri spoja na 0,1 dB=0.3 dB).

Sa razdjelnikom 1:32:

+5 dBm – 16,0 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–14,25 dBm – u granicama osetljivosti ONT-a.

Sa razdjelnikom 1:64:

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm – i dalje prihvatljivo, ali su margine manje.

ali imajte na umu:tabela pokazuje maksimalni gubitak umetanja. Za 1:64, najgori gubitak-je 20,5 dB. Koristeći isti proračun: +5 dBm – 20,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–18,75 dBm. Još uvijek unutar ONT-ovih -27 dBm, ali se margina dodatno smanjila.

uniformnost:od 1,5 dB do 2,5 dB – šta to znači u praksi

Pogledajte red za uniformnost: 1:32 ima manje od ili jednako 1,5 dB, 1:64 skače na manje od ili jednako 2,5 dB. Ovo se često zanemaruje. Pretpostavimo da instalirate 1:64 razdjelnik u 4-spratni MDU. Izlazni port s najvećim gubitkom mogao bi biti 2,5 dB slabiji od porta s najmanjim gubitkom. Ta varijacija direktno utiče na optičku snagu koju svaki ONU vidi – i što je još važnije, na uzvodnu putanju.

U uzvodnom smjeru, ONU-ovi odašilju na snazi ​​tipično između +0.5 i +5 dBm. Nakon prolaska kroz razdjelnik (u obrnutom smjeru), signali se kombinuju na OLT-u. OLT se mora nositi sa širokim dinamičkim rasponom. Ujednačenost od 2,5 dB znači da će neki ONU signali stizati 2,5 dB slabiji od drugih. Dok moderni OLT-ovi imaju automatsku kontrolu pojačanja i prijemnike za burst{8}} način rada, velike varijacije mogu povećati bit-stopu greške (BER) i povremeno uzrokovati da se ONU de-odjavi tokom perioda velikog-opterećenja. Ovo je vrsta "slučajnih" problema koji je vrlo teško dijagnosticirati nakon činjenice.

Temperaturna stabilnost – skriveni faktor

Tabela daje tipične temperaturno{0}}zavisne gubitke od 0,3-0,4 dB i maksimalno 0,5 dB. Međutim, razdjelnik 1:64 je inherentno osjetljiviji na termičke cikluse. Razlika u koeficijentu toplinske ekspanzije između PLC čipa, vlakna i kućišta može dodati dodatni gubitak povrh statičkih brojeva, posebno u vanjskim ormarićima gdje su promjene temperature dan-noć velike. Zato mnogi konzervativno dizajnirani ODN dizajni i dalje preferiraju 1:32 u odnosu na 1:64 – žele sigurniji jastuk.

3. Pravi-svjetski neuspjeh uzrokovan slijepim odabirom 1:64

Prošle godine smo pomogli u braunfild nadogradnji FTTH u jednom južnom kineskom gradu. Zajednica je imala oko 60 stanova. Telekomunikacijska soba bila je u krajnjem uglu imanja; najduža linija vlakana do najudaljenije zgrade bila je oko 6,8 km. Originalni dizajn koristio je dva razdjelnika 1:32, od kojih svaki opslužuje oko 30 pretplatnika. Kupovina je odlučila koristiti razdjelnike 1:64 jer je "cijena skoro ista i to je-dokaz za budućnost".

 

Instalacija je protekla bez problema. Testiranje prihvatanja pokazalo je prihvatljive nivoe prijema – samo. Osam najudaljenijih ONT-ova mjerilo je između -26,5 i -28 dBm, tačno na pragu. To je bilo u sušnu jesen.

Zatim je došla sezona monsuna. Visoka vlažnost izazvala je kondenzaciju unutar nekoliko spojnica. Tri ONT-a su isključena. U-inspekcijom na licu mjesta pronađen je malo labav SC/APC konektor na izlaznom portu razdjelnika. Ponovno postavljanje vratilo je snagu prijema sa -27,3 dBm na -25,2 dBm. Problem rešen, ali služba za pomoć je nedeljama bila preplavljena pozivima.

Osnovni uzrok: 1:64 razdjelnik nije ostavio gotovo nikakvu marginu za neočekivane gubitke (oksidacija konektora, vlaga{2}}indukovana mikro-savijanja, starenje). Dodatnih 3 dB koje bi pružio 1:32 bi apsorbovao problem konektora bez ikakvog prekida usluge.

Od tada, slijedimo jednostavno pravilo: unutar 3 km od OLT-a, 1:64 je prihvatljivo; za udaljenosti veće od 3 km, ili ako se koristi kaskadno dijeljenje, držite se 1:32.

4. Laboratorijski test: GLORY LGX kaseta 1:32 vs 1:64

Oba 1:32 i 1:64 LGX modula smo podvrgli 48-satnom termičkom testu ciklusa (-40 stepeni do +85 stepeni). Svaka četiri sata mjerili smo gubitak umetanja.

• Modul 1:32 je počeo sa 16,7 dB i popeo se do 17,1 dB – povećanje od 0,4 dB, i dalje unutar specifikacije.

• Modul 1:64 je otišao sa 20,1 dB na 20,9 dB – povećanje od 0,8 dB, takođe u okviru garantovanog nivoa manjeg ili jednakog od 21,5 dB.

Nakon što su se moduli vratili na sobnu temperaturu, oba su se vratila na svoje prvobitne vrijednosti gubitka. Nema trajnih oštećenja – privremena promjena je uzrokovana blagim mehaničkim deformacijama konektora i zaptivki na ekstremnim temperaturama. Ali 1:64 pokazao je skoro duplo veću varijaciju, potvrđujući da su veći omjeri podjele osjetljiviji na stres iz okoline.

Takođe smo testirali LGX module 1:8 i 1:16. Moduli 1:8 su ostali stabilni na 10,1-10,3 dB, jedva se pomerajući. Ako vaš budžet dozvoljava, korištenje dva razdjelnika 1:8 u kaskadi (ukupni gubitak ~20,6 dB) je skoro isto kao i jedan 1:64 (20,5 dB), ali moduli 1:8 su mnogo stabilniji i srednja tačka spajanja pruža koristan pristup testu za izolaciju kvara.

5. Centralizovano naspram distribuiranog razdvajanja – kako to menja izbor

Odluka o omjeru podjele snažno je u interakciji s arhitekturom cijepanja.

Centralizovano razdvajanje (jednostruko-nivo)postavlja jedan veliki razdjelnik 1:32 ili 1:64 u centralni ured ili veliki ODF ormar. Svako kapljeno vlakno ide direktno od tog razdjelnika do pretplatnika. Prednosti: jednostavno upravljanje, nekoliko tačaka kvara, jednostavno usmjeravanje vlakana. Nedostaci: mnogo fider vlakana od OLT-a do razdjelnika (64 vlakna za razdjelnik 1:64) i veliki kapacitet vlakana je neiskorišten dok se svaki stan ne poveže. Centralizirano dijeljenje najbolje funkcionira za poslovne parkove ili nove{11}}poslovne kule gdje je preuzimanje-trenutno i visoko.

Distribuirano cijepanje (kaskadno)koristi dva stupnja: razdjelnik 1:4 u uličnom ormaru, zatim 1:8 ili 1:16 razdjelnik u ulaznim tačkama zgrade ili stepeništima. Napojni kabl treba samo 2-4 vlakna, a vi instalirate razdjelne module samo kada se pretplatnici prijave. Ovo je idealno za stambene prostore sa postepenim preuzimanjem. Loša strana: više spajanja polja i veći ukupni gubitak umetanja (kaskada 1:4 + 1:8 ima oko 7.1+10.4=17.5 dB, između 1:32 i 1:64).

TheLGX kasetaovdje sija: jedan 1U ili 2U rack može smjestiti mješavinu 1:8, 1:16, 1:32 i 1:64 modula. Možete početi s nekoliko modula 1:8, a zatim kasnije ubaciti 1:16 ili 1:32 bez dodirivanja vlakna ili stalka. Nema potrebe da se obavezujete na veliki 1:64 od prvog dana. Ta fleksibilnost "platite-kako--rastete" štedi i kapitalne troškove i operativne probleme.

6. Ne zaboravite na gubitke konektora i spojeva – oni se zbrajaju

Dizajneri se često fokusiraju samo na gubitak umetanja razdjelnika, ali pravi ODN akumulira gubitke iz mnogih izvora.

• Gubitak konektora: svaka SC/APC ili SC/UPC veza dodaje oko 0,3-0,5 dB. Tipična putanja može imati 8-10 konektora, što lako dodaje 3-4 dB.

• Gubitak spajanja: svaki fuzioni spoj dodaje 0,1-0,2 dB. Sa 3-5 spojeva, to je još 0,5-1 dB.

• Margina starenja: preko 5-8 godina, habanje navlake konektora, nakupljanje prašine i mikro-savijanja vlakana mogu polako povećati gubitak. Konzervativni dizajn zadržava najmanje 3 dB za starenje.

Dodajući ovo: razdjelnik 20,5 dB + konektori 3,0 dB + spojevi 1,0 dB + starenje 3,0 dB=27.5 dB. Budžet GPON veze klase B+ je 28 dB – ostavlja samo 0,5 dB margine. To je preusko. Zato se 1:64 preporučuje samo kada se koriste OLT-ovi klase C+ (budžet od 32 dB) ili kada je ODN vrlo kratak i čist.

7. Šta je sa 25G PON i 50G PON? Hoćete li morati redizajnirati?

Mnogi operateri se brinu da će buduće nadogradnje PON-a učiniti njihov ODN zastarjelim. Za 25G PON, prijelaz sa NRZ na PAM4 modulaciju pogoršava osjetljivost prijemnika za oko 3 dB. To znači da dvostepena podjela (npr.. 1:8+1:8, ~21 dB gubitak) koja je dobro funkcionirala za GPON možda više neće biti upotrebljiva za 25G PON osim ako ne konvertirate u jednostepeni-1:32 (~17,5 dB gubitak). To bi zahtijevalo re-izmjenu rasporeda ormara i usmjeravanja vlakana – skupo i ometajuće.

Međutim, prelazak sa GPON-a na XGS-PON je neposredni prioritet. Combo-PON tehnologija (WDM unutar OLT-a) omogućava da GPON i XGS-PON koegzistiraju na istom ODN-u bez mijenjanja razdjelnika ili vlakana. Budžet XGS-PON-a (29-31 dB) je sličan GPON-u klase B+/C+. Što se tiče 25G/50G PON-a, pojavljuju se izvodljiva rješenja za koegzistenciju, a izgledi su da će postojeća pasivna infrastruktura opstati dugi niz godina. Ipak, dobro-dizajniran ODN sa-ujednačenim LGX modulima sa malim gubicima (bilo 1:32 ili 1:64) daje vam najviše prostora za disanje za budućnost.

8. Praktični vodič za odabir

Na osnovu iskustva na terenu, koristim sljedeća pravila:

• Počnite s OLT optičkim modulom.Mnogi raspoređeni GPON OLT-ovi koriste klasu B+ (budžet od 28 dB). Za 1:64, zaista želite klasu C+ (32 dB). XGS-PON moduli obično nude 29-31 dB – provjerite podatkovni list prije urezivanja.

• Udaljenost i margina.Ako je najudaljeniji ONT manji ili jednak 2 km, a slabljenje vlakana je nisko (manje ili jednako 0,33 dB/km), 1:64 je moguće uz dobar budžet. Za 2-5 km držite se 1:32. Preko 5 km, koristite 1:16 ili kaskadu.

• Kaskadne arhitekture.Kaskada 1:4 + 1:8 ukupno iznosi oko 17,5 dB – između 1:32 i 1:64. Daje vam srednje testne tačke i lakše ulaganje u fazama, ali povećava broj aktivnih čvorova.

• Ostavite prostor za rast.Ako razdjelnik 1:64 koristi samo 30 portova, ostala 34 porta su neaktivna – ali su i dalje osjetljiva na prašinu i kontaminaciju. Često je bolje postaviti dva razdjelnika 1:32 i popuniti drugi samo po potrebi.

• Standardizacija na LGX kasetama.Korištenje istog LGX faktora oblika u svim projektima pojednostavljuje upravljanje zalihama i smanjuje rizik od naručivanja pogrešnog dijela.

Naša serija LGX kaseta podržava{0}}zamjenjive module u vrućoj fazi. Možete početi s 1:32, a kasnije ga zamijeniti sa 1:64 (ili dodati drugu jedinicu) bez ometanja vlakna ili stalka. Nekoliko operatera je odabralo ovaj pristup jer nisu mogli predvidjeti konačnu stopu-zauzimanja – fleksibilnost se isplatila.

9. Uzvodno – smjer koji se često zanemaruje

Mi smo skloni da se fiksiramo na nizvodno (OLT→ONT), ali uzvodna putanja je podjednako važna. U GPON-u, ONT snaga prijenosa je tipično od +0.5 do +5 dBm. Nakon prolaska kroz razdjelnik (u rikverc) i kombinovanja sa drugim ONT signalima, snaga koja stiže na OLT može biti znatno niža.

Za razdjelnik 1:64, uzvodni gubitak je oko -20 dB. ONT koji emituje samo +0.5 dBm bi isporučio oko -19,5 dBm OLT-u – još uvijek iznad tipične OLT osjetljivosti (-28 do -30 dBm), ali je margina mala.

Štaviše, prijemnik za burst{0}} način rada OLT-a mora upravljati vrlo različitim ulaznim snagama iz različitih ONT-ova. Razdjelnik sa lošom uniformnošću (2,5 dB) ovo pogoršava, potencijalno uzrokujući greške paketa i ONU de-registracije. Zato, kada je 1:64 neizbježan, preporučujemo odabir modula sa najboljom mogućom uniformnošću – možemo obezbijediti izvještaje o-testiranju po portu za svaku seriju.

10. Dosljednost proizvodnje i sljedivost

Za razliku od polja{0}}spojenog modula, razdjelnik kaseta se ne može podesiti na licu mjesta. Ako narudžba stigne s pogrešnim modelom ili jedan kanal ima preveliki gubitak, projekt se odlaže. Zbog toga vršimo testove ubrzanog trajanja serije-na nivou i obezbjeđujemo podatke o gubitku po-kanalu za svaku pošiljku. Kupci također mogu specificirati prilagođene kriterije prihvatanja u ugovoru.

Rezultat je da više projektnih lokacija koje koriste LGX kasete rade na istoj osnovi. Testiranje, dokumentacija i rješavanje problema postaju standardizirani – ogromna ušteda vremena-za terenske timove.

Zaključak

Odabir omjera podjele nikada nije jednostavno "veće je bolje". Razlika između 1:32 i 1:64 je oko 3-4 dB optičkog budžeta, ali u stvarnom-svijetu izvan postrojenja, ti decibeli se pretvaraju direktno u margine instalacije, dugoročnu toleranciju na starenje i lakoću održavanja.

1:32 i 1:64 svaka ima svoje mjesto: velike-urbane zgrade s kratkim{5}}im dometom mogu biti u redu sa 1:64, dok veze za duže-udaljene ili oštre-okruženje često zahtijevaju dodatni jastuk od 1:32. GLORY serija LGX kaseta nudi oboje, a mogućnost da ih pomiješate u istom stalku daje vam pravi alat "platite-kako--rastete.

Sljedeći put kada dizajnirate PON mrežu, nemojte samo gledati naljepnicu razdjelnika. Izračunajte kumulativni gubitak veze, uzmite u obzir buduću-stopu preuzimanja, uniformnost modula i cijenu nekoliko rolni kamiona. Mala dodatna marža danas vrijedi višestruko od cijene splitera.