Šta je zapravo razdjelnik vlakana
Optički razdjelnik je pasivna optička komponenta koja uzima jedan dolazni svjetlosni signal i dijeli ga između dva ili više izlaznih vlakana - ili, radi obrnuto, kombinuje nekoliko ulaza u jedan.Za razliku od aktivnih uređaja kojima je potrebna struja, razdjelnik se oslanja samo na ponašanje svjetlosti unutar stakla, što ga čini jeftinim za postavljanje i pouzdanim na mjestima koja ne možete lako napajati ili dosegnuti.
To jedno svojstvo - pasivnost - je razlog za svepasivna optička mreža (PON)arhitektura postoji. Jedno vlakno napušta centralni ured, pogađa razdjelnik i opslužuje desetine domova. Između terminala optičke linije (OLT) i pretplatničkog optičkog mrežnog terminala (ONT) nema opreme sa napajanjem. Razdjelnik je komponenta koja čini "jedno vlakno, mnogo kupaca" fizički mogućim.
Fizika: kako jedan snop svjetlosti postaje mnogo
Svjetlost ostaje unutar optičkog vlakna zbogtotalna unutrašnja refleksija. Stakleno jezgro ima nešto veći indeks prelamanja od okolnog omotača, tako da kada svjetlost udari tu granicu pod dovoljno plitkim uglom, ona se reflektira natrag u jezgro umjesto da iscuri. Usmjerite to svjetlo u strukturu u kojoj se geometrija granica mijenja i možete prisiliti energiju da se preraspodijeli na više puta. To je cijeli trik.
Postoje dva načina za izgradnju te strukture, a oni odgovaraju dvije porodice razdjelnika koje ćete kupiti.
FBT vs PLC: dva načina za izgradnju iste funkcije
Fused Biconical Taper (FBT)
Starija metoda. Dva ili više golih vlakana se poravnavaju, zatim zagrevaju i rastežu na mašini za sužavanje sve dok se njihova jezgra ne spoje u jedno područje spajanja. Kako svjetlost ulazi u tu suženu zonu, spaja se na susjedna jezgra vlakana, a na kraju suženja snaga izlazi podijeljena između izlaza.Dužina rastezanja i ugao uvijanja postavljeni tokom proizvodnje određuju omjer. FBT je jeftin i omogućava vam da izgradite asimetrične omjere (recimo 5/95 ili 30/70 slavina), ali preciznost brzo opada: iznad 1×8 podjela mora se sastaviti od kaskadnih jedinica 1×2, a stopa kvarova se povećava.
Planar Lightwave Circuit (PLC)
Moderna metoda za velike količine. Talasnovodi su urezani na silicijum ili silicijumski čip pomoću fotolitografije - iste klase procesa koji se koristi za izradu poluprovodnika. Svjetlost ulazi u jedan talasovod i dijeli se na precizno definiranim Y- granama na 4, 8, 16, 32 ili 64 izlaza. Budući da je geometrija litografski definirana, a ne ručno{10}}vučena,PLC razdjelnici pružaju ujednačene gubitke na svim portovima i ravnomjeran odziv od 1260 do 1650 nm- pokriva svaku PON talasnu dužinu na jednom uređaju.
| Parametar | FBT razdjelnik | PLC razdjelnik |
|---|---|---|
| Build | Spojena, rastegnuta vlakna | Urezani valovodni čip |
| Praktičan split plafon | 1×8 (veći=kaskadno, veći neuspjeh) | 1×64 u jednom uređaju |
| Opseg talasnih dužina | Fiksni prozori (1310/1490/1550 nm) | 1260–1650 nm, ravno |
| Ujednačenost luka{0}}do{1}}porta | Varijabilna | Čvrsto |
| Odstupanje gubitka temperature (TDL) | ~0,5 dB/ stepen | ~0,2 dB/ stepen |
| Radna temperatura | −5 do +75 stepeni | −40 do +85 stepeni |
| Najbolja upotreba | 1×2/2×2 slavine, asimetrični odnosi, nadzor | FTTH/PON distribucija, 1×8 i više |
Zašto vas razdvajanje uvijek košta decibela
Ovo je dio koji članci o tome "kako to funkcionira" najčešće preskaču i to je dio koji odlučuje da li vaša mreža funkcionira. Kada podijelite optičku snagu na N načina, svaki izlaz može primiti samo dio ulaza. Neizbježan, fizički-gubitak poda za ravnomjeran podjelu je:
Teoretski gubitak podjele (dB)=10 × log₁₀(N)
Dakle, 1×2 split gubi najmanje 3 dB, 1×4 gubi 6 dB, 1×8 gubi 9 dB, i tako dalje. Pravi uređaji gubevišenego ovo, zbogvišak gubitka- energija izgubljena zbog raspršivanja, nesavršenog spajanja i apsorpcije materijala unutar uređaja. Broj s kojim zapravo dizajnirate jegubitak umetanja, što preklapa teoretski podjelu i višak gubitka zajedno.
| Split ratio | Teoretski split gubitak | Tipični maksimalni gubitak umetanja | Gubitak uniformnosti |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3,0 dB | 3,6 dB | Manje ili jednako 0,6 dB |
| 1×4 | 6,0 dB | 7,4 dB | Manje ili jednako 0,8 dB |
| 1×8 | 9,0 dB | 11,0 dB | Manje ili jednako 1,0 dB |
| 1×16 | 12,0 dB | 14,0 dB | Manje ili jednako 1,4 dB |
| 1×32 | 15,0 dB | 17,5 dB | Manje ili jednako 1,9 dB |
| 1×64 | 18,0 dB | 21,0 dB | Manje ili jednako 2,5 dB |
Specifikacije koje hvataju ljude
Gubitak ubacivanja privlači svu pažnju, ali tri druga broja odlučuju o pouzdanosti:
- Uniformitet- razlika između najboljeg i najgoreg izlaznog porta na jednom uređaju. 1×32 sa lošom uniformnošću znači da su neki pretplatnici blizu granice budžeta dok drugi imaju rezervu.
- Povratni gubitak (RL)- reflektovana svjetlost koja se vraća prema izvoru. Više je bolje; APC konektori daju veće ili jednako 60 dB naspram ~50 dB za UPC, zbog čega PON padovi skoro uvijek koriste APC.
- Gubitak ovisan o polarizaciji (PDL)igubitak{0}zavisan od temperature (TDL)- mali u PLC-u (≈0,1–0,2 dB), ali u FBT-u samo temperaturno odstupanje može izbaciti marginalnu vezu iz budžeta tokom hladne noći.
Radni primjer: zatvaranje budžeta stvarnog gubitka
Specifikacije su bitne samo kada ih zbrojite. Evo proračuna koji inženjer izvodi prije nego naruči jedan razdjelnik. Pretpostavimo GPON nizvodno sa +3 dBm OLT lansiranjem i osjetljivošću ONT prijemnika od −28 dBm - dajući ukupni budžet od 31 dB.
| Element | Gubitak | Running total |
|---|---|---|
| Snaga pokretanja OLT-a | +3.0 dBm | - |
| Feeder + drop fiber, 8 km @ 0,35 dB/km | 2,8 dB | 2,8 dB |
| 1×32 PLC razdjelnik gubitak umetanja | 17,5 dB | 20,3 dB |
| Konektori (4 × 0,3 dB) | 1,2 dB | 21,5 dB |
| Spojevi (4 × 0,1 dB) | 0,4 dB | 21,9 dB |
| Margina starenja/popravke | 3,0 dB | 24,9 dB |
| Snaga na ONT-u | +3.0 − 24.9=−21,9 dBm - unutar granice −28 dBm ✓ | |
Sam razdjelnik trošiviše od 70%utrošenog budžeta u ovom dizajnu. Ta jedina činjenica pokreće skoro svaku arhitektonsku odluku u PON-u. To je također razlog zašto loše specificirani razdjelnik - čiji je "1×32" stvarno 18,5 dB umjesto 17,5 dB - može tiho pojesti cijelu vašu marginu popravke prije nego što tehničar ikada dotakne kabel.
Centralizirano naspram kaskadnog dijeljenja
Nakon što znate matematiku gubitaka, slijedi izbor implementacije. Postoje dva načina da dođete do, recimo, 32 kuće.
Centralizirano:jedan 1×32 razdjelnik nalazi se u čvorištu za distribuciju vlakana, a 32 vlakna se šire na 32 ONT-a. Jedan razdjelnik, jedan događaj gubitka (~17,5 dB), lako se testira i prati.Ovo je standardni izbor u gustim urbanim sredinamajer je pristup jednostavan i portove razdjelnika možete ostaviti neiskorištenim dok se pretplatnici ne prijave.
kaskadno:1×4 razdjelnik u vanjskom kućištu dovodi četiri 1×8 razdjelnika bliže kupcima. Rezultat je i dalje 32 izlaza, ali gubitak se sada skuplja: otprilike 7,4 dB (1×4) + 11 dB (1×8) ≈ 18,4 dB - oko decibelagorenego centralizovano. Isplata je daleko manje dovodnih vlakana, zbog čega pobjeđuje kaskadno razdvajanje na -raširenim ruralnim ili seoskim rutama gdje je dužina vlakana, a ne pristup, pokretač troškova.
Rješavanje problema na terenu: razdjelnik je rijetko krivac
Kada veza čita veliki gubitak, razdjelnik preuzima krivicu i prvi se zamjenjuje. Skoro uvijek je to pogrešan potez.Gubitak umetanja je zbir svakog konektora, spoja, savijanja i komponente na putu, a očitavanje na krajnjoj tački ne govori vam ništa o tomegdjegubitak živi. Prije osude splitera:
- Pregledajte i očistite svaku krajnju površinu.Jedan kontaminirani APC konektor može dodati više gubitaka od razdjelnika lošeg učinka. Prije mjerenja očistite bezvodnim etanolom i maramicom bez dlačica{1}}.
- Provjerite svoju referencu.Greška od 1 dB u vašem referentnom pokretanju OTDR-a ili-metra snage prikazuje se kao gubitak fantomskog razdjelnika od 1 dB.
- Potvrdite talasnu dužinu.Uređaj izmjeren na 1550 nm očitava drugačije od 1490 nm nizvodno koji zapravo nosi; neusklađenost lažira problem.
- Račun za kaskadu.Ako ste zaboravili drugu fazu razdjelnika u svom budžetu, veza radi upravo ono što fizika kaže - da je vaša tabela pogrešna, a ne hardver.
Tek nakon te četiri provjere zamjena razdjelnika ima smisla. Većina poziva "loših razdjelnika" rješava se u prvom koraku.
6 stvarnih-zamki - grešaka koje inženjeri stalno prave
Teorija je čista; terenske instalacije nisu. Šest obrazaca neuspjeha u nastavku se stalno pojavljuju na forumima ISP-a, NANOG mailing-arhivama mailing liste i industrijskim{2}}izvještajima o uslugama. Nijedan od njih ne zahtijeva egzotični hardver da pokrene -, svi se dešavaju s običnim odlukama donesenim na brzinu.
Standardi i šta usklađenost zapravo garantuje
Razdjelnik koji zatvara budžet prvog dana, ali otkaže nakon tri zime je bezvrijedan. To je ono što standardi rješavaju. Dva tijela su bitna:
- ITU{0}}T G.984 (GPON)definira budžete optičke veze - klase slabljenja (Klasa B+ na 13–28 dB, Klasa C+ na 17–32 dB) u koje vaš gubitak razdjelnika mora stati. Ovo je specifikacija koja vam govori da li je 1×64 uopće legalan na datom OLT-u.
- Telcordia GR-1209 i GR-1221postavite generičke kriterije pouzdanosti za pasivne optičke komponente - okolišne, mehaničke i testove starenja (uključujući vlažnu-toplinu i termičke cikluse koje FTTH mreža mora preživjeti tokom svog 25-godišnjeg vijeka).
Kada se u tablici sa podacima o razdjelniku navodi GR-1209/GR-1221, tvrdi se da je uređaj prošao ubrzano-starenje i ekološku kvalifikaciju - ne samo da je jednom dobro izmjerio na klupi. Za vanjsku i zračnu primjenu, ta razlika je cijela poenta. Glory Optical proizvodi u skladu sa ISO 9001:2015 sistemom kvaliteta sa potpunom sljedivosti serije, i potvrđuje optičke i ekološke performanse unutar kompanije prema IEC, ITU-T i Telcordia kriterijima.
Kuda ovo vodi
Potražnja za razdjelnicima prati uvođenje vlakana, a uvođenje vlakana se ubrzava.Predviđa se da će segment razdjelnika na tržištu pasivnih optičkih komponenti rasti na otprilike 15% CAGR do 2030., vođen FTTH izgradnjom-out, 5G fronthaul i hiperscale data centrima. Tehnički pritisak je prema većim podijeljenim brojevima (1×64 i više) sa manjim gubicima, i prema uređajima koji su ocijenjeni za novije XGS-PON i NG-PON2 planove talasne dužine, a ne samo GPON. U praksi to znači da PLC nastavlja da zamjenjuje FBT za distribuciju, dok FBT drži svoju nišu u nadzoru slavina i asimetričnih spojnica. Komponenta se ne mijenja mnogo; budžeti koje mora da stane u sebe postaju sve manji.
Često postavljana pitanja
-
P: Kako razdjelnik vlakana radi bez napajanja?
O: Koristi potpunu unutrašnju refleksiju unutar stakla. Svetlost koja ulazi u uređaj vodi se kroz fuzionisano područje spajanja (FBT) ili ugravirani talasovod (PLC) gde geometrija prisiljava energiju da se podeli između više izlaznih puteva. Nikakva elektronika ili izvor napajanja nisu uključeni - samo optička svojstva materijala.
P: Koja je razlika između FBT i PLC razdjelnika?
O: FBT spaja i rasteže prava vlakna; PLC urezuje talasovode na čip. FBT je jeftiniji i podržava asimetrične omjere, ali gubi preciznost iznad 1×8 podjela. PLC daje ujednačene gubitke na svim portovima i ravan odziv od 1260–1650 nm, što ga čini standardom za 1×8 i više FTTH podjele.
P: Koliko domova može opsluživati 1×32 razdjelnik?
O: Trideset-dva, jedan po izlaznom portu - pod pretpostavkom da se vaš budžet za gubitak zatvori. Sa tipičnim +3 dBm GPON lansiranjem i -28 dBm ONT osjetljivošću, jedno 1×32 (≈17,5 dB) plus vlakno i konektori se udobno uklapaju unutar budžeta do nekoliko kilometara. 1×64 je moguć, ali ostavlja daleko manju marginu i zahtijeva optiku više-klase.
P: Zašto se gubitak umetanja povećava s omjerom podjele?
O: Zato što dijelite fiksnu količinu optičke snage na više izlaza. Pod je 10·log₁₀(N): svako udvostručenje izlaza dodaje 3 dB. Pravi uređaji dodaju višak gubitaka povrh toga, zbog čega 1×64 radi oko 21 dB dok 1×2 radi ispod 4 dB.
P: Može li razdjelnik vlakana kombinirati i signale?
O: Da. Razdjelnici su dvosmjerni. Rad u obrnutom smjeru, 1×N uređaj kombinuje N ulaza u jedan izlaz - iste fizike, koji se koristi za upstream saobraćaj u PON-u i za redundantnost u 2×N konfiguracijama gdje dva OLT izvora štite jedan drugog.
P: Kako smanjujete gubitak umetanja razdjelnika na terenu?
O: Ne možete smanjiti intrinzične gubitke uređaja, ali možete prestati sa dodavanjem: održavajte krajnje površine konektora čistim, koristite fuzijske spojeve sa malim-gubicima (manji ili jednaki 0,08 dB) umjesto mehaničkih spojeva gdje je to moguće, preferirajte APC konektore za velike povratne gubitke i odaberite najniži omjer podjele koji omogućava vašem pretplatniku.
