PLC razdelilnik 1:32 proti 1:64: GPON/XGS-Vodnik za izbiro proračuna povezave PON

Vsak inženir FTTH pozna boj: pri oblikovanju ODN porabite več časa za mučenje glede razmerja delitve kot zaradi poti vlaken. Dva enaka stanovanjska bloka – ena zasnova uporablja 1:32, druga 1:64. Vprašajte se, zakaj, in pogosto boste slišali "to vedno uporabljamo" ali "to je predloga". Toda optična moč ne laže. Podvojitev razmerja delitve stane približno 3 dB v proračunu povezave. V zadnjem kilometru dostopovnega omrežja so ti 3 dB lahko razlika med "deluje v redu" in "naključno prekine povezavo".

Pred kratkim sem pregledal izmerjene podatke za naše kasetne PLC cepilnike GLORY LGX in primerjal 1:32 in 1:64 drug ob drugem. Skupaj z nekaj bolečimi lekcijami iz resničnih projektov je tukaj tisto, kar sem se naučil o izbiri razmerja delitve.

1. Tehnološki primer: FBT vs. PLC – zakaj je to pomembno

Preden se poglobite v razmerja delitve, je koristno vedeti, kako je razdelilnik izdelan. Obstajata dve glavni tehnologiji: staljeni bikonični konus (FBT) in ravninsko svetlobno valovno vezje (PLC).

FBT deluje tako, da dve ali več vlaken zvije skupaj in jih segreva, dokler se ne spojijo in zožijo. To je zrela in poceni-tehnologija. Za majhna razmerja delitve (1:2, 1:4) pri določeni valovni dolžini je še vedno konkurenčen.

Toda FBT ima resne omejitve za FTTH:

• Delitev nad 1:8 je težavna; 1:32 je praktična meja in enotnost trpi.

• Občutljivo na temperaturo – zlito območje se širi in krči, kar povzroča variacijo izgube.

• Obnašanje-odvisno od valovne dolžine, ki je problematično za PON z več valovno dolžino.

Tehnologija PLC ima drugačen pristop. Uporablja polprevodniško izdelavo za litografsko ustvarjanje valovodov na silicijevem substratu. Tipičen PLC čip ima tri natančno vgravirane plasti: podlago za mehansko podporo, valovodno plast za optično usmerjanje in prekrivno oblogo za zaščito. Ta proces-podoben čipu prinaša številne prednosti:

• Razmerja delitve zlahka dosežejo 1:32, 1:64 in celo 1:128 – kot nalašč za-urbana območja z visoko gostoto.

• Odlična enotnost – vsak izhod dobi skoraj popolnoma enako količino moči.

• Široko območje valovnih dolžin (1260-1650 nm), ki pokriva pasove O, E, S, C in L, idealno za sobivanje GPON/XGS-PON.

• Visoka temperaturna stabilnost – izguba se zelo malo spremeni od -40 stopinj do +85 stopinj, kar je ključnega pomena za zunanje omare in omarice za pritrditev na drogove.

• Kompaktna velikost – naprava 1:32 je lahko majhna kot 4×12×60 mm, kar omogoča veliko modulov LGX v omari 1U.

Pričakuje se, da bo svetovni trg razdelilnikov PLC zrasel s približno 1,615 milijarde USD v letu 2025 na 2,307 milijarde USD do leta 2031, pri CAGR približno 6,1 %. Predvideva se, da bo samo segment kaset (LGX) do leta 2032 dosegel 945 milijonov USD, kar bo spodbudilo uvajanje FTTH/FTTx in povpraševanje po visoko-zmogljivih pasivnih komponentah v 5G in podatkovnih centrih. Pakiranje LGX je ključni del tega trenda, saj prinaša modularno, vroče-zamenljivo, standardizirano upravljanje zasnov ODN – točno to, kar potrebuje rastoče omrežje.

Za aplikacije FTTH ni razloga, da bi upoštevali FBT. GLORYjeva serija LGX uporablja visoko{1}}kakovostne čipe PLC z G.657A1-neobčutljivimi vlakni (najmanjši radij upogiba 10 mm, popolno za tesne omare) in vrednosti vstavljene izgube/enotnosti, ki ustrezajo ali presegajo mednarodne standarde.

2. Trdni podatki: primerjava 1:32 in 1:64

Tukaj so številke specifikacij naših kasetnih razdelilnikov LGX:

Razlika 3 dB

Tipična izguba za 1:32 je približno 16,0 dB, za 1:64 približno 19,5 dB – delta 3,5 dB. V sistemu PON OLT običajno sproži od +3 do +5 dBm (razred B+). Občutljivost ONT je okoli -27 dBm (GPON) ali -28 dBm (XGS-PON). Vključite slabljenje vlaken (recimo 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), izgubo v konektorju (štirje konektorji po 0,3 dB vsak=1.2 dB) in izgubo pri spajanju (trije spoji pri 0,1 dB=0.3 dB).

Z razdelilnikom 1:32:

+5 dBm – 16,0 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–14,25 dBm – precej znotraj občutljivosti ONT.

Z razdelilnikom 1:64:

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm – še vedno sprejemljivo, vendar so meje manjše.

Vendar upoštevajte:tabela prikazuje največjo vstavljeno izgubo. Za 1:64 je izguba-v najslabšem primeru 20,5 dB. Z istim izračunom: +5 dBm – 20,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–18,75 dBm. Še vedno znotraj -27 dBm za ONT, vendar se je marža še zmanjšala.

Enotnost:od 1,5 dB do 2,5 dB – kaj to pomeni v praksi

Poglejte vrstico enakomernosti: 1:32 ima manj kot ali enako 1,5 dB, 1:64 skoči na manj kot ali enako 2,5 dB. To je pogosto spregledano. Recimo, da namestite razdelilnik 1:64 v 4-nadstropni MDU. Izhodna vrata z največjo izgubo so lahko za 2,5 dB šibkejša od vrat z najmanjšimi izgubami. Ta sprememba neposredno vpliva na optično moč, ki jo vidi vsak ONU – in kar je še pomembneje, na pot proti toku.

V smeri proti toku oddajajo enote ONU z močjo, običajno med +0.5 in +5 dBm. Po prehodu skozi razdelilnik (vzvratno) se signali združijo na OLT. OLT se mora ukvarjati s širokim dinamičnim razponom. Enotnost 2,5 dB pomeni, da bodo nekateri signali ONU prispeli za 2,5 dB šibkejši od drugih. Medtem ko imajo sodobni OLT samodejni nadzor ojačanja in sprejemnike v rafalnem-načinu, lahko velika odstopanja povečajo bit-stopnjo napak (BER) in občasno povzročijo od-registracijo ONU v obdobjih visoke-obremenitve. To je nekakšna "naključna" težava, ki jo je po dejstvu zelo težko diagnosticirati.

Temperaturna stabilnost – skriti dejavnik

Tabela prikazuje tipično temperaturno-odvisno izgubo 0,3-0,4 dB in največ 0,5 dB. Vendar pa je razdelilnik 1:64 sam po sebi bolj občutljiv na toplotno kroženje. Razlika v koeficientu toplotnega raztezanja med čipom PLC, vlaknom in ohišjem lahko doda dodatno izgubo poleg statičnih številk, zlasti v zunanjih omaricah, kjer so nihanja dnevne in nočne temperature velika. Zato imajo številni konzervativno zasnovani modeli ODN še vedno raje 1:32 kot 1:64 – želijo varnejšo blazino.

3. Pravi-svetovni neuspeh, ki ga je povzročila slepa izbira 1:64

Lansko leto smo pomagali pri nadgradnji degradirane FTTH v mestu na jugu Kitajske. Občina je imela okoli 60 stanovanj. Telekomunikacijska soba je bila v skrajnem kotu posestva; najdaljša vlaknasta pot do najbolj oddaljene stavbe je bila približno 6,8 km. Prvotna zasnova je uporabljala dva razdelilnika 1:32, od katerih je vsak služil približno 30 naročnikom. Pri nabavi so se namesto tega odločili za uporabo razdelilnikov 1:64, ker je "cena skoraj enaka in je -odporen na prihodnost".

 

Namestitev je potekala gladko. Preizkus sprejemljivosti je pokazal sprejemljive ravni sprejema – le. Osem najbolj oddaljenih ONT je merilo med -26,5 in -28 dBm, tik na pragu. To je bilo v suhi jeseni.

Potem je prišla monsunska sezona. Visoka vlažnost je povzročila kondenzacijo v nekaj zapiralih za spoje. Trije ONT-ji so padli brez povezave. Na-inšpekciji kraja je bil odkrit rahlo ohlapen priključek SC/APC na izhodnih vratih razdelilnika. Ponovna-nastavitev je povečala sprejemno moč z -27,3 dBm nazaj na -25,2 dBm. Težava je bila rešena, vendar je bila služba za pomoč uporabnikom več tednov preplavljena s klici.

Osnovni vzrok: razdelilnik 1:64 ni pustil skoraj nobene rezerve za nepričakovane izgube (oksidacija konektorja, mikro-povzročena vlaga, staranje). Dodatni 3 dB, ki bi jih zagotovil 1:32, bi odpravili težavo s priključkom brez kakršne koli prekinitve storitve.

Od takrat sledimo preprostemu pravilu: znotraj 3 km od OLT je 1:64 sprejemljivo; za razdalje, daljše od 3 km, ali če se uporablja kaskadno delitev, se držite 1:32.

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

Oba modula LGX 1:32 in 1:64 smo podvrgli 48-urnemu preskusu termičnega cikla (od –40 stopinj do +85 stopinj). Vsake štiri ure smo merili vstavljeno izgubo.

• Modul 1:32 se je začel pri 16,7 dB in se povzpel na 17,1 dB – povečanje za 0,4 dB, kar je še vedno znotraj specifikacij.

• Modul 1:64 je šel z 20,1 dB na 20,9 dB – povečanje za 0,8 dB, prav tako znotraj zajamčenega manj kot ali enako 21,5 dB.

Ko sta se modula vrnila na sobno temperaturo, sta se oba povrnila na prvotne vrednosti izgube. Brez trajnih poškodb – začasna sprememba je nastala zaradi rahle mehanske deformacije konektorjev in tesnil pri ekstremnih temperaturah. Toda 1:64 je pokazalo skoraj dvakrat večjo variacijo, kar potrjuje, da so višja razmerja delitve bolj občutljiva na okoljski stres.

Preizkusili smo tudi module LGX 1:8 in 1:16. Moduli 1:8 so ostali stabilni pri 10,1–10,3 dB in so se komaj premikali. Če vaš proračun dopušča, je uporaba dveh razdelilnikov 1:8 v kaskadi (skupna izguba ~20,6 dB) skoraj enaka kot en razdelilnik 1:64 (20,5 dB), vendar so moduli 1:8 veliko bolj stabilni in vmesna točka spajanja zagotavlja uporaben preskusni dostop za izolacijo napak.

5. Centralizirana ali porazdeljena delitev – kako spremeni izbiro

Odločitev o razmerju delitve močno vpliva na arhitekturo delitve.

Centralizirana delitev (enojna-raven)namesti en velik razdelilnik 1:32 ali 1:64 v centralno pisarno ali veliko omaro ODF. Vsako optično vlakno gre neposredno od tega razdelilnika do naročnika. Prednosti: enostavno upravljanje, malo točk okvar, enostavno usmerjanje vlaken. Slabosti: veliko dovodnih vlaken od OLT do razdelilnika (64 vlaken za razdelilnik 1:64) in veliko zmogljivosti vlaken je neizkoriščenih, dokler ni priključena vsaka plošča. Centralizirana razdelitev je najboljša za poslovne parke ali novo{11}}zgrajene poslovne stolpnice, kjer je prevzem-takojšen in velik.

Porazdeljena delitev (kaskadno)uporablja dve stopnji: razdelilnik 1:4 v ulični omarici, nato razdelilnike 1:8 ali 1:16 na vhodih v stavbe ali na stopniščih. Napajalni kabel potrebuje samo 2-4 vlakna, razdelilne module pa namestite šele, ko se naročniki prijavijo. To je idealno za stanovanjska območja s postopnim prevzemom. Slaba stran: več spojev na terenu in večja skupna vstavljena izguba (kaskada 1:4 + 1:8 ima približno 7.1+10.4=17.5 dB, med 1:32 in 1:64).

TheLGX kasetatukaj blesti: eno omaro 1U ali 2U lahko gosti mešanico modulov 1:8, 1:16, 1:32 in 1:64. Začnete lahko z nekaj moduli 1:8, nato pa jih potisnete v 1:16 ali 1:32, ne da bi se dotaknili vlaken ali stojala. Od prvega dne se vam ni treba zavezati velikemu 1:64. Prilagodljivost »plačaj-med{-ko-rasteš« prihrani kapitalske stroške in operativne težave.

6. Ne pozabite na izgube konektorja in spoja – seštevajo se

Oblikovalci se pogosto osredotočajo samo na vstavljene izgube razdelilnika, vendar pravi ODN kopiči izgube iz številnih virov.

• Izguba priključka: vsaka povezava SC/APC ali SC/UPC doda približno 0,3–0,5 dB. Tipična pot ima lahko 8-10 konektorjev, kar zlahka doda 3-4 dB.

• Izguba spoja: vsak fuzijski spoj doda 0,1–0,2 dB. Pri 3-5 spojih je to dodatnih 0,5-1 dB.

• Meja staranja: več kot 5-8 let lahko obraba obročev konektorja, kopičenje prahu in mikro-upogibi vlaken počasi povečajo izgubo. Konzervativna zasnova ohranja vsaj 3 dB za staranje.

Če dodamo še to: razdelilnik 20,5 dB + konektorji 3,0 dB + spoji 1,0 dB + staranje 3,0 dB=27.5 dB. Proračun povezave GPON razreda B+ je 28 dB – ostane samo 0,5 dB rezerve. To je pretesno. Zato se 1:64 priporoča samo pri uporabi OLT-jev razreda C+ (32 dB proračun) ali ko je ODN zelo kratek in čist.

7. Kaj pa 25G PON in 50G PON? Boste morali preoblikovati?

Številne operaterje skrbi, da bo zaradi prihodnjih nadgradenj PON njihov ODN postal zastarel. Pri 25G PON prehod iz modulacije NRZ na PAM4 poslabša občutljivost sprejemnika za približno 3 dB. To pomeni, da dvo-stopenjska delitev (npr. . 1:8+1:8, ~21 dB izgube), ki je dobro delovala za GPON, morda ne bo več uporabna za 25G PON, razen če pretvorite v eno-stopnjo 1:32 (~17,5 dB izgube). To bi zahtevalo pre-preoblikovanje postavitve omarice in napeljave vlaken – drago in moteče.

Vendar je prehod z GPON na XGS-PON takojšnja prednostna naloga. Tehnologija Combo-PON (WDM znotraj OLT) omogoča, da GPON in XGS-PON sobivata na istem ODN brez spreminjanja razdelilnikov ali optičnih vlaken. Proračun XGS-PON (29-31 dB) je podoben GPON razreda B+/C+. Kar zadeva 25G/50G PON, se pojavljajo izvedljive rešitve sožitja in obstaja verjetnost, da bo obstoječa pasivna infrastruktura preživela več let. Kljub temu vam dobro{13}}zasnovan ODN z moduli LGX z visoko-enotnostjo in nizkimi izgubami (bodisi 1:32 ali 1:64) daje največ prostora za prihodnost.

8. Praktični vodnik za izbiro

Na podlagi izkušenj s terena uporabljam naslednja osnovna pravila:

• Začnite z optičnim modulom OLT.Številni nameščeni GPON OLT uporabljajo razred B+ (proračun 28 dB). Za 1:64 si res želite razreda C+ (32 dB). Moduli XGS-PON običajno ponujajo 29–31 dB – preverite podatkovni list, preden se zavežete.

• Razdalja in rob.Če je najbolj oddaljeni ONT manj kot ali enak 2 km in je slabljenje vlaken nizko (manj ali enako 0,33 dB/km), je 1:64 možno z dobrim proračunom. Za 2–5 km se držite 1:32. Nad 5 km uporabite 1:16 ali kaskado.

• Kaskadne arhitekture.Kaskada 1:4 + 1:8 znaša približno 17,5 dB – med 1:32 in 1:64. Omogoča vam vmesne testne točke in lažjo postopno naložbo, vendar poveča število aktivnih vozlišč.

• Pustite prostor za rast.Če razdelilnik 1:64 uporablja le 30 vrat, je ostalih 34 vrat nedejavnih – vendar še vedno občutljivih na prah in kontaminacijo. Pogosto je bolje namestiti dva razdelilnika 1:32 in drugega napolniti samo, ko je to potrebno.

• Standardizirajte kasete LGX.Uporaba istega faktorja oblike LGX v vseh projektih poenostavi upravljanje zalog in zmanjša tveganje naročila napačnega dela.

Naša serija kaset LGX podpira module, ki jih je mogoče-zamenjati med vročim prenosom. Začnete lahko z 1:32 in ga pozneje zamenjate z 1:64 (ali dodate drugo enoto), ne da bi pri tem motili vlakno ali stojalo. Več operaterjev je izbralo ta pristop, ker niso mogli predvideti končne-stopnje prevzema – prilagodljivost se je obrestovala.

9. Gorvodno – pogosto prezrta smer

Ponavadi se osredotočamo na navzdol (OLT→ONT), vendar je pot navzgor enako pomembna. Pri GPON je oddajna moč ONT običajno +0.5 do +5 dBm. Po prehodu skozi razdelilnik (vzvratno) in kombiniranju z drugimi signali ONT je lahko moč, ki prispe do OLT, bistveno nižja.

Za razdelilnik 1:64 je izguba navzgor okoli -20 dB. ONT, ki oddaja pri samo +0.5 dBm, bi OLT oddal približno -19,5 dBm – še vedno nad tipično občutljivostjo OLT (-28 do -30 dBm), vendar je razlika majhna.

Poleg tega mora sprejemnik v rafalnem-načinu OLT obravnavati zelo različne vhodne moči različnih ONT-jev. Razdelilnik s slabo enotnostjo (2,5 dB) to poslabša, kar lahko povzroči napake paketov in de-registracije ONU. Zato, ko je razmerje 1:64 neizogibno, priporočamo izbiro modulov z najboljšo možno enotnostjo – za vsako serijo lahko zagotovimo poročila o-testiranju vrat.

10. Doslednost in sledljivost proizvodnje

Za razliko od napolj{0}}spojnega modula kasetnega razdelilnika ni mogoče prilagoditi na mestu. Če prispe naročilo z napačnim modelom ali ima en kanal preveliko izgubo, pride do zamude pri projektu. Zato izvajamo pospešene preskuse življenjske dobe-na ravni serije in zagotavljamo podatke o izgubi po-kanalu za vsako pošiljko. Stranke lahko v pogodbi določijo tudi merila sprejemljivosti po meri.

Rezultat tega je, da več projektnih mest, ki uporabljajo kasete LGX, deluje na isti osnovi. Preizkušanje, dokumentacija in odpravljanje težav postanejo standardizirani – ogromen{1}}prihranek časa za ekipe na terenu.

Zaključek

Izbira razmerja delitve nikoli ni preprosto "večje je boljše". Razlika med 1:32 in 1:64 je približno 3-4 dB optičnega proračuna, toda v resničnem-svetu zunaj obratov se ti decibeli prevedejo neposredno v meje namestitve, dolgoročno toleranco staranja in enostavnost vzdrževanja.

1:32 in 1:64 imata vsak svoje mesto: mestne zgradbe z visoko-kratko{5}}dosegljivostjo bi lahko ustrezale 1:64, medtem ko povezave na daljše-razdalje ali težke-okolje pogosto zahtevajo dodatno ublažitev 1:32. GLORYjeva serija kaset LGX ponuja oboje, zmožnost mešanja v istem stojalu pa vam daje pravi nabor orodij »plačaj-ko--rasteš«.

Ko boste naslednjič načrtovali omrežje PON, ne glejte le oznake razdelilnika. Izračunajte kumulativno izgubo povezave, upoštevajte prihodnjo-stopnjo uporabe, enotnost modulov in stroške nekaj zvitkov tovornjakov. Malo dodatne marže je danes velikokrat vredno cene cepilnika.