Загуба на оптичен сплитер: Изберете 1x8, 1x16 или 1x32

Коефициентът на разделяне и загубата на вмъкване са двата параметъра, които решават дали PON или FTTH връзка действително ще премине теста за приемане. Изберете грешно съотношение на разделяне и оптичната мощност на ONT пада под чувствителността на приемника. Подценявайте загубата на вмъкване и връзката може да работи в лабораторията, но да се провали след няколко цикъла на съединяване на конектора, ремонт на снаждане чрез синтез или три години стареене на влакното.

Това ръководство е написано за инженери и екипи за доставки, които трябва да оразмерят сплитер спрямо реален бюджет за мощност. Обяснява какво означава съотношението на разделяне, как се определя загубата на вмъкване в лист с данни, как да се изчисли загубата за сплитери 1x8, 1x16 и 1x32 и как да се избира между тях с контролен списък за вземане на решения и пример за работещ GPON бюджет.

Optical splitter in a PON network

Какво е оптичен сплитер?

Оптичният сплитер е пасивен компонент, който приема един входен оптичен сигнал и го разпределя в множество изходни влакна. Той е двупосочен, не изисква електрическо захранване и е-прозрачен за дължина на вълната в определената работна лента (обикновено 1260–1650 nm за PON-клас PLC устройства).

В гигабитова пасивна оптична мрежа (GPON) един OLT PON порт може да обслужва до 64 ONT чрез дърво от сплитери, а XGS-PON разширява това до 128 логически ONU на порт подITU-T G.9807.1. Сплитерът е това, което прави тази-до-многоточкова архитектура икономически жизнеспособна, тъй като стотици абонати споделят едно захранващо влакно и един OLT трансивър.

Две сплитерни технологии доминират на пазара:

PLC (Planar Lightwave Circuit) сплитериизползвайте силициев вълноводен чип. Те осигуряват равномерно разделяне от 1x2 до 1x64, работят в цялата лента 1260–1650 nm и са изборът по подразбиране за FTTH мрежи за достъп.PLC сплитерисе предлагат в опаковки с голи влакна, без блокове, ABS кутия, LGX и касети.
FBT (Fused Biconical Taper) сплитериса направени чрез сливане и стесняване на две влакна заедно. Те са-рентабилни за приложения 1x2 и 1x4 и са единствената практична опция, когато е необходимо неравномерно съотношение на разделяне (90:10, 80:20 и т.н.).

Какво означава коефициент на разделяне?

Коефициентът на разделяне описва как входната оптична мощност се разпределя между изходните портове на сплитера. Той не описва колко мощност се губи -, което е вмъкната загуба, която е свързан, но отделен параметър.

Equal optical splitter ratios

Равни съотношения на разделяне

Равен разпределител разделя входната мощност равномерно. Теоретичният дял, който всеки изход получава, е просто 1, разделен на броя на изходите:

1x2 - 50% на порт
1x4 - 25% на порт
1x8 - 12.5% на порт
1x16 - 6.25% на порт
1x32 - 3.125% на порт
1x64 - 1.5625% на порт

Равните сплитери са стандарт за FTTH, защото правят бюджета за мощност идентичен за всеки абонат на един и същ сплитер, което опростява дизайна, документацията и интерпретацията на OTDR.

Неравни съотношения на разделяне

Неравен сплитер изпраща фиксиран процент мощност надолу по единия клон, а остатъка по другия. Обичайните съотношения са 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 и 50:50.

Класическото приложение е архитектура на кран по протежение на фидерно влакно: всеки кран изпуска малък процент към локално разпределение, докато по-голямата част от мощността продължава надолу по ствола. Например, кран 10:90 губи около 10,5 dB на 10% порт и само около 0,5 dB на 90% порт (с изключение на прекомерната загуба). Това позволява на оператора да постави няколко крана последователно, без да изчерпва бюджета при първото пускане.

Какво представлява загубата при вмъкване на оптичен сплитер?

Загубата на вмъкване е общата оптична мощност, загубена между входа и даден изход, измерена в децибели. В листа с данни обикновено ще видите две числа за брой портове: типична стойност и максимална стойност. Винаги проектирайте срещумаксимална определена загуба на вмъкване, никога типичната или идеалната сплит загуба. Типичните стойности са полезни за сравнителен анализ, но тестовете за приемане и бюджетите за връзки се нуждаят от цифра в най-лошия-случай.

Загубата на вмъкване има два компонента:

Загуба на разделяне- неизбежната загуба, причинена от разделянето на мощността между N изхода. Равно на 10 × log₁₀(N) за равен разделител.
Излишна загуба- допълнителната загуба от несъвършенства на вълновода, геометрия на съединителя, абсорбция на материала и толеранси на съединителя. За качествен PLC сплитер това обикновено е 0,3–1,5 dB в зависимост от броя на портовете и опаковката.

Два други параметъра се появяват в същия лист с данни и имат значение за дизайна:

Еднородност- максималната разлика между най-добрия и най-лошия изходен порт. 1x32 PLC сплитер обикновено определя равномерност по-малка или равна на 1,5 dB. Ако приемете, че всеки порт е идентичен, ще под-заложите бюджета си в най-лошия случай.
Възвратна загуба- колко светлина се отразява обратно. Отделен параметър от загубата на вмъкване, добре обяснен в нашияръководство за загуба на вмъкване срещу загуба при връщане.

Типични загуби при вмъкване на сплитери 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 и 1x32

Стойностите по-долу съчетават идеални загуби при разделяне с реалистични допълнителни загуби за SC/UPC-терминирани PLC сплитери. Те сасамо справки за планиране; действителната максимална загуба на вмъкване за конкретния продукт, който купувате, е това, което управлява приемането.

1x2- идеални 3,0 dB, типични макс. 3,6–4,0 dB. Използва се за линейни кранове и защита на малки-разклонения.
1x4- идеален 6,0 dB, типичен максимум 7,0–7,4 dB. Често срещан при малки разпределителни точки и FTTB щрангове.
1x8- идеални 9,0 dB, типично макс. 10,0–10,5 dB. Работен кон за затваряне на FTTH достъп.
1x16- идеален 12,0 dB, типичен максимум 13,0–13,7 dB. Жилищно разпределение с висока-гъстота.
1x32- идеален 15,0 dB, типичен максимум 16,5–17,5 dB. Стандарт за GPON агрегиране; ограничен бюджет.
1x64- идеален 18,0 dB, типичен максимум 20,0–21,0 dB. Изисква се XGS-PON или оптика от клас C+.

Разликата между идеалния и определения максимум е излишната загуба плюс допустимата еднородност. Уважавани производители тестват всяко устройство спрямо IEC 61753-1 / IEC 61753-031 категории на производителност - когато сравнявате таблици с данни, проверете дали спецификацията препраща към подходящатаСтандарт за изпитване IEC 61753.

Splitter insertion loss comparison

Как да изчислим загубата при вмъкване на оптичен сплитер

Идеалната загуба при разделяне за равен N{0}}разпределител е:

Идеална загуба на разделяне (dB)=10 × log₁₀(N)

За неравномерен сплитер загубата на даден порт зависи от неговия дял от мощността:

Загуба на порт (dB)=−10 × log₁₀(P_порт / P_в)

Така че неравен сплитер 90:10 доставя приблизително 0,46 dB идеална загуба на 90% порт и 10,0 dB идеална загуба на 10% порт, преди да се добави допълнителна загуба.

За да получите реалистично число за проектиране, добавете излишната загуба:

Прогнозна загуба на вмъкване=идеална загуба при разделяне + допълнителна загуба

Но за действителния бюджет на връзката не изчислявайте - прочетете максималната загуба на вмъкване от листа с данни на производителя и я използвайте.

Работен пример: Бюджет на мощността на GPON с 1x32 сплитер

Представете си типично внедряване на GPON под оптика ITU-T G.984 клас B+:

Мощност на стартиране на OLT (надолу по веригата, 1490 nm): +3.0 dBm (минимум)
Чувствителност на ONT приемника: −27.0 dBm
Общ наличен бюджет: 30,0 dB

Връзката се състои от 8 км едно-модово фидерно влакно, 1x32 PLC сплитер на FDH, 200 м разпределително и пускащо влакно, четири свързани двойки конектори SC/APC и две снаждания за синтез.

Натрупване на загуби:

Фидерно влакно, 8,0 km × 0,35 dB/km @ 1490 nm=2.8 dB
Разпределение + падащо влакно, 0,2 km × 0,35 dB/km=0.07 dB
1x32 PLC сплитер, максимална загуба на вмъкване=17.0 dB
Конектори, 4 × 0,3 dB=1.2 dB
Сплави, 2 × 0,1 dB=0.2 dB
Инженерна граница=3.0 dB

Пълна загуба на връзка=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24,3 dB

Наличен бюджет от 30,0 dB минус консумираните 24,3 dB оставя 5,7 dB свободно пространство - връзката преминава с удобен марж. Ако фидерът беше 15 км вместо 8 км, същата конфигурация би загубила още 2,5 dB; все още преминава, но с инженерен марж почти наполовина. Увеличете сплитера до 1x64 (макс. 21 dB) и бюджетът се срива с допълнителни 4 dB - в този момент става необходима оптика от клас C+ OLT (35 dB бюджет) или XGS-PON.

GPON power budget with splitter

Как да изберете правилното съотношение на разделяне

Избирането на коефициент на разделяне само по броя на потребителите е най-честата причина за неуспешно въвеждане в експлоатация на PON. Вместо това използвайте следната последователност.

Потвърдете PON класа и общия бюджет

Потърсете оптичния клас на вашите OLT и ONT модули. Общи GPON класове отITU-T G.984.2са:

Клас B+: 28 dB бюджет
Клас C+: 32 dB бюджет
Клас C++: 35 dB бюджет

Класовете XGS-PON N1 и N2 обикновено осигуряват съответно 29 dB и 31 dB. Класът PON е твърдият таван - сплитерът не може да консумира повече от бюджета минус всичко останало.

Оценете загубата на влакно, конектор и снаждане

Използвайте 0,35 dB/km при 1490 nm и 0,22 dB/km при 1550 nm за едно-модово влакно; 0,3 dB на съединителна двойка съединители за UPC, 0,5 dB за APC; 0,05–0,1 dB на фузионно снаждане. Пребройте всеки компонент по пътя от OLT до ONT, а не само разстоянието до заглавието.

Прочетете максималната загуба при вмъкване от листа с данни

Използвайте максималната зададена стойност, а не типичната. Добавете разрешение за еднообразие, ако вашият дизайн трябва да гарантира най-лошия порт - това има значение за централизирани сплитери, обслужващи отдалечени абонати.

Резервен инженерен марж

2–3 dB е стандарт за FTTH. Това обхваща стареене на влакна, ремонтни снаждания, добавени по време на живота на мрежата, замърсяване на конектора и-предизвикана от температурата вариация. Операторите, обслужващи външни въздушни маршрути, често отиват по-високо.

Сравнете 1x8, 1x16 и 1x32 едно до друго

1x8- Най-добро за: FTTH с голям-обхват, много-етапни каскади, ограничени бюджети, маршрути,-податливи на ремонт. Риск: по-нисък процент на приемане на захранващо влакно, по-висока цена на абонат. Избягвайте, когато: имате нужда от висока плътност на абонатите на OLT порт.
1x16- Най-добро за: балансиран извънградски FTTH, средни-разстояния, дву-етапни архитектури (1x4 + 1x4 каскада). Риск: оставя ограничен марж, ако фидерът е дълъг или OLT е клас B+. Избягвайте, когато: съвкупното разстояние плюс конекторите избутват бюджета над 23 dB.
1x32- Най-добро за: гъсти градски разполагания с къси захранващи линии, оптика от клас C+ и централизирано разделяне във FDH. Риск: много малък марж; всеки добавен конектор или снаждане може да изтласка най-лошия порт извън спецификацията. Избягвайте, когато: фидерите надвишават 12 km при клас B+ или когато архитектурата се нуждае от каскадно свързване.

PLC срещу FBT сплитер: Кой трябва да използвате?

За брой портове от 1x8 и повече, PLC е единственият реалистичен избор. PLC чипът осигурява плоски загуби на вмъкване през 1260–1650 nm, което означава, че един и същ сплитер работи за низходящо 1490/1577 nm, възходящо 1310 nm и 1550 nm RF видео наслагване. Загубата на FBT варира в зависимост от дължината на вълната и устройството трябва да бъде поръчано за работния диапазон.

FBT остава уместен в три случая: разделяния с нисък-брой (1x2, 1x4), където цената е доминиращият фактор, приложения с една-дължина на вълната и неравни съотношения, които PLC не може лесно да произведе. За ефективно сравнение на начина, по който се натрупват загуби по различен начин в конектор-тежки спрямо сплитер-тежки връзки, вижте нашето по-широко разглеждане навмъкнати загуби във влакнести мрежи.

Често срещани грешки, които причиняват неизправности на полето

Проектиране срещу типични загуби при вмъкване.Типично е средната стойност за производствената партида. Тестването за приемане трябва да използва максималната стойност от листа с данни.
Пренебрегване на еднаквостта при-сплитери с голям брой.1x32 с 1,5 dB равномерност означава, че най-лошият порт е с 1,5 dB по-лош от най-добрия. Ако резултатът от OTDR за един ONT е граничен, еднородността често е липсващата променлива.
Забравяйки бюджета на конектора.Типичната FTTH връзка има 4–6 двойки свързани между OLT и ONT. При 0,3 dB всяка, което е до 1,8 dB - повече от километър влакно.
Третиране на 1x32 като безплатно надграждане от 1x16.Допълнителните 3 dB загуба на сплит изяждат по-голямата част от инженерния марж. Ако връзката е здрава при 1x16 с 2 dB резервни, вероятно ще се провали при 1x32.
Работещ нулев инженерен марж.Връзка, която преминава с 0,5 dB в първия ден, ще се повреди след първия ремонтен цикъл на снаждане или почистване на конектора.

За по-широк оптичен{0}}бюджетен контекст в FTTH изграждане,Инструкции за проектиране на FTTH мрежаобхваща захранващи, разпределителни и спускащи секции последователно.

ЧЗВ

Въпрос: Мога ли да използвам 1x64 сплитер на стандартен GPON?

О: Само ако оптиката OLT и ONT е от клас C+ (32 dB) или по-добра и разстоянието на захранващото устройство е кратко. 1x64 PLC сплитер има приблизително 21 dB максимална загуба на вмъкване, което оставя около 11 dB за влакна, съединители, снаждания и марж заедно. При оптика от клас B+ това е непрактично за нещо над няколкостотин метра разпределение.

В: Трябва ли да изчисля загубата на сплитер, като използвам идеална или определена максимална загуба?

A: Винаги използвайте посочения максимум от листа с данни на производителя за окончателния дизайн и за изпитване за приемане. Идеалната стойност (10 × log10(N)) е добра за ранни проверки на осъществимостта, но пропуска излишните загуби, еднообразието и толеранса на конектора.

В: Сплитер 1x32 винаги ли е по-лош от 1x16?

О: От гледна точка на -загубите на порт, да - 1x32 има приблизително 3 dB повече загуби от 1x16. Но "по-лошо" зависи от архитектурата. Единичен 1x32 в централизиран FDH често е по-добър от каскадно разгръщане 1x4 плюс осем 1x4, тъй като каскадният подход добавя двойки конектори на всеки етап. Сравнете цялата връзка, а не само сплитера.

В: Каква е разликата между коефициента на разделяне и загубата на вмъкване?

О: Коефициентът на разделяне е как входната мощност се разделя между изходните портове. Загубата на вмъкване е колко енергия се губи от входа към конкретен изходен порт. Двете са свързани: по-високият брой на разделяне води до по-висока минимална загуба на вмъкване.

Въпрос: Променя ли се вмъкнатата загуба с дължината на вълната?

О: За PON-клас PLC сплитер вариацията между 1260–1650 nm е малка, обикновено в рамките на 0,3–0,5 dB, а листът с данни посочва най-лошия случай. При FBT сплитерите зависимостта от дължината на вълната е много по-силна, поради което те трябва да се поръчват за определен работен диапазон.

Въпрос: Каква загуба на вмъкване трябва да измерва чисто нов сплитер 1x8?

A: Типичен 1x8 PLC сплитер измерва около 9,5–10,0 dB на калибриран електромер, като максимумът е определен на 10,5 dB. Ако показанията на порт са над посочения максимум, трябва да се провери сплитерът или един от неговите конектори.

Резюме

Коефициентът на разделяне задава основното разделение на мощността в PON; загубата при вмъкване е реалното число, което трябва да се побере в бюджета на връзката. Изберете, като работите в обратна посока от бюджета на класа PON, извадете приноса на влакното, конектора, снаждането и равномерността и използвайте максималната загуба на вмъкване от листа с данни - не идеалното, не типичното -, за да потвърдите избора си на сплитер. Когато обработеният пример показва дори 1 dB марж, изчезващ при 1x32, това е сигнал да се върнете обратно към 1x16, вместо да разчитате на най-добри-случаи.

Преди внедряването поискайте действителния тестов отчет за партидата сплитер, която купувате, проверете го спрямо IEC категорията на производителност, посочена в листа с данни, и -изпълнете отново бюджета с докладваните максимални стойности. Няколкото минути, които отнемат, са това, което разделя мрежа, която преминава одобрението, от тази, която трябва да бъде пре-проектирана след първата жалба.