Divisor de PLC 1:32 vs 1:64: Guia de selecció del pressupost d'enllaç GPON/XGS-PON

Tots els enginyers de FTTH saben la lluita: dissenyant un ODN, passeu més temps agonitzant-se per la relació de divisió que per la ruta de la fibra. Dos blocs residencials idèntics: un disseny utilitza 1:32, l'altre 1:64. Pregunteu per què, i sovint escolteu "això és el que fem servir sempre" o "és la plantilla". Però la potència òptica no menteix. Doblar la relació de divisió costa uns 3 dB en el pressupost d'enllaç. En l'últim quilòmetre d'una xarxa d'accés, aquests 3 dB poden ser la diferència entre "funciona bé" i "desconnecta aleatòriament".

Recentment he revisat les dades mesurades per als nostres divisors PLC de casset GLORY LGX, comparant 1:32 i 1:64 un al costat de l'altre. Juntament amb algunes lliçons doloroses de projectes reals, aquí teniu el que he après sobre com escollir la proporció de divisió.

1. Introducció a la tecnologia: FBT vs. PLC: per què és important

Abans d'explorar les proporcions de divisió, és útil saber com es fa un divisor. Existeixen dues tecnologies principals: Fused Biconical Taper (FBT) i Planar Lightwave Circuit (PLC).

FBT funciona retorçant dues o més fibres juntes i escalfant-les fins que es fusionen i es redueixen. És una tecnologia madura i de baix cost-. Per a proporcions de divisió petites (1:2, 1:4) a una longitud d'ona específica, encara és competitiu.

Però FBT té límits greus per a FTTH:

• Dividir més enllà d'1:8 és difícil; 1:32 és el límit pràctic, i la uniformitat se'n ressent.

• Sensible a la temperatura: la regió fusionada s'expandeix i es contrau, provocant una variació de la pèrdua.

• Comportament depenent de la longitud d'ona-, que és problemàtic per als PON de diverses longituds d'ona.

La tecnologia PLC adopta un enfocament diferent. Utilitza la fabricació de semiconductors per crear guies d'ones litogràficament sobre un substrat de sílice. Un xip PLC típic té tres capes gravades amb precisió: un substrat per al suport mecànic, una capa de guia d'ones per a l'encaminament òptic i un revestiment de protecció. Aquest procés-com un xip ofereix diversos avantatges:

• Les ràtios de divisió arriben fàcilment a 1:32, 1:64 i fins i tot 1:128, perfecte per a zones urbanes d'-alta densitat.

• Excel·lent uniformitat: cada sortida obté gairebé exactament la mateixa quantitat de potència.

• Ampli rang de longituds d'ona (1260-1650 nm) que cobreix les bandes O, E, S, C i L, ideal per a la coexistència GPON/XGS-PON.

• Estabilitat a alta temperatura: la pèrdua canvia molt poc de -40 graus a +85 graus, crític per a armaris exteriors i caixes de muntatge en pal.

• Mida compacta: un dispositiu 1:32 pot ser tan petit com 4×12×60 mm, permetent molts mòduls LGX en un bastidor 1U.

S'espera que el mercat global de divisors de PLC creixi d'uns 1.615 milions de dòlars el 2025 a 2.307 milions de dòlars el 2031, amb un CAGR d'aproximadament el 6,1%. Es preveu que només el segment de cassets (LGX) assoleixi els 945 milions de dòlars l'any 2032, impulsat pels llançaments de FTTH/FTTx i la demanda de components passius d'alt rendiment-en 5G i centres de dades. L'embalatge LGX és una part clau d'aquesta tendència perquè ofereix una gestió modular,{11}}scanviable i estandarditzada als dissenys ODN, exactament el que necessita una xarxa en creixement.

Per a les aplicacions FTTH, hi ha poques raons per considerar FBT. La sèrie LGX de GLORY utilitza xips PLC d'alta-qualitat amb fibra insensible a la flexió G.657A1- (radi de curvatura mínim de 10 mm, perfecte per a armaris de bastidor ajustats) i xifres de pèrdua/uniformitat d'inserció que compleixen o superen els estàndards internacionals.

2. Dades dures: comparant 1:32 i 1:64

Aquests són els números d'especificació dels nostres divisors de casset LGX:

La diferència de 3 dB

La pèrdua típica per a l'1:32 és d'uns 16,0 dB, per a l'1:64 uns 19,5 dB, un delta de 3,5 dB. En un sistema PON, l'OLT sol llançar +3 a +5 dBm (Classe B+). La sensibilitat de l'ONT és d'uns -27 dBm (GPON) o -28 dBm (XGS-PON). Inclou l'atenuació de la fibra (per exemple, 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), la pèrdua de connectors (quatre connectors a 0,3 dB cadascun=1.2 dB) i la pèrdua d'empalmament (tres empalmes a 0,1 dB=0.3 dB).

Amb un divisor 1:32:

+5 dBm – 16,0 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–14,25 dBm – molt dins de la sensibilitat de l'ONT.

Amb un divisor 1:64:

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm: encara acceptable, però els marges són més ajustats.

Però nota:la taula mostra la pèrdua màxima d'inserció. Per a 1:64, la pitjor pèrdua-del cas és de 20,5 dB. Utilitzant el mateix càlcul: +5 dBm – 20,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–18,75 dBm. Encara dins dels -27 dBm d'un ONT, però el marge s'ha reduït encara més.

Uniformitat:d'1,5 dB a 2,5 dB: el que això significa a la pràctica

Mireu la fila d'uniformitat: 1:32 té Menys o igual a 1,5 dB, 1:64 salta a Menys o igual a 2,5 dB. Això sovint es passa per alt. Suposem que instal·leu un divisor 1:64 en una MDU de 4-pisos. El port de sortida amb la pèrdua més alta podria ser 2,5 dB més feble que el port de pèrdua més baixa. Aquesta variació afecta directament la potència òptica que veu cada ONU i, el que és més important, el camí amunt.

En la direcció aigües amunt, les ONU transmeten a potències normalment entre +0.5 i +5 dBm. Després de passar pel divisor (al revés), els senyals es combinen a l'OLT. L'OLT ha de fer front a un ampli rang dinàmic. Una uniformitat de 2,5 dB significa que alguns senyals ONU arribaran 2,5 dB més febles que altres. Tot i que els OLT moderns tenen un control automàtic de guany i receptors en mode de ràfega-, grans variacions poden augmentar la taxa d'error de bits (BER) i ocasionalment fer que una ONU es des-de registre durant períodes de-alta càrrega. Aquest és el tipus de problema "atzar" que és molt difícil de diagnosticar després dels fets.

Estabilitat de la temperatura: un factor ocult

La taula indica una pèrdua típica-depenent de la temperatura de 0,3-0,4 dB i un màxim de 0,5 dB. Tanmateix, un divisor 1:64 és inherentment més sensible al cicle tèrmic. La diferència de coeficient d'expansió tèrmica entre el xip PLC, la fibra i la carcassa pot afegir una pèrdua addicional a la part superior dels números estàtics, especialment en armaris exteriors on els canvis de temperatura dia-nit són grans. És per això que molts dissenys ODN dissenyats de manera conservadora encara prefereixen l'1:32 a l'1:64: volen un coixí més segur.

3. Un autèntic-fracàs mundial causat per l'elecció cega 1:64

L'any passat vam ajudar amb una actualització de FTTH en zones abandonades en una ciutat del sud de la Xina. La comunitat tenia uns 60 pisos. La sala de telecomunicacions estava a l'extrem cantonada de la finca; el recorregut de fibra més llarg fins a l'edifici més llunyà era d'uns 6,8 km. El disseny original utilitzava dos divisors 1:32, cadascun servint uns 30 subscriptors. Purchasing va decidir utilitzar divisors 1:64 perquè "el preu és gairebé el mateix i està a prova-de futur".

 

La instal·lació va anar sense problemes. Les proves d'acceptació van mostrar nivells de recepció acceptables, només. Els vuit ONT més llunyans mesuraven entre -26,5 i -28 dBm, just al llindar. Això va ser a la tardor seca.

Després va arribar la temporada dels monsons. L'alta humitat va provocar condensació dins d'un parell de tancaments d'empalmament. Tres ONT es van deixar fora de línia. La-inspecció del lloc va trobar un connector SC/APC lleugerament fluix al port de sortida del divisor. Re-assentar-lo va fer que la potència de recepció de -27,3 dBm de nou a -25,2 dBm. Problema resolt, però el servei d'assistència s'havia inundat de trucades durant setmanes.

Causa principal: el divisor 1:64 gairebé no havia deixat cap marge per a pèrdues inesperades (oxidació del connector, micro-corbes induïdes per la humitat, envelliment). Els 3 dB addicionals que hauria proporcionat un 1:32 haurien absorbit el problema del connector sense cap interrupció del servei.

Des de llavors, hem seguit una regla senzilla: a 3 km de l'OLT, 1:64 és acceptable; per a distàncies superiors a 3 km, o si s'utilitza la divisió en cascada, ateneu-vos a 1:32.

4. Prova de laboratori: casset GLORY LGX 1:32 vs 1:64

Hem sotmès els mòduls LGX 1:32 i 1:64 a una prova de cicle tèrmic de 48 hores (-40 graus a +85 graus). Cada quatre hores vam mesurar la pèrdua d'inserció.

• El mòdul 1:32 va començar a 16,7 dB i va augmentar fins a 17,1 dB, un augment de 0,4 dB, encara dins de les especificacions.

• El mòdul 1:64 va passar de 20,1 dB a 20,9 dB, un augment de 0,8 dB, també dins dels 21,5 dB garantits.

Després que els mòduls van tornar a la temperatura ambient, tots dos es van recuperar als seus valors de pèrdua originals. Sense danys permanents: el canvi temporal va ser causat per una lleu deformació mecànica dels connectors i segells a temperatures extremes. Però l'1:64 va mostrar gairebé el doble de la variació, confirmant que les proporcions de divisió més altes són més sensibles a l'estrès ambiental.

També vam provar els mòduls LGX 1:8 i 1:16. Els mòduls 1:8 es van mantenir estables a 10,1-10,3 dB, amb prou feines movent-se. Si el vostre pressupost ho permet, utilitzar dos divisors 1:8 en cascada (pèrdua total ~ 20,6 dB) és gairebé el mateix que un 1:64 (20,5 dB), però els mòduls 1:8 són molt més estables i el punt d'empalmament intermedi proporciona un accés de prova útil per a l'aïllament de fallades.

5. Divisió centralitzada vs. distribuïda: com canvia l'elecció

La decisió de la proporció de divisió interactua fortament amb l'arquitectura de divisió.

Divisió centralitzada (única-nivell)col·loca un gran divisor d'1:32 o 1:64 a l'oficina central o un gran armari ODF. Cada fibra de gota va directament des d'aquest divisor fins a l'abonat. Avantatges: gestió senzilla, pocs punts de fallada, encaminament de fibra senzill. Desavantatges: moltes fibres alimentadores des de l'OLT fins al divisor (64 fibres per a un divisor 1:64) i molta capacitat de fibra no s'utilitza fins que es connecta cada pis. La divisió centralitzada funciona millor per a parcs empresarials o torres d'oficines de-construcció nova on l'ocupació-és immediata i alta.

Divisió distribuïda (en cascada)utilitza dues etapes: un divisor 1:4 en un armari de carrer, després divisors 1:8 o 1:16 als punts d'entrada d'edificis o escales. El cable d'alimentació només necessita 2-4 fibres i només instal·leu mòduls divisors quan es registren els subscriptors. Això és ideal per a zones residencials amb una incorporació gradual. L'inconvenient: més empalmes de camp i major pèrdua total d'inserció (una cascada 1:4 + 1:8 té uns 7.1+10.4=17.5 dB, entre 1:32 i 1:64).

ElCasset LGXbrilla aquí: un bastidor 1U o 2U pot allotjar una barreja de mòduls 1:8, 1:16, 1:32 i 1:64. Podeu començar amb uns quants mòduls d'1:8 i després lliscar en un 1:16 o 1:32 sense tocar la fibra o el bastidor. No cal comprometre's amb un gran 1:64 des del primer dia. Aquesta flexibilitat de "pagar-a mesura que--creixeu" estalvia tant despeses de capital com molèsties operatives.

6. No oblideu les pèrdues de connectors i empalmes: sumen

Els dissenyadors sovint se centren només en la pèrdua d'inserció del divisor, però un ODN real acumula pèrdues de moltes fonts.

• Pèrdua de connector: cada connexió SC/APC o SC/UPC afegeix uns 0,3-0,5 dB. Un camí típic pot tenir 8-10 connectors, afegint fàcilment 3-4 dB.

• Pèrdua d'empalmament: cada empalmament de fusió afegeix 0,1-0,2 dB. Amb 3-5 empalmes, això és un altre 0,5-1 dB.

• Marge d'envelliment: durant 5-8 anys, el desgast de la virola del connector, l'acumulació de pols i les microcobes de la fibra poden augmentar lentament la pèrdua. Un disseny conservador reserva almenys 3 dB per a l'envelliment.

Afegeix aquests: divisor 20,5 dB + connectors 3,0 dB + empalmes 1,0 dB + envelliment 3,0 dB=27.5 dB. Un pressupost d'enllaç GPON de classe B+ és de 28 dB, deixant només un marge de 0,5 dB. Això és massa ajustat. És per això que només es recomana 1:64 quan s'utilitzen OLT de classe C+ (pressupost de 32 dB) o quan l'ODN és molt curt i net.

7. Què passa amb 25G PON i 50G PON? Haureu de redissenyar?

Molts operadors es preocupen que les futures actualitzacions de PON facin obsolet el seu ODN. Per a 25G PON, la transició de la modulació NRZ a PAM4 empitjora la sensibilitat del receptor uns 3 dB. Això vol dir que una divisió en dues-etapes (p. ex.. 1:8+1:8, pèrdua de ~21 dB) que funcionava bé per a GPON ja no es pot utilitzar per a PON 25G tret que es converteixi en una única-etapa 1:32 (pèrdua de ~17,5 dB). Això requeriria una re-enginyeria de la disposició de l'armari i l'encaminament de la fibra, car i pertorbador.

Tanmateix, el pas de GPON a XGS-PON és la prioritat immediata. La tecnologia combo-PON (WDM dins de l'OLT) permet que GPON i XGS-PON coexisteixin al mateix ODN sense canviar els divisors o la fibra. El pressupost XGS-PON (29-31 dB) és similar al GPON Classe B+/C+. Pel que fa al PON 25G/50G, estan sorgint solucions de coexistència viables i és probable que la infraestructura passiva existent sobrevisqui durant molts anys. Tot i així, un ODN ben-dissenyat amb mòduls LGX d'alta-uniformitat i baixes pèrdues (ja sigui 1:32 o 1:64) us ofereix el màxim marge de respiració per al futur.

8. Guia pràctica de selecció

D'acord amb l'experiència de camp, faig servir les següents regles generals:

• Comenceu amb el mòdul òptic OLT.Molts OLT GPON desplegats utilitzen Classe B+ (pressupost de 28 dB). Per a 1:64, realment voleu Classe C+ (32 dB). Els mòduls XGS-PON solen oferir 29-31 dB: consulteu el full de dades abans de comprometre's.

• Distància i marge.Si l'ONT més llunyà és Menor o igual a 2 km i l'atenuació de la fibra és baixa (Menor o igual a 0,33 dB/km), és possible 1:64 amb un bon pressupost. Durant 2-5 km, ateneu-vos a 1:32. Més enllà dels 5 km, utilitzeu 1:16 o una cascada.

• Arquitectura en cascada.A 1:4 + 1:8 en cascada suma uns 17,5 dB, entre 1:32 i 1:64. Ofereix punts de prova intermedis i una inversió gradual més fàcil, però augmenta el nombre de nodes actius.

• Deixa espai per al creixement.Si un divisor 1:64 només utilitza 30 ports, els altres 34 ports estan inactius, però encara són vulnerables a la pols i la contaminació. Sovint és millor desplegar dos divisors 1:32 i només omplir el segon quan sigui necessari.

• Estandarditzar en cassets LGX.L'ús del mateix factor de forma LGX en tots els projectes simplifica la gestió de l'inventari i redueix el risc de demanar la peça equivocada.

La nostra sèrie de cassets LGX admet mòduls intercanviables-calent. Podeu començar amb un 1:32 i, més tard, substituir-lo per un 1:64 (o afegir una segona unitat) sense molestar la fibra o el bastidor. Diversos operadors han escollit aquest enfocament perquè no podien predir la taxa d'absorció-final: la flexibilitat va donar els seus fruits.

9. Aigües amunt: la direcció sovint ignorada

Tendim a fixar-nos en aigües avall (OLT→ONT), però el camí aigües amunt importa igual. A GPON, la potència de transmissió de l'ONT sol ser de +0.5 a +5 dBm. Després de passar pel divisor (al revés) i combinar-se amb altres senyals ONT, la potència que arriba a l'OLT pot ser significativament menor.

Per a un divisor 1:64, la pèrdua aigües amunt és d'uns 20 dB. Una ONT que transmetia a només +0.5 dBm lliuraria uns -19,5 dBm a l'OLT, encara per sobre de la sensibilitat OLT típica (-28 a -30 dBm), però el marge és petit.

A més, el receptor en mode ràfega-de l'OLT ha de gestionar potències d'entrada molt diferents de diferents ONT. Un divisor amb poca uniformitat (2,5 dB) empitjora això, i pot provocar errors de paquets i registres de-ONU. És per això que, quan és inevitable un 1:64, recomanem seleccionar mòduls amb la millor uniformitat possible: podem proporcionar informes de prova per-port per a cada lot.

10. Coherència de producció i traçabilitat

A diferència d'un mòdul-empalmat de camp, un divisor de casset no es pot ajustar al lloc. Si arriba una comanda amb el model incorrecte o un canal té una pèrdua excessiva, el projecte es retarda. Per tant, realitzem proves de vida accelerada a nivell-per lots i proporcionem dades de pèrdua per-canal per a cada enviament. Els clients també poden especificar criteris d'acceptació personalitzats al contracte.

El resultat és que diversos llocs de projecte amb cassets LGX funcionen des de la mateixa línia de base. Les proves, la documentació i la resolució de problemes s'estandarditzen, cosa que suposa un gran estalvi de temps-per als equips de camp.

Conclusió

Escollir una proporció dividida mai és simplement "més gran és millor". La diferència entre 1:32 i 1:64 és d'uns 3-4 dB de pressupost òptic, però en els desplegaments de plantes exteriors-reals, aquests decibels es tradueixen directament en marges d'instal·lació, tolerància a l'envelliment a llarg termini i facilitat de manteniment.

1:32 i 1:64 cadascun tenen el seu lloc: els edificis urbans d'alta-densitat de curt-abast poden estar bé amb 1:64, mentre que els enllaços de llarga-distància o d'entorns durs-demanen sovint el coixí addicional d'1:32. La sèrie de cassets LGX de GLORY ofereix tots dos, i la possibilitat de barrejar-los al mateix bastidor us ofereix un autèntic conjunt d'eines de "pagament-a mesura que-creixeu-".

La propera vegada que dissenyeu una xarxa PON, no us limiteu a mirar l'etiqueta del divisor. Calculeu la pèrdua acumulada d'enllaç, tingueu en compte la futura taxa d'absorció-, la uniformitat dels mòduls i el cost d'uns quants camions. Una mica de marge addicional avui val moltes vegades el preu d'un divisor.