Tipus de divisors de fibra òptica explicats a través de sis capes de classificació

Un número de peça com "1x32 PLC LGX SC/APC" sembla específic fins que us adoneu que omet la relació de distribució d'energia, el grau de fibra, la longitud de la cua i la construcció exacta de la cua. Dos divisors que comparteixen la mateixa etiqueta abreujada poden arribar al vostre moll com a productes diferents mecànicament i òpticament. Aquest article presenta un marc de classificació de sis-capes que descodifica cada divisor de fibra òptica en les seves propietats independents, deixant al descobert els buits que els catàlegs deixen habitualment sense omplir.

Per què "Tipus divisor" és una pregunta trencada

Pregunteu a un proveïdor "quin tipus de splitter teniu?" i obtindreu una de les sis respostes diferents en funció de quina dimensió estigui pensant el venedor. Podrien dir "PLC" (responent a la pregunta de tecnologia), "1x8" (responent a la pregunta de topologia), "LGX" (responent a la pregunta del paquet) o "SC/APC" (responent a la pregunta del connector). Cada resposta és correcta per a la seva dimensió i inútil per a les altres cinc.

El problema no és que els proveïdors siguin evasius. El problema és que "tipus" comprimeix almenys sis decisions d'enginyeria independents en una sola paraula, i diferents catàlegs fan opcions de compressió diferents. Un comprador que compare dos "divisors de PLC 1x16" sense comprovar les sis capes pot descobrir, després del lliurament, que una té unes cues de fibra nues de 250 micres, mentre que l'altra té cables de 2,0 mm. Tots dos són legítimament "divisors PLC 1x16". No són intercanviables.

El marc següent separa l'etiqueta comprimida en les seves capes constitutives. Cada capa respon a una pregunta, requereix una prova per confirmar i no es pot inferir de cap altra capa. Penseu en això com un registre de comparació normalitzat: abans d'aprovar un substitut, abans d'emetre una comanda de compra, abans de tancar la sessió en una instal·lació de camp, tots els camps del registre s'han d'indicar, verificar o no resoldre explícitament.

Capa 1: Tecnologia, la Física de la Divisió

Dues tecnologies de fabricació dominen el mercat del divisor de fibra òptica. Els divisors de circuits d'ones de llum planes (PLC) es construeixen mitjançant fotolitografia d'estil-semiconductor sobre substrats de vidre de sílice, creant un circuit de guia d'ones precís que divideix la llum de manera uniforme a tots els ports de sortida. Els acobladors Biconical Taper (FBT) es fabriquen torçant físicament dues o més fibres nues juntes, escalfant-les fins que es fusionen i després tirant-les cap a una regió afilada on la llum s'acobla entre els nuclis de la fibra.

Per què la capa tecnològica és més important del que la gent pensa

La majoria de les guies de comparació s'aturen a "PLC és millor per a ràtios de divisió altes, FBT és més barat per a ràtios baixes". Això és cert però incomplet. L'elecció de la tecnologia té implicacions en cascada per a totes les altres capes, implicacions que només es fan visibles quan les trobeu al camp.

Els divisors PLC funcionen en un rang de longitud d'ona plana de 1260 a 1650 nm, que cobreix totes les longituds d'ona PON actuals i planificades en un sol dispositiu. Els acobladors FBT estan optimitzats per a longituds d'ona específiques, normalment 1310/1490/1550 nm per a GPON, i la seva relació d'acoblament canvia quan s'utilitzen a altres longituds d'ona. Això significa que un divisor FBT que funciona de manera acceptable en una xarxa GPON pot fallar en una xarxa XGS-PON que utilitza longituds d'ona de 1270 nm amunt i 1577 nm avall, tot i que ambdós estàndards es troben dins de la mateixa planta de fibra física.

La relació màxima de divisió també depèn de la tecnologia-. Un sol xip PLC pot aconseguir 1x64 o fins i tot 1x128 en un substrat. Una única unió cònic FBT està limitada a 1x2 o 1x4; proporcions més altes requereixen en cascada de múltiples acobladors FBT en un arbre, la qual cosa augmenta la pèrdua d'inserció, consumeix més espai físic i acumula pèrdues excessives a cada unió. Un divisor FBT 1x8 solen ser tres acobladors 1x2 en cascada; un FBT 1x32 requeriria cinc etapes en cascada amb una pèrdua exponencial.

La diferència de rang de temperatura no és acadèmica. Un acoblador FBT amb una classificació de -5 graus centígrads experimentarà una deriva de la relació i un augment de la pèrdua excessiva en climes on les temperatures hivernals baixen d'aquest llindar. Els divisors PLC, amb la seva construcció de guia d'ona d'estat sòlid, mantenen un rendiment estable en l'interval complet de -40 a +85 graus especificat a Telcordia GR-1209. És per això que la majoria dels desplegaments FTTH a l'aire lliure s'han estandarditzat en tecnologia PLC independentment de la proporció de divisió.

Però FBT conserva un avantatge genuí: proporcions de divisió desiguals. Com que la relació d'acoblament FBT està determinada per la longitud de tracció de fusió i es pot controlar en temps real durant la producció, fer un acoblador de 10:90 o 5:95 és senzill i econòmic. Fer un divisor PLC desigual requereix un disseny de màscara personalitzat, que només és viable econòmicament a volum. Per a aplicacions de toc on el 5% del senyal es desvia a un port de monitor, FBT continua sent l'opció pràctica.

Capa 2: Topologia, Arquitectura Portuària

La topologia identifica la disposició d'entrada i sortida indicada. Un divisor 1xN té una entrada i N sortides identificades. Un divisor de 2xN té dues entrades identificades i N sortides. El signe de multiplicació descriu els ports; no diu res sobre la distribució d'energia, la mida del paquet o la funció de protecció.

L'equívoc més perillós sobre la topologia 2xN és la suposició que la segona entrada proporciona commutació automàtica de protecció. No ho fa. El divisor passiu no té cap lògica activa de failover. El disseny de la xarxa i l'equip extern determinen com s'utilitzen les dues entrades. Un divisor 2xN pot servir com a dispositiu de redundància d'alimentació-dual on dos ports OLT diferents alimenten el mateix PON, però només si l'OLT i el sistema de gestió de xarxa estan configurats per admetre aquesta arquitectura. Sense aquesta gestió activa, la segona entrada és simplement un port no utilitzat.

Les opcions de topologia habituals per a xarxes FTTH són 1x4, 1x8, 1x16, 1x32 i 1x64. Les ràtios 1x8 i 1x16 dominen els desplegaments GPON perquè s'alineen amb la capacitat del port OLT PON i les ràtios de divisió de l'oficina central. Per a XGS-PON i 50G-PON, s'utilitzen les mateixes topologies, però el pressupost òptic és més ajustat, la qual cosa fa que les especificacions d'uniformitat i pèrdues excessives del divisor siguin més crítiques.

Capa 3: distribució d'energia, igual o desigual

Un divisor igual divideix la potència nominal uniformement entre les seves sortides indicades. Un divisor PLC igual de 1x8 proporciona aproximadament -9,5 dB a cada port de sortida (menys 3 dB per cada duplicació, més una pèrdua excessiva de 0,5-1,5 dB). Un divisor desigual assigna proporcions nominals diferents a diferents camins, com ara 70:30, 90:10 o 95:5.

La notació desigual requereix més especificació que una única relació. Una etiqueta com "70:30" està incompleta tret que també especifiqui quina sortida rep la quota del 70%, la direcció de la ruta d'entrada-a-sortida, la numeració de ports utilitzada al dibuix i si el valor és una relació d'acoblament nominal o un límit d'acceptació. No deduïu el mapa de ports a partir de la seqüència de percentatges d'un títol de catàleg breu. La disposició física del mòdul divisor pot assignar ports en un ordre diferent del que suggereix la cadena de proporció.

La distribució igualitària és la predeterminada per als desplegaments PON on tots els subscriptors reben el mateix nivell de servei. La distribució desigual s'utilitza en arquitectures dividides jeràrquiques (en cascada 1x4 i després 1x8 per aconseguir 1x32 amb proporcions de concentració esglaonades) i en aplicacions de monitorització òptica on una petita fracció del senyal es connecta a un receptor de monitorització. La capa tecnològica limita aquesta elecció: les divisions desiguals són fàcils amb FBT i difícils amb PLC, tal com es comenta a la capa 1.

Capa 4: paquet, protecció física i muntatge

La terminologia dels paquets varia més entre els catàlegs de proveïdors que qualsevol altra capa. El mateix paquet físic pot ser anomenat "sense blocs" per un proveïdor, "micro mòdul" per un altre i "mini PLC" per un tercer. La normalització següent mapeja els termes habituals del catàleg a famílies àmplies, però les dimensions exactes, els mètodes de muntatge i els dissenys d'adaptadors sempre requereixen un dibuix-que coincideixi amb el model.

La capa del paquet és on el divisor es troba amb el món real. Un divisor de fibra nua és només el xip PLC amb coles de fibra nua de 250-micres, sense connector, sense carcassa. És l'opció més petita, barata i fràgil, dissenyada per a la integració dins d'un tancament d'empalmament o caixa de distribució on el recinte host proporciona protecció ambiental. Un paquet de tubs d'acer embolcalla el xip en un cilindre metàl·lic per a una protecció moderada mentre es manté compacte. Un mòdul sense blocs afegeix una carcassa fina de plàstic amb canals d'encaminament, adequat per al muntatge de safates dins de tancaments.

La caixa ABS és el cavall de batalla de la distribució exterior FTTH. Allotja el xip divisor en una carcassa de plàstic resistent amb protecció IP65-, coles pre-terminades i gestió de cables per a un desplegament a l'aire lliure en armari o en pal-. El casset LGX és l'homòleg interior, dissenyat per a entorns de muntatge en bastidor-on el casset es llisca dins d'un prestatge i presenta interfícies d'adaptador del tauler-frontal per aplicar-hi pedaços. El mòdul de bastidor 1U és el format més gran, combinant diversos divisors en un sol panell de muntatge en bastidor.

La implicació pràctica: especificar "PLC 1x8" sense especificar el paquet és com demanar un "ordinador" sense especificar portàtil o escriptori. El mateix dispositiu òptic arriba en un format que pot adaptar-se o no al vostre entorn d'instal·lació.

Capa 5: construcció de fibra i pigtail

La fibra que surt del paquet divisor és una capa de configuració separada que molts catàlegs comprimeixen a l'etiqueta del paquet o ometen completament. Els atributs rellevants inclouen el mode i el grau de fibra, la construcció del recobriment o del tampó, el diàmetre exterior, la longitud de la cua i la identificació del color.

G.652.D i G.657.A1/A2 són designacions de fibra de mode únic-; OM3, OM4 i OM5 són designacions multimode. Pertanyen a aquesta capa, no a la capa de tecnologia o paquet. G.652.D és la fibra estàndard-mode únic que s'utilitza en els troncs-de llarg recorregut i del campus. G.657.A1 i A2 són fibres-insensibles a la flexió dissenyades per a aplicacions de caiguda FTTH on els radis de flexió ajustats són inevitables. Un color del connector, una etiqueta FTTH o una etiqueta d'aplicació del centre de dades-no verifica per si sol la qualitat de la fibra.

La construcció del tampó és important perquè determina què passa amb la cua després que surti del paquet divisor. Apareixen tres construccions habituals a les cues divisores: fibra nua de 250-micres (el format-només de recobriment, extremadament fràgil, requereix protecció del tancament de l'amfitrió), amortidor ajustat de 900-micres (un recobriment secundari que afegeix rigidesa i robustesa de maneig) i 2,0 mm o cable de 3,0 mm o jaqueta lleugera amb membres de força d'aramida i una jaqueta exterior, adequada per a l'exposició directa a l'exterior).

CONFUSSIÓ COMÚ

"Divisor nu" i "divisor sense terminació" descriuen diferents propietats. "Nu" es refereix al format del paquet (protecció mínima, coles de fibra nua). "Sense terminar" vol dir que no hi ha connectors instal·lats. Un mòdul sense blocs amb coles de fibra nua i sense connectors està nu i sense terminar. Un casset LGX amb connectors SC/APC al panell frontal tampoc ho és. Una caixa d'ABS amb coles de 2,0 mm però sense connectors no està acabada, però no nua.

Capa 6: connector i interfície{1}}de cara final

La capa d'interfície ha d'identificar tant la família de connectors com el tipus de poliment. Les combinacions habituals són SC/APC, SC/UPC, LC/APC i LC/UPC. La designació també ha d'indicar si s'aplica a l'entrada, a la sortida o a totes dues.

"SC" sense APC o UPC està incomplet allà on hi hagi problemes de cara-final. "APC" sense família de connectors també està incomplet. El tipus de poliment determina la pèrdua de retorn: PC (contacte físic) aconsegueix aproximadament 40 dB, UPC (contacte ultrafísic) aconsegueix 50+ dB i APC (contacte físic angulat) aconsegueix 60+ dB. El poliment en angle de 8 -graus d'APC desvia els-reflexos cap enrere fora del nucli de la fibra en lloc de tornar-los a la font, motiu pel qual l'APC és necessari per a aplicacions làser-de gran potència i es recomana per a tots els desplegaments PON on la reflexió posterior pot desestabilitzar els transceptors.

La codificació de colors proporciona una comprovació visual ràpida: els connectors UPC són blaus, els connectors APC són verds. Això no és una convenció; és un estàndard. Barrejar connectors blaus i verds al mateix panell de connexió és un error de configuració que causarà danys físics a les virolles, perquè l'angle APC de 8 graus i la superfície plana UPC no es poden acoblar sense espai d'aire o interferències físiques.

Descodificació d'un nom de catàleg real

Penseu en aquest títol hipotètic del catàleg que podria trobar un comprador: PLC Splitter 1x32 LGX SC/APC, G.657.A1, 2,0 mm, 1,5 m. Sembla detallat. Però separar-lo en les sis capes revela què s'indica i què falta.

El títol localitza una família de productes, però és insuficient per a l'aprovació del lliurament. La distribució d'energia és completament absent. El comprador no ha d'assumir "igual" de la topologia "1x32"; alguns divisors de PLC 1x32 es fabriquen amb distribucions lleugerament desiguals per a arquitectures en cascada específiques. L'ajust mecànic exacte, l'assignació de la interfície a nivell de port-i la construcció de la cua d'entrada/sortida segueixen sent preguntes obertes que requereixen un full de dades-que coincideixi amb el model.

El factor d'evolució de PON: per què l'elecció de la tecnologia mira cap endavant-

La capa tecnològica no es tracta només de la xarxa actual. Es tracta de si el divisor seguirà funcionant quan s'actualitzi la xarxa. Els estàndards PON estan evolucionant i cada generació utilitza diferents longituds d'ona. Un divisor que funcioni perfectament al GPON actual pot convertir-se en un coll d'ampolla quan la xarxa s'actualitza a XGS-PON, TWDM-PON o 50G-PON.

GPON opera a 1310 nm aigües amunt i 1490/1550 nm aigües avall. Els acobladors FBT estàndard estan optimitzats per a aquestes longituds d'ona i funcionen bé. Però XGS-PON utilitza 1270 nm aigües amunt i 1577 nm aigües avall. A 1270 nm, un acoblador FBT optimitzat per a 1310 nm mostrarà una relació d'acoblament desplaçada i una pèrdua d'inserció potencialment més elevada. A 1577 nm, el mateix acoblador optimitzat per a 1550 nm pot mostrar una degradació similar. Els divisors PLC, amb la seva resposta plana de 1260-1650 nm, gestionen totes aquestes longituds d'ona sense degradació.

50G-PON afegeix més complexitat amb longituds d'ona a les bandes de 1342-1358 nm aigües amunt i 1485-1500 nm i 1550-1560 nm aigües avall, a més d'un canal de 1900-2000 nm per a la coexistència futura. El rang de 1900-2000 nm s'estén més enllà del límit superior de 1650 nm dels divisors PLC estàndard, el que significa que fins i tot la tecnologia PLC pot requerir una revisió d'especificacions per als canals de longitud d'ona més llarga. Aquesta és una consideració de futur que pertany a la capa tecnològica, no a la capa de paquet o connector.

Conclusió: sis capes, una decisió

El divisor de fibra òptica és un component enganyosament senzill. No té electrònica activa, ni programari, ni configuració. Es divideix la llum. Però les sis capes independents de tecnologia, topologia, distribució d'energia, paquet, fibra i pigtail i interfície de connector signifiquen que "quin tipus de divisor necessiteu?" no és una pregunta sinó sis, i cadascun requereix la seva pròpia evidència per confirmar.

El marc que es presenta aquí no és un sistema de recomanació. No us diu quina tecnologia triar, quin paquet especificar o quin poliment del connector necessitareu. Aquestes decisions depenen de la vostra arquitectura de xarxa, entorn de desplegament i pressupost. La feina del marc és assegurar-se que quan preneu aquestes decisions, les feu conscientment en les sis dimensions, no per defecte ni per suposició a partir d'un títol de catàleg comprimit.

El mode de fallada més comú en l'adquisició de divisors és no triar la tecnologia equivocada. És triar la tecnologia adequada i el paquet equivocat, o la topologia correcta amb el grau de fibra incorrecte, o la família de connectors correcta amb el poliment incorrecte. No són fallades d'enginyeria; són errors de classificació i es poden prevenir completament aplicant el marc de sis-capes abans d'emetre l'ordre de compra.