Pèrdua del divisor òptic: trieu 1x8, 1x16 o 1x32

La relació de divisió i la pèrdua d'inserció són els dos paràmetres que decideixen si un enllaç PON o FTTH passarà realment les proves d'acceptació. Trieu la relació de divisió incorrecta i la potència òptica a l'ONT cau per sota de la sensibilitat del receptor. Subestimar la pèrdua d'inserció i l'enllaç pot funcionar al laboratori, però fallar després d'uns quants cicles de connexió de connector, una reparació d'unió de fusió o tres anys d'envelliment de la fibra.

Aquesta guia està escrita per a enginyers i equips de contractació que necessiten dimensionar un divisor amb un pressupost d'energia real. Explica què significa la proporció de divisió, com s'especifica la pèrdua d'inserció en un full de dades, com calcular la pèrdua per als divisors 1x8, 1x16 i 1x32 i com triar-los amb una llista de verificació de decisions i un exemple de pressupost GPON treballat.

Optical splitter in a PON network

Què és un divisor òptic?

Un divisor òptic és un component passiu que pren un senyal òptic d'entrada i el distribueix a través de múltiples fibres de sortida. És bidireccional, no requereix energia elèctrica i és transparent a la longitud d'ona-dins de la seva banda de funcionament especificada (normalment 1260–1650 nm per a dispositius PLC de grau PON-).

En una xarxa òptica passiva Gigabit (GPON), un port PON OLT pot servir fins a 64 ONT a través d'un arbre de divisors, i XGS-PON l'estén a 128 ONU lògiques per port sotaITU-T G.9807.1. El divisor és el que fa que aquest punt-a-arquitectura multipunt sigui econòmicament viable, perquè centenars de subscriptors comparteixen una única fibra d'alimentació i un únic transceptor OLT.

Dues tecnologies divisores dominen el mercat:

Divisors PLC (Planar Lightwave Circuit).utilitzeu un xip de guia d'ones de sílice. Ofereixen una divisió uniforme des d'1x2 fins a 1x64, funcionen a tota la banda de 1260–1650 nm i són l'opció predeterminada per a les xarxes d'accés FTTH.Divisors PLCestan disponibles en fibra nua, sense blocs, caixa ABS, LGX i envasos de casset.
Divisors FBT (Fused Biconical Taper).es fabriquen fusionant i afilant dues fibres juntes. Són rendibles-per a aplicacions 1x2 i 1x4 i són l'única opció pràctica quan es necessita una proporció de divisió desigual (90:10, 80:20, etc.).

Què significa la relació de divisió?

La relació de divisió descriu com es distribueix la potència òptica d'entrada pels ports de sortida del divisor. No descriu quanta potència es perd - és a dir, la pèrdua d'inserció, que és un paràmetre relacionat però independent.

Equal optical splitter ratios

Relacions de divisió iguals

Un divisor igual divideix la potència d'entrada de manera uniforme. La quota teòrica que rep cada sortida és simplement 1 dividit pel nombre de sortides:

1 x2 - 50% per port
1 x4 - 25% per port
1 x8 - 12.5% per port
1 x16 - 6.25% per port
1 x32 - 3.125% per port
1 x64 - 1.5625% per port

Els divisors iguals són l'estàndard per a FTTH perquè fan que el pressupost d'energia sigui idèntic per a cada subscriptor del mateix divisor, cosa que simplifica el disseny, la documentació i la interpretació de l'OTDR.

Ràtios de divisió desiguals

Un divisor desigual envia un percentatge fix de potència per una branca i la resta per l'altra. Les proporcions habituals són 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 i 50:50.

L'aplicació clàssica és una arquitectura d'aixeta al llarg d'una fibra d'alimentació: cada aixeta cau un petit percentatge a una distribució local mentre la major part de l'energia continua pel tronc. Per exemple, un toc de 10:90 perd uns 10,5 dB al port del 10% i només uns 0,5 dB al port del 90% (excloent l'excés de pèrdua). Això permet a l'operador col·locar diverses aixetes en sèrie sense esgotar el pressupost a la primera gota.

Què és la pèrdua d'inserció del divisor òptic?

La pèrdua d'inserció és la potència òptica total perduda entre l'entrada i un determinat port de sortida, mesurada en decibels. En un full de dades, normalment veureu dos números per recompte de ports: un valor típic i un valor màxim. Dissenyar sempre contra elpèrdua màxima d'inserció especificada, mai la típica o la pèrdua dividida ideal. Els valors típics són útils per a l'anàlisi comparativa, però les proves d'acceptació i els pressupostos d'enllaç necessiten una figura del pitjor-cas.

La pèrdua d'inserció té dos components:

Divisió de la pèrdua- la pèrdua inevitable causada per dividir la potència entre N sortides. Igual a 10 × log₁₀(N) per a un divisor igual.
Pèrdua excessiva- la pèrdua addicional per imperfeccions de la guia d'ona, la geometria de l'acoblador, l'absorció del material i les toleràncies del connector. Per a un divisor de PLC de qualitat, normalment és de 0,3 a 1,5 dB depenent del nombre de ports i de l'embalatge.

Altres dos paràmetres apareixen al mateix full de dades i són importants per al disseny:

Uniformitat- la difusió màxima entre el millor i el pitjor port de sortida. Un divisor PLC 1x32 normalment especifica uniformitat Menor o igual a 1,5 dB. Si suposeu que tots els ports són idèntics, -presupostarà el pitjor dels casos.
Pèrdua de retorn- quanta llum es reflecteix. Un paràmetre separat de la pèrdua d'inserció, ben explicat al nostrePèrdua d'inserció vs guia de pèrdua de retorn.

Pèrdua d'inserció típica dels divisors 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 i 1x32

Els valors següents combinen la pèrdua de divisió ideal amb l'excés de pèrdua realista per als divisors de PLC amb terminació SC/UPC-. Ho sónnomés referències de planificació; la pèrdua d'inserció màxima real per al producte específic que compreu és el que regeix l'acceptació.

1x2- 3,0 dB ideals, 3,6-4,0 dB com a màxim típic. S'utilitza per a tocs de línia i protecció de-sucursals petites.
1x4- 6,0 dB ideals, 7,0-7,4 dB com a màxim típic. Comú en petits punts de distribució i elevacions FTTB.
1x8- 9,0 dB ideals, 10,0-10,5 dB com a màxim típic. Cavall de batalla per als tancaments d'accés FTTH.
1x16- 12,0 dB ideals, 13,0-13,7 dB com a màxim típic. Distribució residencial d'alta-densitat.
1x32- 15,0 dB ideals, 16,5-17,5 dB com a màxim típic. Estàndard per a l'agregació GPON; pressupost ajustat.
1x64- 18,0 dB ideals, 20,0-21,0 dB com a màxim típic. Es requereix òptica XGS-PON o Classe C+.

La bretxa entre el màxim ideal i especificat és l'excés de pèrdua més la dotació d'uniformitat. Els fabricants de renom comproven tots els dispositius amb les categories de rendiment IEC 61753-1 / IEC 61753-031: quan compareu fulls de dades, comproveu que les especificacions facin referència a les corresponentsEstàndard de prova IEC 61753.

Splitter insertion loss comparison

Com calcular la pèrdua d'inserció del divisor òptic

La pèrdua de divisió ideal per a un divisor de N-cames igual és:

Pèrdua dividida ideal (dB)=10 × logaritme₁₀(N)

Per a un divisor desigual, la pèrdua en un port determinat depèn de la seva quota de potència:

Pèrdua de port (dB)=−10 × log₁₀(P_port / P_en)

Així, un divisor desigual 90:10 ofereix una pèrdua ideal d'aproximadament 0,46 dB al port del 90% i una pèrdua ideal de 10,0 dB al port del 10%, abans que s'afegeixi una pèrdua excessiva.

Per obtenir un nombre realista per al disseny, afegiu l'excés de pèrdua:

Pèrdua d'inserció estimada=pèrdua ideal dividida + pèrdua excessiva

Però per al pressupost d'enllaç real, no calculeu -, llegiu la pèrdua màxima d'inserció del full de dades del fabricant i utilitzeu-lo.

Exemple treballat: pressupost d'energia GPON amb un divisor 1x32

Imagineu un desplegament GPON típic sota l'òptica ITU-T G.984 Classe B+:

Potència de llançament OLT (aigües avall, 1490 nm): +3.0 dBm (mínim)
Sensibilitat del receptor ONT: -27,0 dBm
Pressupost total disponible: 30,0 dB

L'enllaç consta de 8 km de fibra d'alimentació d'un-mode, un divisor PLC 1x32 a la FDH, 200 m de fibra de distribució i descens, quatre parells de connectors SC/APC aparellats i dos empalmes de fusió.

Acumulació de pèrdues:

Fibra d'alimentació, 8,0 km × 0,35 dB/km @ 1490 nm=2.8 dB
Distribució + fibra de gota, 0,2 km × 0,35 dB/km=0.07 dB
Divisor PLC 1x32, pèrdua màxima d'inserció=17.0 dB
Connectors, 4 × 0,3 dB=1.2 dB
Empalmaments de fusió, 2 × 0,1 dB=0.2 dB
Marge d'enginyeria=3.0 dB

Pèrdua total d'enllaç=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24,3 dB

Pressupost disponible 30,0 dB menys consumits 24,3 dB deixa 5,7 dB de marge - l'enllaç passa amb un marge còmode. Si l'alimentador fos de 15 km en lloc de 8 km, la mateixa configuració perdria 2,5 dB més; encara passa, però amb el marge d'enginyeria gairebé a la meitat. Augmenteu el divisor a 1 x 64 (màxim 21 dB) i el pressupost s'enfonsa 4 dB addicionals - en aquest moment es necessita una òptica Classe C+ OLT (pressupost de 35 dB) o XGS-PON.

GPON power budget with splitter

Com triar la relació de divisió correcta

Escollir una proporció dividida només per nombre d'usuaris és la causa més comuna de la posada en marxa fallida de PON. Utilitzeu la següent seqüència.

Confirmeu la classe PON i el pressupost total

Busqueu la classe òptica dels vostres mòduls OLT i ONT. Classes GPON comunes deITU-T G.984.2són:

Classe B+: pressupost de 28 dB
Classe C+: pressupost de 32 dB
Classe C++: pressupost de 35 dB

Les classes XGS-PON N1 i N2 solen proporcionar 29 dB i 31 dB respectivament. La classe PON és el sostre dur - que el divisor no pot consumir més que el pressupost menys tota la resta.

Estimar la pèrdua de fibra, connector i empalmament

Utilitzeu 0,35 dB/km a 1490 nm i 0,22 dB/km a 1550 nm per a fibra en mode únic-; 0,3 dB per parell de connectors acoblats per a UPC, 0,5 dB per a APC; 0,05–0,1 dB per empalmament de fusió. Compteu tots els components del camí d'OLT a ONT, no només la distància del titular.

Llegiu la pèrdua màxima d'inserció del full de dades

Utilitzeu el valor màxim especificat, no típic. Afegiu el subsidi d'uniformitat si el vostre disseny ha de garantir el pitjor port - això és important per als divisors centralitzats que donen servei als subscriptors llunyans.

Marge de reserva d'enginyeria

2–3 dB és estàndard per a FTTH. Això inclou l'envelliment de la fibra, els empalmes de reparació afegits durant la vida útil de la xarxa, la contaminació del connector i la variació-induïda per la temperatura. Els operadors que donen servei a rutes aèries a l'aire lliure solen anar més alt.

Compareu 1x8, 1x16 i 1x32 al costat de l'altre

1x8- El millor per a: llarg-abast FTTH, cascades de diverses-etapes, pressupostos ajustats, rutes de reparació-. Risc: menor taxa de presa per fibra alimentadora, major cost per subscriptor. Eviteu quan: necessiteu una alta densitat de subscriptors per port OLT.
1x16- El millor per a: FTTH suburbà equilibrat, distàncies-mitjanes, arquitectures de dos-etapes (1x4 + 1x4 en cascada). Risc: deixa un marge limitat si l'alimentador és llarg o l'OLT és de classe B+. Evitar quan: la distància agregada més els connectors fan que el pressupost superi els 23 dB.
1x32- El millor per a: desplegaments urbans densos amb trajectes curts d'alimentació, òptica de classe C+ i divisió centralitzada a la FDH. Risc: marge molt ajustat; qualsevol connector o empalmament afegit pot expulsar el pitjor port de les especificacions. Eviteu quan: els alimentadors superin els 12 km a la classe B+, o quan l'arquitectura necessiti una cascada.

Divisor PLC vs FBT: quin hauríeu d'utilitzar?

Per a recomptes de ports d'1x8 i superiors, el PLC és l'única opció realista. El xip PLC proporciona una pèrdua d'inserció plana entre 1260 i 1650 nm, cosa que significa que el mateix divisor funciona per a la superposició de vídeo RF de 1490/1577 nm aigües avall, 1310 nm amunt i 1550 nm. La pèrdua de FBT varia amb la longitud d'ona i el dispositiu s'ha de demanar per a la banda operativa.

FBT continua sent rellevant en tres casos: divisions de -recompte baix (1x2, 1x4) on el cost és el factor dominant, aplicacions de longitud d'ona única- i proporcions desiguals que el PLC no pot produir fàcilment. Per obtenir una comparació efectiva de com s'acumula de manera diferent la pèrdua en els enllaços de connector-pesats versus els divisors-pesats, consulteu el nostre tractament més ampli depèrdua d'inserció a les xarxes de fibra.

Errors comuns que causen fallades de camp

Disseny contra la pèrdua d'inserció típica.El típic és la mitjana del lot de producció. Les proves d'acceptació han d'utilitzar el valor màxim del full de dades.
Ignorant la uniformitat en divisors-alts.Un 1x32 amb una uniformitat d'1,5 dB significa que el pitjor port és 1,5 dB pitjor que el millor. Si el resultat de l'OTDR per a una ONT és límit, la uniformitat és sovint la variable que falta.
Oblidant el pressupost del connector.Un enllaç FTTH típic té 4-6 parells aparellats entre OLT i ONT. A 0,3 dB cadascun, que és fins a 1,8 dB - més que un quilòmetre de fibra.
Tractant 1x32 com una actualització gratuïta de 1x16.Els 3 dB addicionals de pèrdua dividida consumeixen la major part del marge d'enginyeria. Si l'enllaç és saludable a 1x16 amb 2 dB de sobra, probablement fallarà a 1x32.
Marge d'enginyeria zero en funcionament.Un enllaç que passa per 0,5 dB el primer dia fallarà després del primer cicle de neteja del connector o empalmament de reparació.

Per a un context-de pressupost òptic més ampli en una compilació FTTH, elTutorial del disseny de la xarxa FTTHcobreix les seccions d'alimentació, distribució i caiguda en seqüència.

Preguntes freqüents

P: Puc utilitzar un divisor 1x64 a GPON estàndard?

R: Només si les òptiques OLT i ONT són de classe C+ (32 dB) o millor i la distància d'alimentació és curta. Un divisor PLC 1x64 té aproximadament 21 dB de pèrdua d'inserció màxima, que deixa uns 11 dB per a fibra, connectors, empalmes i marge combinats. A l'òptica de classe B+ això no és pràctic per a qualsevol cosa més enllà d'uns pocs centenars de metres de distribució.

P: He de calcular la pèrdua del divisor utilitzant la pèrdua màxima ideal o especificada?

R: Utilitzeu sempre el màxim especificat de la fitxa de dades del fabricant per al disseny final i per a les proves d'acceptació. El valor ideal (10 × log10(N)) està bé per a les primeres comprovacions de viabilitat, però omet l'excés de pèrdua, uniformitat i tolerància del connector.

P: Un divisor 1x32 sempre és pitjor que 1x16?

R: Des d'una perspectiva de pèrdua per-port, sí - un 1x32 té aproximadament 3 dB més de pèrdua que un 1x16. Però "pitjor" depèn de l'arquitectura. Un sol 1x32 en un FDH centralitzat sovint és millor que un desplegament 1x4 en cascada més vuit 1x4, perquè l'enfocament en cascada afegeix parells de connectors a cada etapa. Compareu l'enllaç complet, no només el divisor.

P: Quina diferència hi ha entre la proporció de divisió i la pèrdua d'inserció?

R: La relació dividida és com es divideix la potència d'entrada entre els ports de sortida. La pèrdua d'inserció és quanta potència es perd d'entrada a un port de sortida específic. Tots dos estan relacionats: un recompte de divisions més alt produeix una pèrdua d'inserció mínima més alta.

P: La pèrdua d'inserció canvia amb la longitud d'ona?

R: Per a un divisor PLC de grau PON-, la variació entre 1260 i 1650 nm és petita, normalment entre 0,3 i 0,5 dB, i el full de dades especifica el pitjor cas. Per als divisors FBT, la dependència de la longitud d'ona és molt més forta, per això s'han de demanar per a una banda operativa específica.

P: Quina pèrdua d'inserció hauria de mesurar un divisor 1x8 nou?

R: Un divisor PLC 1x8 típic mesura uns 9,5-10,0 dB en un mesurador de potència calibrat, amb el màxim especificat en 10,5 dB. Si un port supera el màxim especificat, s'ha d'inspeccionar el divisor o un dels seus connectors.

Resum

La relació dividida estableix la divisió de potència fonamental a través d'un PON; La pèrdua d'inserció és el nombre real que ha d'encaixar dins del pressupost de l'enllaç. Trieu treballant al revés a partir del pressupost de la classe PON, resteu les contribucions de fibra, connector, empalmament i uniformitat i utilitzeu la pèrdua màxima d'inserció del full de dades - no és l'ideal, ni la típica - per validar la vostra elecció del divisor. Quan l'exemple treballat mostra fins i tot 1 dB de marge que desapareix a 1x32, aquest és un senyal per retrocedir a 1x16 en lloc de confiar en els millors-números de casos.

Abans del desplegament, sol·liciteu l'informe de prova real del lot de divisors que esteu comprant, verifiqueu-lo amb la categoria de rendiment de l'IEC a què es fa referència al full de dades i torneu a -executar el pressupost amb els valors màxims informats. Els pocs minuts que triguen són el que separa una xarxa que passa l'acceptació d'una que s'ha de re-dissenyar després de la primera reclamació.