Optisk splittertab: Vælg 1x8, 1x16 eller 1x32

Split ratio og insertion tab er de to parametre, der afgør, om et PON- eller FTTH-link faktisk vil bestå accepttest. Vælg det forkerte splitforhold, og den optiske effekt ved ONT falder til under modtagerens følsomhed. Undervurder indføringstab, og linket kan fungere i laboratoriet, men mislykkes efter et par forbindelsescyklusser, en fusionssplejsningsreparation eller tre års fiberældning.

Denne vejledning er skrevet til ingeniører og indkøbsteams, der har brug for at dimensionere en splitter mod et reelt strømbudget. Den forklarer, hvad split ratio betyder, hvordan indsættelsestab er specificeret på et dataark, hvordan man beregner tabet for 1x8, 1x16 og 1x32 splittere, og hvordan man vælger mellem dem med en beslutningstjekliste og et fungerede GPON-budgeteksempel.
 

Hvad er en optisk splitter?

En optisk splitter er en passiv komponent, der tager et optisk inputsignal og fordeler det på tværs af flere outputfibre. Den er tovejsbestemt, kræver ingen elektrisk strøm og er bølgelængde-gennemsigtig inden for dets specificerede driftsbånd (typisk 1260-1650 nm for PON- PLC-enheder).

I et Gigabit Passive Optical Network (GPON) kan én OLT PON-port betjene op til 64 ONT'er gennem et træ af splittere, og XGS-PON udvider dette til 128 logiske ONU'er pr. port underITU-T G.9807.1. Splitteren er det, der gør dette punkt-til-multipoint-arkitektur økonomisk levedygtig, fordi hundredvis af abonnenter deler en enkelt feeder-fiber og en enkelt OLT-transceiver.

To splitterteknologier dominerer markedet:

• PLC (Planar Lightwave Circuit) splitterebruge en silica waveguide chip. De leverer ensartet opdeling fra 1x2 op til 1x64, arbejder på tværs af hele 1260-1650 nm-båndet og er standardvalget for FTTH-adgangsnetværk.PLC splitterefås i bare fiber, blokfri, ABS-boks, LGX og kassetteemballage.
• FBT (Fused Biconical Taper) splitterefremstilles ved at smelte og tilspidse to fibre sammen. De er omkostningseffektive- til 1x2 og 1x4 applikationer og er den eneste praktiske mulighed, når der er behov for et ulige fordelingsforhold (90:10, 80:20 osv.).

Hvad betyder Split Ratio?

Split-forholdet beskriver, hvordan den optiske input-effekt fordeles over udgangsportene på splitteren. Den beskriver ikke, hvor meget strøm der går tabt -, dvs. indsættelsestab, som er en relateret, men separat parameter.
 

Ens fordelingsforhold

En ligelig splitter deler indgangseffekten ligeligt. Den teoretiske andel, hvert output modtager, er simpelthen 1 divideret med antallet af output:

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

Lige splittere er standarden for FTTH, fordi de gør strømbudgettet identisk for hver abonnent på den samme splitter, hvilket forenkler design, dokumentation og OTDR-fortolkning.

Ulige fordelingsforhold

En ulige splitter sender en fast procentdel af strøm ned i den ene gren og resten ned i den anden. Almindelige forhold er 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 og 50:50.

Den klassiske applikation er en tap-arkitektur langs en feeder-fiber: hver tap falder en lille procentdel til en lokal distribution, mens hovedparten af ​​strømmen fortsætter ned ad stammen. For eksempel taber et tryk på 10:90 omkring 10,5 dB på 10 %-porten og kun omkring 0,5 dB på 90 %-porten (eksklusive overskydende tab). Dette gør det muligt for operatøren at placere flere vandhaner i serie uden at opbruge budgettet ved første drop.

Hvad er tab af optisk splitterindsættelse?

Insertion tab er den totale optiske effekt tabt mellem input og en given output port, målt i decibel. På et dataark vil du normalt se to tal pr. portantal: en typisk værdi og en maksimumværdi. Design altid modmaksimalt specificeret indføringstab, aldrig det typiske eller det ideelle splittab. Typiske værdier er nyttige til benchmarking, men accepttest og linkbudgetter kræver et worst case-tal.

Indføringstab har to komponenter:

• Opdelingstab- det uundgåelige tab forårsaget af at dividere effekten på tværs af N udgange. Lige til 10 × log₁₀(N) for en lige splitter.
• Overskydende tab- det yderligere tab fra bølgelederufuldkommenheder, koblingsgeometri, materialeabsorption og forbindelsestolerancer. For en kvalitets-PLC-splitter er dette typisk 0,3-1,5 dB afhængigt af portantal og emballage.

To andre parametre vises på samme datablad og har betydning for design:

• Ensartethed- den maksimale spredning mellem den bedste og den dårligste outputport. En 1x32 PLC splitter angiver typisk ensartethed Mindre end eller lig med 1,5 dB. Hvis du antager, at hver port er identisk, vil du under-budgettere det værste tilfælde.
• Afkasttab- hvor meget lys der reflekteres tilbage. En separat parameter fra indsættelsestab, godt forklaret i voresguide til indsættelsestab vs returtab.

Typisk tab af indsættelse af 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 og 1x32 splittere

Værdierne nedenfor kombinerer ideelt splittab med realistisk overskydende tab for SC/UPC-terminerede PLC-splittere. Det er dekun planlægningsreferencer; det faktiske maksimale indsættelsestab for det specifikke produkt, du køber, er det, der styrer accepten.

• 1x2- ideel 3,0 dB, typisk maks. 3,6-4,0 dB. Bruges til stregtryk og beskyttelse af små-grene.
• 1x4- ideel 6,0 dB, typisk maks. 7,0-7,4 dB. Almindelig ved små distributionspunkter og FTTB-stigerør.
• 1x8- ideel 9,0 dB, typisk maks. 10,0-10,5 dB. Arbejdshest til FTTH-adgangslukninger.
• 1x16- ideel 12,0 dB, typisk maks. 13,0-13,7 dB. Boligfordeling med høj-densitet.
• 1x32- ideel 15,0 dB, typisk maks. 16,5-17,5 dB. Standard for GPON-aggregering; stramt budget.
• 1x64- ideel 18,0 dB, typisk maks. 20,0-21,0 dB. XGS-PON eller klasse C+ optik påkrævet.

Afstanden mellem ideal og specificeret max er det overskydende tab plus ensartethedsgodtgørelse. Anerkendte producenter tester hver enhed i forhold til IEC 61753-1 / IEC 61753-031 ydeevnekategorier - når du sammenligner datablade, skal du kontrollere, at specifikationerne refererer til de relevanteIEC 61753 teststandard.
 

Sådan beregnes tab af optisk splitterindsættelse

Det ideelle splittab for en ensartet N--vejs splitter er:

Ideelt splittab (dB)=10 × log₁₀(N)

For en ulige splitter afhænger tabet på en given port af dens andel af strømmen:

Porttab (dB)=−10 × log₁₀(P_havn / P_i)

Så en 90:10 ulige splitter leverer cirka 0,46 dB ideelt tab på 90 %-porten og 10,0 dB ideelt tab på 10 %-porten, før overskydende tab tilføjes.

For at få et realistisk tal for design skal du tilføje det overskydende tab:

Estimeret indsættelsestab=ideelt splittab + overskydende tab

Men for det faktiske linkbudget skal du ikke estimere - læse det maksimale tab af indsættelse fra producentens dataark og bruge det.

Bearbejdet eksempel: GPON Power Budget med en 1x32 splitter

Forestil dig en typisk GPON-implementering under ITU-T G.984 Class B+ optik:

• OLT starteffekt (nedstrøms, 1490 nm): +3.0 dBm (minimum)
• ONT-modtagerfølsomhed: −27,0 dBm
• Samlet tilgængeligt budget: 30,0 dB

Forbindelsen består af 8 km single-tilførselsfiber, en 1x32 PLC-splitter ved FDH, 200 m distributions- og dropfiber, fire sammenkoblede SC/APC-konnektorpar og to fusionssplejsninger.

Ophobning af tab:

• Feederfiber, 8,0 km × 0,35 dB/km @ 1490 nm=2.8 dB
• Fordeling + drop fiber, 0,2 km × 0,35 dB/km=0.07 dB
• 1x32 PLC splitter, maks. indsættelsestab=17.0 dB
• Stik, 4 × 0,3 dB=1.2 dB
• Fusionssplejsninger, 2 × 0,1 dB=0.2 dB
• Teknisk margin=3.0 dB

Samlet tab af link=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24,3 dB

Tilgængeligt budget 30,0 dB minus forbrugt 24,3 dB efterlader 5,7 dB frihøjde - linket passerer med behagelig margin. Hvis feederen var 15 km i stedet for 8 km, ville den samme konfiguration miste yderligere 2,5 dB; stadig forbi, men med ingeniørmarginen næsten halveret. Bump splitteren til 1x64 (maks. 21 dB), og budgettet kollapser med yderligere 4 dB - på det tidspunkt bliver en klasse C+ OLT (35 dB budget) eller XGS-PON-optik nødvendig.
 

Sådan vælger du det rigtige splitforhold

At vælge et opdelt forhold alene efter brugerantal er den mest almindelige årsag til mislykket PON-idriftsættelse. Brug i stedet følgende rækkefølge.

Bekræft PON-klassen og det samlede budget

Slå den optiske klasse op for dine OLT- og ONT-moduler. Fælles GPON klasser fraITU-T G.984.2er:

• Klasse B+: 28 dB budget
• Klasse C+: 32 dB budget
• Klasse C++: 35 dB budget

XGS-PON N1- og N2-klasserne giver typisk henholdsvis 29 dB og 31 dB. PON-klassen er det hårde loft - splitteren kan ikke forbruge mere end budget minus alt andet.

Estimer fiber-, konnektor- og splejsningstab

Brug 0,35 dB/km ved 1490 nm og 0,22 dB/km ved 1550 nm til single-mode fiber; 0,3 dB pr. parret stikpar for UPC, 0,5 dB for APC; 0,05–0,1 dB pr. fusionssplejsning. Tæl hver komponent på stien fra OLT til ONT, ikke kun overskriftsafstanden.

Læs maksimalt indsættelsestab fra dataarket

Brug den maksimalt angivne værdi, ikke typisk. Tilføj ensartethedsgodtgørelsen, hvis dit design skal garantere den værste port - dette betyder noget for centraliserede splittere, der betjener fjerne abonnenter.

Reserve Engineering Margin

2–3 dB er standard for FTTH. Dette dækker fiberældning, reparationssplejsninger tilføjet i løbet af netværkets levetid, konnektorforurening og temperatur-induceret variation. Operatører, der betjener udendørs luftruter, går ofte højere op.

Sammenlign 1x8, 1x16 og 1x32 side om side

• 1x8- Bedst til: FTTH med lang-rækkevidde, kaskader i flere-trin, stramme budgetter, reparations-ruter. Risiko: lavere forbrug pr. feederfiber, højere pris pr. abonnent. Undgå hvornår: du har brug for høj abonnentetæthed pr. OLT-port.
• 1x16- Bedst til: afbalanceret forstads-FTTH, mellem-afstande, to-arkitekturer (1x4 + 1x4 kaskade). Risiko: efterlader begrænset margen, hvis feederen er lang, eller OLT er klasse B+. Undgå, når: samlet afstand plus stik skubber budgettet over 23 dB.
• 1x32- Bedst til: tætte byområder med korte feeder-kørsler, klasse C+-optik og centraliseret opdeling i FDH. Risiko: meget snæver margen; enhver tilføjet stik eller splejsning kan skubbe den værste port ud af spec. Undgå når: foderautomater overstiger 12 km på klasse B+, eller når arkitekturen har brug for kaskade.

PLC vs FBT Splitter: Hvilken skal du bruge?

For porttællinger på 1x8 og derover er PLC det eneste realistiske valg. PLC-chippen giver fladt indsættelsestab på tværs af 1260-1650 nm, hvilket betyder, at den samme splitter fungerer til downstream 1490/1577 nm, upstream 1310 nm og 1550 nm RF video overlay. FBT-tab varierer med bølgelængden, og enheden skal bestilles til driftsbåndet.

FBT forbliver relevant i tre tilfælde: lav-optælling (1x2, 1x4), hvor omkostninger er den dominerende faktor, enkelt-bølgelængdeapplikationer og ulige forhold, som PLC ikke nemt kan producere. For en gennemarbejdet sammenligning af, hvordan tab akkumuleres forskelligt i connector-heavy versus splitter-heavy links, se vores bredere behandling afindføringstab i fibernet.

Almindelige fejl, der forårsager feltfejl

• Design mod typisk indføringstab.Typisk er gennemsnittet på tværs af produktionspartiet. Accepttest skal bruge den maksimale værdi fra dataarket.
• Ignorerer ensartethed på-opdelere med højt antal.En 1x32 med 1,5 dB ensartethed betyder, at den dårligste port er 1,5 dB dårligere end den bedste. Hvis OTDR-resultatet for én ONT er grænseoverskridende, er ensartethed ofte den manglende variabel.
• Glemmer stikbudgettet.Et typisk FTTH-link har 4-6 parrede par mellem OLT og ONT. Ved 0,3 dB hver, der er op til 1,8 dB - mere end en fiberkilometer.
• Behandler 1x32 som en gratis opgradering fra 1x16.De ekstra 3 dB splittab æder det meste af ingeniørmarginen. Hvis linket er sundt ved 1x16 med 2 dB til overs, vil det sandsynligvis mislykkes ved 1x32.
• Kører ingen ingeniørmargin.Et led, der passerer 0,5 dB på dag ét, vil svigte efter den første reparationssplejsning eller konnektorrensningscyklus.

For en bredere optisk-budgetkontekst på tværs af en FTTH-buildFTTH netværksdesign gennemgangdækker feeder-, distributions- og dropsektioner i rækkefølge.

Oversigt

Split ratio indstiller den fundamentale effektdeling over en PON; indsættelsestab er det reelle tal, der skal passe inden for linkbudgettet. Vælg ved at arbejde baglæns fra PON-klassens budget, træk fiber-, konnektor-, splejsnings- og ensartethedsbidrag fra, og brug det maksimale indsættelsestab fra dataarket - ikke det ideelle, ikke det typiske - til at validere dit splittervalg. Når det bearbejdede eksempel viser, at selv 1 dB margen forsvinder ved 1x32, er det et signal om at gå tilbage til 1x16 i stedet for at stole på bedste-tal.

Inden implementeringen skal du anmode om den faktiske testrapport for den splitter-batch, du køber, verificere den i forhold til IEC-ydelseskategorien, der henvises til i dataarket, og gen-køre budgettet med de rapporterede maksimumværdier. De få minutter, der tager, er det, der adskiller et netværk, der passerer accept, fra et netværk, der skal re-rekonstrueres efter den første klage.