אובדן מפצל אופטי: בחר 1x8, 1x16 או 1x32

יחס פיצול ואובדן הכנסה הם שני הפרמטרים שמחליטים אם קישור PON או FTTH אכן יעבור בדיקות קבלה. בחר את יחס הפיצול השגוי והכוח האופטי ב-ONT יורד מתחת לרגישות המקלט. תמעיט בערכו של אובדן ההחדרה והקישור עשוי לעבוד במעבדה אך להיכשל לאחר כמה מחזורי חיבור מחברים, תיקון חיבור היתוך או שלוש שנים של הזדקנות סיבים.

מדריך זה נכתב עבור מהנדסים וצוותי רכש שצריכים להתאים מפצל בגודל של תקציב כוח אמיתי. הוא מסביר מה המשמעות של יחס פיצול, כיצד אובדן הכנסה מצוין בגליון נתונים, כיצד לחשב את ההפסד עבור מפצלים 1x8, 1x16 ו-1x32, וכיצד לבחור ביניהם עם רשימת החלטות ודוגמה לתקציב GPON שעובד.
 

מהו מפצל אופטי?

מפצל אופטי הוא רכיב פסיבי שלוקח אות אופטי כניסה אחד ומפיץ אותו על פני מספר סיבי פלט. הוא דו-כיווני, אינו דורש כוח חשמלי, ושקוף באורך גל בטווח ההפעלה שצוין (בדרך כלל 1260-1650 ננומטר עבור התקני PLC בדרגת PON-).

ברשת אופטית פסיבית של Gigabit (GPON), יציאת OLT PON אחת יכולה לשרת עד 64 ONTs דרך עץ מפצלים, ו-XGS-PON מרחיבה זאת ל-128 ONUs לוגי לכל יציאה תחתITU-T G.9807.1. המפצל הוא מה שהופך את הנקודה הזו ל-אל-ארכיטקטורת ריבוי נקודות משתלמת מבחינה כלכלית, מכיוון שמאות מנויים חולקים סיב מזין יחיד ומקלט OLT יחיד.

שתי טכנולוגיות מפצלים שולטות בשוק:

• מפצלי PLC (Planar Lightwave Circuit).השתמש בשבב מוליך גל סיליקה. הם מספקים פיצול אחיד מ-1x2 עד 1x64, פועלים על פני כל הרצועה של 1260-1650 ננומטר, ומהווים ברירת המחדל עבור רשתות גישה ל-FTTH.מפצלי PLCזמינים באריזות סיבים חשופים, ללא בלוקים, קופסת ABS, LGX ואריזות.
• מפצלי FBT (Fused Biconical Taper).מיוצרים על ידי איחוי והתחדדות של שני סיבים יחד. הם חסכוניים- עבור יישומים של 1x2 ו- 1x4 והם האפשרות המעשית היחידה כאשר יש צורך ביחס פיצול לא שווה (90:10, 80:20 וכו').

מה המשמעות של יחס פיצול?

יחס הפיצול מתאר כיצד הכוח האופטי של הכניסה מתחלק על פני יציאות המוצא של המפצל. זה לא מתאר כמה כוח אבד - כלומר אובדן הכנסה, שהוא פרמטר קשור אך נפרד.
 

יחסי פיצול שווים

מפצל שווה מחלק את הספק הקלט באופן שווה. הנתח התיאורטי שכל פלט מקבל הוא פשוט 1 חלקי מספר הפלטים:

• 1x2 - 50% לכל יציאה
• 1x4 - 25% לכל יציאה
• 1x8 - 12.5% לכל יציאה
• 1x16 - 6.25% לכל יציאה
• 1x32 - 3.125% לכל יציאה
• 1x64 - 1.5625% לכל יציאה

מפצלים שווים הם הסטנדרט עבור FTTH מכיוון שהם הופכים את תקציב החשמל לזהה עבור כל מנוי באותו מפצל, מה שמפשט עיצוב, תיעוד ופרשנות OTDR.

יחסי פיצול לא שווים

מפצל לא שווה שולח אחוז קבוע של כוח למטה בענף אחד והשאר למטה בשני. היחסים הנפוצים הם 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 ו-50:50.

האפליקציה הקלאסית היא ארכיטקטורת ברז לאורך סיב הזנה: כל ברז יורד באחוז קטן לפיזור מקומי בעוד עיקר הכוח ממשיך במורד תא המטען. לדוגמה, הקשה של 10:90 מאבדת כ-10.5 dB ביציאה של 10% ורק כ-0.5 dB ביציאה של 90% (לא כולל אובדן עודף). זה מאפשר למפעיל לבצע מספר ברזים בסדרה מבלי למצות את התקציב בירידה הראשונה.

מהו אובדן החדרת מפצל אופטי?

אובדן הכנסה הוא סך ההספק האופטי שאבד בין הקלט ליציאת פלט נתונה, נמדד בדציבלים. בגליון נתונים תראה בדרך כלל שני מספרים לכל ספירת יציאות: ערך טיפוסי וערך מקסימלי. תמיד עיצוב נגדאובדן הכנסה מרבי שצוין, לעולם לא ההפסד הפיצול האופייני או האידיאלי. ערכים טיפוסיים שימושיים לביצוע מידוד, אבל בדיקות קבלה ותקציבי קישורים זקוקים לנתון- גרוע ביותר.

לאובדן הכנסה יש שני מרכיבים:

• הפסד מפצל- ההפסד הבלתי נמנע שנגרם מחלוקת הספק על פני N יציאות. שווה ל-10 × לוג₁₀(N) עבור מפצל שווה.
• הפסד עודף- ההפסד הנוסף כתוצאה מפגמים במוליך גל, גיאומטריית מצמד, ספיגת חומרים וסובלנות מחברים. עבור מפצל PLC איכותי זה בדרך כלל 0.3-1.5 dB תלוי בספירת היציאות והאריזה.

שני פרמטרים נוספים מופיעים באותו גיליון נתונים וחשובים לעיצוב:

• אֲחִידוּת- הפיזור המקסימלי בין יציאת הפלט הטובה והגרועה ביותר. מפצל PLC 1x32 מציין בדרך כלל אחידות של פחות או שווה ל-1.5 dB. אם אתה מניח שכל יציאה זהה, תגרום לחסר-תקציב במקרה הגרוע ביותר.
• הפסד החזר- כמה אור מוחזר בחזרה. פרמטר נפרד מאובדן הכנסה, מוסבר היטב אצלנומדריך אובדן הכנסה לעומת אובדן החזרה.

אובדן הכנסה טיפוסי של מפצלים 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 ו-1x32

הערכים שלהלן משלבים אובדן פיצול אידיאלי עם אובדן עודף ריאלי עבור מפצלי PLC שהסתיימו SC/UPC-. הם כןאסמכתאות תכנוניות בלבד; אובדן ההחדרה המקסימלי בפועל עבור המוצר הספציפי שאתה קונה הוא מה שקובע את הקבלה.

• 1x2- אידיאלי 3.0 dB, אופייני לכל היותר 3.6–4.0 dB. משמש להקישות קו והגנת-סניפים קטנים.
• 1x4- אידיאלי 6.0 dB, אופייני לכל היותר 7.0–7.4 dB. נפוץ בנקודות הפצה קטנות ובעליות FTTB.
• 1x8- אידיאלי 9.0 dB, אופייני לכל היותר 10.0–10.5 dB. סוס עבודה לסגירות גישה ל-FTTH.
• 1x16- אידיאלי 12.0 dB, אופייני לכל היותר 13.0–13.7 dB. הפצת מגורים בצפיפות- גבוהה.
• 1x32- אידיאלי 15.0 dB, אופייני לכל היותר 16.5–17.5 dB. תקן לצבירה של GPON; תקציב מצומצם.
• 1x64- אידיאלי 18.0 dB, אופייני לכל היותר 20.0–21.0 dB. נדרשת אופטיקה XGS-PON או Class C+.

הפער בין האידיאלי למקסימום שצוין הוא ההפסד העודף בתוספת קצבת אחידות. יצרנים בעלי מוניטין בודקים כל מכשיר מול קטגוריות הביצועים של IEC 61753-1 / IEC 61753-031 - בעת השוואת גליונות נתונים, בדוק שהמפרט מפנה למפרט המתאיםתקן בדיקה של IEC 61753.
 

כיצד לחשב אובדן הכנסת מפצל אופטי

הפסד הפיצול האידיאלי עבור מפצל N-שווה הוא:

איבוד פיצול אידיאלי (dB)=10 × יומן₁₀(N)

עבור מפצל לא שוויוני, ההפסד ביציאה נתונה תלוי בחלקו בהספק:

אובדן יציאה (dB)=−10 × יומן₁₀(P_נָמָל / P_ב)

אז מפצל לא שוויוני של 90:10 מספק הפסד אידיאלי של כ-0.46 dB ביציאה של 90% והפסד אידיאלי של 10.0 dB ביציאה של 10%, לפני הוספת אובדן עודף.

כדי לקבל מספר ריאלי לעיצוב, הוסף את ההפסד העודף:

אובדן הכנסה משוער=אובדן פיצול אידיאלי + אובדן עודף

אבל עבור תקציב הקישור בפועל, אל תעריך את - קרא את אובדן ההוספה המקסימלי מתוך גיליון הנתונים של היצרן והשתמש בו.

דוגמה עבדה: תקציב כוח GPON עם מפצל 1x32

דמיינו פריסת GPON טיפוסית תחת ITU-T G.984 Class B+ אופטיקה:

• עוצמת שיגור OLT (בהמשך, 1490 ננומטר): +3.0 dBm (מינימום)
• רגישות מקלט ONT: −27.0 dBm
• תקציב זמין כולל: 30.0 dB

הקישור מורכב מ-8 ק"מ של סיב הזנה יחיד-, מפצל PLC 1x32 ב-FDH, 200 מ' של סיב הפצה וירידה, ארבעה זוגות מחברי SC/APC משודכים ושני חיבורי היתוך.

צבירת הפסד:

• סיב מזין, 8.0 ק"מ × 0.35 dB/km @ 1490 ננומטר=2.8 dB
• חלוקה + ירידה בסיבים, 0.2 ק"מ × 0.35 dB/km=0.07 dB
• מפצל PLC 1x32, אובדן הכנסה מקסימלי=17.0 dB
• מחברים, 4 × 0.3 dB=1.2 dB
• חיבורי היתוך, 2 × 0.1 dB=0.2 dB
• מרווח הנדסי=3.0 dB

אובדן קישור כולל=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24.3 dB

תקציב זמין 30.0 dB מינוס נצרך 24.3 dB מותיר 5.7 dB של מרווח ראש - הקישור עובר עם שוליים נוחים. אם המזין היה 15 ק"מ במקום 8 ק"מ, אותה תצורה הייתה מאבדת עוד 2.5 dB; עדיין חולף, אבל עם המרווח ההנדסי כמעט בחצי. דחפו את המפצל ל-1x64 (מקסימום 21 dB) והתקציב יתמוטט ב-4 dB נוספים - בשלב זה, אופטיקה של Class C+ OLT (תקציב של 35 dB) או XGS-PON נחוץ.
 

כיצד לבחור את יחס הפיצול הנכון

בחירת יחס פיצול לפי ספירת משתמשים בלבד היא הסיבה השכיחה ביותר לכישלון בהפעלת PON. השתמש ברצף הבא במקום זאת.

אשר את מחלקת PON והתקציב הכולל

חפש את המחלקה האופטית של מודולי ה-OLT וה-ONT שלך. שיעורי GPON נפוצים מITU-T G.984.2הם:

• Class B+: תקציב של 28 dB
• Class C+: תקציב של 32 dB
• Class C++: תקציב של 35 dB

מחלקות XGS-PON N1 ו-N2 מספקות בדרך כלל 29 dB ו-31 dB בהתאמה. מחלקת PON היא התקרה הקשה - המפצל לא יכול לצרוך יותר מתקציב מינוס כל השאר.

הערכת אובדן סיבים, מחברים וספייס

השתמש ב-0.35 dB/km ב-1490 ננומטר וב-0.22 dB/km ב-1550 ננומטר עבור סיבים במצב יחיד-; 0.3 dB לזוג מחברים משודכים עבור UPC, 0.5 dB עבור APC; 0.05-0.1 dB לכל חיבור היתוך. ספור כל רכיב בנתיב מ-OLT ל-ONT, לא רק את מרחק הכותרת.

קרא אובדן הכנסה מרבי מגיליון הנתונים

השתמש בערך המקסימלי שצוין, לא אופייני. הוסף את קצבת האחידות אם העיצוב שלך צריך להבטיח את היציאה הגרועה ביותר - זה חשוב עבור מפצלים מרכזיים המשרתים מנויים רחוקים.

מרווח הנדסי מילואים

2–3 dB הוא סטנדרטי עבור FTTH. זה מכסה את הזדקנות הסיבים, חיבורי תיקון שנוספו במהלך חיי הרשת, זיהום מחברים ושונות הנגרמת-בטמפרטורה. מפעילים המשרתים נתיבי אוויר חיצוניים מגיעים לרוב גבוה יותר.

השווה 1x8, 1x16 ו-1x32 זה לצד זה

• 1x8- הטוב ביותר עבור: FTTH-לטווח ארוך,-מפלים מרובי שלבים, תקציבים מצומצמים, מסלולים מועדים לתיקון-. סיכון: שיעור קליטה נמוך יותר לכל סיב מזין, עלות גבוהה יותר לכל מנוי. הימנע מתי: אתה צריך צפיפות מנויים גבוהה לכל יציאת OLT.
• 1x16- הטוב ביותר עבור: FTTH פרברי מאוזן, מרחקים-בינוניים, ארכיטקטורות של שני-שלבים (1x4 + 1x4 מפל). סיכון: משאיר שוליים מוגבלים אם המזין ארוך או ה-OLT הוא Class B+. הימנע כאשר: מרחק מצטבר פלוס מחברים דוחפים את התקציב מעבר ל-23dB.
• 1x32- הטוב ביותר עבור: פריסות עירוניות צפופות עם ריצות הזנה קצרות, אופטיקה Class C+ ופיצול מרוכז ב-FDH. סיכון: שוליים הדוקים מאוד; כל מחבר או חיבור נוסף יכולים לדחוף את היציאה הגרועה ביותר מחוץ למפרט. הימנע כאשר: מזינים עולים על 12 ק"מ ב-Class B+, או כאשר הארכיטקטורה זקוקה למעבר מדורג.

PLC לעומת FBT Splitter: באיזה כדאי להשתמש?

עבור ספירת יציאות של 1x8 ומעלה, PLC היא הבחירה המציאותית היחידה. שבב ה-PLC מספק אובדן החדרה שטוח על פני 1260–1650 ננומטר, כלומר אותו מפצל עובד עבור שכבת וידאו של 1490/1577 ננומטר במורד הזרם, 1310 ננומטר במעלה הזרם ו-1550 ננומטר RF. אובדן FBT משתנה עם אורך הגל ויש להזמין את המכשיר לרצועת ההפעלה.

FBT נשאר רלוונטי בשלושה מקרים: ספירות-נמוכות (1x2, 1x4) שבהן העלות היא הגורם הדומיננטי, יישומים באורך גל בודד ויחסים לא שווים ש-PLC לא יכול לייצר בקלות. להשוואה עובדת של האופן שבו אובדן מצטבר באופן שונה בקישורים כבדים-במחבר לעומת מפצל-, עיין בטיפול הרחב יותר שלנואובדן הכנסה ברשתות סיבים.

טעויות נפוצות שגורמות לכשלים בשטח

• עיצוב נגד אובדן הכנסה טיפוסי.אופייני הוא הממוצע על פני מגרש הייצור. בדיקת הקבלה חייבת להשתמש בערך המרבי מגיליון הנתונים.
• התעלמות מאחידות במפצלי-מספר רב.1x32 עם אחידות של 1.5 dB אומר שהיציאה הגרועה ביותר גרועה ב-1.5 dB מהטובה ביותר. אם תוצאת ה-OTDR עבור ONT אחד היא גבולית, אחידות היא לרוב המשתנה החסר.
• שוכחים את תקציב המחבר.לקישור FTTH טיפוסי יש 4-6 זוגות מזווגים בין OLT ל-ONT. ב-0.3 dB כל אחד שהוא עד 1.8 dB - יותר מקילומטר סיב.
• התייחסות ל-1x32 כשדרוג חינם מ-1x16.ההפסד המפוצל של 3 dB הנוספים אוכל את רוב המרווח ההנדסי. אם הקישור בריא ב-1x16 עם 2 dB פנויים, סביר להניח שהוא ייכשל ב-1x32.
• ריצה אפס מרווח הנדסי.קישור שעובר ב-0.5 dB ביום הראשון ייכשל לאחר מחזור התיקון הראשון של ניקוי המחברים.

להקשר רחב יותר של תקציב אופטי- במבנה FTTH, ההדרכה לעיצוב רשת FTTHמכסה קטעי הזנה, הפצה ושחרור ברצף.

תַקצִיר

יחס פיצול קובע את חלוקת הכוח הבסיסית על פני PON; אובדן הכנסה הוא המספר האמיתי שצריך להיכנס לתקציב הקישור. בחר על ידי עבודה לאחור מתקציב מחלקת ה-PON, הפחת תרומות סיבים, מחברים, ספייס ואחידות, והשתמש בהפסד ההוספה המקסימלי מגיליון הנתונים - לא האידיאלי, לא האופייני ל- כדי לאמת את בחירת המפצל שלך. כאשר הדוגמה העובדת מראה אפילו 1 dB של שוליים נעלמים ב-1x32, זהו אות לחזור ל-1x16 במקום להסתמך על מספרי המקרה הטובים ביותר.-

לפני הפריסה, בקש את דוח הבדיקה בפועל עבור אצווה המפצל שאתה קונה, אמת אותו מול קטגוריית הביצועים של IEC המוזכרת בגיליון הנתונים, ו-הפעל מחדש את התקציב עם הערכים המקסימליים המדווחים. הדקות הספורות שלוקחות הן מה שמפריד בין רשת שעוברת קבלה לרשת שצריכה להיות-הנדסה מחדש לאחר התלונה הראשונה.