Što je zapravo razdjelnik vlakana
Svjetlovodni razdjelnik pasivna je optička komponenta koja uzima jedan dolazni svjetlosni signal i dijeli ga na dva ili više izlaznih vlakana - ili, obrnuto, kombinira nekoliko ulaza u jedan.Za razliku od aktivnih uređaja koji trebaju električnu energiju, razdjelnik se oslanja samo na ponašanje svjetla unutar stakla, što ga čini jeftinim za postavljanje i pouzdanim na mjestima koja ne možete lako napajati niti dosegnuti.
To jedino svojstvo - pasivnost - razlog je svemupasivna optička mreža (PON)arhitektura postoji. Jedno vlakno napušta središnji ured, dolazi do razdjelnika i opslužuje desetke domova. Između optičkog linijskog terminala (OLT) i pretplatnikovog optičkog mrežnog terminala (ONT) nema opreme s napajanjem. Razdjelnik je komponenta koja čini "jedno vlakno, mnogo kupaca" fizički mogućim.
Fizika: kako jedna zraka svjetlosti postaje mnogo
Svjetlost ostaje unutar optičkog vlakna zbogtotalna unutarnja refleksija. Staklena jezgra ima malo veći indeks loma od okolne obloge, pa kada svjetlost pogodi tu granicu pod dovoljno plitkim kutom, reflektira se natrag u jezgru umjesto da iscuri. Usmjerite to svjetlo u strukturu gdje se geometrija granica mijenja i možete natjerati energiju da se redistribuira u više putanja. To je cijeli trik.
Postoje dva načina za izgradnju te strukture, a oni odgovaraju dvjema obiteljima razdjelnika koje ćete kupiti.
FBT protiv PLC-a: dva načina za izgradnju iste funkcije
Spojeni bikonični konus (FBT)
Starija metoda. Dva ili više golih vlakana se poredaju, zatim zagrijavaju i rastežu na stroju za sužavanje dok se njihove jezgre ne spoje u jedno područje spajanja. Kako svjetlost ulazi u tu zašiljenu zonu, spaja se u susjedne jezgre vlakana, a na kraju suženja izlazi za napajanje se dijele između izlaza.Duljina rastezanja i kut uvijanja postavljeni tijekom proizvodnje određuju omjer. FBT je jeftin i omogućuje vam izgradnju asimetričnih omjera (recimo 5/95 ili 30/70 dodira), ali preciznost brzo opada: iznad 1×8 podjele mora se sastaviti od kaskadnih 1×2 jedinica, a stopa kvarova raste.
Planarni svjetlosnovalni krug (PLC)
Moderna metoda za visoke rezultate. Valovodi su urezani na silicijev dioksid ili silikonski čip pomoću fotolitografije - iste klase procesa koja se koristi za izradu poluvodiča. Svjetlost ulazi u jedan valovod i dijeli se na točno definiranim Y-granama u 4, 8, 16, 32 ili 64 izlaza. Budući da je geometrija definirana litografski, a ne ručno{10}}izvučena,PLC razdjelnici daju ujednačen gubitak na svim priključcima i ravan odziv od 1260 do 1650 nm- pokriva sve PON valne duljine u jednom uređaju.
| Parametar | FBT razdjelnik | PLC razdjelnik |
|---|---|---|
| Izgraditi | Spojena, istegnuta vlakna | Urezani valovodni čip |
| Praktičan split strop | 1×8 (više=kaskadno, veći kvar) | 1×64 u jednom uređaju |
| Raspon valnih duljina | Fiksni prozori (1310/1490/1550 nm) | 1260–1650 nm, ravna |
| Ujednačenost između-priključaka-priključaka | Varijabilna | tijesno |
| Pomak gubitka temperature (TDL) | ~0,5 dB/ stupanj | ~0,2 dB/ stupanj |
| Radna temperatura | −5 do +75 stupnjeva | −40 do +85 stupnjeva |
| Najbolja upotreba | 1×2/2×2 slavine, asimetrični omjeri, praćenje | FTTH/PON distribucija, 1×8 i više |
Zašto vas razdvajanje uvijek košta decibela
Ovo je dio koji većina članaka "kako to radi" preskače i to je dio koji odlučuje hoće li vaša mreža funkcionirati. Kada optičku snagu podijelite na N načina, svaki izlaz može primiti samo dio ulaza. Neizbježan fizikalni-gubitak poda za ravnomjernu podjelu je:
Teoretski podijeljeni gubitak (dB)=10 × log₁₀(N)
Dakle, 1×2 split gubi najmanje 3 dB, 1×4 gubi 6 dB, 1×8 gubi 9 dB, i tako dalje. Pravi uređaji gubevišenego ovo, zbogvišak gubitka- energija izgubljena zbog raspršenja, nesavršenog spajanja i apsorpcije materijala unutar uređaja. Broj s kojim zapravo dizajnirate jeuneseni gubitak, koji spaja teoretsku podjelu i višak gubitaka.
| Omjer dijeljenja | Teoretski podijeljeni gubitak | Tipični maksimalni uneseni gubitak | Uniformnost gubitka |
|---|---|---|---|
| 1×2 | 3,0 dB | 3,6 dB | Manje od ili jednako 0,6 dB |
| 1×4 | 6,0 dB | 7,4 dB | Manje od ili jednako 0,8 dB |
| 1×8 | 9,0 dB | 11,0 dB | Manje od ili jednako 1,0 dB |
| 1×16 | 12,0 dB | 14,0 dB | Manje od ili jednako 1,4 dB |
| 1×32 | 15,0 dB | 17,5 dB | Manje od ili jednako 1,9 dB |
| 1×64 | 18,0 dB | 21,0 dB | Manje ili jednako 2,5 dB |
Specifikacije koje privlače ljude
Gubitak umetanja privlači svu pozornost, ali tri druga broja odlučuju o pouzdanosti:
- Ujednačenost- raspon između najboljeg i najgoreg izlaznog priključka na jednom uređaju. 1×32 s lošom ujednačenošću znači da su neki pretplatnici blizu granice proračuna, dok drugi imaju rezervu.
- Povratni gubitak (RL)- reflektirano svjetlo koje se vraća prema izvoru. Više je bolje; APC konektori daju veći ili jednak 60 dB naspram ~50 dB za UPC, zbog čega PON ispusti gotovo uvijek koriste APC.
- Gubitak-ovisan o polarizaciji (PDL)itemperaturno-ovisan gubitak (TDL)- mali u PLC-u (≈0,1–0,2 dB), ali u FBT-u samo pomicanje temperature može izbaciti rubnu vezu iz proračuna u hladnoj noći.
Uspješni primjer: zatvaranje proračuna stvarnog gubitka
Specifikacije su važne samo kada ih zbrojite. Ovo je izračun koji inženjer izvodi prije naručivanja jednog razdjelnika. Pretpostavimo nizvodni GPON s +3 dBm OLT lansiranjem i osjetljivošću ONT prijemnika od -28 dBm - dajući ukupni proračun od 31 dB.
| Element | Gubitak | Ukupno |
|---|---|---|
| OLT lansirna snaga | +3.0 dBm | - |
| Feeder + drop fiber, 8 km @ 0,35 dB/km | 2,8 dB | 2,8 dB |
| 1×32 PLC razdjelnik uneseni gubitak | 17,5 dB | 20,3 dB |
| Priključci (4 × 0,3 dB) | 1,2 dB | 21,5 dB |
| Spojevi (4 × 0,1 dB) | 0,4 dB | 21,9 dB |
| Marža starenja / popravka | 3,0 dB | 24,9 dB |
| Napajanje na ONT | +3.0 − 24.9=−21,9 dBm - unutar granice od −28 dBm ✓ | |
Razdjelnik sam trošiviše od 70%potrošenog proračuna u ovom dizajnu. Ta jedina činjenica pokreće gotovo svaku arhitektonsku odluku u PON-u. To je također razlog zašto loše specificirani razdjelnik - onaj čiji je "1×32" stvarno 18,5 dB umjesto 17,5 dB - može tiho pojesti cijelu vašu maržu popravka prije nego što tehničar uopće dotakne kabel.
Centralizirano naspram kaskadnog razdvajanja
Nakon što saznate matematiku gubitaka, slijedi izbor implementacije. Postoje dva načina da dođete do, recimo, 32 doma.
Centralizirano:jedan razdjelnik 1×32 nalazi se u čvorištu za distribuciju vlakana, a 32 vlakna se šire na 32 ONT-a. Jedan razdjelnik, jedan gubitak (~17,5 dB), jednostavan za testiranje i praćenje.Ovo je standardni izbor u gusto naseljenim urbanim područjimajer je pristup jednostavan i možete ostaviti priključke razdjelnika neiskorištene dok se pretplatnici ne prijave.
Kaskadno:1×4 razdjelnik u vanjskom kućištu hrani četiri 1×8 razdjelnika bliže kupcima. Rezultat je i dalje 32 izlaza, ali gubitak se sada gomila: otprilike 7,4 dB (1×4) + 11 dB (1×8) ≈ 18,4 dB - oko decibelagorenego centralizirano. Isplata je daleko manja fiderska vlakna, zbog čega kaskadno razdvajanje pobjeđuje u ra-prostirenim ruralnim ili seoskim rutama gdje je duljina vlakna, a ne pristup, pokretač troškova.
Rješavanje problema na terenu: razdjelnik je rijetko krivac
Kada veza očitava visok gubitak, razdjelnik preuzima krivnju i prvi se mijenja. To je gotovo uvijek pogrešan potez.Gubitak umetanja zbroj je svakog konektora, spoja, savijanja i komponente na putu, a očitavanje na krajnjoj točki ne govori vam ništa o tomegdjegubitak živi. Prije nego što osudite razdjelnika:
- Pregledajte i očistite svaki kraj.Jedan kontaminirani APC konektor može dodati više gubitaka od slabog razdjelnika. Očistite bezvodnim etanolom i maramicom koja-ne ostavlja dlačice prije mjerenja.
- Provjerite svoju referencu.Pogreška od 1 dB u vašem OTDR-u ili referentnom pokretanju-mjerača snage prikazuje se kao 1 dB gubitka fantomskog razdjelnika.
- Potvrdite valnu duljinu.Uređaj mjeren na 1550 nm očitava se drugačije od 1490 nm nizvodno koje zapravo nosi; neusklađenost lažira problem.
- Račun za kaskadu.Ako ste zaboravili drugu fazu razdjelnika u svom proračunu, veza radi točno ono što fizika kaže - vaša proračunska tablica nije u redu, a ne hardver.
Tek nakon te četiri provjere zamjena razdjelnika ima smisla. Većina poziva "lošeg razdjelnika" rješava se u prvom koraku.
6 stvarnih{1}}zamki - grešaka koje inženjeri neprestano rade
Teorija je čista; terenske instalacije nisu. Šest uzoraka neuspjeha u nastavku pojavljuje se opetovano na forumima ISP-a, arhivama-lista za slanje NANOG-a i izvješćima o-uslugama u industriji. Nijedan od njih ne zahtijeva egzotični hardver za pokretanje - svi se događaju uz obične odluke donesene u žurbi.
Standardi i što usklađenost zapravo jamči
Razdjelnik koji prvi dan zatvori proračun, a zakaže nakon tri zime je bezvrijedan. To je ono što standardi rješavaju. Dva tijela su važna:
- ITU-T G.984 (GPON)definira proračune optičke veze - klase prigušenja (klasa B+ na 13–28 dB, klasa C+ na 17–32 dB) u koje vaš gubitak razdjelnika mora stati. Ovo je specifikacija koja vam govori je li 1×64 uopće legalan na određenom OLT-u.
- Telcordia GR-1209 i GR-1221postaviti generičke kriterije pouzdanosti za pasivne optičke komponente - ispitivanja okoliša, mehanička ispitivanja i starenja (uključujući vlažnu-toplinu i toplinske cikluse koje FTTH mreža mora preživjeti tijekom svog 25-godišnjeg vijeka trajanja).
Kada podatkovna tablica razdjelnika navodi GR-1209/GR-1221, tvrdi se da je uređaj prošao kvalifikaciju ubrzanog-starenja i zaštite okoliša - ne samo da je dobro izmjeren jednom na stolu. Za vanjsku i zračnu primjenu, ta je razlika cijela poanta. Glory Optical proizvodi u skladu sa sustavom kvalitete ISO 9001:2015 s potpunom sljedivošću serija i potvrđuje optičke i ekološke performanse unutar tvrtke prema kriterijima IEC, ITU-T i Telcordia.
Kamo ovo vodi
Potražnja razdjelnika prati uvođenje vlakana, a uvođenje vlakana se ubrzava.Predviđa se da će segment razdjelnika na tržištu pasivnih optičkih komponenti rasti za otprilike 15% CAGR do 2030., potaknut FTTH build-out, 5G fronthaul i hiperrazmjernim podatkovnim centrima. Tehnički pritisak je prema većim brojevima dijeljenja (1×64 i više) pri nižim gubicima i prema uređajima ocijenjenim za novije XGS-PON i NG-PON2 planove valnih duljina, a ne samo za GPON. U praksi to znači da PLC nastavlja zamjenjivati FBT za distribuciju, dok FBT drži svoju nišu u nadzornim slavinama i asimetričnim spojnicama. Komponenta se ne mijenja puno; proračuni u koje mora stati postaju sve stroži.
Često postavljana pitanja
-
P: Kako razdjelnik vlakana radi bez napajanja?
O: Iskorištava potpunu unutarnju refleksiju unutar stakla. Svjetlost koja ulazi u uređaj vodi se kroz spojeno područje (FBT) ili urezani valovod (PLC) gdje geometrija prisiljava energiju da se podijeli između više izlaznih puteva. Ne radi se o elektronici ili izvoru napajanja - samo o optičkim svojstvima materijala.
P: Koja je razlika između FBT i PLC razdjelnika?
O: FBT spaja i rasteže prava vlakna; PLC urezuje valovode na čip. FBT je jeftiniji i podržava asimetrične omjere, ali gubi preciznost iznad 1×8 podjele. PLC daje ujednačen gubitak na svim priključcima i ravan odziv od 1260–1650 nm, što ga čini standardom za 1×8 i veće FTTH podjele.
P: Koliko domova može poslužiti razdjelnik 1×32?
O: Trideset-dva, jedan po izlaznom priključku - pod pretpostavkom da se vaš proračun za gubitke zatvori. S tipičnim +3 dBm GPON lansiranjem i -28 dBm ONT osjetljivošću, jedno 1×32 (≈17,5 dB) plus vlakno i konektori udobno se uklapaju u proračun do nekoliko kilometara. 1×64 je moguć, ali ostavlja mnogo manje margine i zahtijeva optiku više{11}}klase.
P: Zašto se uneseni gubitak povećava s omjerom dijeljenja?
O: Zato što dijelite fiksnu količinu optičke snage na više izlaza. Pod je 10·log₁₀(N): svako udvostručenje izlaza dodaje 3 dB. Pravi uređaji povrh toga dodaju višak gubitaka, zbog čega 1×64 radi oko 21 dB dok 1×2 radi ispod 4 dB.
P: Može li optički razdjelnik također kombinirati signale?
O: Da. Razdjelnici su dvosmjerni. Obrnuto, 1×N uređaj kombinira N ulaza u jedan izlaz - ista fizika, koristi se za uzvodni promet u PON-u i za redundantnost u 2×N konfiguracijama gdje se dva OLT izvora međusobno štite.
P: Kako smanjiti uneseni gubitak razdjelnika u polju?
O: Ne možete smanjiti intrinzične gubitke uređaja, ali možete prestati dodavati: održavajte krajeve konektora čistima, koristite fuzijske spojeve s niskim-gubicima (Manji od ili jednak 0,08 dB) umjesto mehaničkih spojeva gdje je to moguće, preferirajte APC konektore za velike povratne gubitke i odaberite najniži omjer dijeljenja koji vaš broj pretplatnika dopušta.
