Optisch splitterverlies: kies 1x8, 1x16 of 1x32

Splitratio en insertieverlies zijn de twee parameters die beslissen of een PON- of FTTH-link daadwerkelijk de acceptatietests doorstaat. Kies de verkeerde splitratio en het optische vermogen bij de ONT daalt tot onder de ontvangergevoeligheid. Als u het inbrengverlies onderschat, werkt de verbinding mogelijk in het laboratorium, maar faalt na een paar connector-mate-cycli, een reparatie van een fusieverbinding of drie jaar vezelveroudering.

Deze handleiding is geschreven voor ingenieurs en inkoopteams die een splitter moeten afstemmen op een reëel energiebudget. Er wordt uitgelegd wat de split-ratio betekent, hoe het invoegverlies wordt gespecificeerd op een datasheet, hoe het verlies voor 1x8-, 1x16- en 1x32-splitters wordt berekend, en hoe u hiertussen kunt kiezen met een beslissingschecklist en een uitgewerkt GPON-budgetvoorbeeld.

Optical splitter in a PON network

Wat is een optische splitter?

Een optische splitter is een passieve component die één optisch ingangssignaal neemt en dit over meerdere uitgangsvezels verdeelt. Het is bidirectioneel, vereist geen elektrische stroom en is golflengte-transparant binnen de gespecificeerde werkband (doorgaans 1260–1650 nm voor PLC-apparaten van PON--kwaliteit).

In een Gigabit Passive Optical Network (GPON) kan één OLT PON-poort tot 64 ONT's bedienen via een boom van splitters, en XGS-PON breidt dit uit tot 128 logische ONU's per poort onderITU-T G.9807.1. Het is de splitter die dit punt-naar-multipoint-architectuur economisch haalbaar maakt, omdat honderden abonnees één enkele voedingsvezel en één enkele OLT-transceiver delen.

Twee splittertechnologieën domineren de markt:

PLC-splitters (Planar Lightwave Circuit).gebruik een silica-golfgeleiderchip. Ze leveren een uniforme splitsing van 1x2 tot 1x64, werken over de volledige 1260–1650 nm-band en zijn de standaardkeuze voor FTTH-toegangsnetwerken.PLC-splitterszijn verkrijgbaar in kale vezel-, blokloze, ABS-doos, LGX- en cassetteverpakking.
FBT-splitters (Fused Biconical Taper).worden gemaakt door twee vezels samen te smelten en taps toe te laten lopen. Ze zijn kosteneffectief-voor 1x2- en 1x4-toepassingen en zijn de enige praktische optie wanneer een ongelijke splitsingsverhouding (90:10, 80:20, enz.) nodig is.

Wat betekent splitratio?

De splitratio beschrijft hoe het optische ingangsvermogen wordt verdeeld over de uitgangspoorten van de splitter. Er wordt niet beschreven hoeveel stroom verloren gaat -, dat wil zeggen invoegverlies, wat een gerelateerde maar afzonderlijke parameter is.

Equal optical splitter ratios

Gelijke splitsingsverhoudingen

Een gelijke splitter verdeelt het ingangsvermogen gelijkmatig. Het theoretische aandeel dat elke uitgang ontvangt, is eenvoudigweg 1 gedeeld door het aantal uitgangen:

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

Gelijke splitters zijn de standaard voor FTTH omdat ze het stroombudget voor elke abonnee op dezelfde splitter identiek maken, wat het ontwerp, de documentatie en de OTDR-interpretatie vereenvoudigt.

Ongelijke verdelingsverhoudingen

Een ongelijke splitter stuurt een vast percentage stroom naar de ene tak en de rest naar de andere. Gebruikelijke verhoudingen zijn 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 en 50:50.

De klassieke toepassing is een taparchitectuur langs een voedingsvezel: bij elke tap daalt een klein percentage naar een lokale distributie, terwijl het grootste deel van de stroom door de trunk stroomt. Een tik van 10:90 verliest bijvoorbeeld ongeveer 10,5 dB op de 10%-poort en slechts ongeveer 0,5 dB op de 90%-poort (exclusief overtollig verlies). Hierdoor kan de operator meerdere tikken in serie plaatsen zonder dat het budget bij de eerste druppel opgebruikt is.

Wat is invoegverlies van een optische splitter?

Invoegverlies is het totale optische vermogen dat verloren gaat tussen de invoer- en een bepaalde uitvoerpoort, gemeten in decibel. Op een datasheet ziet u normaal gesproken twee getallen per poorttelling: een typische waarde en een maximale waarde. Ontwerp altijd tegen demaximaal gespecificeerd invoegverlies, nooit het typische of ideale gesplitste verlies. Typische waarden zijn nuttig voor benchmarking, maar voor acceptatietests en linkbudgetten is een worstcasecijfer nodig-.

Insertieverlies bestaat uit twee componenten:

Verlies splitsen- het onvermijdelijke verlies veroorzaakt door het verdelen van vermogen over N uitgangen. Gelijk aan 10 × log₁₀(N) voor een gelijke splitter.
Overmatig verlies- het extra verlies als gevolg van onvolkomenheden in de golfgeleider, geometrie van de koppeling, materiaalabsorptie en connectortoleranties. Voor een hoogwaardige PLC-splitter is dit doorgaans 0,3–1,5 dB, afhankelijk van het aantal poorten en de verpakking.

Twee andere parameters verschijnen op hetzelfde gegevensblad en zijn van belang voor het ontwerp:

Uniformiteit- de maximale spreiding tussen de beste en slechtste uitvoerpoort. Een 1x32 PLC-splitter specificeert doorgaans een uniformiteit van minder dan of gelijk aan 1,5 dB. Als u ervan uitgaat dat elke poort identiek is, zult u in het ergste geval onder-het budget blijven.
Terug verlies- hoeveel licht wordt teruggekaatst. Een aparte parameter van insertieverlies, goed uitgelegd in onzegids voor invoegverlies versus retourverlies.

Typisch insertieverlies van 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 en 1x32 splitters

De onderstaande waarden combineren het ideale splitsingsverlies met realistisch overtollig verlies voor PLC-splitters met SC/UPC--aansluiting. Dat zijn zealleen planningsreferenties; het werkelijke maximale invoegverlies voor het specifieke product dat u koopt, is bepalend voor de acceptatie.

1x2- ideaal 3,0 dB, typisch max. 3,6–4,0 dB. Wordt gebruikt voor lijnaftakkingen en bescherming van kleine-aftakkingen.
1x4- ideaal 6,0 dB, typisch max. 7,0–7,4 dB. Gebruikelijk bij kleine distributiepunten en FTTB-risers.
1x8- ideaal 9,0 dB, typisch max. 10,0–10,5 dB. Werkpaard voor FTTH-toegangssluitingen.
1x16- ideaal 12,0 dB, typisch max. 13,0–13,7 dB. Residentiële distributie met hoge-dichtheid.
1x32- ideaal 15,0 dB, typisch max. 16,5–17,5 dB. Standaard voor GPON-aggregatie; krappe begroting.
1x64- ideaal 18,0 dB, typisch max. 20,0–21,0 dB. XGS-PON- of klasse C+-optiek vereist.

De kloof tussen het ideale en het gespecificeerde maximum is het overtollige verlies plus de uniformiteitstoeslag. Gerenommeerde fabrikanten testen elk apparaat op basis van IEC 61753-1 / IEC 61753-031 prestatiecategorieën - controleer bij het vergelijken van datasheets of de specificatie verwijst naar de juisteIEC 61753-testnorm.

Splitter insertion loss comparison

Hoe u het invoegverlies van een optische splitter kunt berekenen

Het ideale splitsingsverlies voor een gelijke N--splitter is:

Ideaal splitsverlies (dB)=10 × log₁₀(N)

Voor een ongelijke splitter hangt het verlies op een bepaalde poort af van zijn aandeel in de stroom:

Poortverlies (dB)=−10 × log₁₀(P_haven / P_in)

Een 90:10 ongelijke splitter levert dus ongeveer 0,46 dB ideaal verlies op de 90% poort en 10,0 dB ideaal verlies op de 10% poort, voordat overtollig verlies wordt toegevoegd.

Voeg het overtollige verlies toe om een realistisch getal voor het ontwerp te krijgen:

Geschat invoegverlies=ideaal splitverlies + extra verlies

Maar schat voor het daadwerkelijke linkbudget niet - lees het maximale invoegverlies uit de datasheet van de fabrikant en gebruik dat.

Uitgewerkt voorbeeld: GPON Power Budget met een 1x32 splitter

Stel je een typische GPON-implementatie voor onder ITU-T G.984 Klasse B+ optica:

OLT-lanceervermogen (stroomafwaarts, 1490 nm): +3.0 dBm (minimaal)
Gevoeligheid ONT-ontvanger: −27,0 dBm
Totaal beschikbaar budget: 30,0 dB

De verbinding bestaat uit 8 km single{1}}mode feeder-vezel, een 1x32 PLC-splitter bij de FDH, 200 m distributie- en drop-vezel, vier gekoppelde SC/APC-connectorparen en twee fusiesplitsingen.

Accumulatie van verliezen:

Voedingsvezel, 8,0 km × 0,35 dB/km bij 1490 nm=2.8 dB
Distributie + drop-vezel, 0,2 km × 0,35 dB/km=0.07 dB
1x32 PLC-splitter, maximaal invoegverlies=17.0 dB
Connectoren, 4 × 0,3 dB=1.2 dB
Fusiesplitsingen, 2 × 0,1 dB=0.2 dB
Technische marge=3.0 dB

Totaal linkverlies=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24,3 dB

Beschikbaar budget 30,0 dB min de verbruikte 24,3 dB laat 5,7 dB hoofdruimte over - de link passeert met een comfortabele marge. Als de feeder 15 km zou zijn in plaats van 8 km, zou dezelfde configuratie nog eens 2,5 dB verliezen; gaat nog steeds voorbij, maar de technische marge is bijna gehalveerd. Verhoog de splitter naar 1x64 (max. 21 dB) en het budget daalt met nog eens 4 dB - op dat moment wordt een Klasse C+ OLT (35 dB budget) of XGS-PON-optiek noodzakelijk.

GPON power budget with splitter

Hoe u de juiste splitratio kiest

Het kiezen van een splitsingsratio op basis van het aantal gebruikers is de meest voorkomende oorzaak van mislukte PON-inbedrijfstelling. Gebruik in plaats daarvan de volgende reeks.

Bevestig de PON-klasse en het totale budget

Zoek de optische klasse van uw OLT- en ONT-modules op. Algemene GPON-klassen vanafITU-T G.984.2Zijn:

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

XGS-PON N1- en N2-klassen bieden doorgaans respectievelijk 29 dB en 31 dB. De PON-klasse is het harde plafond - de splitter kan niet meer verbruiken dan het budget minus al het andere.

Schat het verlies van vezels, connectoren en verbindingen

Gebruik 0,35 dB/km bij 1490 nm en 0,22 dB/km bij 1550 nm voor single- glasvezel; 0,3 dB per gekoppeld connectorpaar voor UPC, 0,5 dB voor APC; 0,05–0,1 dB per smeltlas. Tel elk onderdeel op het pad van OLT naar ONT, niet alleen de kopafstand.

Lees het maximale invoegverlies uit het gegevensblad

Gebruik de maximaal opgegeven waarde, niet typisch. Voeg de uniformiteitstoeslag toe als uw ontwerp de slechtste poort moet garanderen - dit is van belang voor gecentraliseerde splitters die verre abonnees bedienen.

Reserve-engineeringmarge

2–3 dB is standaard voor FTTH. Dit omvat vezelveroudering, reparatieverbindingen die zijn toegevoegd tijdens de levensduur van het netwerk, connectorvervuiling en temperatuur-geïnduceerde variaties. Exploitanten die buitenluchtroutes bedienen, gaan vaak hoger.

Vergelijk 1x8, 1x16 en 1x32 naast elkaar

1x8- Beste voor: FTTH met een groot-bereik, cascades met meerdere- fasen, krappe budgetten, routes- die vatbaar zijn voor reparaties. Risico: lager afnamepercentage per feedervezel, hogere kosten per abonnee. Vermijd wanneer: u een hoge abonneedichtheid per OLT-poort nodig heeft.
1x16- Beste voor: gebalanceerde FTTH in voorsteden, middellange- afstanden, twee--fase-architecturen (1x4 + 1x4 cascade). Risico: laat een beperkte marge over als de feeder lang is of de OLT van klasse B is.+. Vermijd wanneer: totale afstand plus connectoren het budget voorbij 23 dB duwen.
1x32- Beste voor: dichtbevolkte stedelijke omgevingen met korte feederruns, klasse C+-optiek en gecentraliseerde splitsing in de FDH. Risico: zeer krappe marge; elke toegevoegde connector of verbinding kan de slechtste poort buiten de specificaties duwen. Vermijd wanneer: feeders groter zijn dan 12 km op klasse B+, of wanneer de architectuur cascadering nodig heeft.

PLC versus FBT-splitter: welke moet u gebruiken?

Voor poortaantallen van 1x8 en hoger is PLC de enige realistische keuze. De PLC-chip biedt een vlak invoegverlies over 1260–1650 nm, wat betekent dat dezelfde splitter werkt voor stroomafwaartse 1490/1577 nm, stroomopwaartse 1310 nm en 1550 nm RF-video-overlay. FBT-verlies varieert met de golflengte en het apparaat moet worden besteld voor de werkband.

FBT blijft relevant in drie gevallen: splitsingen met een klein-aantal (1x2, 1x4) waarbij de kosten de dominante factor zijn, toepassingen met één-golflengte en ongelijke verhoudingen die PLC niet gemakkelijk kan produceren. Voor een uitgewerkte vergelijking van hoe verlies zich anders ophoopt in connector-zware versus splitter-zware links, bekijk onze bredere behandeling vaninvoegverlies in glasvezelnetwerken.

Veelvoorkomende fouten die veldfouten veroorzaken

Ontwerpen tegen typisch insteekverlies.Kenmerkend is het gemiddelde over de hele productiepartij. Bij acceptatietests moet de maximale waarde uit het gegevensblad worden gebruikt.
Het negeren van uniformiteit op splitters met een hoog-aantal.Een 1x32 met een uniformiteit van 1,5 dB betekent dat de slechtste poort 1,5 dB slechter is dan de beste. Als het OTDR-resultaat voor één ONT op de grens ligt, is uniformiteit vaak de ontbrekende variabele.
Het connectorbudget vergeten.Een typische FTTH-link heeft 4 à 6 gekoppelde paren tussen OLT en ONT. Bij elk 0,3 dB is dat tot 1,8 dB - meer dan een vezelkilometer.
Beschouw 1x32 als een gratis upgrade van 1x16.De extra 3 dB gesplitst verlies slokt het grootste deel van de technische marge op. Als de verbinding goed is bij 1x16 met nog 2 dB over, zal deze waarschijnlijk mislukken bij 1x32.
Geen technische marge.Een verbinding die op de eerste dag 0,5 dB overschrijdt, zal falen na de eerste reparatiecyclus van de verbindings- of connectorreiniging.

Voor een bredere optische-budgetcontext binnen een FTTH-build kan deFTTH netwerkontwerp walkthroughomvat de feeder-, distributie- en drop-secties in volgorde.

Veelgestelde vragen

Vraag: Kan ik een 1x64-splitter gebruiken op standaard GPON?

A: Alleen als de OLT- en ONT-optiek klasse C+ (32 dB) of beter zijn en de feederafstand kort is. Een 1x64 PLC-splitter heeft een maximaal invoegverlies van ongeveer 21 dB, waardoor er ongeveer 11 dB overblijft voor vezels, connectoren, splitsingen en marges gecombineerd. Bij klasse B+-optiek is dit onpraktisch voor iets verder dan een paar honderd meter distributie.

Vraag: Moet ik het splitterverlies berekenen met behulp van het ideale of gespecificeerde maximale verlies?

A: Gebruik altijd het gespecificeerde maximum uit de datasheet van de fabrikant voor het definitieve ontwerp en voor acceptatietests. De ideale waarde (10 × log10(N)) is prima voor vroege haalbaarheidscontroles, maar laat buitensporig verlies, uniformiteit en connectortolerantie achterwege.

Vraag: Is een 1x32-splitter altijd slechter dan 1x16?

A: Vanuit het perspectief van verlies per- poort, ja - heeft een 1x32 ruwweg 3 dB meer verlies dan een 1x16. Maar "erger" hangt af van de architectuur. Eén enkele 1x32 in een gecentraliseerde FDH is vaak beter dan een gecascadeerde 1x4 plus acht 1x4-implementaties, omdat de gecascadeerde aanpak in elke fase connectorparen toevoegt. Vergelijk de volledige link, niet alleen de splitter.

Vraag: Wat is het verschil tussen splitratio en insertieverlies?

A: De splitratio is hoe het ingangsvermogen wordt verdeeld over de uitgangspoorten. Invoegverlies is hoeveel stroom er verloren gaat van de ingang naar een specifieke uitgangspoort. De twee zijn met elkaar verbonden: een hogere splitsingstelling levert een hoger minimaal invoegverlies op.

Vraag: Verandert het invoegverlies met de golflengte?

A: Voor een PLC-splitter van PON--kwaliteit is de variatie over 1260–1650 nm klein, doorgaans binnen 0,3–0,5 dB, en de datasheet specificeert het ergste geval. Voor FBT-splitters is de golflengteafhankelijkheid veel sterker, daarom moeten ze voor een specifieke werkband worden besteld.

Vraag: Welk invoegverlies moet een gloednieuwe 1x8-splitter meten?

A: Een typische 1x8 PLC-splitter meet ongeveer 9,5–10,0 dB op een gekalibreerde vermogensmeter, waarbij het maximum gespecificeerd is op 10,5 dB. Als een poort boven het gespecificeerde maximum uitkomt, moet de splitter of een van de connectoren worden geïnspecteerd.

Samenvatting

De splitratio bepaalt de fundamentele vermogensverdeling over een PON; invoegverlies is het reële getal dat binnen het linkbudget moet passen. Kies door achteruit te werken vanuit het PON-klassebudget, trek de bijdrage van vezels, connectoren, splitsingen en uniformiteit af en gebruik het maximale invoegverlies uit de datasheet - niet het ideale, niet het typische - om uw splitterkeuze te valideren. Als in het uitgewerkte voorbeeld zelfs maar 1 dB marge verdwijnt bij 1x32, is dat een signaal om terug te stappen naar 1x16 in plaats van te vertrouwen op de beste- getallen.

Vraag vóór de implementatie het daadwerkelijke testrapport aan voor de splitterbatch die u koopt, verifieer dit aan de hand van de IEC-prestatiecategorie waarnaar wordt verwezen in het gegevensblad en -voer het budget opnieuw uit met de gerapporteerde maximale waarden. De paar minuten die hiervoor nodig zijn, zijn wat het verschil maakt tussen een netwerk dat de acceptatie doorstaat en een netwerk dat na de eerste klacht opnieuw moet worden ontworpen.