Mengapa Pemisahan Tidak Seimbang Masuk akal Untuk Projek FTTH Luar Bandar

Reka bentuk itu berjaya. Ia bukan cara yang paling berkesan untuk menyambungkan 32 rumah yang tersebar begitu tipis.

Perbualan itu agak tipikal dari apa yang kita lihatFTTH luar bandarprojek. Cabarannya bukanlah kebolehlaksanaan teknikal-iaitu ekonomi. Dan sebaik sahaja anda mula mengoptimumkan kos setiap rumah yang dilalui dalam-kawasan berketumpatan rendah, anda akhirnya melihat dengan serius pada pemisahan yang tidak seimbang.

Jadi apa sebenarnya yang berlaku di sini? Isu ini berpunca daripada ketidakpadanan asas antara cara seni bina PON tradisional berfungsi dan cara pelanggan luar bandar diedarkan secara fizikal.

Di kawasan kejiranan yang padat, anda mungkin mempunyai 64 rumah dalam radius 500 meter dari kabinet pembahagi. Anda memasang pembahagi 1:64, menjalankan kabel jatuh pendek ke setiap rumah dan ekonomi berfungsi dengan baik. Kos pembahagi dibahagikan kepada 64 pelanggan. Jangkaan kabel pendek. Semua orang gembira.

Sekarang bayangkan laluan luar bandar. Anda mungkin mempunyai 30 buah rumah yang dibina sepanjang 20 kilometer jalan. Ada yang berkelompok dalam kumpulan 4-6 berhampiran persimpangan jalan. Yang lain duduk bersendirian di atas petak seluas 40 ekar. Jika anda cuba menyediakannya dengan pembahagi berpusat, anda menjalankan helai gentian individu sejauh kilometer untuk sampai ke rumah di hujung kawasan perkhidmatan anda.

Di sinilah wang sebenarnya digunakan dalam binaan luar bandar biasa:

Perhatikan bagaimana kos buruh kekal rata antara kedua-dua senario, tetapi kos kabel meningkat di kawasan luar bandar. Itulah titik leverage anda. Apabila kabel mewakili separuh kos projek anda dan bukannya satu perempat, setiap keputusan reka bentuk yang menambah panjang gentian mencecah bajet anda. Dan reka bentuk pembahagi seimbang tradisional menambah banyak serat yang tidak perlu dalam senario luar bandar.

Pendekatan alternatif-dan inilah yang kami cadangkan kepada ISP Montana-menggunakan apa yang dipanggil pemisahan tidak seimbang atau tidak simetri. Konsepnya bukan baru. Jurutera telekomunikasi telah menggunakan paip optik selama beberapa dekad dalam pengedaran TV kabel. Tetapi ia mendapat daya tarikan yang serius untukFTTH luar bandarkerana ia menangani masalah kos-serat secara langsung.

Buku asas teknikal yang cepat jika anda kurang biasa dengan jenis pembahagi:

StandardPemisah PLCkonfigurasi membahagikan kuasa optik masuk sama rata antara semua output. Pembahagi 1:8 menghantar 12.5% ​​cahaya ke setiap lapan port keluarannya. Pembahagi 1:32 membahagikan kuasa kepada 32 bahagian yang sama. Pembahagi seimbang ini berfungsi dengan baik apabila anda perlu menyampaikan kluster pelanggan dari satu lokasi.

Pembahagi tidak seimbang melakukan sesuatu yang berbeza. Daripada pembahagian yang sama, mereka membahagikan kuasa mengikut nisbah yang direka bentuk-katakan 90/10 atau 70/30. Bahagian yang lebih besar terus ke bawah gentian batang untuk berkhidmat di lokasi hiliran. Bahagian yang lebih kecil dimatikan untuk melayani pelanggan pada titik tertentu itu.

Mengapa ini penting untuk rangkaian luar bandar? Kerana anda boleh daisy-merangkai berbilang paip tidak seimbang di sepanjang gentian batang tunggal, mengekstrak kuasa yang mencukupi di setiap lokasi untuk melayani rumah tempatan sambil mengekalkan belanjawan optik untuk lokasi yang lebih rendah.

Nota daripada jurutera kanan kami mengenai pemilihan nisbah paip:

Apabila kami membuat keputusan antara 90/10 dan 70/30, kami bukan hanya melihat nilai pengecilan dalam hamparan. Terdapat faktor praktikal yang sentiasa diabaikan:ruang kepala penyelenggaraan masa depan.

Inilah peraturan kami. Jika gugusan pada masa ini hanya mempunyai 3 rumah tetapi terdapat tanah kosong berdekatan, kami biasanya akan mengesyorkan nisbah paip yang lebih besar sedikit daripada yang diperlukan oleh matematik-katakan 80/20 dan bukannya 90/10. Sebabnya? Di kawasan luar bandar, menghantar anak kapal keluar semula untuk-menyambung semula paip batang kos jauh lebih tinggi daripada kuasa optik yang anda jimatkan dengan menggunakan minimum. Kami lebih suka mengorbankan 1dB margin hiliran di hadapan daripada kehilangan keupayaan untuk menambah pelanggan kemudian tanpa kerja semula yang besar. Bina dalam bilik "plug and play" sekarang; anda akan berterima kasih kepada diri anda sendiri dalam masa dua tahun apabila sebuah rumah baru naik di jalan raya.

Mari kita lihat bagaimana ini sebenarnya berfungsi di lapangan. Ambil projek Montana yang kami nyatakan. Selepas menyemak reka bentuk asal mereka, kami membantu mereka memodelkan alternatif menggunakan seni bina paip teragih.

Reka bentuk asal memerlukan kabel pengedaran gentian 48-yang menjalankan laluan penuh sepanjang 18 kilometer, dengan gentian terkelupas di pelbagai titik untuk mencapai kelompok pelanggan. Jumlah gentian kilometer dalam reka bentuk: kira-kira 380.

Pendekatan yang disemak menggunakan 2-tangkai gentian (utama tambah sandaran) dengan titik paip pada setiap kelompok pelanggan. Pada gugusan pertama-kira-kira 3 kilometer dari kepala-akhir-ketik 90/10 mengalihkan 10% kuasa optik kepada yang kecilKotak FDB/FATmenempatkan pembahagi seimbang 1:8. Itu melayani 6 rumah berdekatan. Baki 90% terus ke bawah batang.

Di kilometer 7, paip lain (yang ini 85/15) menyediakan kluster 8 rumah. Di kilometer 12, paip 80/20 mengendalikan 10 rumah. Dan seterusnya menyusuri laluan sehingga kluster terakhir menerima apa-apa kuasa optik yang kekal-masih baik dalam belanjawan kuasa GPON untuk operasi ONT yang betul.

Anggaran kos kabel berdasarkan harga gentian pukal 2024; kos sebenar berbeza mengikut pembekal, jenis kabel dan jumlah pesanan.

Thepengurangan serat keluar kepada kira-kira 65%. Walaupun mengambil kira unit paip tambahan dan penutup di setiap titik kluster, penjimatan bahan bersih melebihi $40,000 pada laluan 18 kilometer ini.

Untuk ISP ini, $40,000 yang dijimatkan pada kabel bermakna mereka boleh melanjutkan jangkauan gentian mereka kepada dua komuniti kecil tambahan yang sebelum ini dianggap "tidak boleh dilaksanakan" di bawah belanjawan geran. Itulah hasil sebenar-bukan sahaja menjimatkan wang, tetapi mengembangkan apa yang sebenarnya boleh dilakukan dalam sampul pembiayaan tetap.

ISP bergerak ke hadapan dengan reka bentuk yang tidak seimbang. Kami membekalkanPembahagi PLCdan bekerja dengan mereka pada pemilihan nisbah paip untuk setiap nod.

Anda tidak boleh hanya mengetuk bertali di sepanjang gentian tanpa memahami apa yang berlaku pada belanjawan kuasa optik anda. Di sinilah penempatan luar bandar menjadi menarik secara teknikal-dan di mana beberapa perancang rangkaian menghadapi masalah.

Setiap komponen dalam PON memperkenalkan kerugian. Gentian itu sendiri melemahkan isyarat pada kira-kira 0.35 dB setiap kilometer pada panjang gelombang 1310nm. Penyambung menambah 0.3-0.5 dB setiap satu. Splices menyumbang 0.1-0.2 dB. Dan pembahagi memperkenalkan kerugian berdasarkan konfigurasi mereka.

Untuk pembahagi seimbang, matematiknya adalah mudah: pembahagi 1:8 memperkenalkan kira-kira 10.5 dB kehilangan tanpa mengira port output yang anda ukur. Semua port melihat tahap kuasa yang sama.

Pili tidak seimbang berkelakuan berbeza. Port melalui (membawa kuasa ke pili hiliran) melihat kerugian yang agak rendah-biasanya 0.5-2.5 dB bergantung pada nisbah pisah. Port paip (melayani pelanggan tempatan) melihat kerugian yang lebih tinggi sepadan dengan peruntukan kuasa yang lebih kecil.

Jadual di bawah menunjukkan nilai kehilangan sisipan biasa untuk nisbah paip biasa. Ini adalah angka perwakilan-sentiasa sahkan terhadap spesifikasi pengeluar untuk komponen sebenar yang anda gunakan.

Sumber: Disusun daripada pelbagai lembaran data pengeluar pembahagi PLC termasuk Corning, CommScope, dan pelbagai pembekal OEM. Nilai mewakili prestasi biasa pada 1310/1550nm; spesifikasi sebenar berbeza mengikut pengeluar.

Sistem GPON standard menyediakan kira-kira 28 dB bajet optik antara pemancar OLT dan penerima ONT. XGS-PON menawarkan 29-35 dB bergantung pada kelas transceiver. Tugas anda ialah untuk memastikan setiap pelanggan-termasuk pelanggan di hujung rantaian paip anda-menerima isyarat yang mencukupi dalam belanjawan tersebut.

Amaran daripada pasukan padang kami:

Banyak perancang mengira bahawa belanjawan 28dB ke titik perpuluhan terakhir, memerah setiap kilometer yang mereka boleh keluar dari pautan. Tetapi di tempat seperti Montana atau Scandinavia utara, anda perlu mengambil kira kehilangan musim sejuk.

Kami telah mengukurnya sendiri: kesejukan yang melampau menyebabkan kabel gentian mengecut dan-penyesuai berkualiti rendah boleh menghasilkan anjakan fizikal kecil yang menyebabkan kerugian tambahan 0.5 hingga 1dB yang tiada pada bulan September. Peraturan reka bentuk kami adalah mudah-apabila mengira kuasa pada ONT terakhir dalam rantai,kami membina sekurang-kurangnya 3dB margin keras. Jika matematik anda menunjukkan -26dBm pada pelanggan terakhir dan anda menganggapnya bagus, anda hanya satu ribut salji atau satu penyambung yang semakin tua daripada panggilan perkhidmatan. Jangan korbankan kestabilan pautan hanya untuk menekan sekali lagi.

Komponen fizikal penting sama seperti reka bentuk optik. Setiap titik paip memerlukan kandang yang melindungi pembahagi, menyediakan titik sambungan untuk kabel jatuh dan bertahan dalam apa jua cuaca yang dilemparkan oleh wilayah perkhidmatan anda.

Untuk penempatan luar bandar, ini biasanya bermaksud -dinilai luarKotak FDB/FATdengan perlindungan kemasukan IP55 atau lebih tinggi. Kepungan perlu memuatkan pembahagi pili ditambah pembahagi kecil seimbang (biasanya 1:4 atau 1:8) untuk pengedaran setempat. Kiraan port harus sepadan dengan kelompok pelanggan anda dengan ruang untuk beberapa alat ganti. Dan pilihan pelekap perlu sesuai dengan senario pemasangan sebenar anda-lekapkan tiang, lekap helai atau lekap dinding bergantung pada lokasi.

Kami telah melihat projek tersandung dengan menyatakan kepungan yang kelihatan mencukupi di atas kertas tetapi tidak berfungsi di lapangan. Kotak yang dinilai untuk 8 jatuhan pelanggan tidak membantu jika anda sebenarnya tidak dapat menghala dan mengurus kabel jatuh dengan bersih. Kepungan dengan kurungan-dinding-hanya menjadi masalah apabila separuh lokasi paip anda berada pada tiang utiliti.

Apabila kami membekalkanKotak Terminal Gentian Optikkepada projek seperti di Montana, kami menumpukan pada-ciri praktikal-seperti penghalaan dalaman khusus untuk modul ketik tidak seimbang-untuk memastikan kotak kekal terurus walaupun gugusan berkembang. Perkara yang lebih penting daripada mana-mana produk tertentu ialah memadankan spesifikasi kepungan dengan keadaan medan sebenar anda. Kotak $50 yang tidak mengelak dengan betul terhadap habuk akan menelan kos yang jauh lebih tinggi dalam gulungan trak daripada kotak $80 yang melakukan kerja dengan betul pada kali pertama.

Satu soalan yang selalu timbul: bilakah pemisahan yang tidak seimbang benar-benar masuk akal berbanding melekat dengan seni bina seimbang tradisional?

Jawapan yang jujur ​​adalah ia bergantung pada geometri laluan khusus anda. Tetapi beberapa corak memegang agak konsisten.

Seni bina pili yang diedarkan cenderung untuk menang apabila kepadatan pelanggan menurun di bawah kira-kira 15-20 rumah setiap laluan-kilometer. Pada ketumpatan yang lebih tinggi, penjimatan gentian berkurangan kerana anda sudah hampir hampir dengan kebanyakan pelanggan tidak kira di mana anda meletakkan pembahagi anda. Pada ketumpatan yang lebih rendah-terutamanya apabila rumah berkumpul dalam kumpulan yang dipisahkan oleh jalan kosong yang panjang-kompaun penjimatan dengan cepat.

Panjang laluan juga penting. Pada laluan pendek di bawah 5-8 kilometer, kerumitan mengurus berbilang titik paip mungkin tidak membenarkan penjimatan gentian. Pada laluan panjang yang melebihi 15-20 kilometer, anda sering melihat penjimatan yang besar yang dengan mudah mengatasi kos perancangan dan komponen tambahan.

Bila hendak meninggalkan seni bina yang tidak seimbang-pemikiran jujur ​​kami:

Lihat, kami suka pendekatan ini dan sering mengesyorkannya. Tetapi terdapat situasi di mana anda harus menggunakan reka bentuk seimbang tradisional 1:32 atau 1:64:

1. Kawasan pertumbuhan pinggir bandar "Wildfire".Jika laluan anda melalui tanah yang akan menyaksikan pembangunan perumahan utama dalam tempoh tiga tahun akan datang, rantai paip yang tidak seimbang akan cepat tepu. Mengembangkan kemudian bermakna sama ada-merekayasa semula keseluruhan belanjawan optik atau menjalankan infrastruktur selari. Tidak juga menyeronokkan. Dalam kes ini, fleksibiliti seni bina yang seimbang-di mana anda hanya boleh menyalakan port pembahagi yang tidak digunakan-berbaloi dengan kos kabel tambahan.

2. Krew penyelenggaraan anda tidak OTDR-selesa.Menyelesaikan masalah rangkaian yang tidak seimbang sebenarnya lebih sukar daripada pemisahan 1:32 yang mudah. Profil kehilangan kelihatan seperti tangga pada jejak OTDR dan jika juruteknik bidang anda hanya tahu cara menggunakan-pencari kerosakan visual cahaya merah, mereka akan bergelut. Kami telah melihat pengendali menggunakan reka bentuk paip yang diedarkan, kemudian menghabiskan masa selama enam bulan dengan kecewa kerana setiap panggilan perkhidmatan mengambil masa dua kali lebih lama. Jika pasukan anda tidak bersedia untuk keluk pembelajaran, bayar serat tambahan dan pastikan penyelenggaraan anda mudah.

bilaPemisah Seimbang lwn. Tidak Seimbangmenjadi panggilan rapat, kami biasanya bertanya: sejauh manakah anda yakin dengan unjuran pertumbuhan pelanggan anda, dan sejauh manakah kemahiran pasukan lapangan anda? Jika kedua-dua jawapan "agak kukuh", tidak seimbang biasanya menang atas kos. Jika mana-mana jawapan adalah "jujur, tidak pasti," seimbang memberi anda lebih banyak ruang untuk menyesuaikan diri.

Pengujian dan pensijilan untuk rangkaian tidak seimbang memerlukan pelarasan daripada prosedur PON standard. Berbilang titik pemisah mencipta jejak OTDR yang kelihatan berbeza daripada seni bina pemisah tunggal-tradisional dan juruteknik perlu memahami perkara yang mereka lihat.

Setiap ketikan muncul sebagai peristiwa kehilangan diskret pada surih OTDR. Kehilangan port melalui agak kecil (di bawah 2 dB untuk kebanyakan nisbah), manakala port paip menunjukkan kerugian yang lebih besar sepadan dengan nisbah reka bentuknya. Pakar teknologi yang tidak biasa dengan seni bina ini kadangkala menyalahtafsirkan kerugian yang dijangkakan ini sebagai kerosakan.

VIAVI dan pengeluar peralatan ujian lain telah menambah mod khusus untuk mencirikan rangkaian pembahagi tirus/tidak seimbang. Menurut dokumentasi teknikal VIAVI, produk PON OTDR mereka kini termasuk "sokongan pembahagi tidak seimbang" khusus untuk menangani keperluan ujian seni bina paip teragih.

Dokumentasi menjadi lebih kritikal dengan reka bentuk paip yang diedarkan. Setiap kepungan hendaklah dilabelkan dengan nisbah paip dan kehilangan optik kumulatif ke titik itu. Apabila teknologi menjawab panggilan perkhidmatan dua tahun selepas pemasangan, mereka perlu memahami tahap kuasa yang dijangkakan dengan cepat di lokasi tersebut tanpa mengira semula keseluruhan belanjawan dari awal.

Bagi pengendali rangkaian AS yang mengejar pembiayaan persekutuan,FTTH luar bandarprojek selalunya layak untuk geran dan pinjaman USDA ReConnect. Program ini telah melabur lebih $5 bilion sejak 2018 membawa jalur lebar ke kawasan luar bandar yang kurang mendapat perkhidmatan. Keperluan semasa mewajibkan keupayaan perkhidmatan simetri 100 Mbps-dapat dicapai dengan baik untuk rangkaian GPON atau XGS-PON yang direka bentuk dengan betul tanpa mengira sama ada anda menggunakan seni bina seimbang atau tidak seimbang.

Kekangan utama adalah menunjukkan bahawa reka bentuk anda sebenarnya memberikan perkhidmatan yang mencukupi kepada setiap premis pelanggan. Pengiraan belanjawan optik anda perlu menunjukkan margin yang mencukupi walaupun di lokasi yang paling jauh. Seni bina yang tidak seimbang tidak mengubah keperluan prestasi asas-ia hanya mengubah cara anda memperuntukkan kuasa optik untuk memenuhinya dengan cekap.

Jika anda merancang aFTTH luar bandarpenempatan dan laluan anda menunjukkan corak pelanggan bertaburan dan berkelompok yang tipikal kawasan pertanian, pemisahan yang tidak seimbang patut dinilai dengan serius. Potensi untuk mengurangkan kos kabel gentian sebanyak 30-50% secara langsung memberi kesan kepada daya maju projek, terutamanya di mana kes perniagaan sudah ketat.

Keperluan teknikal tidak eksotik. Anda perlukan kualitiPemisah PLCkomponen dengan spesifikasi yang disahkan untuk konfigurasi seimbang dan tidak seimbang. Anda memerlukan-nilai luarKotak FDB/FATkepungan yang sesuai untuk senario pemasangan anda. Dan anda memerlukan kejuruteraan bajet optik yang teliti untuk memastikan setiap pelanggan menerima isyarat yang mencukupi.

Apa yang membezakan antara penempatan luar bandar yang berjaya dan bergelut biasanya bukanlah teknologi-iaitu sama ada reka bentuk rangkaian mengambil kira realiti luar bandar dan bukannya memindahkan andaian bandar ke persekitaran yang berbeza secara asasnya.

Langkah pertama yang paling berharga? Petakan lokasi pelanggan sebenar anda dan geometri laluan. Pilihan seni bina yang betul mengikut analisis itu, bukan daripada menggunakan templat standard. Jika anda sedang memetakan laluan luar bandar dan matematik tidak ditambah, hantarkan geometri laluan anda kepada kami. Kami boleh menjalankan analisis perbandingan pantas seni bina seimbang lwn. tidak seimbang untuk projek khusus anda-tiada rentetan yang dilampirkan.Hubungi pasukan kami-ini betul-betul jenis masalah yang kami suka selesaikan.

Rujukan

Penyelesaian VIAVI. "Pembinaan Gentian, Bahagian 3: Memperakui PON dengan Seni Bina Splitter Tidak Seimbang."

Majalah ISE. "Penyelesaian FTTH untuk Kawasan Luar Bandar."

Pembangunan Luar Bandar USDA. "Program Pinjaman dan Pemberian Sambung Semula."

Persatuan Gentian Optik. "Pemisah Gentian Optik untuk PON."

Penafian Data

Peratusan penjimatan kos, spesifikasi optik dan contoh projek mewakili nilai industri biasa dan senario ilustrasi. Contoh projek Montana menggunakan angka perwakilan berdasarkan corak penempatan luar bandar biasa. Keputusan sebenar bergantung pada geometri laluan tertentu, pengedaran pelanggan, pemilihan komponen dan kos buruh tempatan. Nilai kehilangan optik harus disahkan terhadap lembaran data pengilang untuk komponen tertentu. Angka pembiayaan USDA berdasarkan dokumentasi program rasmi pada akhir 2024.