Verlust des optischen Splitters: Wählen Sie 1x8, 1x16 oder 1x32

Splitverhältnis und Einfügedämpfung sind die beiden Parameter, die darüber entscheiden, ob eine PON- oder FTTH-Verbindung die Abnahmeprüfung tatsächlich besteht. Wählen Sie das falsche Teilungsverhältnis und die optische Leistung am ONT sinkt unter die Empfängerempfindlichkeit. Wenn Sie die Einfügungsdämpfung unterschätzen, funktioniert die Verbindung möglicherweise im Labor, versagt jedoch nach ein paar Verbindungszyklen, einer Fusionsspleißreparatur oder drei Jahren Alterung der Faser.

Dieser Leitfaden richtet sich an Ingenieure und Beschaffungsteams, die die Größe eines Splitters anhand des tatsächlichen Strombudgets ermitteln müssen. Es erklärt, was das Split-Verhältnis bedeutet, wie die Einfügungsdämpfung in einem Datenblatt angegeben wird, wie die Dämpfung für 1x8-, 1x16- und 1x32-Splitter berechnet wird und wie man anhand einer Entscheidungscheckliste und eines ausgearbeiteten GPON-Budgetbeispiels zwischen ihnen wählt.

Optical splitter in a PON network

Was ist ein optischer Splitter?

Ein optischer Splitter ist eine passive Komponente, die ein optisches Eingangssignal aufnimmt und auf mehrere Ausgangsfasern verteilt. Es ist bidirektional, benötigt keinen Strom und ist innerhalb seines spezifizierten Betriebsbands (typischerweise 1260–1650 nm für PON{4}}-SPS-Geräte wellenlängentransparent.

In einem Gigabit Passive Optical Network (GPON) kann ein OLT-PON-Port bis zu 64 ONTs über einen Splitterbaum bedienen, und XGS-PON erweitert dies auf 128 logische ONUs pro PortITU-T G.9807.1. Der Splitter macht diese Point-zu-Multipoint-Architektur wirtschaftlich rentabel, da Hunderte von Teilnehmern sich eine einzige Feeder-Glasfaser und einen einzigen OLT-Transceiver teilen.

Zwei Splittertechnologien dominieren den Markt:

PLC-Splitter (Planar Lightwave Circuit).Verwenden Sie einen Quarzwellenleiterchip. Sie bieten eine gleichmäßige Aufteilung von 1x2 bis 1x64, arbeiten im gesamten 1260–1650-nm-Band und sind die Standardwahl für FTTH-Zugangsnetzwerke.SPS-Splittersind in blanker, blockloser, ABS-Box-, LGX- und Kassettenverpackung erhältlich.
FBT-Splitter (Fused Biconical Taper).werden durch das Verschmelzen und Verjüngen zweier Fasern hergestellt. Sie sind kostengünstig-für 1x2- und 1x4-Anwendungen und die einzige praktische Option, wenn ein ungleiches Teilungsverhältnis (90:10, 80:20 usw.) erforderlich ist.

Was bedeutet Split-Verhältnis?

Das Split-Verhältnis beschreibt, wie die optische Eingangsleistung auf die Ausgangsports des Splitters verteilt wird. Es wird nicht beschrieben, wie viel Leistung verloren geht -, d. h. der Einfügungsdämpfung, bei der es sich um einen verwandten, aber separaten Parameter handelt.

Equal optical splitter ratios

Gleiche Teilungsverhältnisse

Ein gleichwertiger Splitter teilt die Eingangsleistung gleichmäßig auf. Der theoretische Anteil, den jeder Ausgang erhält, ist einfach 1 geteilt durch die Anzahl der Ausgänge:

1x2 - 50 % pro Port
1x4 - 25 % pro Port
1x8 - 12.5 % pro Port
1x16 - 6.25 % pro Port
1x32 - 3.125 % pro Port
1x64 - 1.5625 % pro Port

Gleiche Splitter sind der Standard für FTTH, da sie dafür sorgen, dass das Strombudget für jeden Teilnehmer am selben Splitter identisch ist, was Design, Dokumentation und OTDR-Interpretation vereinfacht.

Ungleiche Aufteilungsverhältnisse

Ein ungleicher Splitter sendet einen festen Prozentsatz der Leistung über einen Zweig und den Rest über den anderen. Übliche Verhältnisse sind 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 und 50:50.

Die klassische Anwendung ist eine Tap-Architektur entlang einer Zuleitungsfaser: Jeder Tap gibt einen kleinen Prozentsatz an eine lokale Verteilung ab, während der Großteil der Leistung über die Hauptleitung weitergeführt wird. Beispielsweise verliert ein 10:90-Tap am 10 %-Port etwa 10,5 dB und am 90 %-Port nur etwa 0,5 dB (exzessive Verluste ausgenommen). Dadurch kann der Betreiber mehrere Zapfstellen hintereinander platzieren, ohne dass das Budget beim ersten Tropfen ausgeschöpft wird.

Was ist die Einfügungsdämpfung eines optischen Splitters?

Die Einfügungsdämpfung ist der gesamte optische Leistungsverlust zwischen dem Eingang und einem bestimmten Ausgangsanschluss, gemessen in Dezibel. Auf einem Datenblatt sehen Sie normalerweise zwei Zahlen pro Portanzahl: einen typischen Wert und einen Maximalwert. Entwerfen Sie immer gegen diemaximal angegebene Einfügungsdämpfung, niemals der typische oder ideale Split-Verlust. Typische Werte sind für das Benchmarking nützlich, aber Akzeptanztests und Linkbudgets erfordern einen Worst{1}}-Case-Wert.

Der Einfügungsverlust besteht aus zwei Komponenten:

Verlust aufteilen- der unvermeidbare Verlust, der durch die Aufteilung der Leistung auf N Ausgänge entsteht. Entspricht 10 × log₁₀(N) für einen gleichen Teiler.
Übermäßiger Verlust- der zusätzliche Verlust durch Wellenleiterfehler, Kopplergeometrie, Materialabsorption und Steckertoleranzen. Bei einem hochwertigen SPS-Splitter beträgt dieser je nach Portanzahl und Verpackung typischerweise 0,3–1,5 dB.

Zwei weitere Parameter erscheinen auf demselben Datenblatt und sind für das Design von Bedeutung:

Gleichmäßigkeit- die maximale Spanne zwischen dem besten und dem schlechtesten Ausgabeport. Ein 1x32-PLC-Splitter spezifiziert typischerweise eine Gleichmäßigkeit von weniger als oder gleich 1,5 dB. Wenn Sie davon ausgehen, dass jeder Port identisch ist, werden Sie unter -dem Worst-Case-Budget rechnen.
Rückflussverlust- wie viel Licht zurückreflektiert wird. Ein vom Einfügungsverlust getrennter Parameter, der in unserem gut erklärt wirdLeitfaden zur Einfügungsdämpfung vs. Rückflussdämpfung.

Typische Einfügungsdämpfung von 1x2-, 1x4-, 1x8-, 1x16- und 1x32-Splittern

Die folgenden Werte kombinieren den idealen Split-Verlust mit dem realistischen überschüssigen Verlust für SC/UPC-terminierte PLC-Splitter. Sie sindNur Planungsreferenzen; Die tatsächliche maximale Einfügungsdämpfung für das von Ihnen gekaufte Produkt ist ausschlaggebend für die Akzeptanz.

1x2- ideal 3,0 dB, typisch max. 3,6–4,0 dB. Wird für Leitungsabzweige und den Schutz kleiner -Abzweige verwendet.
1x4- ideal 6,0 dB, typisch max. 7,0–7,4 dB. Häufig an kleinen Verteilungspunkten und FTTB-Steigleitungen.
1x8- ideal 9,0 dB, typisch max. 10,0–10,5 dB. Arbeitstier für FTTH-Zugangssperren.
1x16- ideal 12,0 dB, typisch max. 13,0–13,7 dB. Wohnverteilung mit hoher -Dichte.
1x32- ideal 15,0 dB, typisch max. 16,5–17,5 dB. Standard für GPON-Aggregation; knappes Budget.
1x64- ideal 18,0 dB, typisch max. 20,0–21,0 dB. XGS-PON oder Optik der Klasse C+ erforderlich.

Die Lücke zwischen Ideal und spezifiziertem Maximum ist der Überschussverlust plus Gleichmäßigkeitszuschlag. Renommierte Hersteller testen jedes Gerät anhand der Leistungskategorien IEC 61753-1/IEC 61753-031. Achten Sie beim Vergleich von Datenblättern darauf, dass die Spezifikationen auf die entsprechenden Leistungskategorien verweisenPrüfnorm IEC 61753.

Splitter insertion loss comparison

So berechnen Sie die Einfügungsdämpfung eines optischen Splitters

Der ideale Split-Verlust für einen gleichwertigen N--Wege-Splitter ist:

Idealer Split-Verlust (dB)=10 × log₁₀(N)

Bei einem ungleichen Splitter hängt der Verlust an einem bestimmten Port von seinem Anteil an der Leistung ab:

Portverlust (dB)=−10 × log₁₀(P_Hafen / P_In)

Ein ungleicher 90:10-Splitter liefert also einen idealen Verlust von etwa 0,46 dB am 90 %-Port und einen idealen Verlust von 10,0 dB am 10 %-Port, bevor überschüssiger Verlust hinzugefügt wird.

Um eine realistische Zahl für das Design zu erhalten, addieren Sie den überschüssigen Verlust:

Geschätzter Einfügungsverlust=idealer geteilter Verlust + überschüssiger Verlust

Aber für das tatsächliche Link-Budget sollten Sie nicht schätzen, - lesen Sie den maximalen Einfügungsverlust aus dem Datenblatt des Herstellers und verwenden Sie diesen.

Arbeitsbeispiel: GPON-Strombudget mit einem 1x32-Splitter

Stellen Sie sich eine typische GPON-Bereitstellung unter ITU-T G.984 Klasse B+ Optik vor:

OLT-Startleistung (downstream, 1490 nm): +3.0 dBm (Minimum)
Empfindlichkeit des ONT-Empfängers: −27,0 dBm
Verfügbares Gesamtbudget: 30,0 dB

Die Verbindung besteht aus 8 km Single-{1}Mode-Feeder-Glasfaser, einem 1x32-PLC-Splitter am FDH, 200 m Verteilungs- und Drop-Glasfaser, vier zusammenpassenden SC/APC-Steckerpaaren und zwei Fusionsspleißen.

Verlustakkumulation:

Feeder-Faser, 8,0 km × 0,35 dB/km bei 1490 nm=2.8 dB
Verteilung + Drop-Faser, 0,2 km × 0,35 dB/km=0.07 dB
1x32 PLC-Splitter, maximale Einfügungsdämpfung=17.0 dB
Anschlüsse, 4 × 0,3 dB=1.2 dB
Fusionsspleiße, 2 × 0,1 dB=0.2 dB
Technischer Spielraum=3.0 dB

Gesamter Linkverlust=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24,3 dB

Das verfügbare Budget von 30,0 dB abzüglich der verbrauchten 24,3 dB lässt 5,7 dB Headroom übrig -, die Verbindung verläuft mit komfortablem Spielraum. Wenn die Zuleitung 15 km statt 8 km lang wäre, würde die gleiche Konfiguration weitere 2,5 dB verlieren; immer noch vorbei, aber die technische Marge hat sich fast halbiert. Erhöhen Sie den Splitter auf 1x64 (maximal 21 dB), und das Budget sinkt um zusätzliche 4 dB -. An diesem Punkt wird ein Klasse-C+-OLT (35-dB-Budget) oder eine XGS-PON-Optik erforderlich.

GPON power budget with splitter

So wählen Sie das richtige Split-Verhältnis

Die Wahl eines Aufteilungsverhältnisses allein anhand der Benutzerzahl ist die häufigste Ursache für eine fehlgeschlagene PON-Inbetriebnahme. Verwenden Sie stattdessen die folgende Reihenfolge.

Bestätigen Sie die PON-Klasse und das Gesamtbudget

Informieren Sie sich über die optische Klasse Ihrer OLT- und ONT-Module. Gängige GPON-Klassen vonITU-T G.984.2Sind:

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

Die Klassen XGS-PON N1 und N2 bieten typischerweise 29 dB bzw. 31 dB. Die PON-Klasse ist die harte Obergrenze -, die der Splitter nicht mehr als das Budget minus alles andere verbrauchen darf.

Schätzen Sie den Faser-, Stecker- und Spleißverlust

Verwenden Sie 0,35 dB/km bei 1490 nm und 0,22 dB/km bei 1550 nm für Single--Mode-Fasern; 0,3 dB pro gestecktem Steckerpaar für UPC, 0,5 dB für APC; 0,05–0,1 dB pro Fusionsspleiß. Zählen Sie jede Komponente auf dem Weg von OLT zu ONT, nicht nur die Headline-Distanz.

Lesen Sie den maximalen Einfügungsverlust aus dem Datenblatt

Verwenden Sie den maximal angegebenen Wert, nicht typisch. Fügen Sie die Einheitlichkeitstoleranz hinzu, wenn Ihr Design den schlechtesten Port garantieren muss -. Dies ist wichtig für zentralisierte Splitter, die entfernte Teilnehmer bedienen.

Reserve-Engineering-Marge

2–3 dB sind Standard für FTTH. Dies umfasst die Alterung der Glasfaser, während der Lebensdauer des Netzwerks hinzugefügte Reparaturspleiße, Steckverbinderverschmutzung und temperaturbedingte Schwankungen. Betreiber, die Freiluftrouten anbieten, gehen oft höher.

Vergleichen Sie 1x8, 1x16 und 1x32 nebeneinander

1x8- Ideal für: FTTH mit großer-Reichweite, mehrstufige-Kaskaden, knappe Budgets, reparaturanfällige-Strecken. Risiko: geringere Take-Rate pro Feeder-Faser, höhere Kosten pro Teilnehmer. Vermeiden Sie Folgendes: Sie benötigen eine hohe Teilnehmerdichte pro OLT-Port.
1x16- Am besten geeignet für: ausgewogenes FTTH in Vororten, mittlere-Entfernungen, zwei-Stufenarchitekturen (1x4 + 1x4-Kaskade). Risiko: Lässt einen begrenzten Spielraum, wenn die Einspeisung lang ist oder der OLT der Klasse B angehört.+. Vermeiden Sie, wenn: Gesamtentfernung plus Anschlüsse das Budget auf über 23 dB drücken.
1x32- Ideal für: dichte städtische Einsätze mit kurzen Zubringerstrecken, Optik der Klasse C+ und zentraler Aufteilung im FDH. Risiko: sehr knappe Marge; Jeder hinzugefügte Stecker oder Spleiß kann dazu führen, dass der schlechteste Port die Spezifikation verlässt. Vermeiden Sie Folgendes: Zuleitungen überschreiten bei Klasse B+ 12 km oder wenn die Architektur eine Kaskadierung erfordert.

PLC vs. FBT-Splitter: Welchen sollten Sie verwenden?

Für Portzahlen von 1x8 und mehr ist SPS die einzig realistische Wahl. Der PLC-Chip sorgt für eine flache Einfügungsdämpfung über 1260–1650 nm, was bedeutet, dass derselbe Splitter für Downstream-1490/1577-nm-, Upstream-1310-nm- und 1550-nm-HF-Video-Overlay funktioniert. Der FBT-Verlust variiert je nach Wellenlänge und das Gerät muss für das Betriebsband bestellt werden.

FBT bleibt in drei Fällen relevant: Aufteilungen mit geringer-Anzahl (1x2, 1x4), bei denen die Kosten der dominierende Faktor sind, Anwendungen mit einer einzelnen-Wellenlänge und ungleiche Verhältnisse, die PLC nicht einfach herstellen kann. Einen ausführlichen Vergleich, wie sich der Verlust bei stecker--schweren und splitter{8}}schweren Links unterschiedlich ansammelt, finden Sie in unserer umfassenderen Behandlung vonEinfügedämpfung in Glasfasernetzen.

Häufige Fehler, die zu Feldausfällen führen

Entwerfen gegen typische Einfügedämpfung.Typisch ist der Durchschnitt der gesamten Produktionscharge. Bei Abnahmetests muss der Maximalwert aus dem Datenblatt verwendet werden.
Die Einheitlichkeit bei Splittern mit hoher -Anzahl wird ignoriert.Ein 1x32 mit 1,5 dB Gleichmäßigkeit bedeutet, dass der schlechteste Port 1,5 dB schlechter ist als der beste. Wenn das OTDR-Ergebnis für einen ONT grenzwertig ist, ist die Einheitlichkeit oft die fehlende Variable.
Das Connector-Budget vergessen.Eine typische FTTH-Verbindung besteht aus 4–6 Paaren zwischen OLT und ONT. Bei jeweils 0,3 dB sind das bis zu 1,8 dB - mehr als ein Faserkilometer.
Behandeln Sie 1x32 als kostenloses Upgrade von 1x16.Der zusätzliche Split-Verlust von 3 dB verschlingt den größten Teil des technischen Spielraums. Wenn die Verbindung bei 1x16 fehlerfrei ist und 2 dB übrig sind, wird sie bei 1x32 wahrscheinlich ausfallen.
Die technische Marge liegt bei Null.Eine Verbindung, die am ersten Tag 0,5 dB überschreitet, wird nach dem ersten Reparaturspleiß oder dem ersten Reinigungszyklus des Steckverbinders ausfallen.

Für einen breiteren optischen-Budgetkontext in einem FTTH-Build ist dieKomplettlösung für das FTTH-Netzwerkdesigndeckt nacheinander Zufuhr-, Verteilungs- und Abwurfabschnitte ab.

FAQ

F: Kann ich einen 1x64-Splitter auf Standard-GPON verwenden?

A: Nur wenn die OLT- und ONT-Optik der Klasse C+ (32 dB) oder besser entspricht und die Einspeiseentfernung kurz ist. Ein 1x64-PLC-Splitter hat eine maximale Einfügungsdämpfung von etwa 21 dB, sodass für Glasfaser, Anschlüsse, Spleiße und Rand zusammen etwa 11 dB übrig bleiben. Bei Optiken der Klasse B+ ist dies für alles, was über eine Verteilung von einigen hundert Metern hinausgeht, unpraktisch.

F: Sollte ich den Splitterverlust anhand des idealen oder des angegebenen maximalen Verlusts berechnen?

A: Verwenden Sie für den endgültigen Entwurf und die Abnahmeprüfung immer das angegebene Maximum aus dem Datenblatt des Herstellers. Der ideale Wert (10 × log10(N)) eignet sich gut für frühe Machbarkeitsprüfungen, lässt jedoch übermäßige Verluste, Gleichmäßigkeit und Steckertoleranz außer Acht.

F: Ist ein 1x32-Splitter immer schlechter als ein 1x16?

A: Aus der Perspektive der Verluste pro Port - hat ein 1x32 ungefähr 3 dB mehr Verlust als ein 1x16. Aber „schlimmer“ hängt von der Architektur ab. Ein einzelner 1x32 in einem zentralisierten FDH ist oft besser als eine kaskadierte 1x4 plus acht 1x4-Bereitstellung, da der kaskadierte Ansatz in jeder Phase Steckverbinderpaare hinzufügt. Vergleichen Sie den vollständigen Link, nicht nur den Splitter.

F: Was ist der Unterschied zwischen Teilungsverhältnis und Einfügedämpfung?

A: Das Split-Verhältnis gibt an, wie die Eingangsleistung auf die Ausgangsports aufgeteilt wird. Die Einfügungsdämpfung gibt an, wie viel Strom vom Eingang zu einem bestimmten Ausgangsport verloren geht. Beides hängt zusammen: Eine höhere Split-Anzahl führt zu einem höheren minimalen Einfügungsverlust.

F: Ändert sich die Einfügungsdämpfung mit der Wellenlänge?

A: Bei einem PLC-Splitter der PON{0}}-Klasse ist die Variation über 1260–1650 nm gering, typischerweise innerhalb von 0,3–0,5 dB, und das Datenblatt gibt den schlimmsten Fall an. Bei FBT-Splittern ist die Wellenlängenabhängigkeit viel stärker, weshalb sie für ein bestimmtes Betriebsband bestellt werden müssen.

F: Welche Einfügungsdämpfung sollte ein brandneuer 1x8-Splitter messen?

A: Ein typischer 1x8-PLC-Splitter misst auf einem kalibrierten Leistungsmesser etwa 9,5–10,0 dB, wobei der Maximalwert bei 10,5 dB angegeben ist. Wenn die Messwerte eines Ports über dem angegebenen Höchstwert liegen, sollte der Splitter oder einer seiner Anschlüsse überprüft werden.

Zusammenfassung

Das Split-Verhältnis legt die grundlegende Leistungsaufteilung über ein PON fest; Einfügedämpfung ist die tatsächliche Zahl, die in das Linkbudget passen muss. Wählen Sie, indem Sie rückwärts vom PON-Klassenbudget ausgehen, die Glasfaser-, Stecker-, Spleiß- und Gleichmäßigkeitsbeiträge subtrahieren und die maximale Einfügungsdämpfung aus dem Datenblatt - verwenden, nicht das Ideal, nicht das typische -, um Ihre Splitterwahl zu validieren. Wenn das ausgearbeitete Beispiel zeigt, dass bei 1x32 sogar 1 dB Spielraum verschwindet, ist das ein Signal, auf 1x16 zurückzugehen, anstatt sich auf Best-{9}Case-Zahlen zu verlassen.

Fordern Sie vor der Bereitstellung den tatsächlichen Testbericht für die Splitter-Charge an, die Sie kaufen, überprüfen Sie ihn anhand der im Datenblatt angegebenen IEC-Leistungskategorie und führen Sie das Budget mit den gemeldeten Maximalwerten erneut aus. Die wenigen Minuten, die dafür benötigt werden, sind der Unterschied zwischen einem Netzwerk, das die Akzeptanz besteht, und einem Netzwerk, das nach der ersten Beschwerde neu gestaltet werden muss.