סוגי מפצל סיבים אופטיים מוסברים באמצעות שש שכבות סיווג

מספר חלק כמו "1x32 PLC LGX SC/APC" נראה ספציפי עד שאתה מבין שהוא משמיט את יחס חלוקת הכוח, דרגת הסיבים, אורך הצמה ומבנה הצמה המדויק. שני מפצלים החולקים את אותה תווית מקוצרת יכולים להגיע לרציף שלך כמוצרים שונים מבחינה מכנית ואופטית. מאמר זה מציג מסגרת סיווג שש-שמפענחת כל מפצל סיבים אופטיים למאפיינים העצמאיים שלו, וחושפת את הפערים שקטלוגים משאירים בדרך כלל ללא מילוי.

מדוע "סוג מפצל" היא שאלה שבורה

שאל ספק "איזה סוג מפצל יש לך?" ותקבל אחת משש תשובות שונות בהתאם למימד שאיש המכירות חושב עליו. הם עשויים לומר "PLC" (עונה על שאלת הטכנולוגיה), "1x8" (עונה על שאלת הטופולוגיה), "LGX" (עונה על שאלת החבילה), או "SC/APC" (עונה על שאלת המחבר). כל תשובה נכונה למימד שלה וחסרת תועלת עבור חמש האחרות.

הבעיה היא לא שהספקים מתחמקים. הבעיה היא ש"סוג" דוחס לפחות שש החלטות הנדסיות עצמאיות למילה אחת, וקטלוגים שונים עושים בחירות דחיסה שונות. קונה שמשווה בין שני "מפצלי PLC 1x16" מבלי לבדוק את כל שש השכבות עשוי לגלות, לאחר המסירה, שלאחת יש צמות סיבים חשופות של 250 מיקרון, בעוד שלשנייה יש מובילי כבלים עם מעיל של 2.0 מ"מ. שניהם באופן לגיטימי "מפצלי PLC 1x16". הם אינם ניתנים להחלפה.

המסגרת למטה מפרידה את התווית הדחוסה בחזרה לשכבות המרכיבות אותה. כל שכבה עונה על שאלה אחת, דורשת ראיה אחת כדי לאשר אותה, ולא ניתן להסיק אותה מכל רובד אחר. תחשוב על זה כעל רשומת השוואה מנורמלת: לפני שאתה מאשר תחליף, לפני שאתה מוציא הזמנת רכש, לפני שאתה מתנתק על התקנת שדה, כל שדה ברשומה חייב להיות מוצהר, מאומת או בלתי פתיר במפורש.

שכבה 1: טכנולוגיה, הפיזיקה של הפיצול

שתי טכנולוגיות ייצור שולטות בשוק מפצלי הסיבים האופטיים. מפצלי גל אור גלים מישוריים (PLC) בנויים באמצעות פוטוליתוגרפיה בסגנון-מוליכים למחצה על מצעי זכוכית סיליקה, ויוצרים מעגל מוליך גל מדויק המפצל אור באופן אחיד על פני כל יציאות המוצא. מצמדים מצומצמים ביקוניים (FBT) מיוצרים על ידי פיתול פיזי של שני סיבים חשופים או יותר יחדיו, חימוםם עד שהם מתמזגים, ולאחר מכן משיכתם לאזור מחודד שבו מתמזגים קלים בין ליבות הסיבים.

מדוע שכבת הטכנולוגיה חשובה יותר ממה שאנשים חושבים

רוב מדריכי ההשוואה עוצרים ב-"PLC עדיף ביחסי פיצול גבוהים, FBT זול יותר ביחסים נמוכים." זה נכון אבל לא שלם. לבחירה הטכנולוגית יש השלכות מדורגות על כל שכבה אחרת, השלכות שמתגלות רק כאשר נתקלים בהן בשטח.

מפצלי PLC פועלים על פני טווח אורך גל שטוח של 1260 עד 1650 ננומטר, ומכסים כל אורך גל PON נוכחי ומתוכנן במכשיר בודד. מצמדי FBT מותאמים עבור אורכי גל ספציפיים, בדרך כלל 1310/1490/1550 ננומטר עבור GPON, ויחס הצימוד שלהם משתנה בשימוש באורכי גל אחרים. המשמעות היא שמפצל FBT שמבצע ביצועים מקובלים ברשת GPON עלול להיכשל ברשת PON XGS- המשתמשת באורכי גל של 1270 ננומטר במעלה הזרם ו-1577 ננומטר במורד הזרם, למרות ששני התקנים נמצאים באותו מפעל סיבים פיזיים.

יחס הפיצול המקסימלי תלוי גם בטכנולוגיה-. שבב PLC בודד יכול להשיג 1x64 או אפילו 1x128 על מצע אחד. צומת FBT בודד מוגבל ל-1x2 או 1x4; יחסים גבוהים יותר דורשים חיבורי FBT מרובים בעץ, מה שמגביר את אובדן ההחדרה, צורך יותר שטח פיזי וצובר אובדן עודף בכל צומת. מפצל 1x8 FBT הוא בדרך כלל שלושה מצמדים מדורגים 1x2; 1x32 FBT ידרוש חמישה שלבי אשד עם אובדן מורכב באופן אקספוננציאלי.

הפרש טווח הטמפרטורות אינו אקדמי. מצמד FBT בדירוג של -5 מעלות צלזיוס יחווה סחף ביחס ועלייה בהפסד עודף באקלים שבהם טמפרטורות החורף יורדות מתחת לסף זה. מפצלי PLC, עם מבנה מוליך הגל שלהם במצב מוצק, שומרים על ביצועים יציבים בטווח המלא של -40 עד +85 מעלות המצוין ב-Telcordia GR-1209. זו הסיבה שרוב פריסות ה-FTTH החיצוניות תקנו בטכנולוגיית PLC ללא קשר ליחס הפיצול.

אבל FBT שומר על יתרון אחד אמיתי: יחסי פיצול לא שווים. מכיוון שיחס הצימוד של FBT נקבע על ידי אורך משיכת ההיתוך וניתן לנטר אותו בזמן אמת במהלך הייצור, יצירת מצמד של 10:90 או 5:95 היא פשוטה וזולה. יצירת מפצל PLC לא שווה דורשת עיצוב מסכה מותאם אישית, שהיא משתלמת מבחינה כלכלית רק בנפח. עבור יישומי הקשה שבהם 5% מהאות מופנה ליציאת צג, FBT נשאר הבחירה המעשית.

שכבה 2: טופולוגיה, ארכיטקטורת הנמל

טופולוגיה מזהה את סידור הקלט והפלט המוצהר. לפצל 1xN יש קלט אחד ו-N יציאות מזוהות. לפצל 2xN יש שתי כניסות מזוהות ו-N יציאות. סימן הכפל מתאר יציאות; זה לא אומר כלום על חלוקת הכוח, גודל החבילה או פונקציית ההגנה.

התפיסה המוטעית המסוכנת ביותר לגבי טופולוגיה של 2xN היא ההנחה שהקלט השני מספק מיתוג הגנה אוטומטי. זה לא. למפצל הפסיבי אין לוגיקת כשל פעילה. עיצוב הרשת והציוד החיצוני קובעים כיצד נעשה שימוש בשתי התשומות. מפצל 2xN יכול לשמש כמכשיר יתירות הזנה כפולה- שבו שתי יציאות OLT שונות מזינות את אותו PON, אך רק אם ה-OLT ומערכת ניהול הרשת מוגדרות לתמוך בארכיטקטורה זו. ללא ניהול אקטיבי זה, הקלט השני הוא פשוט יציאה שאינה בשימוש.

אפשרויות טופולוגיה נפוצות עבור רשתות FTTH הן 1x4, 1x8, 1x16, 1x32 ו-1x64. היחסים 1x8 ו-1x16 שולטים בפריסות GPON מכיוון שהם עולים בקנה אחד עם קיבולת יציאת OLT PON ויחסי הפיצול של המשרד המרכזי. עבור XGS-PON ו-50G-PON, נעשה שימוש באותן טופולוגיות, אבל התקציב האופטי מצומצם יותר, מה שהופך את מפרט האחידות וההפסד העודף של המפצל לקריטי יותר.

שכבה 3: חלוקת כוח, שווה או לא שווה

מפצל שווה מחלק את ההספק הנומינלי באופן אחיד בין התפוקות המוצהרות שלו. מפצל PLC שווה בגודל 1x8 מספק כ-9.5 dB לכל יציאת פלט (מינוס 3 dB עבור כל הכפלה, בתוספת הפסד עודף של 0.5-1.5 dB). מפצל לא שווה מקצה פרופורציות נומינליות שונות לנתיבים שונים, כגון 70:30, 90:10 או 95:5.

הסימון הלא שוויוני דורש יותר מפרט מאשר יחס בודד. תווית כמו "70:30" אינה שלמה אלא אם כן היא מציינת גם איזה פלט מקבל את הנתח של 70%, את כיוון נתיב הקלט-ל-פלט, מספור היציאה המשמש בשרטוט, והאם הערך הוא יחס צימוד נומינלי או מגבלת קבלה. אל תסיק את מפת הנמל מרצף האחוזים בכותרת קטלוג קצרה. הפריסה הפיזית של מודול המפצל עשויה להקצות יציאות בסדר שונה ממה שמציעה מחרוזת היחס.

חלוקה שווה היא ברירת המחדל עבור פריסות PON שבהן כל מנוי מקבל את אותה שכבת שירות. חלוקה לא שוויונית משמשת בארכיטקטורות מפוצלות היררכיות (מדורגת 1x4 ואז 1x8 כדי להשיג 1x32 עם יחסי ריכוז מדורגים) וביישומי ניטור אופטי שבהם חלק קטן מהאות מוצמד למקלט ניטור. שכבת הטכנולוגיה מגבילה את הבחירה הזו: פיצולים לא שווים קלים עם FBT וקשים עם PLC, כפי שנדון בשכבה 1.

שכבה 4: חבילה, הגנה פיזית והרכבה

מינוח החבילות משתנה יותר בין קטלוגי הספקים מאשר בכל שכבה אחרת. אותה חבילה פיזית יכולה להיקרא "ללא בלוק" על ידי ספק אחד, "מיקרו מודול" על ידי אחר, ו"מיני PLC" על ידי שלישי. הנורמליזציה שלהלן ממפה את מונחי הקטלוג הנפוצים למשפחות רחבות, אך מידות מדויקות, שיטות הרכבה ופריסות מתאמים תמיד דורשות שרטוט תואם לדגם.-

שכבת החבילה היא המקום שבו המפצל פוגש את העולם האמיתי. מפצל סיבים חשופים הוא רק שבב ה-PLC עם 250-מיקרון צמידי סיבים חשופים, ללא מחבר, ללא בית. זוהי האפשרות הקטנה, הזולה והשברירית ביותר, המיועדת לשילוב בתוך סגר או קופסת חלוקה שבה המתחם המארח מספק הגנה על הסביבה. אריזת צינור פלדה עוטפת את השבב בגליל מתכת להגנה מתונה תוך שמירה על קומפקטית. מודול ללא בלוקים מוסיף מעטפת פלסטיק דקה עם תעלות ניתוב, המתאימה להרכבת מגש בתוך סגרים.

תיבת ABS היא סוס העבודה של הפצת FTTH חיצונית. הוא מאחסן את שבב המפצל במארז פלסטיק קשיח עם הגנה מדורגת IP65-, צמות צמות מראש- וניהול כבלים לפריסה חיצונית של רחוב או מוט-. קלטת ה-LGX היא המקבילה הפנימית, המיועדת לסביבות-תלוי מתלה שבהן הקלטת מחליקה לתוך מדף ומציגה ממשקי מתאם- קדמיים לתיקון. מודול מתלה 1U הוא הפורמט הגדול ביותר, המשלב מספר מפצלים בפאנל אחד לתלייה על מתלה.

המשמעות המעשית: ציון "PLC 1x8" ללא ציון החבילה הוא כמו הזמנת "מחשב" מבלי לציין מחשב נייד או שולחן עבודה. אותו התקן אופטי מגיע בצורת גורם שעשוי להתאים או לא להתאים לסביבת ההתקנה שלך.

שכבה 5: בניית סיבים וצביים

הסיב היוצא מחבילת המפצל הוא שכבת תצורה נפרדת שקטלוגים רבים דוחסים לתווית החבילה או משמיטים אותה לחלוטין. התכונות הרלוונטיות כוללות מצב ודרגת סיבים, ציפוי או מבנה חיץ, קוטר חיצוני, אורך צמה וזיהוי צבע.

G.652.D ו-G.657.A1/A2 הם ייעודי סיבים- יחידים; OM3, OM4 ו-OM5 הם ייעודים מולטי-מודים. הם שייכים בשכבה הזו, לא בשכבת הטכנולוגיה או החבילה. G.652.D הוא הסיב הסטנדרטי-מצב יחיד המשמש בעמודי השדרה-ארוכים ובקמפוסים. G.657.A1 ו-A2 הם סיבים בלתי רגישים-לכיפוף המיועדים ליישומי נפילת FTTH שבהם רדיוסי כיפוף הדוקים הם בלתי נמנעים. צבע מחבר, תווית FTTH או תג{19}}מרכז נתונים אינם מאמתים כשלעצמם את דרגת הסיבים.

בניית החיץ חשובה כי היא קובעת מה קורה לצמה לאחר יציאתו מחבילת המפצל. שלוש קונסטרוקציות נפוצות מופיעות בצמות מפצלות: סיבים חשופים של 250-מיקרון (הפורמט-הציפוי בלבד, שביר ביותר, דורש הגנה על מתחם המארח), חיץ אטום בגודל 900-מיקרון (ציפוי משני המוסיף קשיחות וחוסן טיפול), ו-2.0 מ"מ או 3.0 מ"מ עם כבל משוחרר או 3.0 מ"מ משוחרר. חברי חוזק ארמיד ומעיל חיצוני, מתאים לחשיפה ישירה בחוץ).

בלבול נפוץ

"מפצל חשוף" ו"מפצל בלתי נגמר" מתארים מאפיינים שונים. "חשוף" מתייחס לפורמט החבילה (הגנה מינימלית, צמות סיבים חשופים). "בלתי מוגבל" פירושו שלא מותקנים מחברים. מודול ללא בלוקים עם צמות סיבים חשופות וללא מחברים הוא חשוף ובלתי מוגבל. קלטת LGX עם מחברי SC/APC בפאנל הקדמי אינה אף אחת מהן. קופסת ABS עם צמות 2.0 מ"מ אך ללא מחברים היא בלתי מוגבלת אך לא חשופה.

שכבה 6: מחבר וקצה-ממשק פנים

שכבת הממשק חייבת לזהות גם את משפחת המחברים וגם את סוג הפוליש. השילובים הנפוצים הם SC/APC, SC/UPC, LC/APC ו-LC/UPC. הייעוד צריך לציין גם אם הוא חל על קלט, פלט או שניהם.

"SC" ללא APC או UPC אינו שלם בכל מקום שבו בסופו-יש חשיבות לליטוש. גם "APC" ללא משפחת מחברים אינו שלם. סוג הפוליש קובע את אובדן ההחזר: PC (מגע פיזי) משיג כ-40 dB, UPC (Ultra Physical Contact) משיג 50+ dB, ו-APC (מגע פיזי בזווית) משיג 60+ dB. הפוליש בזווית של 8- מעלות של APC מסיט השתקפויות- בחזרה אל מחוץ לליבת הסיבים במקום להחזיר אותם למקור, וזו הסיבה ש-APC נדרש ליישומי לייזר{10}} בהספק גבוה ומומלץ עבור כל פריסות PON שבהן השתקפות אחורית עלולה לערער את היציבות של מקלטי משדר.

קידוד הצבע מספק בדיקה ויזואלית מהירה: מחברי UPC כחולים, מחברי APC ירוקים. זו אינה מוסכמה; זה תקן. ערבוב מחברים כחולים וירוקים על אותו פאנל תיקון הוא שגיאת תצורה שתגרום נזק פיזי לחוזים, מכיוון שזווית ה-APC של 8 מעלות ומשטח ה-UPC השטוח אינם יכולים להזדווג ללא מרווח אוויר או הפרעה פיזית.

פענוח שם קטלוגי אמיתי

שקול את כותרת הקטלוג ההיפותטית הזו שקונה עלול להיתקל בו: PLC Splitter 1x32 LGX SC/APC, G.657.A1, 2.0 מ"מ, 1.5 מ'. זה נראה מפורט. אבל הפרדתו לששת הרבדים מגלה מה נאמר ומה חסר.

הכותרת מאתרת משפחת מוצרים אך אינה מספיקה לאישור משלוח. חלוקת הכוח נעדרת לחלוטין. אסור לקונה להניח "שווה" מהטופולוגיה של "1x32"; חלק ממפצלי PLC 1x32 מיוצרים בהפצות מעט לא שוות עבור ארכיטקטורות מפל ספציפיות. ההתאמה המכאנית המדויקת, הקצאת הממשק ברמת היציאה- ובניית צמת הקלט/פלט נשארות שאלות פתוחות הדורשות גיליון נתונים תואם-למודל.

גורם האבולוציה של PON: מדוע הבחירה בטכנולוגיה היא קדימה-

רובד הטכנולוגיה אינו קשור רק לרשת של היום. מדובר בשאלה האם המפצל עדיין יעבוד כאשר הרשת תשודרג. תקני PON מתפתחים, וכל דור משתמש באורכי גל שונים. מפצל שמתפקד בצורה מושלמת ב-GPON של היום עשוי להפוך לצוואר בקבוק כאשר הרשת תשדרג ל-XGS-PON, TWDM-PON או 50G-PON.

GPON פועל במהירות של 1310 ננומטר במעלה הזרם ו-1490/1550 ננומטר במורד הזרם. מצמדי FBT סטנדרטיים מותאמים לאורכי גל אלו ומתפקדים היטב. אבל XGS-PON משתמש ב-1270 ננומטר במעלה הזרם וב-1577 ננומטר במורד הזרם. ב-1270 ננומטר, מצמד FBT המותאם ל-1310 ננומטר יציג יחס צימוד מוזז ואפשרות לאובדן הכנסה גבוה יותר. ב-1577 ננומטר, אותו מצמד המותאם ל-1550 ננומטר עשוי להראות השפלה דומה. מפצלי PLC, עם תגובתם השטוחה של 1260-1650 ננומטר, מטפלים בכל אורכי הגל הללו ללא השפלה.

50G-PON מוסיף מורכבות נוספת עם אורכי גל ברצועות 1342-1358 ננומטר במעלה הזרם ו-1485-1500 ננומטר ו-1550-1560 ננומטר במורד הזרם, בתוספת ערוץ של 1900-2000 ננומטר לעתיד. טווח 1900-2000 ננומטר משתרע מעבר לגבול העליון של 1650 ננומטר של מפצלי PLC סטנדרטיים, מה שאומר שאפילו טכנולוגיית PLC עשויה לדרוש סקירת מפרט עבור הערוצים באורך הגל הארוך ביותר. זהו שיקול צופה פני עתיד ששייך לשכבת הטכנולוגיה, לא לשכבת החבילה או המחבר.

מסקנה: שש רבדים, החלטה אחת

מפצל הסיבים האופטיים הוא רכיב פשוט מטעה. אין לו אלקטרוניקה פעילה, אין תוכנה, אין תצורה. זה מפצל אור. אבל שש השכבות העצמאיות של טכנולוגיה, טופולוגיה, חלוקת חשמל, חבילה, סיבים וצמות וממשק מחברים אומרות ש"איזה סוג מפצל אתה צריך?" אינה שאלה אחת אלא שש, וכל אחת דורשת ראיות משלה כדי לאשר אותה.

המסגרת המוצגת כאן אינה מערכת המלצות. זה לא אומר לך באיזו טכנולוגיה לבחור, איזו חבילה לציין, או איזה ליטוש מחברים לדרוש. החלטות אלו תלויות בארכיטקטורת הרשת, בסביבת הפריסה ובתקציב שלך. תפקידה של המסגרת הוא להבטיח שכאשר אתה מקבל את ההחלטות הללו, אתה מקבל אותן במודע בכל ששת הממדים, לא כברירת מחדל או בהנחה מתוך כותרת קטלוג דחוסה.

מצב הכשל הנפוץ ביותר ברכש מפצל הוא לא לבחור בטכנולוגיה הלא נכונה. זוהי בחירת הטכנולוגיה הנכונה והחבילה הלא נכונה, או הטופולוגיה הנכונה עם דרגת הסיבים הלא נכונה, או משפחת המחברים הנכונה עם הפוליש הלא נכון. לא מדובר בכשלים הנדסיים; הם כשלים בסיווג, וניתן למנוע אותם לחלוטין על ידי החלת מסגרת שש השכבות- לפני הוצאת הזמנת הרכש.