Miért van értelme a kiegyensúlyozatlan felosztásnak a vidéki FTTH-projekteknél?

A tervezés működött. Egyszerűen nem ez volt a leghatékonyabb módja 32 ilyen vékony otthon összekapcsolásának.

Ez a beszélgetés nagyon jellemző arra, amit látunkVidéki FTTHprojektek. A kihívás nem a műszaki megvalósíthatóság,{1}}hanem a gazdaságosság. És miután elkezdi optimalizálni az alacsony népsűrűségű területeken átvett lakásonkénti költségeket, akkor a végén komolyan veszi a kiegyensúlyozatlan felosztást.

Szóval mi folyik itt valójában? A probléma a hagyományos PON architektúra működése és a vidéki előfizetők fizikai elosztása közötti alapvető eltérésre vezethető vissza.

Egy sűrű környéken 64 háza lehet egy elosztószekrény 500 méteres körzetében. Felszerel egy 1:64-es elosztót, rövid kábeleket vezet minden otthonba, és a gazdaságosság szépen működik. Az elosztó költsége 64 előfizető között oszlik meg. A kábelek rövidek. Mindenki boldog.

Most képzeljen el egy vidéki utat. Talán 30 háza van 20 kilométeres úton. Néhányan 4-6 fős csoportokba csoportosulnak a kereszteződések közelében. Mások egyedül ülnek 40 hektáros telkeken. Ha egy központi elosztóval próbálja kiszolgálni őket, akkor az egyes szálakat kilométereken keresztül futja, hogy elérje a szolgáltatási terület túlsó végén lévő otthonokat.

Itt van a pénz valójában egy tipikus vidéki épületben:

Figyelje meg, hogy a munkaerőköltségek viszonylag változatlanok maradnak a két forgatókönyv között, de a vidéki területeken a kábelek árai magasak. Ez az ön befolyási pontja. Ha a kábel a projektköltség felét teszi ki negyed helyett, minden olyan tervezési döntés, amely növeli a szálhosszt, súlyosan érinti a költségvetést. A hagyományos kiegyensúlyozott elosztó kialakítások pedig sok felesleges szálat adnak hozzá a vidéki forgatókönyvekhez.

Az alternatív megközelítés{0}}és ezt javasoljuk a Montana internetszolgáltatónak-az úgynevezett kiegyensúlyozatlan vagy aszimmetrikus felosztást használja. A koncepció nem új. A távközlési mérnökök évtizedek óta használnak optikai csapokat a kábeltévé-terjesztésben. De ez komoly vonzerőt kapVidéki FTTHmert közvetlenül megoldja a szálköltség-problémát.

Egy gyors technikai alapozó, ha kevésbé ismeri az elosztó típusokat:

StandardPLC Splitterkonfigurációk egyenlően osztják fel a bejövő optikai teljesítményt az összes kimenet között. Az 1:8-as elosztó a fény 12,5%-át küldi mind a nyolc kimeneti portjára. Az 1:32 arányú elosztó 32 egyenlő részre osztja az energiát. Ezek a kiegyensúlyozott elosztók nagyszerűen működnek, ha előfizetők csoportját kell kiszolgálnia egyetlen helyről.

A kiegyensúlyozatlan elosztók mást csinálnak. Az egyenlő felosztás helyett a teljesítményt egy tervezett arány szerint osztják fel,{1}}mondjuk 90/10 vagy 70/30. A nagyobb rész a törzsszálon folytatódik, hogy kiszolgálja a lefelé irányuló helyeket. A kisebb rész lecsap az előfizetők kiszolgálására az adott ponton.

Miért fontos ez a vidéki hálózatok számára? Mivel több kiegyensúlyozatlan csapot is leláncolhat egyetlen főszálon, így minden helyen csak annyi energiát nyer ki, hogy kiszolgálja a helyi otthonokat, miközben megőrzi az optikai költségkeretet a sorban későbbi helyeken.

Vezető mérnökeink megjegyzése a csapolási arány kiválasztásához:

Amikor 90/10 és 70/30 között döntünk, nem csak a csillapítási értékeket bámuljuk egy táblázatban. Van egy gyakorlati tényező, amelyet folyamatosan figyelmen kívül hagynak:jövőbeli karbantartási magasság.

Íme az alapszabályunk. Ha egy klaszternek jelenleg csak 3 otthona van, de a közelben van üres terület, általában valamivel nagyobb csapolási arányt javasolunk, mint amennyit a matematika szigorúan megkövetel, -mondjuk 80/20 a 90/10 helyett. Az ok? Vidéken a legénység visszaküldése a csomagtér csapjának újra-illesztésére sokkal többe kerül, mint amennyi optikai teljesítményt spórolt meg minimális erőfeszítéssel. Inkább feláldozunk előre 1 dB-t a downstream árrésből, minthogy elveszítsük azt a lehetőséget, hogy később, jelentősebb átalakítás nélkül hozzáadhassunk előfizetőket. Építsen be a "plug and play" szobába most; két év múlva hálás leszel magadnak, amikor egy új ház felmegy az úton.

Nézzük meg, hogyan működik ez valójában a terepen. Vegyük azt a Montana projektet, amit említettünk. Miután áttekintettük eredeti tervüket, segítettünk nekik egy alternatív megoldást modellezni egy elosztott csap architektúrával.

Az eredeti terv egy 48{3}}szálas elosztó kábelt írt elő, amely a teljes 18 kilométeres útvonalon futott, és az optikai szálak különböző pontokon leválnak az előfizetői klaszterekhez. Összes szálkilométer a tervezésben: nagyjából 380.

A felülvizsgált megközelítés 2-szálas fővonalat (elsődleges és tartalék) használt minden előfizetői fürtnél leágazási pontokkal. Az első klaszterben, -körülbelül 3 km-re a fejtől-egy 90/10-es csap az optikai teljesítmény 10%-át egy kicsire irányítjaFDB/FAT Boxegy 1:8 arányú kiegyensúlyozott elosztót tartalmaz. Ez 6 közeli házat szolgál ki. A fennmaradó 90% a csomagtartón folytatódik.

A 7. kilométernél egy másik csap (ez a 85/15) egy 8 házból álló klasztert szolgál ki. A 12. kilométernél egy 80/20-as csap 10 otthont kezel. És így tovább az útvonalon, amíg a végső fürt megkapja azt az optikai teljesítményt, amely továbbra is jóval a GPON energiaköltségvetésén belül marad a megfelelő ONT működéshez.

Kábelköltség becslések a 2024-es tömeges optikai árazás alapján; A tényleges költségek szállítótól, kábeltípustól és rendelési mennyiségtől függően változnak.

Aa rostok csökkenése körülbelül 65% volt. Még ha figyelembe vesszük a további csaptelepeket és burkolatokat minden egyes fürtponton, a nettó anyagmegtakarítás meghaladta a 40 000 dollárt ezen a 18 kilométeres útvonalon.

Ennek az internetszolgáltatónak a kábelen megspórolt 40 000 dollár azt jelentette, hogy ki tudták terjeszteni az üvegszálas hozzáférést két további kis közösségre, amelyeket korábban „megvalósíthatatlannak” ítéltek a támogatási költségvetésből. Ez az igazi megtérülés-nem csak pénzt takarít meg, hanem a fix finanszírozási kereten belül ténylegesen lehetséges bővítést is.

Az internetszolgáltató előrelépett a kiegyensúlyozatlan kialakítással. Mi szállítottuk aPLC elosztókés dolgozott velük az egyes csomópontokhoz tartozó leágazási arány kiválasztásán.

Nem fűzhet végig egy szálat anélkül, hogy megértené, mi történik az optikai teljesítmény költségvetésével. Itt válik technikailag érdekessé a vidéki telepítések,{1}}és ahol néhány hálózattervező gondba ütközik.

A PON minden komponense veszteséget okoz. Maga a szál nagyjából 0,35 dB/km-el gyengíti a jelet 1310 nm hullámhosszon. A csatlakozók mindegyike 0,3-0,5 dB-t ad hozzá. A toldások 0,1-0,2 dB-lel járulnak hozzá. Az elosztók pedig a konfigurációjuk alapján veszteséget vezetnek be.

A kiegyensúlyozott elosztók esetében a matematika egyszerű: az 1:8-as elosztó körülbelül 10,5 dB veszteséget okoz, függetlenül attól, hogy melyik kimeneti portot méri. Minden port ugyanazt a teljesítményszintet látja.

A kiegyensúlyozatlan csapok másként viselkednek. Az átmenő port (amely az áramellátást a lefelé irányuló leágazásokhoz vezeti) viszonylag alacsony veszteséget -jellemzően 0,5-2,5 dB, a felosztási aránytól függően. A (helyi előfizetőket kiszolgáló) leágazási port kisebb teljesítményallokációjának megfelelően nagyobb veszteséget tapasztal.

Az alábbi táblázat a tipikus beillesztési veszteség értékeket mutatja a gyakori csapolási arányokhoz. Ezek reprezentatív adatok-mindig a ténylegesen telepített összetevők gyártói specifikációihoz igazodnak.

Forrás: Több PLC-elosztó-gyártó adatlapjából összeállítva, beleértve a Corninget, a CommScope-ot és a különböző OEM-beszállítókat. Az értékek tipikus teljesítményt mutatnak 1310/1550 nm-en; a tényleges specifikációk gyártónként eltérőek.

Egy szabványos GPON rendszer körülbelül 28 dB optikai költségvetést biztosít az OLT adó és az ONT vevő között. Az XGS-PON 29-35 dB-t kínál az adó-vevő osztálytól függően. Az Ön feladata annak biztosítása, hogy minden előfizető-beleértve a csaplánc legvégén lévőt is, megfelelő jelet kapjon az adott költségkereten belül.

Figyelmeztetés csapatainktól:

Sok tervező ezt a 28 dB-es költségvetést az utolsó tizedesjegyig számolja ki, minden kilométert kipréselve a kapcsolatból. De olyan helyeken, mint Montana vagy Észak-Skandinávia, számolnia kell a téli veszteséggel.

Mi magunk mértük fel: az extrém hideg az üvegszálas kábelek összehúzódását okozza, a gyengébb-minőségű adapterek pedig apró fizikai eltolódásokat okozhatnak, amelyek további 0,5–1 dB veszteséget okoznak, ami szeptemberben még nem volt. Tervezési szabályunk egyszerű,-amikor a teljesítményt a lánc utolsó ONT-jénél számítjuk ki,legalább 3dB kemény margót építünk be. Ha a matematika -26 dBm-et mutat a végső előfizetőnél, és jónak mondod, akkor egy hóvihar vagy egy öregedő csatlakozó választja el a szervizhívástól. Ne áldozza fel a link stabilitását csak azért, hogy még egy csapot megszorítson.

A fizikai összetevők ugyanolyan fontosak, mint az optikai kialakítás. Minden leágazási pontnak szüksége van egy burkolatra, amely védi az elosztót, csatlakozási pontokat biztosít az ejtőkábelekhez, és túléli a szolgáltatási terület bármilyen időjárását.

Vidéki telepítések esetén ez általában kültéri -besorolást jelentFDB/FAT BoxIP55 vagy magasabb behatolás elleni védelemmel. A házban el kell helyezni a csaposztót és egy kis kiegyensúlyozott elosztót (általában 1:4 vagy 1:8 arányban) a helyi elosztáshoz. A portszámnak meg kell egyeznie az előfizetői fürttel, és van hely néhány tartalék számára. A rögzítési lehetőségeknek pedig meg kell felelniük a tényleges telepítési forgatókönyveknek, -pólusra szerelhető, szálas rögzítés vagy fali rögzítés a helytől függően.

Láthattuk, hogy a projektek akadozik olyan burkolatok megadásával, amelyek papíron megfelelőnek tűntek, de a terepen nem működtek. A 8 előfizetői besorolású doboz nem segít, ha valójában nem tudja tisztán irányítani és kezelni a drop kábeleket. A csak falra-tartós-konzolokkal rendelkező burkolat akkor jelent problémát, ha a csapok fele a közüzemi oszlopokon van.

Amikor ellátjukSzáloptikai csatlakozódobozokaz olyan projekteknél, mint amilyen a montanai, a gyakorlati -gyakorlati funkciókra- összpontosítunk, mint például a dedikált belső útválasztás a kiegyensúlyozatlan érintési modulhoz-, hogy a doboz kezelhető maradjon a fürtök növekedése közben is. Bármely konkrét terméknél fontosabb, hogy a ház specifikációit a tényleges terepi körülményekhez igazítsa. Egy 50 dolláros doboz, amely nem záródik megfelelően a por ellen, sokkal többe kerül teherautó tekercsben, mint egy 80 dolláros doboz, amely első alkalommal jól végzi a munkát.

Folyamatosan felmerülő kérdés: mikor van valójában értelme a kiegyensúlyozatlan felosztásnak a hagyományos kiegyensúlyozott építészethez való ragaszkodással szemben?

Az őszinte válasz az, hogy ez a konkrét útvonalgeometriától függ. De néhány minta meglehetősen következetesen megállja a helyét.

Az elosztott vezetékes architektúra általában nyer, ha az előfizetői sűrűség körülbelül 15-20 otthon alá csökken útvonalonként-kilométerenként. Nagyobb sűrűség esetén az üvegszálas megtakarítás csökken, mert már viszonylag közel van a legtöbb előfizetőhöz, függetlenül attól, hogy hol helyezi el az elosztót. Alacsonyabb sűrűség esetén-különösen, ha az otthonok csoportokba tömörülnek, amelyeket hosszú üres útszakaszok választanak el egymástól – a megtakarítás gyorsan összeáll.

Az útvonal hossza is számít. Rövid, 5-8 kilométer alatti útvonalakon előfordulhat, hogy a több leágazási pont kezelésének bonyolultsága nem indokolja az üvegszálas megtakarítást. Hosszú, 15-20 kilométert meghaladó útvonalakon gyakran olyan jelentős megtakarításokat érhet el, amelyek könnyedén meghaladják a további tervezési és alkatrészköltségeket.

Mikor érdemes elhagyni a kiegyensúlyozatlan architektúrát{0}}őszinte véleményünk:

Nézd, szeretjük ezt a megközelítést, és gyakran ajánljuk. Vannak azonban olyan helyzetek, amikor ragaszkodnia kell a hagyományos 1:32 vagy 1:64 kiegyensúlyozott kialakításokhoz:

1. "Wildfire" külvárosi növekedési területek.Ha az útvonala olyan területeken halad át, amelyeken a következő három évben jelentős lakásépítés várható, egy kiegyensúlyozatlan csaptelep gyorsan telítődik. A későbbi bővítés vagy a teljes optikai költségvetés újratervezését- vagy párhuzamos infrastruktúra működtetését jelenti. Egyik sem szórakoztató. Ezekben az esetekben a kiegyensúlyozott architektúra rugalmassága,-amelyben egyszerűen megvilágíthatja a használaton kívüli elosztóportokat-megéri az extra kábelköltséget.

2. A karbantartó személyzet nem OTDR-kényelmes.A kiegyensúlyozatlan hálózat hibaelhárítása valóban nehezebb, mint egy egyszerű 1:32-es felosztás. A veszteségprofil úgy néz ki, mint egy lépcső az OTDR-nyomon, és ha a helyszíni technikusok csak a piros-fényű vizuális hibakeresőt tudják használni, akkor küzdeni fognak. Láttuk, hogy az üzemeltetők elosztott csaptelepeket alkalmaznak, majd hat hónapot csalódottan töltenek, mert minden szervizhívás kétszer annyi ideig tart. Ha csapata nem áll készen a tanulási görbére, fizessen az extra szálért, és tartsa egyszerű a karbantartást.

AmikorKiegyensúlyozott vs. kiegyensúlyozatlan osztókközeli felhívássá válik, általában azt kérdezzük: mennyire bízik az előfizetők számának növekedésében, és mennyire képzett a területi csapata? Ha mindkét válasz „meglehetősen szilárd”, akkor a kiegyensúlyozatlanság általában nyer a költségeken. Ha bármelyik válasz „őszintén szólva, nem biztos”, a kiegyensúlyozottság nagyobb teret ad az alkalmazkodásra.

A kiegyensúlyozatlan hálózatok tesztelése és tanúsítása a szabványos PON eljárásokhoz igazítást igényel. A több felosztási pont olyan OTDR-nyomokat hoz létre, amelyek eltérnek a hagyományos egy{1}}elosztó architektúráktól, és a technikusoknak meg kell érteniük, mit látnak.

Minden érintés diszkrét veszteségeseményként jelenik meg az OTDR nyomon. Az átmenő port vesztesége viszonylag kicsi (a legtöbb aránynál 2 dB alatt), míg a leágazó port a tervezett arányának megfelelően nagyobb veszteséget mutat. Az ezt az architektúrát nem ismerő technikusok néha félreértelmezik ezeket a várható veszteségeket hibaként.

A VIAVI és más tesztberendezés-gyártók speciális módokat adtak hozzá a kúpos/kiegyensúlyozatlan elosztó hálózatok jellemzésére. A VIAVI műszaki dokumentációja szerint a PON OTDR termékeik most már tartalmazzák a "kiegyensúlyozatlan elosztó támogatást" kifejezetten az elosztott leágazási architektúrák tesztelési követelményeinek kielégítésére.

A dokumentálás kritikusabbá válik az elosztott csapok kialakításával. Minden házon fel kell tüntetni a leágazási arányt és az adott pont összesített optikai veszteségét. Amikor egy műszaki szakember két évvel a telepítés után válaszol egy szervizhívásra, gyorsan meg kell értenie az adott helyen várható teljesítményszintet anélkül, hogy a teljes költségvetést a semmiből újraszámítaná.

A szövetségi finanszírozást igénylő amerikai hálózatüzemeltetők számáraVidéki FTTHprojektek gyakran jogosultak USDA ReConnect támogatásokra és kölcsönökre. A program 2018 óta több mint 5 milliárd dollárt fektetett be annak érdekében, hogy szélessávú hozzáférést biztosítson a rosszul kiszolgált vidéki területeken. A jelenlegi követelmények 100 Mbps-os szimmetrikus szolgáltatási képességet írnak elő,{5}}jól elérhető a megfelelően tervezett GPON vagy XGS-PON hálózatok, függetlenül attól, hogy kiegyensúlyozott vagy kiegyensúlyozatlan architektúrát használ.

A fő megkötés annak bizonyítása, hogy a tervezés valóban megfelelő szolgáltatást nyújt minden előfizetői helyiség számára. Az optikai költségvetési számításoknak elegendő tartalékot kell mutatniuk még a legtávolabbi helyeken is. A kiegyensúlyozatlan architektúra nem változtatja meg az alapvető teljesítménykövetelményeket,{2}}csak megváltoztatja az optikai teljesítmény elosztásának módját a hatékony teljesítéshez.

Ha azt tervezi, aVidéki FTTHtelepítése és útvonalai a mezőgazdasági területekre jellemző szétszórt, fürtözött előfizetői mintákat mutatják, a kiegyensúlyozatlan felosztás komoly értékelést érdemel. Az üvegszálas kábelek költségeinek 30-50%-os csökkentésének lehetősége közvetlenül befolyásolja a projekt életképességét, különösen ott, ahol az üzleti helyzet már eleve szűkös.

A műszaki követelmények nem egzotikusak. Minőség kellPLC SplitterEllenőrzött specifikációkkal rendelkező alkatrészek kiegyensúlyozott és aszimmetrikus konfigurációkhoz egyaránt. Kültéri -besorolásra van szükségeFDB/FAT Boxaz Ön telepítési forgatókönyvének megfelelő házak. És gondos optikai költségvetési tervezésre van szükség, hogy minden előfizető megfelelő jelet kapjon.

A sikeres és a nehézségekkel küzdő vidéki telepítések között általában nem a technológia a különbség,{0}}hanem az, hogy a hálózat kialakítása figyelembe veszi-e a vidéki valóságot, nem pedig az, hogy a városi feltételezéseket egy alapvetően más környezetbe ültessék át.

A legértékesebb első lépés? Térképezze fel tényleges előfizetői helyét és az útvonal geometriáját. A helyes architektúraválasztás ebből az elemzésből következik, nem pedig egy szabványos sablon alkalmazásából. Ha jelenleg egy vidéki útvonalat térképez fel, és a matematikai adatok nem adnak eredményt, küldje el nekünk az útvonal geometriáját. Futtathatunk egy gyors összehasonlító elemzést a kiegyensúlyozott és a kiegyensúlyozatlan architektúrákról az Ön konkrét projektjéhez-a sztringek nélkül.Forduljon csapatunkhoz-Pontosan ez a fajta probléma, amin szívesen dolgozunk.

Hivatkozások

VIAVI megoldások. "Fiber Construction, 3. rész: PON tanúsítása kiegyensúlyozatlan elosztó architektúrával."

ISE Magazin. "FTTH megoldások vidéki területekre."

USDA vidékfejlesztés. "ReConnect Loan and Grant Program."

A Fiber Optic Association. "Fiber Optic Splitters for PONs."

Adatok felelőssége

A költségmegtakarítási százalékok, az optikai specifikációk és a projektpéldák tipikus iparági értékeket és szemléltető forgatókönyveket képviselnek. A Montana projekt példája reprezentatív számadatokat használ, amelyek általános vidéki telepítési mintákon alapulnak. A tényleges eredmények az útvonal-geometriától, az előfizetői megoszlástól, az összetevők kiválasztásától és a helyi munkaerőköltségektől függenek. Az optikai veszteségértékeket az egyes alkatrészek gyártói adatlapjai alapján kell ellenőrizni. Az USDA finanszírozási számai a 2024 végén érvényes hivatalos programdokumentáción alapulnak.