В каждой современной оптоволоконной сети оптические разветвители располагаются между дорогостоящим центральным офисом и множеством конечных пользователей, незаметно разделяя один мощный световой сигнал на десятки более мелких. Такие устройства, как PLC Splitter, теперь являются стандартом в сетях доступа, центрах обработки данных и магистралях кампуса, поэтому для инженеров и покупателей вполне естественно задаться вопросом, не повредит ли добавление оптического разветвителя качеству сигнала или удобству пользователя.
В то же время владельцы сетей сталкиваются с необходимостью поддерживать более высокую пропускную способность и большую дальность действия, сохраняя при этом низкие затраты и обслуживание. Поэтому важно понимать, как именно разветвитель ПЛК ведет себя в бюджете канала, что означают его ключевые параметры и как спроектировать его потерю, чтобы конечный сервис оставался стабильным и надежным.
Да, оптические разветвители, включая разветвитель ПЛК, всегда вносят дополнительные потери и, следовательно, в некоторой степени ухудшают мощность сигнала, но хорошо спроектированная сеть, в которой используется высококачественный разветвитель ПЛК в пределах указанного бюджета мощности, не приведет к заметному ухудшению реального качества сигнала для пользователей.
На практике вопрос заключается не в том, ухудшает ли вообще сигнал Понимая вносимые потери, однородность, потери, зависящие от поляризации, и обратные потери, разработчики сетей могут предсказать, какой запас останется после разветвитель ПЛК , а в том, остаются ли добавленное затухание и связанные с ним эффекты в допустимых пределах для выбранного стандарта и услуги. разветвителя ПЛК, и соответствующим образом скорректировать коэффициенты разделения, расстояния и выбор приемопередатчика.
В оставшейся части статьи будет рассмотрено, как работает сплиттер ПЛК , почему возникают потери, как выглядят типичные цифры для общих коэффициентов разделения, как он сравнивается с другими технологиями сплиттера, а также как его спроектировать, установить и протестировать, чтобы общее качество сигнала оставалось высоким даже в больших пассивных оптических сетях.
Содержание
Как работает ПЛК-сплиттер в оптической сети
Действительно ли оптические разветвители и разветвители ПЛК ухудшают качество сигнала?
Ключевые характеристики разветвителя ПЛК, влияющие на качество сигнала
Разветвитель ПЛК по сравнению с другими оптическими разветвителями по качеству сигнала
Лучшие практики по развертыванию устройств PLC Splitter с минимальной деградацией
Тестирование и устранение проблем с сигналом разветвителя ПЛК
Выводы и основные выводы о качестве сигнала ПЛК-сплиттера
Часто задаваемые вопросы
Сплиттер ПЛК — это пассивная планарная световая схема, которая использует одно или два входных волокна и равномерно распределяет оптическую мощность по множеству выходных волокон через волноводный чип на основе кварца, который обеспечивает предсказуемое и стабильное разделение сигнала без какого-либо активного усиления.
Разветвитель ПЛК принадлежит к семейству интегрированных волноводных устройств распределения мощности. Внутри компактного модуля чип из кварцевого стекла содержит тщательно спроектированные волноводные пути, которые направляют свет от входного порта к нескольким выходным портам. Чип подключается к оптоволоконным массивам на входе и выходе, а затем защищается в таких упаковках, как голые оптоволоконные трубки, мини-модули, коробочные модули ABS, кассетные модули или блоки для монтажа в стойку, которые вы видите на страницах продуктов на справочном сайте.
Когда оптический сигнал поступает в разветвитель ПЛК , он подается из входного волокна в микросхему планарного волновода. Схема волновода делит оптическую моду на множество равных путей. Поскольку каждый путь имеет одинаковую оптическую длину и геометрию, распределение мощности по выходам очень равномерное. Такое равномерное разделение является основным преимуществом разделителя ПЛК по сравнению со старыми технологиями, особенно при более высоком числе разделений, например 1x32 или 1x64.
С точки зрения сети, PLC Splitter размещается там, где необходимо разветвить фидерное волокно на несколько распределительных волокон. В пассивных оптических сетях это может означать размещение разветвителя ПЛК модуля ABS во внешнем кожухе, кассетного разветвителя ПЛК LGX во внутренней распределительной раме или разветвителя ПЛК, монтируемого в стойку , в шкафу центра обработки данных. Низкопрофильная конструкция и широкий диапазон рабочих длин волн от 1260 до 1650 нанометров делают устройства ПЛК подходящими для типичных длин волн широкополосного доступа и услуг Triple Play.
Поскольку PLC Splitter является пассивным, он не требует внешнего питания или активной электроники. Это упрощает развертывание и повышает надежность, но это также означает, что любая мощность, которую делитель делит между многими выходами, должна поступать из исходного входного сигнала и никогда не будет восстановлена позже, если не будет добавлено активное усиление. Это основная причина, по которой каждый разветвитель ПЛК всегда вносит некоторый уровень ухудшения сигнала, который должны учитывать проектировщики.
Все оптические сплиттеры и каждый сплиттер ПЛК вносят дополнительные вносимые потери, уменьшают оптическую мощность на пользователя и могут повышать чувствительность к шуму и отражениям, но эти эффекты остаются небольшими и управляемыми, пока сплиттер ПЛК правильно указан и используется в пределах бюджета мощности и ограничений расстояния в сети.
С точки зрения физики ответ должен быть утвердительным. Когда один вход разделен на N выходов, мощность на выходе в идеале падает в N раз. Например, устройство 1x4 в идеале передает четверть исходной мощности в каждую ветвь. В децибелах эти идеальные потери при разделении составляют около 3 децибел для разделения 1x2, 6 децибел для разделения 1x4, около 9 децибел для разделения 1x8 и так далее. Помимо этого идеального перераспределения, настоящий разветвитель ПЛК добавляет некоторые дополнительные потери из-за несовершенства волновода, сращивания волокон и разъемов.
Хорошей новостью является то, что высококачественные продукты PLC Splitter , используемые в сетях доступа и корпоративных сетях, позволяют снизить эти дополнительные потери. Типичные спецификации на справочном сайте и у аналогичных поставщиков показывают значения вносимых потерь примерно от 10 до 11 децибел для 1x8, от 13 до 14 децибел для 1x16 и около 17 децибел для конфигураций 1x32, с жесткой однородностью и зависимыми от поляризации потерями менее одной трети децибела. Это означает, что почти все потери, которые вы видите в ПЛК-сплиттере, являются неизбежным следствием разделения мощности между многими пользователями. а не бесполезные лишние потери.
С точки зрения пользователя, ухудшение сигнала становится видимым только тогда, когда сумма всех источников затухания на трассе оставляет недостаточный запас над чувствительностью приемника. Поскольку разветвитель ПЛК часто является единственным крупнейшим источником затухания в пассивной оптической сети, инженеры рассчитывают бюджет мощности вокруг него. Оптические линейные терминалы, оптические сетевые блоки и трансиверы выбираются с достаточной стартовой мощностью и чувствительностью приемника, чтобы даже после прохождения одной или нескольких ступеней разветвителя ПЛК , плюс затухание волокна, сращивания, разъемы и запас по старению, все еще оставалась достаточная мощность для стабильной работы.
Пока этот бюджет соблюдается, наличие разветвителя ПЛК не приводит к заметному снижению частоты ошибок по битам, джиттера или потери пакетов. Система просто работает так, как и ожидалось, а разделитель ПЛК становится предсказуемым строительным блоком, а не загадочным источником проблем. Когда проблемы действительно возникают, они часто связаны с загрязнением, изгибом или неправильными соединениями, а не с внутренним поведением самого сплиттера ПЛК .
Наиболее важными параметрами ПЛК-сплиттера для качества сигнала являются вносимые потери, однородность потерь, потери, зависящие от поляризации, обратные потери, направленность и рабочий диапазон длин волн, поскольку они напрямую определяют, какая мощность достигает каждого пользователя и насколько устойчива связь к отражениям и эффектам поляризации.
Вносимые потери – это первое число, на которое обращают внимание большинство инженеров при оценке сплиттера ПЛК . Он количественно определяет общие потери между входом и каждым выходом, включая как идеальные потери разделения, так и любые дополнительные потери устройства. Меньшие вносимые потери означают, что в каждую ветвь передается больше оптической мощности, что увеличивает максимальное расстояние или количество разделений, которые может поддерживать система. Для устройств операторского класса, представленных PLC Splitter на рынке, вносимые потери часто составляют около 10 с половиной децибел или ниже для 1x8 и около 17 децибел для 1x32, при этом для устройств стандартного класса разрешены несколько более высокие значения, а для продуктов премиум-класса — более низкие значения.
Равномерность потерь описывает, насколько схожи вносимые потери от одного выхода к другому в одном и том же разветвителе ПЛК . Если некоторые результаты значительно слабее других, самая слабая ветвь становится ограничивающим фактором для всей системы. Высококачественные разветвители PLC сохраняют однородность в пределах одного-двух децибел даже при высоких коэффициентах разделения, гарантируя, что все пользователи получат сопоставимую мощность. На страницах продуктов и в таблицах характеристик вы часто увидите максимальные значения однородности от нуля целых восемь до одной целых восемь децибел при разбивке от 1x8 до 1x64.
Потери, зависящие от поляризации, или PDL, измеряют, насколько изменяются вносимые потери при изменении состояния поляризации света. Поскольку в оптоволоконных сетях со временем могут возникать случайные изменения поляризации, низкий уровень PDL жизненно важен для стабильной работы. Современные модули PLC Splitter обычно поддерживают PDL ниже нуля и трех децибел даже при большом количестве разделений, что делает изменения мощности небольшими и предсказуемыми. Обратные потери и направленность показывают, насколько хорошо разветвитель ПЛК подавляет обратные отражения и нежелательную связь между каналами. Значения выше пятидесяти децибел являются обычными для одномодовых разветвителей ПЛК , что значительно снижает многолучевые помехи и шум.
Дополняет картину рабочий диапазон длин волн. Типичный сплиттер ПЛК покрывает весь диапазон примерно от 1260 до 1650 нанометров, что включает в себя стандартные длины волн восходящего и нисходящего потока, используемые в пассивных оптических сетях и многих других системах. Когда сеть использует несколько услуг на разных длинах волн по одному и тому же волокну, например, голос, широкополосные данные и телевидение, этот широкий диапазон гарантирует, что один сплиттер ПЛК может обрабатывать все из них без значительных изменений в производительности.
По сравнению со старыми сплиттерами с биконическим конусом и некоторыми специальными конструкциями, сплиттер ПЛК обеспечивает лучшую однородность и масштабируемые потери при высоких коэффициентах разделения, что делает его предпочтительным выбором там, где стабильное качество сигнала для многих пользователей более важно, чем минимальная стоимость при очень низком количестве разделений.
Исторически для разделения оптической мощности широко использовались плавленые биконические конические устройства. При небольшом количестве разделений, например 1x2 или 1x4, вносимые потери таких устройств могут быть сопоставимы с разветвителями ПЛК . Однако по мере того, как количество разделений превышает 1x8, их избыточные потери растут быстрее, а их однородность часто ухудшается. Отраслевые статьи и таблицы спецификаций показывают, что при разрешении 1x32 или 1x64 сплиттер ПЛК явно обеспечивает меньшие потери и более жесткий контроль выходного баланса.
Существуют также делители, зависящие от длины волны, основанные на таких технологиях, как матричные волноводные решетки или волоконные брэгговские решетки. Они оптимизированы для разделения разных длин волн, а не для равномерного разделения мощности на одной длине волны. Такие устройства могут оказаться более подходящими в приложениях, требующих плотного мультиплексирования с разделением по длине волны на большие расстояния. Для большинства сетей доступа и распределения, где один набор длин волн используется многими пользователями, простое широкополосное разделение мощности PLC Splitter является идеальным.
Наконец, в некоторых сетях используются активные оптические разветвители, включающие усиление или регенерацию. Они могут компенсировать потери мощности, но увеличивают стоимость, сложность и потребность в электроэнергии в каждом месте. В большинстве пассивных оптических сетей цель состоит в том, чтобы избежать появления таких активных элементов на внешнем объекте, поэтому пассивный разветвитель ПЛК остается стандартным выбором. При правильном управлении бюджетом мощности пассивный разветвитель ПЛК обеспечивает достаточную производительность при гораздо меньшем эксплуатационном риске, особенно в наружных шкафах или удаленных шкафах, где посещение технического обслуживания обходится дорого.
Чтобы свести к минимуму ухудшение сигнала при использовании сплиттера ПЛК, проектировщикам следует выбрать наименьший практический коэффициент разделения, сохранить небольшое общее количество каскадов сплиттера, разместить сплиттер ПЛК в чистой и доступной среде и согласовать все характеристики, такие как вносимые потери, диапазон длин волн и тип разъема, с проектом сети.
Первое дизайнерское решение – это коэффициент разделения. Поскольку вносимые потери увеличиваются с каждым шагом увеличения количества разделений, начиная с наименьшего соотношения, которое соответствует целям роста числа пользователей, это напрямую улучшит качество сигнала. Например, если в обозримом будущем шкафу необходимо обслуживать только восемь клиентов, разветвитель ПЛК 1x8 или пара модулей разветвителя ПЛК 1x4 могут обеспечить большую прибыль, чем устройство 1x16, практически без разницы в стоимости оборудования. Планирование реалистичной плотности и роста пользователей помогает избежать неоправданно высоких потерь.
Второе важное решение — топология сплиттера. Во многих конструкциях используется одноступенчатый разветвитель ПЛК, расположенный в центральном офисе или главном распределительном шкафу. Другие используют два этапа: основной разветвитель ПЛК в центральной точке, а вторичные модули разветвителя ПЛК ближе к конечным пользователям. Двухступенчатые деревья могут уменьшить количество волокон между шкафами, но увеличить накопленные потери. Оптимальная стратегия зависит от расстояния, доступных воздуховодов и типа обслуживания. Рассчитав общие потери для нескольких вариантов, проектировщики могут выбрать комбинацию коэффициентов и расположения разветвителей ПЛК , которая обеспечивает как приемлемое качество сигнала, так и эффективное использование инфраструктуры.
Практика установки также влияет на реальную производительность. следует Сплиттер ПЛК монтировать в корпусе, защищающем его от влаги, пыли и механических воздействий, независимо от того, является ли этот корпус модулем ABS, кассетой или стойкой. Перед соединением разъемы необходимо очистить, а радиус изгиба должен соответствовать спецификации волокна. На справочном сайте и в аналогичных технических руководствах подчеркивается, что чрезмерный изгиб, плохое соединение или ослабление разъемов вокруг сплиттера ПЛК являются распространенными причинами неожиданных дополнительных потерь, в которых можно ошибочно винить само устройство.
Наконец, политика закупок должна выходить за рамки только цен. Выбор разветвителя ПЛК от поставщика, который тестирует устройства на соответствие признанным стандартам оптических компонентов и предоставляет полные отчеты об испытаниях на вносимые потери, однородность, PDL, обратные потери и устойчивость к окружающей среде, снижает риск. Это особенно важно для крупных проектов, где будут установлены сотни или тысячи блоков ПЛК-сплиттеров , и устранение любых систематических проблем с качеством в дальнейшем будет дорогостоящим.
Когда вокруг разветвителя ПЛК появляется ухудшение сигнала, наиболее эффективным подходом является проверка баланса мощности с помощью оптического измерителя, выполнение визуального осмотра на предмет физических повреждений, очистка и переустановка всех разъемов, а также сравнение измеренных вносимых потерь со спецификациями этого разветвителя ПЛК, чтобы определить, несет ли ответственность устройство или окружающая установка.
Устранение неполадок начинается с измерения. Измеритель оптической мощности и стабилизированный источник света или подходящий испытательный комплект могут измерять входную мощность перед разветвителем ПЛК и выходную мощность в каждой ветви. Путем вычитания технические специалисты получают фактические вносимые потери на ветвь и сравнивают их с номинальным диапазоном для этой модели разветвителя ПЛК . Если одна ветвь показывает значительно более высокие потери, чем другие, проблема может быть в отводном волокне или разъемах, а не внутри самого разветвителя ПЛК . Если все ответвления показывают чрезмерные потери, возможно, устройство повреждено или имеет низкое качество.
Далее, тщательный визуальный осмотр может выявить множество проблем. В технических руководствах подчеркивается, что изогнутые волокна, потрескавшиеся оболочки или не полностью установленные разъемы являются частыми источниками внезапных дополнительных потерь. Вокруг разветвителя ПЛК несколько волокон сходятся в ограниченном пространстве, поэтому один кабель может легко перегнуться или подвергнуться нагрузке при закрытии дверей или перемещении лотков. Аккуратно выпрямляя волокна, закрепляя их с помощью соответствующих приспособлений для управления и гарантируя, что крышки или панели не защемят их, технические специалисты часто восстанавливают нормальные значения потерь без замены сплиттера ПЛК..
Уборка не менее важна. Пыль или масло на торцах разъемов рядом с разветвителем ПЛК могут увеличить вносимые потери на несколько децибел или создать сильные отражения, которые дестабилизируют чувствительные трансиверы. Использование подходящих инструментов для очистки и осмотра вокруг каждого соединения разветвителя ПЛК — это простой способ восстановить качество сигнала. Если после очистки и перенаправления волокон измеренные потери по-прежнему превышают технические характеристики для этого разветвителя ПЛК , последним этапом подтверждения является замена заведомо исправного модуля. Владельцам систем следует затем просмотреть процедуры хранения и обращения, чтобы избежать повторения проблемы с другими устройствами PLC Splitter .
Разветвитель ПЛК снижает мощность оптического сигнала по своей конструкции, но благодаря реалистичным коэффициентам разделения, хорошему качеству компонентов и хорошо спроектированному бюджету мощности его влияние на общее качество сигнала предсказуемо, управляемо и обычно незаметно для конечных пользователей.
Суть в том, что ухудшение сигнала от разветвителя ПЛК — это не загадочный побочный эффект, а простое следствие разделения мощности между многими путями. Как только будет понятна основная взаимосвязь между коэффициентом разделения и вносимыми потерями, проектировщики смогут рассматривать каждый разветвитель ПЛК как известный элемент в линии связи. Объединив таблицы технических характеристик, например те, которые обобщены для устройств от 1x2 до 1x64, с потерями в оптоволокне и разъемах, можно рассчитать точные запасы для любой топологии и требований к обслуживанию.
По сравнению со старыми технологиями, PLC Splitter обеспечивает превосходный выходной баланс и стабильную производительность при большом количестве разделений. Он поддерживает широкие диапазоны длин волн и жесткий контроль PDL, обратных потерь и направленности, что в совокупности гарантирует, что разделение сигнала не приведет к неприемлемому шуму или искажению. Для поставщиков телекоммуникационных услуг, операторов центров обработки данных и системных интеграторов это означает, что разветвитель ПЛК можно активно развертывать для увеличения количества пользователей, сохраняя при этом уровень обслуживания и целевые показатели надежности.
В повседневной практике большинство реальных проблем с сигналом, в которых виноват разветвитель ПЛК, возникает из-за загрязнения, плохого соединения или физической нагрузки на окружающие волокна. Поэтому регулярные измерения, очистка и осмотр каждого сплиттера ПЛК необходимы для поддержания затухания в ожидаемом диапазоне. При тщательном выборе устройства и правильном обращении сплиттер ПЛК становится надежным строительным блоком, который позволяет создать экономичную общую оптоволоконную инфраструктуру без ущерба для качества.
В этом разделе даны ответы на распространенные вопросы, которые задают сетевые специалисты об устройствах PLC Splitter и их влиянии на качество сигнала, а также собраны основные идеи статьи в формате краткой справки.
Да. Каждый разветвитель ПЛК делит входную мощность между несколькими выходами, поэтому каждый выход получает меньшую мощность, чем исходный сигнал. Значения в децибелах в таблице потерь дают хорошее представление о том, каких потерь следует ожидать при каждом коэффициенте разделения. Если сеть спроектирована с учетом этих потерь, разветвитель ПЛК не вызовет проблем с обслуживанием.
Обычно используются двухступенчатые деревья с несколькими модулями сплиттера ПЛК , особенно в крупных пассивных оптических сетях. Общие потери представляют собой просто сумму вносимых потерь каждого разветвителя ПЛК плюс потери в оптоволокне и разъеме. Пока совокупные потери остаются ниже допустимого бюджета мощности, допустимо использование нескольких ступеней разветвителя ПЛК .
Проверьте таблицу данных на предмет вносимых потерь, однородности, PDL, обратных потерь, направленности и диапазона длин волн. Затем рассчитайте бюджет канала с этим PLC Splitter и без него . Если у вас все еще есть запас на несколько децибел выше чувствительности приемника и значения соответствуют типичным диапазонам для продуктов операторского класса, PLC Splitter подходит для большинства приложений.
Идеальное место для сплиттера ПЛК обеспечивает баланс между использованием оптоволокна, доступностью и защитой окружающей среды. Многие операторы размещают основной разветвитель ПЛК в управляемом шкафу или в помещении, где его легче обслуживать, а затем используют дополнительные разветвители ПЛК ближе к конечным пользователям только при необходимости. В любом случае хранение PLC Splitter в чистом, сухом и механически стабильном помещении позволит снизить непредвиденные потери.
