Kāpēc nelīdzsvarotai sadalīšanai ir jēga lauku FTTH projektiem?

Dizains strādāja. Tas vienkārši nebija visefektīvākais veids, kā savienot 32 mājas.

Šī saruna ir diezgan raksturīga tam, ko mēs redzamLauku FTTHprojektus. Izaicinājums nav tehniskā iespējamība,{1}}bet gan ekonomika. Un, tiklīdz sākat optimizēt izmaksas par māju zema-blīvuma apgabalos, jūs nopietni domājat par nelīdzsvarotu sadalījumu.

Kas tad īsti šeit notiek? Problēma ir saistīta ar būtisku neatbilstību starp to, kā darbojas tradicionālā PON arhitektūra, un to, kā lauku abonenti tiek fiziski sadalīti.

Blīvā apkaimē jums varētu būt 64 mājas 500 metru rādiusā no sadalītāja skapja. Jūs uzstādāt 1:64 sadalītāju, katrai mājai vadāt īsus kabeļus, un ekonomika darbojas lieliski. Sadalītāja izmaksas tiek sadalītas starp 64 abonentiem. Kabeļa garums ir īss. Visi ir laimīgi.

Tagad attēlojiet lauku maršrutu. Jums ir varbūt 30 mājas 20 kilometru garumā. Daži ir sagrupēti grupās pa 4-6 krustojuma tuvumā. Citi sēž vieni uz 40 akru zemes gabaliem. Ja mēģināt tos apkalpot, izmantojot centralizētu sadalītāju, jūs vadāt atsevišķus šķiedru pavedienus kilometru garumā, lai sasniegtu mājas jūsu apkalpošanas zonas tālākajā galā.

Lūk, kur nauda faktiski nonāk tipiskā lauku ēkā:

Ņemiet vērā, ka starp diviem scenārijiem darbaspēka izmaksas paliek relatīvi nemainīgas, bet lauku apvidos kabeļu izmaksas ir ļoti lielas. Tas ir jūsu sviras punkts. Ja kabelis ir puse no jūsu projekta izmaksām, nevis ceturtdaļa, katrs dizaina lēmums, kas palielina šķiedras garumu, smagi ietekmē jūsu budžetu. Un tradicionālie līdzsvarotie sadalītāju dizaini lauku scenārijos pievieno daudz nevajadzīgu šķiedru.

Alternatīva pieeja{0}}un to mēs ieteicām šim Montanas ISP-izmantot tā saukto nelīdzsvarotu vai asimetrisku sadalīšanu. Koncepcija nav jauna. Telekomunikāciju inženieri kabeļtelevīzijas izplatīšanā ir izmantojuši optiskos krānus gadu desmitiem. Bet tas gūst nopietnu vilciLauku FTTHjo tas tieši risina šķiedras{0}}izmaksu problēmu.

Ātrs tehniskais pamats, ja neesat pazīstams ar sadalītāju veidiem:

StandartaPLC sadalītājskonfigurācijas sadala ienākošo optisko jaudu vienādi starp visām izejām. 1:8 sadalītājs nosūta 12,5% gaismas uz katru no astoņiem izvades portiem. 1:32 sadalītājs sadala jaudu 32 vienādās daļās. Šie līdzsvarotie sadalītāji darbojas lieliski, ja jums ir nepieciešams apkalpot abonentu kopu no vienas vietas.

Nelīdzsvaroti sadalītāji dara kaut ko citu. Vienāda dalījuma vietā tie sadala jaudu atbilstoši noteiktai attiecībai,{1}}piemēram, 90/10 vai 70/30. Lielāka daļa turpinās pa stumbra šķiedru, lai apkalpotu lejteces vietas. Mazākā daļa tiek izslēgta, lai apkalpotu abonentus konkrētajā vietā.

Kāpēc tas ir svarīgi lauku tīkliem? Tā kā jūs varat{0}}pieslēgt vairākus nelīdzsvarotus krānus pa vienu maģistrāles šķiedru, katrā vietā iegūstot pietiekami daudz enerģijas, lai apkalpotu vietējās mājas, vienlaikus saglabājot optisko budžetu vietām, kas atrodas tālāk.

Mūsu vecāko inženieru piezīme par pieskārienu attiecību izvēli:

Kad mēs izlemjam starp 90/10 un 70/30, mēs ne tikai skatāmies uz vājinājuma vērtībām izklājlapā. Pastāv praktisks faktors, kas pastāvīgi tiek ignorēts:turpmākās apkopes telpas.

Šeit ir mūsu īkšķa noteikums. Ja klasterī pašlaik ir tikai 3 mājas, bet tuvumā ir brīva zeme, mēs parasti iesakām nedaudz lielāku pieskārienu koeficientu, nekā to nosaka matemātika, -teiksim, 80/20, nevis 90/10. Iemesls? Lauku apvidos apkalpes nosūtīšana atpakaļ, lai atjaunotu-maģistrāles krānu, maksā daudz vairāk nekā optiskā jauda, ​​ko ietaupījāt, veicot minimālu darbu. Mēs labprātāk upurētu 1 dB pakārtotās rezerves, nevis zaudētu iespēju pievienot abonentus vēlāk bez lielas pārveidošanas. Izveidojiet "plug and play" istabu tagad; Jūs pateiksiet sev paldies pēc diviem gadiem, kad pa ceļam pacelsies jauna māja.

Apskatīsim, kā tas faktiski darbojas šajā jomā. Paņemiet to Montānas projektu, par kuru mēs runājām. Pēc sākotnējā dizaina pārskatīšanas mēs palīdzējām viņiem modelēt alternatīvu, izmantojot izplatīto krāna arhitektūru.

Sākotnējais dizains paredzēja 48{3}}šķiedru sadales kabeli, kas stiepjas visā 18 kilometru garumā, un šķiedras atdalās dažādos punktos, lai sasniegtu abonentu kopas. Kopējie šķiedras kilometri dizainā: aptuveni 380.

Pārskatītajā pieejā tika izmantots 2-šķiedru maģistrs (primārā un rezerves) ar pieskāriena punktiem katrā abonentu klasterī. Pirmajā klasterī-apmēram 3 kilometrus no gala-90/10 pieskāriens novirza 10% optiskās jaudas uz mazuFDB/FAT kastekurā ir 1:8 līdzsvarots sadalītājs. Tas apkalpo 6 tuvumā esošās mājas. Atlikušie 90% turpinās lejup pa bagāžnieku.

7. kilometrā cits krāns (šis 85/15) apkalpo 8 māju kopu. 12. kilometrā 80/20 krāns apkalpo 10 mājas. Un tā tālāk pa maršrutu, līdz gala klasteris saņem visu optisko jaudu,{10}}kas joprojām ir GPON jaudas budžeta robežās, lai nodrošinātu pareizu ONT darbību.

Kabeļu izmaksu aprēķini, kuru pamatā ir 2024. gada lielapjoma šķiedras cenas; faktiskās izmaksas atšķiras atkarībā no piegādātāja, kabeļa veida un pasūtījuma apjoma.

Thešķiedru samazinājums sasniedza aptuveni 65%. Pat ņemot vērā papildu krānu vienības un korpusus katrā klastera punktā, neto materiālu ietaupījums pārsniedza 40 000 USD šajā 18 kilometru garajā maršrutā.

Šim interneta pakalpojumu sniedzējam 40 000 USD ietaupītie kabeļi nozīmēja, ka viņi varēja paplašināt savu optisko šķiedru pieejamību vēl divām mazām kopienām, kuras iepriekš tika uzskatītas par "neiespējamām" saskaņā ar dotāciju budžetu. Tā ir īstā atdeve,{3}} ne tikai ietaupot naudu, bet arī paplašinot to, kas faktiski ir iespējams fiksētā finansējuma ietvaros.

ISP virzījās uz priekšu ar nesabalansētu dizainu. Mēs piegādājāmPLC sadalītājiun strādāja ar tiem, izvēloties pieskārienu attiecību katram mezglam.

Jūs nevarat vienkārši ievilkt šķiedru, nesaprotot, kas notiek ar jūsu optiskās jaudas budžetu. Šeit izvietošana laukos kļūst tehniski interesanta,{1}}un daži tīkla plānotāji saskaras ar problēmām.

Katrs PON komponents rada zaudējumus. Pati šķiedra vājina signālu par aptuveni 0,35 dB uz kilometru pie 1310 nm viļņa garuma. Katrs savienotājs pievieno 0,3-0,5 dB. Savienojumi rada 0,1–0,2 dB. Un sadalītāji rada zaudējumus, pamatojoties uz to konfigurāciju.

Līdzsvarotiem sadalītājiem aprēķins ir vienkāršs: 1:8 sadalītājs rada aptuveni 10,5 dB zudumu neatkarīgi no izmērītā izvades porta. Visi porti redz vienādu jaudas līmeni.

Nesabalansēti krāni uzvedas atšķirīgi. Caurlaides pieslēgvieta (kas pārvada strāvu uz pakārtotajiem krāniem) redz salīdzinoši zemus zudumus -parasti 0,5–2,5 dB atkarībā no sadalījuma attiecības. Pieslēgvieta (apkalpojot vietējos abonentus) redz lielākus zaudējumus, kas atbilst mazākam jaudas sadalījumam.

Tālāk esošajā tabulā ir parādītas tipiskās ievietošanas zudumu vērtības parastajiem krānu koeficientiem. Šie ir reprezentatīvi skaitļi,{1}}vienmēr pārbauda to faktisko komponentu ražotāja specifikācijas, ko izvietojat.

Avots: apkopots no vairāku PLC sadalītāju ražotāju datu lapām, tostarp Corning, CommScope un dažādiem OEM piegādātājiem. Vērtības atspoguļo tipisku veiktspēju pie 1310/1550 nm; faktiskās specifikācijas atšķiras atkarībā no ražotāja.

Standarta GPON sistēma nodrošina aptuveni 28 dB optisko budžetu starp OLT raidītāju un ONT uztvērēju. XGS-PON piedāvā 29-35 dB atkarībā no raiduztvērēja klases. Jūsu uzdevums ir nodrošināt, lai katrs abonents,{6}}ieskaitot to, kas atrodas jūsu pieskārienu ķēdes beigās, saņemtu atbilstošu signālu šī budžeta ietvaros.

Brīdinājums no mūsu laukuma komandām:

Daudzi plānotāji aprēķina šo 28 dB budžetu līdz pēdējai zīmei aiz komata, izspiežot katru iespējamo kilometru no saites. Bet tādās vietās kā Montana vai Skandināvijas ziemeļos ir jāņem vērā ziemas zaudējumi.

Mēs paši to esam izmērījuši: ārkārtējs aukstums izraisa optiskās šķiedras kabeļu saraušanos, un zemākas kvalitātes{0}}adapteri var radīt nelielas fiziskas nobīdes, kas rada papildu 0,5–1 dB zudumus, kas septembrī nebija. Mūsu projektēšanas noteikums ir vienkāršs-aprēķinot jaudu ķēdes pēdējā ONT,mēs iebūvējam vismaz 3dB cieto rezervi. Ja jūsu matemātika parāda -26 dBm pie pēdējā abonenta un jūs to saucat par labu, jūs esat viena puteņa vai viena novecojoša savienotāja attālumā no pakalpojuma zvana. Neupurējiet saites stabilitāti, lai izspiestu vēl vienu pieskārienu.

Fiziskie komponenti ir tikpat svarīgi kā optiskais dizains. Katram pieskāriena punktam ir nepieciešams korpuss, kas aizsargā sadalītāju, nodrošina savienojuma punktus nolaižamajiem kabeļiem un iztur jebkuros laikapstākļos, ko jūsu apkalpošanas teritorija rada.

Izvietošanai laukos tas parasti nozīmē āra -novērtējumuFDB/FAT kastear IP55 vai augstāku iekļūšanas aizsardzību. Korpusā ir jāietver krāna sadalītājs un neliels līdzsvarots sadalītājs (parasti 1:4 vai 1:8) vietējai sadalei. Portu skaitam ir jāatbilst jūsu abonentu kopai ar vietu dažām rezerves daļām. Un montāžas iespējām ir jāatbilst jūsu faktiskajam uzstādīšanas scenārijam-piestiprinājums, stieņa stiprinājums vai sienas stiprinājums atkarībā no atrašanās vietas.

Mēs esam redzējuši, ka projekti paklupa, norādot korpusus, kas uz papīra izskatījās atbilstoši, bet nedarbojās uz vietas. Kastīte, kas paredzēta 8 abonentam, nepalīdzēs, ja faktiski nevarat maršrutēt un tīri pārvaldīt nolaižamo kabeļus. Korpuss ar tikai sienas-stiprinājuma-kronšteiniem kļūst par problēmu, ja puse krānu vietu atrodas uz komunālo pakalpojumu stabiem.

Kad mēs piegādājamOptiskās šķiedras spaiļu kārbasTādos projektos kā Montana mēs koncentrējamies uz lauka -praktiskām funkcijām-piemēram, speciālu iekšējo maršrutēšanu nelīdzsvarotā pieskāriena modulim-, lai nodrošinātu, ka kaste paliek pārvaldāma pat tad, kad kopas aug. Svarīgāk par jebkuru konkrētu produktu ir korpusa specifikāciju atbilstība jūsu faktiskajiem lauka apstākļiem. Kaste 50 dolāru vērtībā, kas nav pareizi noslēgta pret putekļiem, maksās daudz vairāk kravas automašīnu ruļļos nekā 80 dolāru kaste, kas pirmo reizi veic darbu pareizi.

Viens jautājums, kas rodas pastāvīgi: kad nelīdzsvarotai sadalīšanai patiesībā ir jēga, salīdzinot ar pieturēšanos pie tradicionālās līdzsvarotās arhitektūras?

Godīga atbilde ir tāda, ka tas ir atkarīgs no jūsu konkrētā maršruta ģeometrijas. Bet daži modeļi saglabājas diezgan konsekventi.

Ja abonentu blīvums ir mazāks par aptuveni 15-20 mājām uz maršruta-kilometru, parasti uzvar sadalītā pieskāriena arhitektūra. Pie lielāka blīvuma šķiedru ietaupījumi samazinās, jo jūs jau esat salīdzinoši tuvu lielākajai daļai abonentu neatkarīgi no tā, kur ievietojat sadalītāju. Pie mazāka blīvuma-īpaši tad, ja mājas sagrupējas grupās, kuras atdala gari tukša ceļa posmi, ietaupījumi tiek ātri izveidoti.

Maršruta garumam arī ir nozīme. Īsos maršrutos, kas ir mazāki par 5–8 kilometriem, vairāku pieskārienu punktu pārvaldības sarežģītība var neattaisnot šķiedras ietaupījumu. Garos maršrutos, kuru garums pārsniedz 15-20 kilometrus, jūs bieži vien meklējat ievērojamus ietaupījumus, kas viegli atsver papildu plānošanas un komponentu izmaksas.

Kad vajadzētu atteikties no nelīdzsvarotas arhitektūras{0}}mūsu godīgā attieksme:

Skatiet, mums patīk šī pieeja un mēs to bieži iesakām. Taču ir situācijas, kad jums vajadzētu pieturēties pie tradicionālajiem 1:32 vai 1:64 līdzsvarotiem dizainiem:

1. "Wildfire" piepilsētas izaugsmes zonas.Ja jūsu maršruts ved cauri zemei, kurā tuvāko trīs gadu laikā notiks liela mājokļu attīstība, nelīdzsvarota krānu ķēde ātri piesātinās. Paplašināšana vēlāk nozīmē vai nu visa optiskā budžeta-pārveidošanu, vai paralēlas infrastruktūras darbību. Arī tas nav jautri. Šādos gadījumos līdzsvarotas arhitektūras elastība-kur varat vienkārši izgaismot neizmantotos sadalītāja portus-ir papildu kabeļa izmaksu vērta.

2. Jūsu apkopes brigādes nav OTDR-ērtas.Problēmu novēršana nelīdzsvarotā tīklā ir patiešām grūtāka nekā vienkārša 1:32 sadalīšana. Zaudējumu profils izskatās kā kāpnes uz OTDR trases, un, ja jūsu lauka tehniķi zina tikai, kā izmantot sarkano-gaismas vizuālo kļūdu meklētāju, viņiem būs grūti. Mēs esam redzējuši, ka operatori pieņem izplatītus krānu dizainus un pēc tam pavada sešus mēnešus neapmierināti, jo katrs pakalpojuma zvans aizņem divreiz ilgāku laiku. Ja jūsu komanda nav gatava mācīšanās līknei, maksājiet par papildu šķiedru un uzturiet vienkāršu.

KadLīdzsvaroti pret nelīdzsvarotiem sadalītājiemkļūst par tuvu zvanu, mēs parasti jautājam: cik pārliecināts esat par abonentu skaita pieauguma prognozēm un cik prasmīga ir jūsu lauka komanda? Ja abas atbildes ir "diezgan stabilas", nelīdzsvarots parasti uzvar uz izmaksām. Ja kāda no atbildēm ir "godīgi, nav pārliecināta", līdzsvarota dod jums vairāk iespēju pielāgoties.

Nelīdzsvarotu tīklu testēšanai un sertifikācijai nepieciešama standarta PON procedūru pielāgošana. Vairāki sadalīšanas punkti rada OTDR pēdas, kas izskatās savādāk nekā tradicionālās viena{1}}dalītāja arhitektūras, un tehniķiem ir jāsaprot, ko viņi redz.

Katrs pieskāriens tiek parādīts kā diskrēts zuduma notikums OTDR trasē. Caurlaides pieslēgvietas zudumi ir salīdzinoši nelieli (lielākajai daļai attiecību zem 2 dB), savukārt pieslēgvietai ir lielāks zudums, kas atbilst tā paredzētajai attiecībai. Tehniķi, kas nepārzina šo arhitektūru, dažreiz nepareizi interpretē šos paredzamos zaudējumus kā kļūdas.

VIAVI un citi testa iekārtu ražotāji ir pievienojuši īpašus režīmus konusveida/nesabalansētu sadalītāju tīklu raksturošanai. Saskaņā ar VIAVI tehnisko dokumentāciju viņu PON OTDR produktos tagad ir iekļauts "nesabalansēta sadalītāja atbalsts", kas īpaši paredzēts izplatīto krānu arhitektūru testēšanas prasībām.

Dokumentācija kļūst kritiskāka, izmantojot izkliedētu krānu dizainu. Katram korpusam jābūt marķētam, norādot tā krāna attiecību un kumulatīvos optiskos zudumus līdz šim punktam. Kad tehniķis atbild uz servisa zvanu divus gadus pēc instalēšanas, viņiem ātri jāsaprot paredzamie jaudas līmeņi šajā vietā, nepārrēķinot visu budžetu no nulles.

ASV tīkla operatoriem, kas vēlas saņemt federālo finansējumu,Lauku FTTHprojekti bieži kvalificējas USDA ReConnect dotācijām un aizdevumiem. Programma kopš 2018. gada ir ieguldījusi vairāk nekā 5 miljardus ASV dolāru, lai nodrošinātu platjoslas pakalpojumu nepietiekami apkalpotos lauku apvidos. Pašreizējās prasības nosaka 100 Mb/s simetriskas pakalpojumu iespējas-, kas ir labi sasniedzamas pareizi izstrādātiem GPON vai XGS-PON tīkliem neatkarīgi no tā, vai izmantojat līdzsvarotu vai nelīdzsvarotu arhitektūru.

Galvenais ierobežojums ir parādīt, ka jūsu dizains patiešām nodrošina atbilstošu pakalpojumu katrai abonenta telpai. Jūsu optiskajiem budžeta aprēķiniem ir jāparāda pietiekama rezerve pat visattālākajās vietās. Nelīdzsvarota arhitektūra nemaina veiktspējas pamatprasības,{2}}tas maina tikai optiskās jaudas piešķiršanas veidu, lai tās efektīvi izpildītu.

Ja plānojat aLauku FTTHizvietošana un jūsu maršruti parāda izkaisītus, grupētus abonentu modeļus, kas raksturīgi lauksaimniecības apgabaliem, nelīdzsvarota sadalīšana ir pelnījusi nopietnu novērtējumu. Iespēja samazināt šķiedru kabeļu izmaksas par 30–50% tieši ietekmē projekta dzīvotspēju, jo īpaši, ja biznesa situācija jau tā ir saspringta.

Tehniskās prasības nav eksotiskas. Jums ir nepieciešama kvalitātePLC sadalītājskomponenti ar pārbaudītām specifikācijām gan līdzsvarotām, gan nelīdzsvarotām konfigurācijām. Jums ir nepieciešams āra-novērtējumsFDB/FAT kastekorpusi, kas atbilst jūsu uzstādīšanas scenārijiem. Un jums ir nepieciešama rūpīga optiskā budžeta izstrāde, lai nodrošinātu, ka katrs abonents saņem atbilstošu signālu.

Atšķirību starp veiksmīgu un grūtu izvietošanu laukos parasti neizraisa tehnoloģija{0}}, bet gan tas, vai tīkla dizains ņem vērā lauku realitāti, nevis pilsētu pieņēmumus pārceļ pavisam citā vidē.

Vērtīgākais pirmais solis? Kartē savu faktisko abonentu atrašanās vietu un maršruta ģeometriju. Pareizā arhitektūras izvēle izriet no šīs analīzes, nevis no standarta veidnes lietošanas. Ja pašlaik kartējat lauku maršrutu un matemātika nedod rezultātu, nosūtiet mums savu maršruta ģeometriju. Mēs varam veikt ātru salīdzinošu analīzi par līdzsvarotām un nesabalansētām arhitektūrām jūsu konkrētajam projektam-nav pievienotas virknes.Sazinieties ar mūsu komandu-Mums patīk strādāt tieši pie šīs problēmas.

Atsauces

VIAVI risinājumi. "Šķiedru konstrukcija, 3. daļa: PON sertifikācija ar nelīdzsvarotu sadalītāja arhitektūru."

Žurnāls ISE. "FTTH risinājumi lauku apvidiem."

USDA lauku attīstība. "ReConnect Loan and Grant Programme".

Optisko šķiedru asociācija. "PON optisko šķiedru sadalītāji."

Datu atruna

Izmaksu ietaupījumu procenti, optiskās specifikācijas un projektu piemēri atspoguļo tipiskas nozares vērtības un ilustratīvus scenārijus. Montānas projekta piemērā izmantoti reprezentatīvi skaitļi, kuru pamatā ir plaši izplatīti lauku izvietošanas modeļi. Faktiskie rezultāti ir atkarīgi no konkrētā maršruta ģeometrijas, abonentu sadalījuma, komponentu izvēles un vietējām darbaspēka izmaksām. Optisko zudumu vērtības ir jāpārbauda attiecībā uz konkrētu komponentu ražotāja datu lapām. USDA finansējuma skaitļi ir balstīti uz oficiālo programmas dokumentāciju 2024. gada beigās.