Hvers vegna ójafnvægi skipting er skynsamleg fyrir dreifbýli FTTH verkefni

Hönnunin virkaði. Það var bara ekki skilvirkasta leiðin til að tengja 32 heimili sem eru svo þunn.

Það samtal er frekar dæmigert fyrir það sem við sjáum meðDreifbýli FTTHverkefni. Áskorunin er ekki tæknileg hagkvæmni- heldur hagfræði. Og þegar þú byrjar að fínstilla fyrir kostnað á hvert heimili sem fer framhjá á svæðum með litlum-þéttleika, endarðu á því að skoða ójafnvæga skiptingu alvarlega.

Svo hvað er eiginlega í gangi hérna? Málið snýst um grundvallarmisræmi á milli þess hvernig hefðbundinn PON arkitektúr virkar og hvernig áskrifendum í dreifbýli er líkamlega dreift.

Í þéttu hverfi gætirðu átt 64 heimili innan 500 metra radíuss frá klofningsskáp. Þú setur upp 1:64 splitter, keyrir stuttar fallkaplar inn á hvert heimili og hagkvæmnin virkar prýðilega. Skiptingarkostnaðinum skiptist á 64 áskrifendur. Kapalhlaupin eru stutt. Allir ánægðir.

Sjáðu nú fyrir þér sveitaleið. Þú hefur kannski 30 heimili spennt út meðfram 20 kílómetra af vegi. Sumir eru í hópum 4-6 nálægt gatnamótum. Aðrir sitja einir á 40 hektara böggum. Ef þú reynir að þjóna þeim með miðlægum splitter, þá ertu að keyra einstaka trefjaþræði í kílómetra fjarlægð til að ná til heimila yst á þjónustusvæðinu þínu.

Hérna fara peningarnir í raun í dæmigerða sveitabyggingu:

Taktu eftir því hvernig launakostnaður helst tiltölulega flatur á milli þessara tveggja sviðsmynda, en kapall kostar blaðra í dreifbýli. Það er skiptimynturinn þinn. Þegar kapall stendur fyrir helmingi verkefnakostnaðar þinnar í stað fjórðungs, kemur sérhver hönnunarákvörðun sem bætir við trefjalengd á fjárhagsáætlun þinni harkalega. Og hefðbundin jafnvægisskljúfarhönnun bætir mikið af óþarfa trefjum í dreifbýli.

Önnur nálgun-og þetta er það sem við mæltum með að Montana ISP-noti það sem kallast ójafnvægi eða ósamhverfa skipting. Hugmyndin er ekki ný. Fjarskiptaverkfræðingar hafa notað optíska krana í áratugi í kapalsjónvarpsdreifingu. En það er að ná alvarlegum tökum fyrirDreifbýli FTTHvegna þess að það tekur beint á trefjakostnaðarvandanum-.

Fljótlegur tæknilegur grunnur ef þú þekkir minna til klofningstegunda:

StandardPLC skerandistillingar skipta komandi ljósafli jafnt á milli allra úttakanna. 1:8 splitter sendir 12,5% af ljósinu í hverja af átta úttakstengunum sínum. 1:32 skiptari skiptir krafti í 32 jafna hluta. Þessir jafnvægisskljúfar virka frábærlega þegar þú þarft að þjóna hópi áskrifenda frá einum stað.

Ójafnvægi klofnar gera eitthvað öðruvísi. Í stað þess að deila jöfnum hlutum skipta þeir afli í samræmi við hannað hlutfall-segjum 90/10 eða 70/30. Stærri hlutinn heldur áfram niður stofntrefjarann ​​til að þjóna niðurstreymisstöðum. Minni hlutinn smellir af til að þjóna áskrifendum á þeim tiltekna tímapunkti.

Hvers vegna skiptir þetta tengslanet á landsbyggðinni? Vegna þess að þú getur sett saman-marga ójafnvæga krana meðfram einni stofntrefjara og dregið út nægjanlegt afl á hverjum stað til að þjóna heimahúsum á sama tíma og geymir sjónrænt kostnaðarhámark fyrir staði lengra niður í röðinni.

Athugasemd frá yfirverkfræðingum okkar um val á kranahlutfalli:

Þegar við erum að ákveða á milli 90/10 og 70/30 erum við ekki bara að glápa á dempunargildi í töflureikni. Það er hagnýtur þáttur sem gleymist stöðugt:framtíðarviðhaldsloftrými.

Hér er þumalputtaregla okkar. Ef þyrping hefur aðeins 3 heimili í augnablikinu en það er laust land í nágrenninu, mælum við venjulega með aðeins hærra úthlutunarhlutfalli en stærðfræðin gerir ráð fyrir-segjum 80/20 í stað 90/10. Ástæðan? Í dreifbýli kostar það miklu meira að senda mannskap aftur til að endur-skeyta skottkrana en sá ljósafli sem þú sparaðir með því að fara í lágmark. Við viljum frekar fórna 1dB af framlegð niðurstreymis fyrirfram en að missa getu til að bæta við áskrifendum seinna án meiriháttar endurvinnslu. Byggðu í "plug and play" herberginu núna; þú munt þakka sjálfum þér eftir tvö ár þegar nýtt hús fer upp á götuna.

Við skulum ganga í gegnum hvernig þetta virkar í raun á sviði. Taktu Montana verkefnið sem við nefndum. Eftir að hafa skoðað upprunalega hönnun þeirra hjálpuðum við þeim að búa til valkost með því að nota dreifðan kranaarkitektúr.

Upprunalega hönnunin kallaði á 48-dreifingarsnúru sem lá alla 18 kílómetra leiðina, þar sem trefjar flagnuðu af á ýmsum stöðum til að ná til áskrifendaklasa. Heildar trefjakílómetrar í hönnuninni: um það bil 380.

Endurskoðuð nálgun notaði 2-trefjastofn (aðal auk öryggisafrit) með tappapunktum við hvern áskrifendaklasa. Við fyrstu þyrpinguna-um 3 kílómetra frá hausnum-dregur 90/10 tappa 10% af ljósafli yfir í lítiðFDB/FAT Boxhýsir 1:8 jafnvægiskljúfa. Það þjónar 6 nærliggjandi heimilum. Hin 90% halda áfram niður skottinu.

Á kílómetra 7 þjónar annar krani (þessi 85/15) hópi 8 heimila. Á kílómetra 12 sér 80/20 krani um 10 heimili. Og svo framvegis á leiðinni þangað til endanlegur þyrping fær allt það ljósaafl sem er enn-vel innan GPON-orkuáætlunar fyrir réttan ONT-rekstur.

Kostnaðaráætlanir um kapal byggt á 2024 magnverði á trefjum; Raunkostnaður er breytilegur eftir birgjum, gerð kapals og magni pöntunar.

Thetrefjaskerðing var um 65%. Jafnvel að teknu tilliti til viðbótar kranaeininga og girðinga á hverjum klasapunkti fór hrein efnissparnaður yfir $ 40.000 á þessari 18 kílómetra leið.

Fyrir þennan ISP þýddu þessir $40.000 sparaðir á kapal að þeir gætu lengt ljósleiðarasvið sitt til tveggja lítilla samfélaga til viðbótar sem áður voru talin „óframkvæmanleg“ samkvæmt fjárveitingunni. Það er raunverulega ávinningurinn-ekki bara að spara peninga heldur auka það sem er í raun mögulegt innan fasts fjármögnunarumslags.

ISP hélt áfram með ójafnvægi hönnunarinnar. Við útveguðumPLC skiptararog unnið með þeim að vali á töppunarhlutfalli fyrir hvern hnút.

Þú getur ekki bara strengt tappa meðfram trefjum án þess að skilja hvað verður um ljósaflskostnaðaráætlunina þína. Þetta er þar sem dreifing dreifbýlis verður tæknilega áhugaverð-og þar sem sumir netskipuleggjendur lenda í vandræðum.

Sérhver hluti í PON kynnir tap. Trefjarinn sjálfur deyfir merki um það bil 0,35 dB á kílómetra við 1310nm bylgjulengd. Tengi bæta við 0,3-0,5 dB hvert. Splæsingar leggja til 0,1-0,2 dB. Og splitterar kynna tap byggt á uppsetningu þeirra.

Fyrir jafnvægisskiptara er stærðfræðin einföld: 1:8 skiptari skilar um 10,5 dB tapi óháð því hvaða úttakstengi þú mælir. Öll tengi sjá sama aflstig.

Ójafnvægir kranar hegða sér öðruvísi. Gengsportið (flytur afl til niðurstraumskrana) sér tiltölulega lítið tap-venjulega 0,5-2,5 dB eftir skiptingarhlutfallinu. Tapportið (sem þjónar staðbundnum áskrifendum) sér hærra tap sem samsvarar minni orkuúthlutun.

Taflan hér að neðan sýnir dæmigerð innsetningartapsgildi fyrir algeng taphlutföll. Þetta eru dæmigerðar tölur-staðfesta alltaf miðað við forskrift framleiðanda fyrir raunverulega íhluti sem þú ert að nota.

Heimild: Tekið saman úr mörgum gagnablöðum framleiðenda PLC splitter þar á meðal Corning, CommScope og ýmsum OEM birgjum. Gildi tákna dæmigerða frammistöðu við 1310/1550nm; raunverulegar upplýsingar eru mismunandi eftir framleiðanda.

Staðlað GPON kerfi veitir um 28 dB af sjónrænu fjárhagsáætlun milli OLT sendis og ONT móttakara. XGS-PON býður upp á 29-35 dB eftir flokki senditækja. Hlutverk þitt er að tryggja að allir áskrifendur-þar á meðal sá sem er aftast í kranakeðjunni þinni fái fullnægjandi merki innan þess kostnaðarhámarks.

Viðvörun frá vallarliðum okkar:

Margir skipuleggjendur reikna út þessi 28dB fjárhagsáætlun niður í síðasta aukastaf og kreista hvern kílómetra sem þeir geta út úr hlekknum. En á stöðum eins og Montana eða Norður-Skandinavíu þarftu að taka tillit til vetrartaps.

Við höfum mælt það sjálf: mikill kuldi veldur því að ljósleiðarar dragast saman og millistykki í minni-gæði geta þróað örsmáar líkamlegar breytingar sem leiða til auka 0,5 til 1 dB af tapi sem var ekki til staðar í september. Hönnunarreglan okkar er einföld-þegar kraftur er reiknaður á síðasta ONT í keðju,við byggjum inn að minnsta kosti 3dB af harðri framlegð. Ef stærðfræði þín sýnir -26dBm hjá síðasta áskrifanda og þú kallar það gott, ertu einum snjóstormi eða einu öldrunartengi frá þjónustusímtali. Ekki fórna stöðugleika hlekksins bara til að kreista inn einn tappa í viðbót.

Líkamlegir þættir skipta alveg jafn miklu máli og sjónhönnunin. Hver tappapunktur þarf girðingu sem verndar skiptinguna, veitir tengipunkta fyrir fallkapla og lifir af hvaða veðri sem þjónustusvæðið þitt kastar á hann.

Fyrir dreifingu í dreifbýli þýðir þetta venjulega-einkunn utandyraFDB/FAT Boxmeð IP55 eða hærri innrásarvörn. Í girðingunni þarf að rúma kranakljúfarann ​​ásamt litlum jafnvægiskljúfara (venjulega 1:4 eða 1:8) fyrir staðbundna dreifingu. Gáttafjöldi ætti að passa við áskrifendaklasann þinn með plássi fyrir nokkra varahluti. Og uppsetningarvalkostir þurfa að passa við raunverulegar uppsetningaratburðarás-stöngfestingu, strandfestingu eða veggfestingu eftir staðsetningu.

Við höfum séð verkefni hrasa með því að tilgreina girðingar sem virtust fullnægjandi á pappír en virkuðu ekki á þessu sviði. Kassi sem er metinn fyrir 8 áskrifendadropa hjálpar ekki ef þú getur ekki beint og stjórnað fallsnúrunum hreint. Hring með veggfestingu-eingöngu-svigum verður vandamál þegar helmingur kranastaðanna þinna er á veitustangum.

Þegar við útvegumLjósleiðaratengiboxvið verkefni eins og það í Montana, leggjum við áherslu á-hagnýta eiginleika-eins og sérstaka innri leið fyrir ójafnvægi tappaeininguna-til að tryggja að kassinn sé áfram viðráðanlegur jafnvel þegar klasar stækka. Það sem skiptir meira máli en einhver tiltekin vara er að passa upp á girðingarforskriftir við raunverulegar aðstæður á vettvangi. $50 kassi sem lokar ekki almennilega gegn ryki mun kosta þig miklu meira í vörubílsrúllum en $80 kassi sem gerir verkið rétt í fyrsta skipti.

Ein spurning sem kemur stöðugt upp: hvenær er í raun skynsamleg skipting í ójafnvægi á móti því að halda sig við hefðbundinn jafnvægisarkitektúr?

Heiðarlega svarið er að það fer eftir sérstökum leiðarfræði þinni. En sum mynstur halda nokkuð stöðugt.

Dreifður kranaarkitektúr hefur tilhneigingu til að vinna þegar þéttleiki áskrifenda fer niður fyrir um 15-20 heimili á leið-kílómetra. Við meiri þéttleika minnkar trefjasparnaður vegna þess að þú ert nú þegar tiltölulega nálægt flestum áskrifendum, óháð því hvar þú setur splitterinn þinn. Við lægri þéttleika-sérstaklega þegar heimilin flokkast í hópa sem eru aðskilin með löngum auðum vegi - sparast fljótt.

Lengd leiðar skiptir líka máli. Á stuttum leiðum undir 5-8 kílómetrum getur það ekki verið að flókið sé að stjórna mörgum tappastöðum réttlætir ekki trefjasparnaðinn. Á löngum leiðum sem fara yfir 15-20 kílómetra ertu oft að horfa á verulegan sparnað sem vegur auðveldlega þyngra en viðbótarkostnaður við skipulagningu og íhluta.

Hvenær á að hverfa frá ójafnvægi byggingarlistar-heiðarleg viðhorf okkar:

Sko, okkur líkar vel við þessa nálgun og mælum oft með henni. En það eru aðstæður þar sem þú ættir að halda þig við hefðbundna 1:32 eða 1:64 jafnvægis hönnun:

1. "Wildfire" vaxtarsvæði úthverfa.Ef leiðin þín liggur í gegnum land sem er við það að sjá stóra húsnæðisuppbyggingu á næstu þremur árum mun ójafnvægi kranakeðja mettast hratt. Að stækka síðar þýðir annaðhvort að endur-hanna allt sjónrænt fjárhagsáætlun eða keyra samhliða innviði. Hvorugt er gaman. Í þessum tilfellum er sveigjanleiki jafnvægis byggingarlistar-þar sem þú getur bara kveikt upp á ónotuðum klofningsgöngum- þess virði að auka kapalkostnaðinn.

2. Viðhaldsliðið þitt er ekki OTDR-þægilegt.Úrræðaleit á ójafnvægi netkerfis er í raun erfiðara en einföld 1:32 skipting. Tapprófíllinn lítur út eins og stigi á OTDR spori og ef tæknimenn þínir vita aðeins hvernig á að nota rautt-ljós sjónbilunartæki, þá eiga þeir í erfiðleikum. Við höfum séð rekstraraðila taka upp dreifða kranahönnun og eyða síðan sex mánuðum svekktur vegna þess að hvert þjónustusímtal tekur tvöfalt lengri tíma. Ef liðið þitt er ekki tilbúið fyrir námsferilinn skaltu borga fyrir auka trefjarnar og halda viðhaldinu þínu einfalt.

HvenærJafnvægi á móti ójafnvægi klofningaverður náið símtal, spyrjum við venjulega: hversu öruggur ertu í áætlanir um vöxt áskrifenda og hversu hæft er vettvangsteymið þitt? Ef bæði svörin eru „nokkuð traust“ vinnur ójafnvægi venjulega á kostnaði. Ef annað hvort svarið er "heiðarlega, ekki viss," gefur jafnvægi þér meira pláss til að aðlagast.

Prófanir og vottun fyrir ójafnvægi net krefjast aðlögunar frá stöðluðum PON verklagsreglum. Margir klofningspunktar búa til OTDR ummerki sem líta öðruvísi út en hefðbundinn einn-skipunararkitektúr og tæknimenn þurfa að skilja hvað þeir eru að sjá.

Hver tappa birtist sem stakur tapatburður á OTDR rakningu. Tapið í gegnum tengið er tiltölulega lítið (undir 2 dB í flestum hlutföllum), en tapportið sýnir stærra tap sem samsvarar hönnuðu hlutfalli þess. Tæknimenn sem ekki þekkja þennan arkitektúr rangtúlka stundum þetta væntanlega tap sem galla.

VIAVI og aðrir framleiðendur prófunarbúnaðar hafa bætt við sérstökum stillingum til að einkenna tapered/ójafnvægi klofnareta. Samkvæmt tækniskjölum VIAVI innihalda PON OTDR vörur þeirra nú „ójafnvægan klofningsstuðning“ sérstaklega til að takast á við prófunarkröfur dreifðra kranaarkitektúra.

Skjöl verða mikilvægari með dreifðri kranahönnun. Hver girðing ætti að vera merkt með tappahlutfalli sínu og uppsafnaðu sjóntapi að þeim tímapunkti. Þegar tæknimaður bregst við þjónustukalli tveimur árum eftir uppsetningu þarf hann fljótt að skilja væntanleg aflmagn á þeim stað án þess að endurreikna allt fjárhagsáætlunina frá grunni.

Fyrir bandarísk netfyrirtæki sem sækjast eftir alríkisfjármögnun,Dreifbýli FTTHverkefni eiga oft rétt á USDA ReConnect styrkjum og lánum. Áætlunin hefur fjárfest fyrir meira en 5 milljarða Bandaríkjadala síðan 2018 til að koma breiðbandi til dreifbýlissvæða sem ekki eru þjónað. Núverandi kröfur gera kröfu um 100 Mbps samhverfa þjónustugetu-vel innan seilingar fyrir rétt hönnuð GPON eða XGS-PON net, óháð því hvort þú notar jafnvægi eða ójafnvægan arkitektúr.

Lykilþvingunin er að sýna fram á að hönnun þín skilar í raun fullnægjandi þjónustu við hverja áskrifendaforsendur. Útreikningar á sjónrænum fjárhagsáætlun þurfa að sýna nægjanlega framlegð, jafnvel á fjarlægustu stöðum. Ójafnvægi arkitektúr breytir ekki grundvallarkröfum um frammistöðu-það breytir bara því hvernig þú úthlutar ljósafli til að mæta þeim á skilvirkan hátt.

Ef þú ætlar aDreifbýli FTTHdreifing og leiðir þínar sýna dreifð, þyrpað áskrifendamynstur sem er dæmigert fyrir landbúnaðarsvæði, ójafnvægi skiptingarinnar verðskuldar alvarlegt mat. Möguleikinn á að draga úr kostnaði við ljósleiðara um 30-50% hefur bein áhrif á hagkvæmni verkefnisins, sérstaklega þar sem viðskiptatilvikin eru nú þegar þröng.

Tæknikröfurnar eru ekki framandi. Þú þarft gæðiPLC skerandiíhlutir með staðfestar forskriftir fyrir bæði jafnvægi og ójafnvægi. Þú þarft úti-einkunnFDB/FAT Boxgirðingar sem henta fyrir uppsetningaratburðarásina þína. Og þú þarft nákvæma sjónræna fjárhagsáætlunargerð til að tryggja að allir áskrifendur fái fullnægjandi merki.

Það sem gerir muninn á farsælli og erfiðri dreifingu í dreifbýli er yfirleitt ekki tæknin-það er hvort nethönnunin taki mið af raunveruleika í dreifbýli frekar en að flytja borgarforsendur inn í allt annað umhverfi.

Verðmætasta fyrsta skrefið? Kortleggðu raunverulegan staðsetningar áskrifenda og rúmfræði leiðar. Rétt val á arkitektúr leiðir af þeirri greiningu, ekki af því að nota staðlað sniðmát. Ef þú ert að kortleggja sveitaleið núna og stærðfræðin er ekki að ganga upp, sendu okkur leiðarfræði þína. Við getum keyrt hraða samanburðargreiningu á jafnvægi og ójafnvægi arkitektúra fyrir tiltekið verkefni þitt-engan streng.Náðu til liðsins okkar-þetta er nákvæmlega svona vandamál sem okkur líkar að vinna að.

Heimildir

VIAVI lausnir. „Trefjasmíði, 3. hluti: Vottun PON með ójafnvægum skiptingararkitektúr.“

Tímarit ISE. "FTTH lausnir fyrir dreifbýli."

USDA byggðaþróun. "Tengdu aftur lána- og styrktaráætlun."

Ljósleiðarafélagið. „Ljósleiðarskljúfar fyrir PON.

Fyrirvari gagna

Kostnaðarsparnaðarprósentur, ljósfræðilegar upplýsingar og dæmi um verkefni tákna dæmigerð iðnaðargildi og lýsandi aðstæður. Í dæminu um verkefnið í Montana eru notaðar dæmigerðar tölur byggðar á algengum dreifingarmynstri í dreifbýli. Raunverulegar niðurstöður eru háðar tiltekinni rúmfræði leiðar, dreifingu áskrifenda, vali á íhlutum og staðbundnum launakostnaði. Staðfesta skal ljóstapsgildi gegn gagnablöðum framleiðanda fyrir tiltekna íhluti. Fjármögnunartölur USDA byggðar á opinberum áætlunargögnum frá og með síðla árs 2024.