Kırsal FTTH Projeleri İçin Dengesiz Bölme Neden Anlamlı?

Tasarım işe yaradı. Bu kadar ince bir alana yayılmış 32 evi birbirine bağlamanın en etkili yolu bu değildi.

Bu konuşma, gördüğümüz şeyin oldukça tipik bir örneğiKırsal FTTHprojeler. Sorun teknik fizibilite değil-ekonomidir. Düşük yoğunluklu alanlarda geçilen ev başına maliyeti-optimize etmeye başladığınızda, dengesiz bölünmeyi ciddi şekilde göz önünde bulundurursunuz.

Peki burada gerçekte neler oluyor? Sorun, geleneksel PON mimarisinin çalışma şekli ile kırsal abonelerin fiziksel olarak nasıl dağıtıldığı arasındaki temel uyumsuzluktan kaynaklanıyor.

Yoğun bir mahallede, bir splitter kabininin 500 metre yarıçapında 64 eviniz olabilir. 1:64'lük bir ayırıcı takarsınız, her eve kısa saplamalı kablolar döşersiniz ve ekonomi güzel bir şekilde çalışır. Ayırıcı maliyeti 64 aboneye bölünür. Kablo geçişleri kısa. Herkes mutlu.

Şimdi kırsal bir rota hayal edin. 20 kilometrelik yol boyunca dizilmiş belki 30 eviniz var. Bazıları kavşakların yakınında 4-6 kişilik gruplar halinde toplanmıştır. Diğerleri 40 dönümlük parsellerde tek başlarına oturuyorlar. Onlara merkezi bir ayırıcıyla hizmet vermeye çalışırsanız, hizmet alanınızın en ucundaki evlere ulaşmak için kilometrelerce bireysel fiber şeritleri çalıştırırsınız.

Tipik bir kırsal yapıda paranın gerçekte harcandığı yer burasıdır:

İki senaryo arasında işçilik maliyetlerinin nispeten sabit kaldığına, ancak kırsal alanlarda kablo maliyetlerinin nasıl arttığına dikkat edin. Bu sizin kaldıraç noktanızdır. Kablo, proje maliyetinizin dörtte biri yerine yarısını temsil ettiğinde, fiber uzunluğunu artıran her tasarım kararı bütçenize büyük darbe vurur. Ve geleneksel dengeli ayırıcı tasarımları, kırsal senaryolarda çok fazla gereksiz lif ekler.

Alternatif yaklaşım-ve Montana İSS'sine önerdiğimiz şey budur-dengesiz veya asimetrik bölme adı verilen yöntemi kullanır. Konsept yeni değil. Telekom mühendisleri onlarca yıldır kablolu TV dağıtımında optik musluklar kullanıyor. Ama ciddi bir ilgi kazanıyorKırsal FTTHçünkü doğrudan fiber-maliyeti sorununu çözüyor.

Ayırıcı türlerine daha az aşina iseniz hızlı bir teknik başlangıç:

StandartPLC Ayırıcıkonfigürasyonlar gelen optik gücü tüm çıkışlar arasında eşit olarak böler. 1:8 ayırıcı, sekiz çıkış bağlantı noktasının her birine ışığın %12,5'ini gönderir. 1:32'lik bir ayırıcı, gücü 32 eşit parçaya böler. Bu dengeli ayırıcılar, tek bir konumdan bir grup aboneye hizmet vermeniz gerektiğinde harika çalışır.

Dengesiz ayırıcılar farklı bir şey yapar. Eşit bölünme yerine, gücü tasarlanmış bir orana göre (örneğin 90/10 veya 70/30) bölüştüler. Daha büyük kısım, aşağı akış konumlarına hizmet etmek için ana fiberden aşağıya doğru devam eder. Daha küçük olan kısım, abonelere belirli bir noktada hizmet vermek için kesilir.

Bu durum kırsal ağlar için neden önemlidir? Çünkü tek bir hat fiberi boyunca birden fazla dengesiz bağlantıyı papatya-zincirleme bağlayarak her konumda yerel evlere hizmet vermeye yetecek kadar güç çekerken daha sonraki konumlar için optik bütçeyi koruyabilirsiniz.

Kademe oranı seçimi konusunda kıdemli mühendislerimizden bir not:

90/10 ile 70/30 arasında karar verirken sadece elektronik tablodaki zayıflama değerlerine bakmıyoruz. Sürekli göz ardı edilen pratik bir faktör var:gelecekteki bakım payı.

İşte temel kuralımız. Bir kümede şu anda yalnızca 3 ev varsa ancak yakınlarda boş arazi varsa, genellikle matematiğin kesinlikle gerektirdiğinden biraz daha büyük bir yararlanma oranı öneriyoruz-örneğin 90/10 yerine 80/20. Nedeni? Kırsal alanlarda, ana hattın-bağlantısını değiştirmek için bir ekibi geri göndermek, minimuma giderek tasarruf ettiğiniz optik güçten çok daha pahalıya mal olur. Daha sonra büyük bir yeniden çalışma yapmadan abone ekleme olanağını kaybetmektense, 1 dB'lik aşağı akış marjını önceden feda etmeyi tercih ederiz. Şimdi "tak ve çalıştır" odasını oluşturun; İki yıl sonra yola yeni bir ev çıktığında kendinize teşekkür edeceksiniz.

Bunun sahada gerçekte nasıl çalıştığını inceleyelim. Bahsettiğimiz Montana projesini ele alalım. Orijinal tasarımlarını inceledikten sonra, dağıtılmış musluk mimarisini kullanarak bir alternatif modellemelerine yardımcı olduk.

Orijinal tasarım, abone kümelerine ulaşmak için çeşitli noktalarda fiberlerin soyulduğu, 18 kilometrelik rotanın tamamını kapsayan 48-fiber dağıtım kablosunu gerektiriyordu. Tasarımdaki toplam fiber kilometre: yaklaşık 380.

Gözden geçirilen yaklaşım, her abone kümesinde bağlantı noktaları bulunan 2-fiber hat (birincil artı yedek) kullandı. İlk kümenin-baştan yaklaşık 3 kilometre uzakta-ucunda 90/10'luk bir dokunuş, optik gücün %10'unu küçük bir enerji kaynağına yönlendirirFDB/FAT Kutusu1:8 dengeli bir ayırıcıya sahiptir. Bu yakındaki 6 eve hizmet veriyor. Geriye kalan %90 bagajdan aşağı doğru devam ediyor.

7. kilometrede başka bir musluk (bu 85/15) 8 evden oluşan bir kümeye hizmet veriyor. 12. kilometrede 80/20'lik bir musluk 10 eve hizmet veriyor. Ve bu şekilde, son küme, ONT'nin düzgün çalışması için GPON güç bütçesinin hala yeterli-içinde kalan optik gücü alana kadar bu yolda ilerlemeye devam eder.

2024 toplu fiber fiyatlandırmasına dayalı kablo maliyet tahminleri; gerçek maliyetler tedarikçiye, kablo türüne ve sipariş hacmine göre değişir.

lif azalması yaklaşık %65'e çıktı. Her küme noktasındaki ek musluk üniteleri ve muhafazalar hesaba katıldığında bile, bu 18 kilometrelik rotada net malzeme tasarrufu 40.000 doları aştı.

Bu ISP için, kablodan sağlanan 40.000 $'lık tasarruf, daha önce hibe bütçesi kapsamında "uygulanamaz" kabul edilen iki küçük topluluğa fiber erişimlerini genişletebilecekleri anlamına geliyordu. Gerçek getirisi de budur-yalnızca paradan tasarruf etmek değil, aynı zamanda sabit bir finansman çerçevesinde gerçekten mümkün olan şeyleri genişletmek.

ISP dengesiz tasarımla ilerledi. Biz sağladıkPLC ayırıcılarve her düğüm için kademe oranı seçiminde onlarla birlikte çalıştık.

Optik güç bütçenize ne olduğunu anlamadan, bir fiber boyunca bağlantılarınızı öylece bağlayamazsınız. Burası kırsal dağıtımların teknik açıdan ilgi çekici hale geldiği-ve bazı ağ planlayıcılarının sorun yaşadığı noktadır.

Bir PON'daki her bileşen kayıp getirir. Fiberin kendisi, sinyali 1310 nm dalga boyunda kilometre başına yaklaşık 0,35 dB oranında zayıflatır. Konektörlerin her biri 0,3-0,5 dB ekler. Eklemeler 0,1-0,2 dB katkıda bulunur. Ayırıcılar da konfigürasyonlarına bağlı olarak kayıp yaratır.

Dengeli ayırıcılar için matematik basittir: 1:8 ayırıcı, hangi çıkış bağlantı noktasını ölçerseniz ölçün, yaklaşık 10,5 dB'lik bir kayıp sağlar. Tüm bağlantı noktaları aynı güç seviyesini görür.

Dengesiz musluklar farklı davranır. Geçiş bağlantı noktasında (gücü aşağı yöndeki musluklara taşıyan), bölme oranına bağlı olarak nispeten düşük bir kayıp ({1}}tipik olarak 0,5-2,5 dB) görülür. Tap bağlantı noktası (yerel abonelere hizmet veren), daha küçük güç tahsisine karşılık olarak daha yüksek kayıp görür.

Aşağıdaki tablo, yaygın kademe oranları için tipik ekleme kaybı değerlerini göstermektedir. Bunlar temsili rakamlardır-dağıttığınız gerçek bileşenler için her zaman üretici spesifikasyonlarına göre doğrulayın.

Kaynak: Corning, CommScope ve çeşitli OEM tedarikçileri dahil olmak üzere çok sayıda PLC ayırıcı üreticisinin veri sayfalarından derlenmiştir. Değerler 1310/1550nm'de tipik performansı temsil eder; gerçek özellikler üreticiye göre değişir.

Standart bir GPON sistemi, OLT vericisi ile ONT alıcısı arasında yaklaşık 28 dB'lik optik bütçe sağlar. XGS-PON, alıcı-verici sınıfına bağlı olarak 29-35 dB sunar. Göreviniz, dokunma zincirinizin en ucundakiler de dahil olmak üzere her abonenin-bu bütçe dahilinde yeterli sinyal almasını sağlamaktır.

Saha ekiplerimizden uyarı:

Pek çok planlamacı, 28dB'lik bütçeyi son ondalık basamağa kadar hesaplıyor ve bağlantının dışına çıkabildikleri her kilometreyi sıkıştırıyor. Ancak Montana veya Kuzey İskandinavya gibi yerlerde kış kaybını hesaba katmalısınız.

Bunu kendimiz ölçtük: aşırı soğuk, fiber kabloların büzülmesine neden olur ve düşük-kaliteli adaptörler, Eylül'de olmayan fazladan 0,5 ila 1 dB'lik kayıplara neden olan küçük fiziksel değişimler geliştirebilir. Bir zincirdeki son ONT'deki gücü hesaplarken-tasarım kuralımız basittir;en az 3dB sabit marj oluşturuyoruz. Eğer matematiğiniz son abonede -26dBm gösteriyorsa ve siz buna iyi diyorsanız, servis çağrısına bir kar fırtınası ya da eskimiş bir konnektör uzaktasınız demektir. Bir dokunuş daha sıkmak için bağlantı kararlılığından ödün vermeyin.

Fiziksel bileşenler en az optik tasarım kadar önemlidir. Her bir bağlantı noktasının ayırıcıyı koruyan, saplama kabloları için bağlantı noktaları sağlayan ve hizmet bölgenizin karşılaştığı her türlü hava koşuluna dayanıklı bir muhafazaya ihtiyacı vardır.

Kırsal dağıtımlar için bu genellikle açık havada-sınıflandırılmışFDB/FAT KutusuIP55 veya daha yüksek giriş koruması ile. Muhafazanın, yerel dağıtım için kademe ayırıcıya ek olarak küçük bir dengeli ayırıcıyı (tipik olarak 1:4 veya 1:8) barındırması gerekir. Bağlantı noktası sayısı, abone kümenizle birkaç yedek parça için yer olacak şekilde eşleşmelidir. Montaj seçeneklerinin, konuma bağlı olarak gerçek kurulum senaryolarınıza ({8}}direğe montaj, sıralı montaj veya duvara montaj) uyması gerekir.

Kağıt üzerinde yeterli görünen ancak sahada işe yaramayan muhafazalar belirleyerek projelerin tökezlediğini gördük. 8 abone düşüşü için derecelendirilmiş bir kutu, bağlantı kablolarını gerçekten temiz bir şekilde yönlendiremez ve yönetemezseniz yardımcı olmaz. Musluk konumlarınızın yarısı elektrik direklerinde olduğunda, yalnızca duvara-montaj{- braketlerine sahip bir muhafaza sorun haline gelir.

Tedarik ettiğimizdeFiber Optik Terminal KutularıMontana'dakine benzer projelerde, kümeler büyürken bile kutunun yönetilebilir kalmasını sağlamak için-dengesiz kademe modülü için özel dahili yönlendirme gibi-sahada pratik özelliklere- odaklanıyoruz. Belirli bir üründen daha önemli olan şey, muhafaza özelliklerinin gerçek saha koşullarınızla eşleştirilmesidir. Toza karşı düzgün bir şekilde kapatılmayan 50 dolarlık bir kutu, kamyon rulolarında size işi ilk seferde doğru yapan 80 dolarlık bir kutudan çok daha pahalıya mal olacaktır.

Sürekli olarak ortaya çıkan bir soru: Geleneksel dengeli mimariye bağlı kalmak yerine dengesiz bölme ne zaman gerçekten mantıklı olur?

Dürüst cevap, bunun sizin özel rota geometrinize bağlı olduğudur. Ancak bazı modeller oldukça tutarlı bir şekilde geçerlidir.

Dağıtılmış musluk mimarisi, abone yoğunluğu rota başına yaklaşık 15-20 evin-kilometrenin altına düştüğünde kazanma eğilimindedir. Daha yüksek yoğunluklarda fiber tasarrufu azalır çünkü ayırıcınızı nereye koyarsanız koyun çoğu aboneye zaten nispeten yakınsınızdır. Daha düşük yoğunluklarda-özellikle evler uzun boş yollar ile ayrılmış gruplar halinde toplandığında, tasarruf hızla birleşir.

Rota uzunluğu da önemlidir. 5-8 kilometrenin altındaki kısa rotalarda, birden fazla erişim noktasının yönetilmesinin karmaşıklığı, fiber tasarrufunu haklı göstermeyebilir. 15-20 kilometreyi aşan uzun rotalarda, genellikle ek planlama ve bileşen maliyetlerini kolayca aşan önemli tasarruflara bakıyorsunuz.

Dengesiz mimariden ne zaman uzaklaşmalı?{0}}Dürüst yaklaşımımız:

Bakın biz bu yaklaşımı beğeniyoruz ve sıklıkla tavsiye ediyoruz. Ancak geleneksel 1:32 veya 1:64 dengeli tasarımlara bağlı kalmanız gereken durumlar vardır:

1. "Orman yangını" banliyö büyüme alanları.Rotanız önümüzdeki üç yıl içinde büyük konut gelişmelerine sahne olacak bir araziden geçiyorsa, dengesiz bir kademe zinciri hızla doyacaktır. Daha sonra genişletmek,-optik bütçenin tamamını yeniden tasarlamak veya paralel altyapıyı çalıştırmak anlamına gelir. İkisi de eğlenceli değil. Bu durumlarda,-kullanılmayan ayırıcı bağlantı noktalarını yalnızca aydınlatabileceğiniz- dengeli bir mimarinin esnekliği, ekstra kablo maliyetine değer.

2. Bakım ekibiniz OTDR konusunda-rahat değil.Dengesiz bir ağda sorun gidermek, basit bir 1:32 bölünmeden gerçekten daha zordur. Kayıp profili, OTDR izindeki bir merdivene benziyor ve saha teknisyenleriniz yalnızca kırmızı-ışıklı görsel arıza tespit cihazının nasıl kullanılacağını biliyorsa, zorluk yaşayacaklardır. Operatörlerin dağıtılmış musluk tasarımlarını benimsediğini, ardından her servis çağrısı iki kat daha uzun sürdüğü için altı ayı hayal kırıklığıyla geçirdiklerini gördük. Ekibiniz öğrenme eğrisine hazır değilse ekstra fiber için ödeme yapın ve bakımınızı basit tutun.

Ne zamanDengeli ve Dengesiz AyırıcılarYakın bir çağrı haline geldiğinde genellikle şu soruyu sorarız: Abone büyüme tahminlerinizden ne kadar eminsiniz ve saha ekibiniz ne kadar yetenekli? Her iki cevap da "oldukça sağlam" ise, dengesiz olan genellikle maliyet açısından kazanır. Her iki yanıt da "dürüst olmak gerekirse emin değilim" ise dengeli, uyum sağlamanız için size daha fazla alan sağlar.

Dengesiz ağlara yönelik test ve sertifikasyon, standart PON prosedürlerinden ayarlama yapılmasını gerektirir. Çoklu bölünme noktaları, geleneksel tek-ayırıcı mimarilerden farklı görünen OTDR izleri oluşturur ve teknisyenlerin ne gördüklerini anlaması gerekir.

Her dokunuş, bir OTDR izinde ayrı bir kayıp olayı olarak görünür. Geçiş portu kaybı nispeten küçüktür (çoğu oran için 2 dB'nin altındadır), musluk portu ise tasarlanan oranına karşılık gelen daha büyük kayıp gösterir. Bu mimariye aşina olmayan teknisyenler bazen bu beklenen kayıpları hata olarak yanlış yorumluyor.

VIAVI ve diğer test ekipmanı üreticileri konik/dengesiz ayırıcı ağları karakterize etmek için özel modlar eklediler. VIAVI'nin teknik belgelerine göre, PON OTDR ürünleri artık özellikle dağıtılmış kademe mimarilerinin test gereksinimlerini karşılamak için "dengesiz ayırıcı desteği" içeriyor.

Dağıtılmış musluk tasarımlarıyla belgeleme daha kritik hale gelir. Her muhafaza, kademe oranı ve o noktaya kadarki kümülatif optik kayıpla etiketlenmelidir. Bir teknisyen, kurulumdan iki yıl sonra bir servis çağrısına yanıt verdiğinde, tüm bütçeyi sıfırdan yeniden hesaplamaya gerek kalmadan o konumdaki beklenen güç seviyelerini hızlı bir şekilde anlamalıdır.

Federal fon almak isteyen ABD ağ operatörleri için,Kırsal FTTHprojeler genellikle USDA ReConnect hibeleri ve kredilerine hak kazanır. Program, 2018'den bu yana yeterli hizmet alamayan kırsal alanlara geniş bant getirmek için 5 milyar doların üzerinde yatırım yaptı. Mevcut gereksinimler, dengeli veya dengesiz mimari kullanmanıza bakılmaksızın, uygun şekilde tasarlanmış GPON veya XGS-PON ağları için 100 Mb/sn simetrik hizmet kapasitesinin- oldukça kolay erişilebilir olmasını zorunlu kılmaktadır.

Temel kısıtlama, tasarımınızın aslında her abone tesisine yeterli hizmeti sunduğunu göstermektir. Optik bütçe hesaplamalarınızın en uzak noktalarda bile yeterli marjı göstermesi gerekiyor. Dengesiz mimari, temel performans gereksinimlerini değiştirmez-sadece bunları verimli bir şekilde karşılamak için optik gücü nasıl tahsis ettiğinizi değiştirir.

Eğer bir plan yapıyorsanızKırsal FTTHdağıtım ve rotalarınız tarım alanlarına özgü dağınık, kümelenmiş abone modellerini gösteriyor; dengesiz bölünme ciddi bir değerlendirmeyi hak ediyor. Fiber kablo maliyetlerini %30-50 oranında azaltma potansiyeli, özellikle iş durumunun zaten sıkı olduğu durumlarda projenin uygulanabilirliğini doğrudan etkiler.

Teknik gereksinimler egzotik değildir. Kaliteye ihtiyacınız varPLC Ayırıcıhem dengeli hem de dengesiz konfigürasyonlar için doğrulanmış özelliklere sahip bileşenler. Dış mekan-derecelendirmesine ihtiyacınız varFDB/FAT Kutusukurulum senaryolarınıza uygun muhafazalar. Ayrıca her abonenin yeterli sinyal almasını sağlamak için dikkatli bir optik bütçe mühendisliğine ihtiyacınız var.

Başarılı ve zor durumdaki kırsal dağıtımlar arasındaki farkı yaratan şey genellikle teknoloji değil-kentsel varsayımları tamamen farklı bir ortama aktarmak yerine ağ tasarımının kırsal gerçekleri hesaba katıp hesaba katmadığıdır.

En değerli ilk adım? Gerçek abone konumlarınızı ve rota geometrisini haritalayın. Doğru mimari seçimi standart bir şablonun uygulanmasından değil, bu analizden kaynaklanır. Şu anda kırsal bir rotanın haritasını çıkarıyorsanız ve matematik yeterli değilse bize rota geometrinizi gönderin. Belirli projeniz için dengeli ve dengesiz mimarilerin hızlı bir karşılaştırmalı analizini çalıştırabiliriz-hiçbir koşula gerek kalmadan.Ekibimize ulaşın-Bu tam olarak üzerinde çalışmaktan hoşlandığımız türde bir sorun.

Referanslar

VIAVI Çözümleri. "Fiber Yapısı, Bölüm 3: PON'un Dengesiz Bölücü Mimarisi ile Sertifikalandırılması."

İMKB Dergisi. "Kırsal Alanlar için FTTH Çözümleri."

USDA Kırsal Kalkınma. "Kredi ve Hibe Programını Yeniden Bağlayın."

Fiber Optik Derneği. "PON'lar için Fiber Optik Ayırıcılar."

Veri Sorumluluğu Reddi

Maliyet tasarrufu yüzdeleri, optik özellikler ve proje örnekleri, tipik endüstri değerlerini ve açıklayıcı senaryoları temsil eder. Montana projesi örneği, yaygın kırsal dağıtım modellerine dayalı temsili rakamları kullanıyor. Gerçek sonuçlar belirli rota geometrisine, abone dağıtımına, bileşen seçimine ve yerel işçilik maliyetlerine bağlıdır. Optik kayıp değerleri, belirli bileşenler için üreticinin veri sayfalarına göre doğrulanmalıdır. USDA finansman rakamları, 2024 sonu itibarıyla resmi program belgelerine dayanmaktadır.