Miksi epätasapainoinen jakaminen on järkevää maaseudun FTTH-projekteille

Suunnittelu toimi. Se ei vain ollut tehokkain tapa yhdistää 32 niin ohutta kotia.

Tämä keskustelu on melko tyypillistä sille, mitä näemmeMaaseudun FTTHhankkeita. Haasteena ei ole tekninen toteutettavuus,{1}}vaikka taloudellinen. Ja kun aloitat optimoinnin alhaisella-tiheyksillä vietetyn kotihinnan mukaan, päädyt vakavasti harkitsemaan epätasapainoista jakautumista.

Joten mitä täällä oikein tapahtuu? Ongelma johtuu perustavanlaatuisesta epäsuhtasta sen välillä, miten perinteinen PON-arkkitehtuuri toimii ja miten maaseudun tilaajat jaetaan fyysisesti.

Tiheällä asuinalueella sinulla voi olla 64 kotia 500 metrin säteellä jakokaappista. Asennat 1:64-jakajan, vedät lyhyet pudotuskaapelit jokaiseen kotiin, ja talous toimii kauniisti. Splitterin hinta jaetaan 64 tilaajalle. Kaapelit ovat lyhyitä. Kaikki ovat onnellisia.

Kuvaa nyt maaseutureittiä. Sinulla on ehkä 30 kotia 20 kilometrin tien varrella. Jotkut ovat ryhmittyneet 4-6 hengen ryhmiin risteyksen lähellä. Toiset istuvat yksin 40 hehtaarin tontilla. Jos yrität palvella niitä keskitetyllä jakajalla, käytät yksittäisiä kuitukuituja kilometrejä päästäksesi koteihin palvelualueesi perimmäisessä päässä.

Tässä on, mihin rahat todella menevät tyypillisessä maaseuturakennuksessa:

Huomaa, kuinka työvoimakustannukset pysyvät suhteellisen tasaisina näiden kahden skenaarion välillä, mutta kaapeli maksaa ilmapallon maaseudulla. Se on painopisteesi. Kun kaapeli vastaa puolta projektin kustannuksista neljänneksen sijaan, jokainen suunnittelupäätös, joka lisää kuidun pituutta, osuu budjettiisi kovasti. Ja perinteiset tasapainotetut jakajamallit lisäävät paljon tarpeettomia kuituja maaseututilanteissa.

Vaihtoehtoinen lähestymistapa-ja tätä suosittelemme Montanan Internet-palveluntarjoajalle-, joka käyttää niin kutsuttua epätasapainoista tai epäsymmetristä jakamista. Konsepti ei ole uusi. Tietoliikenneinsinöörit ovat käyttäneet optisia hanat vuosikymmeniä kaapeli-tv-jakelussa. Mutta se saa vakavaa vetoaMaaseudun FTTHkoska se ratkaisee suoraan kuitu{0}}kustannusongelman.

Nopea tekninen pohjamaali, jos olet vähemmän perehtynyt halkaisutyyppeihin:

VakioPLC-jakajakonfiguraatiot jakavat tulevan optisen tehon tasaisesti kaikkien lähtöjen kesken. 1:8-jakaja lähettää 12,5 % valosta kuhunkin kahdeksasta lähtöportistaan. 1:32-jakaja jakaa tehon 32 yhtä suureen osaan. Nämä tasapainotetut jakajat toimivat hyvin, kun sinun on palveltava tilaajia yhdestä paikasta.

Epätasapainoiset splitterit tekevät jotain erilaista. Tasaisen jaon sijaan ne jakavat tehon suunnitellun suhteen mukaan, -esim. 90/10 tai 70/30. Suurempi osa jatkaa alas runkokuitua palvelemaan alavirran sijainteja. Pienempi osa poistuu palvelemaan tilaajia kyseisessä kohdassa.

Miksi tällä on merkitystä maaseutuverkostoille? Koska voit ketjuttaa{0}}useita epätasapainoisia hanoja yhtä runkokuitua pitkin, jolloin jokaisesta paikasta saadaan juuri tarpeeksi virtaa palvelemaan paikallisia koteja samalla, kun optinen budjetti säilyy myöhemmissä sijainneissa.

Vanhempien insinööriemme huomautus hanasuhteen valinnasta:

Kun päätämme välillä 90/10 ja 70/30, emme vain tuijota vaimennusarvoja laskentataulukossa. On olemassa yksi käytännön seikka, joka jää jatkuvasti huomiotta:tulevaisuuden huoltovarat.

Tässä on nyrkkisääntömme. Jos klusterilla on tällä hetkellä vain kolme kotia, mutta lähellä on vapaata maata, suosittelemme yleensä hieman suurempaa suhdelukua kuin mitä matematiikka ehdottomasti edellyttää, -sanotaan 80/20 90/10 sijaan. syy? Maaseudulla miehistön lähettäminen takaisin-yhdistämään runkoputkia maksaa paljon enemmän kuin optinen teho, jonka säästät tekemällä mahdollisimman vähän. Mieluummin uhraamme 1 dB:n loppupään marginaalista etukäteen kuin menetämme mahdollisuuden lisätä tilaajia myöhemmin ilman suuria korjauksia. Rakenna "plug and play" -huone nyt; Kiität itseäsi kahden vuoden kuluttua, kun uusi talo nousee tielle.

Käydään läpi, miten tämä käytännössä toimii kentällä. Otetaan mainitsemamme Montana-projekti. Tarkasteltuamme heidän alkuperäistä suunnitteluaan, auttoimme heitä mallintamaan vaihtoehdon hajautetun hana-arkkitehtuurin avulla.

Alkuperäinen suunnittelu edellytti 48{3}}kuitujakelukaapelia, joka kulki koko 18 kilometrin matkalla, ja kuidut irtosivat eri kohdista päästäkseen tilaajaklusteriin. Kokonaiskuitukilometrejä suunnittelussa: noin 380.

Uudistetussa lähestymistavassa käytettiin 2-kuiturunkoa (ensisijainen ja varaverkko), jossa oli väliottopisteitä jokaisessa tilaajaklusterissa. Ensimmäisessä klusterissa-noin 3 kilometriä pää-päästä 90/10-hana ohjaa 10 % optisesta tehosta pieneenFDB/FAT-laatikkosisältää 1:8 tasapainotetun jakajan. Se palvelee 6 lähitaloa. Loput 90 % kulkee alas tavaratilassa.

Kilometrillä 7 toinen hana (tämä 85/15) palvelee 8 kodin klusteria. Kilometrillä 12 80/20 hana hoitaa 10 kotia. Ja niin matkaa pitkin, kunnes lopullinen klusteri saa sen optisen tehon, joka jää -edelleen hyvin GPON-tehobudjetin rajoissa ONT:n oikeaa toimintaa varten.

Kaapelikustannusarviot, jotka perustuvat vuoden 2024 massakuitujen hinnoitteluun; todelliset kustannukset vaihtelevat toimittajan, kaapelityypin ja tilausmäärän mukaan.

Thekuidun vähennys oli noin 65 %. Jopa otettaisiin huomioon lisähanat ja kotelot kussakin klusteripisteessä, nettomateriaalisäästöt ylittivät 40 000 dollaria tällä 18 kilometrin reitillä.

Tämän Internet-palveluntarjoajan 40 000 dollarin säästö kaapelissa tarkoitti, että he pystyivät laajentamaan kuitujen kattavuutta kahteen muuhun pieneen yhteisöön, joita pidettiin aiemmin "mahdottomina" apurahabudjetin puitteissa. Se on todellinen voitto-ei vain säästää rahaa, vaan laajentaa sitä, mikä on todella mahdollista kiinteässä rahoituskuoressa.

Internet-palveluntarjoaja eteni epätasapainoisella suunnittelulla. ToimitimmePLC-jakajatja työskenteli heidän kanssaan väliottosuhteen valinnassa kullekin solmulle.

Et voi vain virittää napautuksia kuitua pitkin ymmärtämättä, mitä optiselle tehobudjetillesi tapahtuu. Tässä maaseudun käyttöönotosta tulee teknisesti mielenkiintoista-ja joissakin verkon suunnittelijoissa on ongelmia.

Jokainen PON-komponentti aiheuttaa häviön. Kuitu itsessään vaimentaa signaalia noin 0,35 dB per kilometri aallonpituudella 1310 nm. Liittimet lisäävät kukin 0,3-0,5 dB. Jatkokset vaikuttavat 0,1-0,2 dB. Jakajat tuovat tappiota kokoonpanonsa perusteella.

Tasapainotettujen jakajien laskeminen on yksinkertaista: 1:8-jakaja aiheuttaa noin 10,5 dB:n häviön riippumatta siitä, minkä lähtöportin mittaat. Kaikki portit näkevät saman tehotason.

Epätasapainoiset hanat käyttäytyvät eri tavalla. Läpivirtausportti (joka kuljettaa virtaa alavirran hanoihin) näkee suhteellisen pienen häviön-tyypillisesti 0,5-2,5 dB jakosuhteesta riippuen. Väliottoportti (palvelee paikallisia tilaajia) näkee suuremman häviön, mikä vastaa sen pienempää tehon allokaatiota.

Alla olevassa taulukossa on esitetty yleisten väliottosuhteiden tyypilliset lisäyshäviön arvot. Nämä ovat edustavia lukuja-vertautuvat aina käyttöön ottavien komponenttien valmistajan tietoihin.

Lähde: Käytetty useiden PLC-jakajavalmistajien tietolomakkeista, mukaan lukien Corning, CommScope ja useat OEM-toimittajat. Arvot edustavat tyypillistä suorituskykyä 1310/1550nm:ssä; todelliset tekniset tiedot vaihtelevat valmistajan mukaan.

Tavallinen GPON-järjestelmä tarjoaa noin 28 dB optista budjettia OLT-lähettimen ja ONT-vastaanottimen välillä. XGS-PON tarjoaa 29-35 dB lähetin-vastaanotinluokasta riippuen. Sinun tehtäväsi on varmistaa, että jokainen tilaaja-myös napautusketjusi lopussa oleva tilaaja saa riittävän signaalin budjetin rajoissa.

Varoitus kenttätiimeiltämme:

Monet suunnittelijat laskevat tuon 28 dB:n budjetin viimeiseen desimaaliin asti, puristaen jokaisen mahdollisen kilometrinsä pois linkistä. Mutta paikoissa, kuten Montana tai Pohjois-Skandinavia, sinun on otettava huomioon talven menetys.

Olemme mitanneet sen itse: äärimmäinen kylmä saa kuitukaapeleita supistamaan, ja huonolaatuisemmat{0}adapterit voivat kehittää pieniä fyysisiä siirtymiä, jotka aiheuttavat 0,5–1 dB ylimääräisen häviön, jota ei ollut syyskuussa. Suunnittelusääntömme on yksinkertainen,-kun lasketaan teho ketjun viimeisessä ONT:ssä,rakennamme vähintään 3dB kovaa marginaalia. Jos laskusi näyttää -26 dBm viimeisellä tilaajalla ja pidät sitä hyvänä, olet yhden myrskyn tai yhden ikääntyvän liittimen päässä palvelukutsusta. Älä uhraa linkin vakautta vain puristaaksesi yhden napautuksen lisää.

Fyysiset komponentit ovat yhtä tärkeitä kuin optinen rakenne. Jokainen kosketuspiste tarvitsee kotelon, joka suojaa jakajaa, tarjoaa liitäntäpisteitä pudotuskaapeleille ja selviää kaikissa sääolosuhteissa, joita palvelualueesi kohtaa.

Maaseutukäytössä tämä tarkoittaa yleensä ulkokäyttöä-FDB/FAT-laatikkoIP55 tai korkeampi tunkeutumissuojaus. Kotelossa on oltava hanajakaja sekä pieni tasapainotettu jakaja (tyypillisesti 1:4 tai 1:8) paikallista jakelua varten. Porttimäärän tulisi vastata tilaajaklusteriasi ja tilaa muutamalle varalle. Asennusvaihtoehtojen on sopia todellisiin asennusskenaarioihin-pylväs-, nauha- tai seinäkiinnitys sijainnista riippuen.

Olemme nähneet projektien kompastuvan määrittämällä koteloita, jotka näyttivät paperilla riittäviltä, ​​mutta eivät toimineet kentällä. Boksi, joka on mitoitettu 8 tilaajalle, ei auta, jos et voi reitittää ja hallita pudotuskaapeleita puhtaasti. Kotelosta, jossa on vain seinäkiinnikkeet-kiinnikkeet-, tulee ongelma, kun puolet hanapaikoistasi on sähköpylväissä.

Kun toimitammeKuituoptiset liitäntäkotelotMontanan kaltaisissa projekteissa keskitymme kenttä-käytännöllisiin ominaisuuksiin-kuten erilliseen sisäiseen reitittämiseen epätasapainoiselle kosketusmoduulille-, jotta varmistetaan, että laatikko pysyy hallittavissa myös klusterien kasvaessa. Tärkeämpää kuin mikään tietty tuote on kotelon teknisten tietojen sovittaminen todellisiin kenttäolosuhteisiin. 50 dollarin laatikko, joka ei tiivisty kunnolla pölyä vastaan, maksaa paljon enemmän kuorma-autorullissa kuin 80 dollarin laatikko, joka tekee työn oikein ensimmäisellä kerralla.

Yksi kysymys, joka nousee jatkuvasti esille: milloin epätasapainoinen halkaisu on todella järkevää verrattuna perinteiseen tasapainoiseen arkkitehtuuriin?

Rehellinen vastaus on, että se riippuu tietystä reitin geometriasta. Mutta jotkut mallit pysyvät melko johdonmukaisesti.

Hajautettu hana-arkkitehtuuri voittaa, kun tilaajatiheys laskee alle noin 15-20 kotia reittiä-kilometriä kohden. Suuremmilla tiheyksillä kuitujen säästöt pienenevät, koska olet jo suhteellisen lähellä useimpia tilaajia riippumatta siitä, mihin laitat jakajan. Pienemmillä tiheyksillä-varsinkin kun kodit ryhmittyvät ryhmiin, joita erottaa pitkät tyhjät tieosuudet – säästöt lisääntyvät nopeasti.

Myös reitin pituudella on väliä. Lyhyillä alle 5-8 kilometrin pituisilla reiteillä useiden väliottopisteiden hallinnan monimutkaisuus ei välttämättä oikeuta kuitujen säästöjä. Pitkillä, yli 15-20 kilometrin pituisilla reiteillä haetaan usein huomattavia säästöjä, jotka ylittävät helposti ylimääräiset suunnittelu- ja komponenttikustannukset.

Milloin kannattaa luopua epätasapainoisesta arkkitehtuurista{0}}rehellinen näkemyksemme:

Katsos, pidämme tästä lähestymistavasta ja suosittelemme sitä usein. Mutta on tilanteita, joissa sinun tulee pysyä perinteisissä 1:32 tai 1:64 tasapainoisissa malleissa:

1. "Wildfire" esikaupunkien kasvualueet.Jos reittisi kulkee maan halki, jolle on tulossa suuria asuntoja seuraavan kolmen vuoden aikana, epätasapainoinen hanaketju kyllästyy nopeasti. Myöhemmin laajentaminen tarkoittaa joko koko optisen budjetin uudelleen-suunnittelua tai rinnakkaisinfrastruktuurin käyttöä. Kumpikaan ei ole hauskaa. Näissä tapauksissa tasapainoisen arkkitehtuurin -joustavuus, jossa voit vain valaista käyttämättömät jakoportit-, on ylimääräisten kaapelikustannusten arvoista.

2. Huoltoryhmäsi eivät ole OTDR-mukavia.Epätasapainoisen verkon vianmääritys on todella vaikeampaa kuin pelkkä 1:32-jako. Häviöprofiili näyttää portailta OTDR-jäljessä, ja jos kenttäteknikot tietävät vain, kuinka käyttää punaista-valoa visuaalista vikapaikanninta, he kamppailevat. Olemme nähneet operaattoreiden omaksuvan hajautettuja hanamalleja ja viettäneen sitten kuusi kuukautta turhautuneena, koska jokainen palvelupuhelu kestää kaksi kertaa niin kauan. Jos tiimisi ei ole valmis oppimiskäyrään, maksa ylimääräisestä kuidusta ja pidä ylläpito yksinkertaisena.

KunTasapainoiset vs. epätasapainoiset jakajattulee lähipuhelu, kysymme yleensä: kuinka luottavainen olet tilaajakasvuennusteihisi ja kuinka taitava kenttätiimisi on? Jos molemmat vastaukset ovat "melko kiinteitä", epätasapainoinen voittaa yleensä kustannuksilla. Jos jompikumpi vastaus on "rehellisesti, epävarma", tasapainoinen antaa sinulle enemmän tilaa sopeutua.

Epätasapainoisten verkkojen testaus ja sertifiointi vaatii säätöä tavallisista PON-menettelyistä. Useat jakopisteet luovat OTDR-jäljet, jotka näyttävät erilaisilta kuin perinteiset yhden{1}}jakaja-arkkitehtuurit, ja tekniikan on ymmärrettävä, mitä he näkevät.

Jokainen napautus näkyy erillisenä tappiotapahtumana OTDR-jäljissä. Läpimenoportin häviö on suhteellisen pieni (alle 2 dB useimmilla suhteilla), kun taas väliportissa on suurempi häviö, joka vastaa sen suunniteltua suhdetta. Teknikot, jotka eivät tunne tätä arkkitehtuuria, tulkitsevat joskus väärin nämä odotetut tappiot virheiksi.

VIAVI ja muut testilaitteiden valmistajat ovat lisänneet erityisiä tiloja kartiovien/epäsymmetristen jakoverkkojen karakterisointiin. VIAVI:n teknisen dokumentaation mukaan heidän PON OTDR -tuotteissaan on nyt "epätasapainoinen jakajatuki", joka on tarkoitettu erityisesti hajautettujen väliarkkitehtuurien testausvaatimuksiin.

Dokumentoinnista tulee entistä kriittisempi hajautetun hanasuunnittelun myötä. Jokainen kotelo tulee merkitä sen välityssuhteella ja kumulatiivisella optisella häviöllä kyseiseen pisteeseen. Kun teknikko vastaa huoltopyyntöön kahden vuoden kuluttua asennuksesta, hänen on nopeasti ymmärrettävä odotetut tehotasot kyseisessä paikassa ilman, että koko budjettia lasketaan uudelleen alusta.

Yhdysvaltain verkko-operaattoreille, jotka hakevat liittovaltion rahoitusta,Maaseudun FTTHhankkeet ovat usein oikeutettuja USDA ReConnect -apurahoihin ja lainoihin. Ohjelma on investoinut yli 5 miljardia dollaria vuodesta 2018 lähtien laajakaistan tuomiseksi alipalveltuille maaseutualueille. Nykyiset vaatimukset edellyttävät 100 Mbps:n symmetristä palvelua-hyvin ulottuvilla oikein suunnitelluille GPON- tai XGS-PON-verkoille riippumatta siitä, käytätkö tasapainoista vai epäsymmetristä arkkitehtuuria.

Tärkein rajoite on osoittaa, että suunnittelusi todella tarjoaa riittävää palvelua jokaiselle tilaajalle. Optisten budjettilaskelmien tulee näyttää riittävä marginaali myös kaukaisimmissa paikoissa. Epätasapainoinen arkkitehtuuri ei muuta perussuorituskykyvaatimuksia-se muuttaa vain optisen tehon kohdistamista, jotta ne voidaan täyttää tehokkaasti.

Jos suunnittelet aMaaseudun FTTHkäyttöönotto ja reitit osoittavat maatalousalueille tyypillisiä hajallaan olevia, klusteroituja tilaajakuvioita, epätasapainoinen jakautuminen ansaitsee vakavan arvioinnin. Mahdollisuus alentaa kuitukaapelin kustannuksia 30-50 % vaikuttaa suoraan projektin kannattavuuteen, varsinkin jos liiketoiminta on jo ennestään tiukka.

Tekniset vaatimukset eivät ole eksoottisia. Tarvitset laatuaPLC-jakajakomponentit, joilla on tarkastetut tekniset tiedot sekä tasapainotetuille että epäsymmetrisille kokoonpanoille. Tarvitset ulkoiluluokituksen-FDB/FAT-laatikkoasennusskenaarioihin sopivia koteloita. Ja tarvitset huolellista optista budjettisuunnittelua varmistaaksesi, että jokainen tilaaja saa riittävän signaalin.

Ero onnistuneiden ja vaikeuksissa olevien maaseutukäyttöönottojen välillä ei yleensä ole teknologia-, vaan se, otetaanko verkon suunnittelu huomioon maaseututodellisuudet sen sijaan, että kaupunkien oletukset siirretään täysin erilaiseen ympäristöön.

Arvokkain ensimmäinen askel? Kartoita todelliset tilaajasi sijainnit ja reittigeometria. Oikea arkkitehtuurivalinta seuraa tästä analyysistä, ei vakiomallin soveltamisesta. Jos kartoitat parhaillaan maaseutureittiä, mutta matematiikka ei täsmää, lähetä meille reittisi geometria. Voimme suorittaa nopean vertailevan analyysin tasapainotetuista ja epätasapainoisista arkkitehtuureista tietyssä projektissasi-ilman ehtoja.Ota yhteyttä tiimiimme-Tämä on juuri sellainen ongelma, jonka parissa haluamme työskennellä.

Viitteet

VIAVI Solutions. "Kuiturakenne, osa 3: PON:n sertifiointi epätasapainoisella jakoarkkitehtuurilla."

ISE-lehti. "FTTH-ratkaisut maaseutualueille."

USDA maaseudun kehittäminen. "ReConnect Loan and Grant Program."

Fiber Optic Association. "Kuituoptiset jakajat PON:ille."

Tietojen vastuuvapauslauseke

Kustannussäästöprosentit, optiset tiedot ja projektiesimerkit edustavat tyypillisiä alan arvoja ja havainnollistavia skenaarioita. Montana-projektiesimerkissä käytetään edustavia lukuja, jotka perustuvat yleisiin maaseutumalleihin. Todelliset tulokset riippuvat tietystä reitin geometriasta, tilaajajakaumasta, komponenttien valinnasta ja paikallisista työvoimakustannuksista. Optiset häviöt on tarkistettava tiettyjen komponenttien valmistajan tietolomakkeissa. USDA:n rahoitusluvut perustuvat viralliseen ohjelmadokumentaatioon vuoden 2024 lopulla.