Ein optischer Splitter ist ein passives Glasfasergerät, das ein eingehendes Lichtsignal in zwei oder mehr Ausgangssignale aufteilt und so die optische Leistung auf mehrere Glasfaserpfade verteilt, ohne dass elektrischer Strom erforderlich ist.
In einem GPON- oder EPON-Netzwerk ist es die Komponente, die eine Punkt{0}}zu-Mehrpunktarchitektur ermöglicht - eine Glasfaser, die die Zentrale verlässt, Dutzende von Teilnehmern, die am anderen Ende verbunden sind. Ohne sie bräuchte jeder Kunde eine dedizierte Glasfaserverbindung bis zurück zum OLT, und die Wirtschaftlichkeit von FTTH würde zusammenbrechen.
Dieser Leitfaden behandelt das Funktionsprinzip der optischen Aufteilung, die realen Unterschiede zwischen PLC- und FBT-Technologien, die Leistungsspezifikationen, die bei der Beschaffung tatsächlich wichtig sind, und szenariobasierte Ratschläge für die Auswahl des richtigen Splitters. Wenn Sie eine PON-Infrastruktur bereitgestellt haben oder einen Neubau planen, sollten Ihnen die hier aufgeführten Details einige Kopfschmerzen in der Entwurfsphase ersparen.
Wie funktioniert ein optischer Splitter?
Die Physik ist einfach. Wenn Licht durch eine Single-{1}-Mode-Faser wandert, verbleibt der größte Teil der Energie im 9-µm-Kern -, aber nicht die gesamte Energie. Ein kleiner Teil dringt in die Verkleidung ein. Bringen Sie zwei Faserkerne nahe genug zusammen, und die austretende Energie beginnt, von einem Kern in den anderen zu übertragen. Dieses evaneszente Kopplungsphänomen ist die Grundlage aller passiven Faseraufteilungen.
Bei einem Produktionssplitter nimmt das Gerät ein Eingangssignal auf und verteilt die optische Leistung in einem definierten Verhältnis auf mehrere Ausgangsports. Stellen Sie sich einen 1×4-Splitter vor: Eine Faser geht hinein, vier Fasern kommen heraus, wobei jede etwa ein Viertel der ursprünglichen Signalleistung überträgt. Keine Elektronik, keine externe Stromversorgung - nur die Wellenleitergeometrie erledigt die Arbeit. Deshalb werden diese Komponenten passive optische Splitter genannt.
Hier wird es praktisch. Jeder Split kostet Sie optische Leistung. Eine 1×2-Aufteilung frisst etwa 3,5 dB. Wenn Sie 1×32 erreichen, sehen Sie theoretische Verluste oberhalb von 15 dB -, und zwar bevor Sie Steckerverluste, Faserdämpfung und Spleißpunkte hinzufügen. Bei den meisten FTTH-Rollouts stellt der Splitter letztendlich die größte Verlustquelle im Verbindungsbudget dar. Ein falsches Split-Verhältnis führt entweder zur Verschwendung von OLT-Ports oder zu Problemen mit der Empfangsleistung an entfernten ONUs.
PLC-Splitter vs. FBT-Splitter: Was wirklich zählt
Jeder optische Splitter auf dem Markt nutzt eine von zwei Fertigungstechnologien, und bei der Wahl zwischen ihnen kommt es weniger darauf an, welche „besser“ ist, als vielmehr darauf, welche für Ihren spezifischen Einsatz geeignet ist.
FBT-Splitter (Fused Biconical Taper).
FBT ist der ältere Ansatz. Zwei oder mehr Fasern werden gebündelt, erhitzt und gedehnt, bis die Kerne verschmelzen. Während des Tapering-Prozesses überwachen Techniker das Kopplungsverhältnis in Echtzeit und stoppen, sobald die Zielaufteilung erreicht ist. Das Ergebnis ist ein einfaches, bewährtes Gerät, dessen Herstellung - weniger kostet, insbesondere bei geringen Teilungszahlen wie 1×2 oder 1×4.
Der Kompromiss zeigt sich im großen Maßstab. Sobald Sie über 1×8 hinausgehen, haben FBT-Splitter Probleme mit der Gleichmäßigkeit der Ausgabe: Einige Ports erhalten deutlich mehr Leistung als andere. Auch die Ausfallraten steigen. Die Wellenlängenunterstützung ist auf 850 nm, 1.310 nm und 1.550 nm beschränkt - für einfaches PON in Ordnung, aber eine Einschränkung, wenn Sie vollständige-Spektrumkompatibilität benötigen. Und aufgrund des Betriebstemperaturbereichs (-5 Grad bis 75 Grad) sind sie für den Einsatz in Außenschränken in Regionen mit strengen Wintern oder Wüstenhitze nicht geeignet.
Splitter für planare Lichtwellenschaltungen (PLC).
PLC-Splitter werden mithilfe von Halbleiterlithographie---Wellenleiterschaltkreisen hergestellt, die mit der gleichen Präzision wie bei der Chipherstellung auf ein Quarzglassubstrat geätzt werden. Das Ergebnis ist eine dichte, gleichmäßige Ausgabe über alle Ports hinweg, selbst bei hoher Split-Anzahl.PLC-Glasfasersplitterunterstützen den gesamten Wellenlängenbereich von 1260–1650 nm und decken alle Standard-PON-Wellenlängen sowie das 1550-nm-Band für RF-Video-Overlay und das 1625-nm-Fenster für die Leitungsüberwachung ab.
Da die Aufteilung auf einem einzigen Chip erfolgt, können SPS-Geräte auf 1×64 oder 2×64 skaliert werden, ohne dass die Größe ansteigt. Der größere Betriebstemperaturbereich (-40 Grad bis 85 Grad, gemäß Telcordia GR-1209-CORE-Testanforderungen) macht sie zur Standardwahl für jede Installation im Freien oder in unkontrollierten Umgebungen. Die Kosten pro Einheit sind höher als bei FBT, aber für alles über einer 1×4-Aufteilung ist PLC das, was die meisten erfahrenen Netzwerkplaner vorgeben – und das aus gutem Grund.
Schneller Vergleich
| Parameter | FBT-Splitter | SPS-Splitter |
|---|---|---|
| Herstellungsmethode | Faserfusion und Verjüngung | Halbleiterlithographie auf Silica-Chip |
| Wellenlängenunterstützung | 850 / 1310 / 1550 nm | 1260–1650 nm (Vollspektrum) |
| Maximales praktisches Teilungsverhältnis | 1×8 (höhere Verhältnisse haben höhere Ausfallraten) | 1×64 oder 2×64 |
| Einheitliche Ausgabe | Mäßige --Ungleichmäßigkeit bei höheren Teilungen | Hoher - konsistent über alle Ports hinweg |
| Betriebstemperatur | -5 Grad bis 75 Grad | -40 Grad bis 85 Grad |
| Relative Kosten | Niedriger (besonders bei 1×2, 1×4) | Höherer, aber besserer Pro-{0}}Port-Wert im großen Maßstab |
| Beste Passform | Budget{{0}sensible Innenbereitstellungen mit geringer-Anzahl | Hochwertiges-PON für den Außenbereich und Carrier-Qualität |
Die oben genannten Leistungsschwellenwerte basieren auf den Telcordia-Standards GR-1209-CORE und GR-1221-CORE, die Zuverlässigkeits- und optische Leistungsanforderungen für passive optische Komponenten definieren, die in Telekommunikationsnetzwerken verwendet werden.
Wichtige Leistungsdaten, die Sie vor dem Kauf überprüfen sollten
Spezifikationsblätter können umfangreich sein, aber fünf Parameter sind am wichtigsten - und das Auslassen eines dieser Parameter bei der Beschaffung ist ein Fehler, der zu echten Ausfällen im Feld geführt hat:
- Einfügedämpfung:Wie viel optische Leistung verbraucht der Splitter? Ein gut verarbeiteter 1×8-PLC-Splitter sollte weniger als oder gleich 10,5 dB erreichen; a 1×32 bei weniger als oder gleich 17,5 dB. Diese Schwellenwerte stammen aus GR-1209-CORE-Tabelle 2. Wenn das Datenblatt eines Anbieters deutlich darüber liegende Werte anzeigt, wird Ihr Linkbudget auf Distanz nicht erreicht.
- Rückflussdämpfung:Reflektierte Kraft zurück zur Quelle. Bei SC/APC-terminierten Splittern (der Standard in GPON) sollte die Rückflussdämpfung größer oder gleich 55 dB sein. Eine schlechte Rückflussdämpfung führt zu Rauschen des OLT-Empfängers und verschlechtert die Qualität des Upstream-Signals.
- Gleichmäßigkeit:Die Lücke zwischen dem besten und dem schlechtesten Ausgabeport. Alles über 1,5 dB bedeutet, dass einige Teilnehmer deutlich schwächere Signale empfangen. Bei einer 1×32- oder 1×64-Bereitstellung ist eine strenge Einheitlichkeit nicht optional -, sondern sorgt dafür, dass Ihr am weitesten entfernter Teilnehmer online bleibt.
- Betriebswellenlänge:PON-Netzwerke benötigen eine Bandpassabdeckung von 1260–1650 nm. Dies ist nicht-verhandelbar, wenn Sie GPON (1490/1310 nm) mit Video-Overlay (1550 nm) betreiben oder planen, XGS-PON-Dienste (1577 nm stromabwärts) auf derselben Glasfaser hinzuzufügen.
- Richtwirkung:Misst die Crosstalk-Isolation zwischen Ausgangsports. Ziel: Größer oder gleich 55 dB. Eine geringe Richtwirkung bedeutet, dass Teilnehmersignale ineinander übergehen können -ein echtes Problem bei Aufteilungen mit hoher-Dichte.
Auswählen eines Splitters nach Bereitstellungsszenario
Der „richtige“ Splitter hängt ganz davon ab, wohin er geht und was er tun muss. So läuft die Entscheidung üblicherweise in der Praxis ab:
Kleines FTTH-Projekt (unter 50 Wohnungen): A 1×8 SPS-Splitterin einer ABS-Box ist hier das Arbeitstier. Es hält die Einfügungsdämpfung beherrschbar, passt in einen Standard-Außenverteilerkasten und lässt Raum zum Wachsen, wenn die Nachbarschaft wächst. Für die kleinsten Cluster - sagen wir vier Häuser an einem Ort - kann ein FBT 1×4 funktionieren, wenn das Budget die primäre Einschränkung darstellt.
Dichte urbane MDU (Wohnhäuser, Bürotürme):Entscheiden Sie sich für eine 1×32-SPS in einer LGX-Kassette oder im 1U-Rack{3}}-Formfaktor. In Hochschränken, in denen wenig Platz zur Verfügung steht, kommt es auf die Portdichte an. Stellen Sie sicher, dass der Splitter vor-mit SC/APC verbunden ist, um die Installation zu beschleunigen. - Das Spleißen vor Ort in einer überfüllten Steigleitung ist langsam und fehleranfällig-.
Outdoor-Straßenschränke:SPS ist Pflicht. Allein der Temperaturwechsel führt mit der Zeit zu einer Verschlechterung eines FBT-Splitters. ABS-verpackt oder blocklosGlasfaser-SplitterHier sind Temperaturen von -40 bis 85 Grad der Standard. Geben Sie Gehäuse mit Schutzart IP65 an, wenn der Schrank Witterungseinflüssen ausgesetzt ist.
Ländliche oder Fern-Links:Die Einfügungsdämpfung ist die Einschränkung. Jedes dB zählt, wenn die ONU 15–20 km vom OLT entfernt ist. Verwenden Sie das niedrigste Split-Verhältnis, das Ihrer Abonnentenzahl noch gerecht wird, und ziehen Sie unausgeglichene Splitter in Betracht, die dem am weitesten entfernten Benutzer mehr Leistung zuweisen. Ein 1×16 ist oft die praktische Obergrenze für ländliche Gebiete. Wenn Sie auf 1×32 drücken, riskieren Sie, am anderen Ende unter die Empfängerempfindlichkeit zu fallen.
Zentrale oder Rechenzentrum: Rack--montierte SPS-SplitterFür diese Umgebung werden 1U-Gehäuse gebaut. Sie passen in standardmäßige 19-Zoll-Racks, verwenden vorkonfektionierte Patchkabel und ermöglichen eine Hot-Swap-Wartung, ohne benachbarte Schaltkreise zu stören. Für PON-Aggregationsregale, die Hunderte von Teilnehmern bedienen, bieten 2×32- oder 2×64-Konfigurationen mit Dual-Eingang die Failover-Redundanz, die SLAs der Carrier-Klasse erfordern.
Häufige Fehler, die Zeit und Geld kosten
Im Feldeinsatz tauchen immer wieder Muster auf. Über-Aufteilung kommt am häufigsten vor: Ingenieure spezifizieren eine 1×32, weil sie Kapazitätsspielraum wünschen, aber das Linkbudget kann dies bei der erforderlichen Entfernung nicht unterstützen. Das Ergebnis sind marginale ONUs, die bei Temperaturschwankungen oder Steckverbinderalterung offline gehen. Führen Sie immer zuerst die Strombudgetberechnung durch - und wählen Sie dann das Aufteilungsverhältnis aus.
Eine andere Ursache ist die Nichtübereinstimmung der Steckverbinder. Durch das Mischen von SC/UPC und SC/APC im selben PON-Pfad entstehen Reflexionspunkte, die die Leistung beeinträchtigen. Das hört sich einfach an, kommt aber auf großen Baustellen mit mehreren Montageteams regelmäßig vor. Die Lösung ist einfach: Standardisierung auf SC/APC in der gesamten Außenanlage. Stellen Sie sicher, dass Ihre Splitter, Patchkabel usw. vorhanden sindSingle-mode-FaserInfrastruktur alles passt.
Schließlich werden die Einheitlichkeitsspezifikationen ignoriert. Auf dem Papier scheinen ein billiger Splitter mit 2,5 dB Gleichmäßigkeit und ein hochwertiger Splitter mit 1,0 dB Gleichmäßigkeit ähnlich zu sein. In der Praxis bedeutet diese Lücke von 1,5 dB, dass ein Teilnehmer in Ihrem 1×32-Netzwerk die halbe optische Leistung eines anderen empfangen könnte. Auf einer Strecke von 10 bis 15 km entscheidet dieser Unterschied darüber, wer in Verbindung bleibt und wer nicht.
Wo optische Splitter verwendet werden
Die Telekommunikation bleibt die dominierende Anwendung. In einer GPON- oder Dieses Punkt-{5}}zu---Mehrpunktmodell ist das Rückgrat der weltweiten Breitband-, Unternehmens-Glasfaser- und CATV-Bereitstellung für Privathaushalte.
Außerhalb der Telekommunikation werden bei passiven optischen LAN-Einsätzen (POL) in Unternehmen Splitter verwendet, um die Anzahl der aktiven Switches in Campusgebäuden zu reduzieren. - Ein einziger Glasfaser-Backbone ersetzt Etagen aus Kupferkabeln und Ethernet-Switches. Industrieanlagen leiten Splitter durch Sensornetzwerke und nutzen so die Immunität von Glasfasern gegenüber elektromagnetischen Störungen. Test- und Messaufbauten verwenden Tap-Splitter, um den Live-Verkehr ohne Dienstunterbrechung zu überwachen.
Was kommt als nächstes für die Splitter-Technologie?
Der Vorstoß in Richtung 10G-PON (XGS-PON, 50G-PON) und konvergenter Multi-Wellenlängenzugang legt die Messlatte für die Splitterleistung höher. Betreiber, die gleichzeitig GPON und Die SPS-Technologie bewältigt dies gut; FBT nicht.
Die unausgewogene Aufteilung gewinnt immer mehr an Bedeutung. Anstatt jeden Ausgang gleich zu behandeln, verteilen unsymmetrische Splitter die Leistung asymmetrisch, - mehr an entfernte oder stark beanspruchte Benutzer, weniger an Benutzer in der Nähe. Dies verbessert die Portauslastung und kann in Szenarien mit größerer{4}Reichweite den Bedarf an optischen Verstärkern überflüssig machen.
Auf der Fertigungsseite verbessert sich die SPS-Chipdichte weiter. Splitter, die 1×128 auf einem einzigen Chip unterstützen, gehen bereits in Produktion, was das Abonnenten--pro-OLT-Port-Verhältnis erhöht und die Kosten pro angeschlossenem Haushalt in großen -Glasfaseraufbauten senkt.
Häufig gestellte Fragen
F: Was ist der Unterschied zwischen einem PLC-Splitter und einem FBT-Splitter?
A: FBT-Splitter werden durch physikalisches Verschmelzen von Fasern hergestellt - einfach, kostengünstig und effektiv bis zu etwa 1×4. PLC-Splitter werden mithilfe von Lithographie auf einem Silica-Chip hergestellt, was ihnen eine bessere Gleichmäßigkeit, eine breitere Wellenlängenunterstützung (1260–1650 nm) und höhere Teilungsverhältnisse (bis zu 1×64) verleiht. Eine ausführlichere technische Aufschlüsselung finden Sie hierVergleich von Glasfaser-Splittern.
F: Wie viel Signalverlust verursacht ein optischer Splitter?
A: Das hängt vom Teilungsverhältnis ab. Grobe Benchmarks pro GR-1209-CORE: 1×2 ≈ 3,5 dB, 1×8 ≈ 10,5 dB, 1×16 ≈ 13,5 dB, 1×32 ≈ 17,5 dB. Die tatsächlichen Werte von hochwertigen SPS-Splittern liegen typischerweise etwas unter diesen Zahlen. Der entscheidende Schritt besteht darin, zu überprüfen, ob Ihr gesamter Verbindungsverlust – Splitter, Glasfaser, Anschlüsse, Spleiße – innerhalb des Leistungsbudgets des Transceivers bleibt.
F: Kann ein optischer Splitter sowohl mit GPON als auch mit EPON arbeiten?
A: Ja. Beide Standards arbeiten im Bereich von 1260–1650 nm. Ein für diesen vollen Bandpass ausgelegter PLC-Splitter ist protokoll-agnostisch - und teilt die optische Leistung unabhängig vom Rahmenformat. Das Gleiche gilt für 10G-PON-Varianten wie XGS-PON und 10G-EPON.
F: Wo sollten Splitter in einem PON-Netzwerk platziert werden?
A: Es gibt keine einzige richtige Antwort. Die zentrale Platzierung in der Zentrale vereinfacht die Wartung, erfordert jedoch längere Glasfaserstrecken. Die verteilte Platzierung - in Straßenverteilern oder Gebäudekellern - senkt den Glasfaserverbrauch und verringert den Verlust auf der letzten Meile, erfordert aber auch die Verwaltung weiterer Feldgehäuse. Die meisten Betreiber landen bei einer zweistufigen Aufteilung: 1×4 am Schrank, dann 1×8 am Gebäudeeingang, was eine kombinierte 1×32-Reichweite mit überschaubarem Verlust auf jeder Stufe ergibt.
F: Welche Anschlüsse sollte ich mit optischen Splittern verwenden?
A: SC/APC ist der PON-Standard. Die um 8-Grad abgewinkelte Politur drückt die Rückflussdämpfung auf unter -60 dB, was für die Upstream-Übertragungsqualität von entscheidender Bedeutung ist. SC/UPC eignet sich für weniger anspruchsvolle Anwendungen. LC-Anschlüsse kommen in Rack-Umgebungen mit hoher Dichte zum Einsatz. Wichtig ist die Konsistenz – alle Anschlüsse, Adapter und Patchkabel im Pfad sollten vom gleichen Typ sein, um Reflexionsunterschiede zu vermeiden.
