1:32 vs. 1:64 PLC-Splitter: GPON/XGS-Leitfaden zur Auswahl des PON-Link-Budgets

Jeder FTTH-Ingenieur kennt den Kampf: Beim Entwerfen eines ODN verbringt man mehr Zeit damit, sich über das Split-Verhältnis Gedanken zu machen als über die Glasfaserroute. Zwei identische Wohnblöcke – ein Entwurf im Maßstab 1:32, der andere im Maßstab 1:64. Wenn Sie nach dem Grund fragen, hören Sie oft: „Das verwenden wir immer“ oder „Das ist die Vorlage“. Aber die optische Leistung lügt nicht. Eine Verdoppelung des Split-Verhältnisses kostet etwa 3 dB im Link-Budget. Auf dem letzten Kilometer eines Zugangsnetzes können diese 3 dB den Unterschied zwischen „funktioniert einwandfrei“ und „geht zufällig offline“ ausmachen.

Kürzlich habe ich die Messdaten für unsere GLORY LGX Cassette PLC-Splitter durchgesehen und 1:32 und 1:64 nebeneinander verglichen. Zusammen mit einigen schmerzhaften Lektionen aus realen Projekten habe ich Folgendes über die Wahl des Aufteilungsverhältnisses gelernt.

1. Einführung in die Technologie: FBT vs. PLC – warum es wichtig ist

Bevor wir uns mit den Split-Verhältnissen befassen, ist es hilfreich zu wissen, wie ein Splitter hergestellt wird. Es gibt zwei Haupttechnologien: Fused Biconical Taper (FBT) und Planar Lightwave Circuit (PLC).

Beim FBT werden zwei oder mehr Fasern miteinander verdrillt und erhitzt, bis sie verschmelzen und sich verjüngen. Es handelt sich um eine ausgereifte, kostengünstige-Technologie. Für kleine Teilungsverhältnisse (1:2, 1:4) bei einer bestimmten Wellenlänge ist es immer noch konkurrenzfähig.

Aber FBT hat gravierende Grenzen für FTTH:

• Eine Aufteilung über 1:8 hinaus ist schwierig; 1:32 ist die praktische Grenze, und die Einheitlichkeit leidet.

• Temperaturempfindlich – der verschmolzene Bereich dehnt sich aus und zieht sich zusammen, was zu Verlustschwankungen führt.

• Wellenlängenabhängiges Verhalten, das für PONs mit mehreren Wellenlängen problematisch ist.

Die SPS-Technologie verfolgt einen anderen Ansatz. Es nutzt die Halbleiterfertigung, um Wellenleiter lithographisch auf einem Siliziumoxidsubstrat zu erzeugen. Ein typischer PLC-Chip besteht aus drei präzise geätzten Schichten: einem Substrat zur mechanischen Unterstützung, einer Wellenleiterschicht zur optischen Führung und einer Ummantelung zum Schutz. Dieser Chip-ähnliche Prozess bietet mehrere Vorteile:

• Die Aufteilungsverhältnisse erreichen leicht 1:32, 1:64 und sogar 1:128 – perfekt für städtische Gebiete mit hoher-Verdichtung.

• Hervorragende Gleichmäßigkeit – jeder Ausgang erhält fast genau die gleiche Leistung.

• Breiter Wellenlängenbereich (1260-1650 nm), der die O-, E-, S-, C- und L-Bänder abdeckt, ideal für die GPON/XGS-PON-Koexistenz.

• Hohe Temperaturstabilität – der Verlust ändert sich von -40 Grad bis +85 Grad kaum, was für Außenschränke und Mastmontagekästen von entscheidender Bedeutung ist.

• Kompakte Größe – ein 1:32-Gerät kann nur 4×12×60 mm groß sein, sodass viele LGX-Module in einem 1U-Rack untergebracht werden können.

Es wird erwartet, dass der weltweite Markt für SPS-Splitter von etwa 1,615 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 auf 2,307 Milliarden US-Dollar im Jahr 2031 wachsen wird, bei einer jährlichen Wachstumsrate von etwa 6,1 %. Allein das Kassettensegment (LGX) wird bis 2032 voraussichtlich 945 Millionen US-Dollar erreichen, angetrieben durch die Einführung von FTTH/FTTx und die Nachfrage nach leistungsstarken passiven Komponenten in 5G und Rechenzentren. LGX-Paketierung ist ein wichtiger Teil dieses Trends, da sie modulares, Hot-Swap-fähiges und standardisiertes Management für ODN-Designs bietet – genau das, was ein wachsendes Netzwerk braucht.

Für FTTH-Anwendungen gibt es kaum einen Grund, FBT in Betracht zu ziehen. Die LGX-Serie von GLORY verwendet hochwertige PLC-Chips mit biegeunempfindlicher G.657A1-Faser (minimaler Biegeradius 10 mm, perfekt für enge Rack-Schränke) und Einfügedämpfungs-/Gleichmäßigkeitswerten, die internationalen Standards entsprechen oder diese übertreffen.

2. Harte Daten: Vergleich von 1:32 und 1:64

Hier sind die Spezifikationsnummern unserer LGX-Kassettenteiler:

Der Unterschied von 3 dB

Der typische Verlust für 1:32 beträgt etwa 16,0 dB, für 1:64 etwa 19,5 dB – ein Delta von 3,5 dB. In einem PON-System startet der OLT normalerweise +3 bis +5 dBm (Klasse B+). Die Empfindlichkeit des ONT liegt bei etwa -27 dBm (GPON) bzw. -28 dBm (XGS-PON). Berücksichtigen Sie die Faserdämpfung (z. B. 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), den Steckerverlust (vier Stecker mit jeweils 0,3 dB=1.2 dB) und den Spleißverlust (drei Spleiße mit 0,1 dB=0.3 dB).

Mit einem 1:32 Splitter:

+5 dBm – 16,0 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–14,25 dBm – deutlich innerhalb der Empfindlichkeit des ONT.

Mit einem 1:64-Splitter:

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm – immer noch akzeptabel, aber die Margen sind enger.

Aber beachten Sie:Die Tabelle zeigt die maximale Einfügungsdämpfung. Für 1:64 beträgt der Verlust im ungünstigsten-Fall 20,5 dB. Mit der gleichen Berechnung: +5 dBm – 20,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–18,75 dBm. Immer noch innerhalb der -27 dBm eines ONT, aber der Spielraum ist weiter geschrumpft.

Gleichmäßigkeit:von 1,5 dB auf 2,5 dB – was das in der Praxis bedeutet

Schauen Sie sich die Gleichmäßigkeitszeile an: 1:32 hat weniger als oder gleich 1,5 dB, 1:64 springt auf weniger als oder gleich 2,5 dB. Dies wird oft übersehen. Angenommen, Sie installieren einen 1:64-Splitter in einer 4-stöckigen MDU. Der Ausgangsport mit dem höchsten Verlust könnte 2,5 dB schwächer sein als der Port mit dem niedrigsten Verlust. Diese Variation wirkt sich direkt auf die optische Leistung aus, die jede ONU sieht – und, was noch wichtiger ist, auf den Upstream-Pfad.

In der Upstream-Richtung senden ONUs typischerweise mit Leistungen zwischen +0.5 und +5 dBm. Nach dem Durchlaufen des Splitters (in umgekehrter Reihenfolge) werden die Signale am OLT zusammengeführt. Der OLT muss einen großen Dynamikbereich bewältigen. Eine Gleichmäßigkeit von 2,5 dB bedeutet, dass einige ONU-Signale 2,5 dB schwächer ankommen als andere. Während moderne OLTs über eine automatische Verstärkungsregelung und Empfänger im Burst-Modus verfügen, können große Schwankungen die Bitfehlerrate (BER) erhöhen und gelegentlich dazu führen, dass eine ONU während Hochlastperioden deregistriert wird. Dies ist die Art von „zufälligem“ Problem, das im Nachhinein nur sehr schwer zu diagnostizieren ist.

Temperaturstabilität – ein versteckter Faktor

Die Tabelle gibt typische temperaturabhängige Verluste von 0,3-0,4 dB und maximal 0,5 dB an. Ein 1:64-Splitter reagiert jedoch von Natur aus empfindlicher auf Temperaturschwankungen. Der Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem PLC-Chip, der Faser und dem Gehäuse kann zu zusätzlichen Verlusten zusätzlich zu den statischen Werten führen, insbesondere in Außenschränken, in denen die Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht groß sind. Aus diesem Grund bevorzugen viele konservativ konstruierte ODN-Designs immer noch 1:32 gegenüber 1:64 – sie wollen eine sicherere Polsterung.

3. Ein echter-Weltversagen durch blinde Wahl von 1:64

Letztes Jahr haben wir bei einem Brownfield-FTTH-Upgrade in einer südchinesischen Stadt geholfen. Die Gemeinde hatte etwa 60 Wohnungen. Der Telekommunikationsraum befand sich in der hinteren Ecke des Anwesens; Die längste Glasfaserstrecke bis zum am weitesten entfernten Gebäude betrug etwa 6,8 km. Das ursprüngliche Design verwendete zwei 1:32-Splitter, die jeweils etwa 30 Teilnehmer versorgten. Der Einkauf entschied sich stattdessen für die Verwendung von 1:64-Splittern, weil „der Preis fast gleich ist und zukunftssicher ist“.

 

Die Installation verlief reibungslos. Abnahmetests ergaben akzeptable Empfangspegel – gerade noch. Die acht am weitesten entfernten ONTs lagen zwischen -26,5 und -28 dBm, genau an der Schwelle. Das war im trockenen Herbst.

Dann kam die Monsunzeit. Hohe Luftfeuchtigkeit verursachte Kondenswasserbildung in einigen Spleißmuffen. Drei ONTs sind offline gegangen. Bei einer-Inspektion vor Ort wurde ein leicht lockerer SC/APC-Stecker am Splitter-Ausgangsanschluss festgestellt. Durch erneutes Einsetzen wurde die Empfangsleistung von -27,3 dBm auf -25,2 dBm zurückgeführt. Problem gelöst, aber der Helpdesk war seit Wochen mit Anrufen überschwemmt.

Grundursache: Der 1:64-Splitter hatte fast keinen Spielraum für unerwartete Verluste gelassen (Oxidation des Steckers, feuchtigkeitsbedingte Mikrobiegungen, Alterung). Die zusätzlichen 3 dB, die ein 1:32 geboten hätte, hätten das Steckerproblem ohne Betriebsunterbrechung behoben.

Seitdem befolgen wir eine einfache Regel: Innerhalb von 3 km vom OLT ist 1:64 akzeptabel; Halten Sie sich bei Entfernungen über 3 km oder bei Verwendung einer kaskadierten Aufteilung an 1:32.

4. Labortest: GLORY LGX-Kassette 1:32 vs. 1:64

Wir haben sowohl 1:32 als auch 1:64 LGX-Module einem 48-stündigen Wärmezyklustest (-40 Grad bis +85 Grad) unterzogen. Alle vier Stunden haben wir die Einfügungsdämpfung gemessen.

• Das 1:32-Modul startete bei 16,7 dB und steigerte sich langsam auf 17,1 dB – eine Steigerung von 0,4 dB, immer noch innerhalb der Spezifikation.

• Das 1:64-Modul stieg von 20,1 dB auf 20,9 dB – ein Anstieg um 0,8 dB, ebenfalls innerhalb der garantierten Werte von weniger als oder gleich 21,5 dB.

Nachdem die Module wieder Raumtemperatur erreicht hatten, erreichten beide wieder ihre ursprünglichen Verlustwerte. Keine dauerhaften Schäden – die vorübergehende Veränderung wurde durch leichte mechanische Verformung von Anschlüssen und Dichtungen bei extremen Temperaturen verursacht. Beim Maßstab 1:64 war die Abweichung jedoch fast doppelt so groß, was bestätigt, dass höhere Teilungsverhältnisse empfindlicher auf Umwelteinflüsse reagieren.

Wir haben auch LGX-Module im Maßstab 1:8 und 1:16 getestet. Die 1:8-Module blieben stabil bei 10,1-10,3 dB und bewegten sich kaum. Wenn Ihr Budget es zulässt, ist die Verwendung von zwei 1:8-Splittern in Kaskade (Gesamtverlust ~20,6 dB) fast dasselbe wie ein 1:64-Splitter (20,5 dB), aber die 1:8-Module sind viel stabiler und der Zwischenspleißpunkt bietet einen nützlichen Testzugang zur Fehlerisolierung.

5. Zentralisierte vs. verteilte Aufteilung – wie sie die Wahl verändert

Die Entscheidung über das Aufteilungsverhältnis interagiert stark mit der Aufteilungsarchitektur.

Zentralisierte Aufteilung (einzeln).-Ebene)Platziert einen großen 1:32- oder 1:64-Splitter in der Zentrale oder einen großen ODF-Schrank. Jede Drop-Faser geht direkt von diesem Splitter zum Teilnehmer. Vorteile: einfache Verwaltung, wenige Fehlerstellen, unkomplizierte Glasfaserführung. Nachteile: Viele Zuleitungsfasern vom OLT zum Splitter (64 Fasern für einen 1:64-Splitter) und viel Faserkapazität bleibt ungenutzt, bis jede Wohnung angeschlossen ist. Die zentralisierte Aufteilung eignet sich am besten für Gewerbeparks oder neu gebaute Bürotürme, bei denen die Inanspruchnahme schnell und hoch ist.

Verteilte Aufteilung (kaskadiert)verwendet zwei Stufen: einen 1:4-Splitter in einem Straßenverteiler, dann 1:8- oder 1:16-Splitter in Gebäudeeingangspunkten oder Treppenhäusern. Das Zuleitungskabel benötigt nur 2-4 Fasern und Sie installieren Splittermodule nur, wenn sich Abonnenten anmelden. Dies ist ideal für Wohngebiete mit allmählicher Bebauung. Der Nachteil: mehr Feldspleiße und eine höhere Gesamteinfügungsdämpfung (eine 1:4 + 1:8-Kaskade hat etwa 7.1+10.4=17.5 dB, zwischen 1:32 und 1:64).

DerLGX-KassetteHier glänzt: Ein 1U- oder 2U-Rack kann eine Mischung aus 1:8-, 1:16-, 1:32- und 1:64-Modulen beherbergen. Sie können mit ein paar 1:8-Modulen beginnen und später ein 1:16- oder 1:32-Modul einschieben, ohne die Glasfaser oder das Rack zu berühren. Sie müssen sich nicht vom ersten Tag an auf eine große 1:64 festlegen. Diese „Pay{21}}as-you-Flexibilität spart sowohl Kapitalkosten als auch betrieblichen Aufwand.

6. Vergessen Sie nicht die Stecker- und Spleißverluste – sie summieren sich

Entwickler konzentrieren sich oft nur auf die Einfügungsdämpfung des Splitters, aber ein echtes ODN akkumuliert Verluste aus vielen Quellen.

• Verbindungsverlust: Jede SC/APC- oder SC/UPC-Verbindung fügt etwa 0,3–0,5 dB hinzu. Ein typischer Pfad kann 8–10 Anschlüsse haben, was leicht 3–4 dB hinzufügt.

• Spleißverlust: Jeder Fusionsspleiß fügt 0,1–0,2 dB hinzu. Bei 3-5 Spleißen sind das nochmal 0,5-1 dB.

• Alterungsspielraum: Über 5-8 Jahre hinweg können der Verschleiß der Steckverbinderhülsen, Staubansammlungen und Mikrokrümmungen der Fasern den Verlust langsam erhöhen. Bei einer konservativen Auslegung bleiben mindestens 3 dB für die Alterung übrig.

Dazu kommen: Splitter 20,5 dB + Anschlüsse 3,0 dB + Spleiße 1,0 dB + Alterung 3,0 dB=27.5 dB. Das Budget einer GPON-Verbindung der Klasse B+ beträgt 28 dB – es bleibt also nur ein Spielraum von 0,5 dB. Das ist zu eng. Aus diesem Grund wird 1:64 nur empfohlen, wenn OLTs der Klasse C+ (Budget 32 ​​dB) verwendet werden oder wenn das ODN sehr kurz und sauber ist.

7. Was ist mit 25G PON und 50G PON? Ist eine Neugestaltung erforderlich?

Viele Betreiber befürchten, dass zukünftige PON-Upgrades ihr ODN überflüssig machen werden. Bei 25G PON verschlechtert der Übergang von der NRZ- zur PAM4-Modulation die Empfängerempfindlichkeit um etwa 3 dB. Das bedeutet, dass eine zweistufige Aufteilung (z. B. . 1:8+1:8, ~21 dB Verlust), die für GPON gut funktioniert hat, für 25G PON möglicherweise nicht mehr verwendbar ist, es sei denn, Sie konvertieren zu einer einzelnen Stufe von 1:32 (~17,5 dB Verlust). Dies würde eine Umgestaltung des Schranklayouts und der Glasfaserführung erfordern – teuer und störend.

Der Wechsel von GPON zu XGS-PON hat jedoch unmittelbare Priorität. Die Combo-PON-Technologie (WDM im OLT) ermöglicht die Koexistenz von GPON und XGS-PON auf demselben ODN, ohne dass Splitter oder Glasfaser gewechselt werden müssen. Das XGS-PON-Budget (29-31 dB) ähnelt dem der GPON-Klasse B+/C+.. Was 25G/50G PON betrifft, entstehen praktikable Koexistenzlösungen, und die Chancen stehen gut, dass die bestehende passive Infrastruktur noch viele Jahre überleben wird. Dennoch gibt Ihnen ein gut-designtes ODN mit hoch-einheitlichen, verlustarmen LGX-Modulen (ob 1:32 oder 1:64) den größten Spielraum für die Zukunft.

8. Praktischer Auswahlleitfaden

Aufgrund meiner Praxiserfahrung verwende ich die folgenden Faustregeln:

• Beginnen Sie mit dem optischen OLT-Modul.Viele eingesetzte GPON-OLTs verwenden Klasse B+ (28 dB Budget). Für 1:64 wünscht man sich unbedingt Klasse C+ (32 dB). XGS-PON-Module bieten normalerweise 29–31 dB – prüfen Sie das Datenblatt, bevor Sie sich entscheiden.

• Abstand und Spielraum.Wenn der am weitesten entfernte ONT kleiner oder gleich 2 km ist und die Faserdämpfung gering ist (kleiner oder gleich 0,33 dB/km), ist 1:64 mit einem guten Budget möglich. Bleiben Sie für 2–5 km bei 1:32. Über 5 km hinaus 1:16 oder eine Kaskade verwenden.

• Kaskadierte Architekturen.Eine 1:4 + 1:8-Kaskade beträgt insgesamt etwa 17,5 dB – zwischen 1:32 und 1:64. Dadurch erhalten Sie Zwischentestpunkte und einfachere phasenweise Investitionen, erhöhen jedoch die Anzahl der aktiven Knoten.

• Lassen Sie Raum für Wachstum.Wenn ein 1:64-Splitter nur 30 Ports nutzt, sind die anderen 34 Ports ungenutzt – aber dennoch anfällig für Staub und Verunreinigungen. Oft ist es besser, zwei 1:32-Splitter einzusetzen und den zweiten nur bei Bedarf zu bestücken.

• Standardisieren Sie LGX-Kassetten.Die projektübergreifende Verwendung des gleichen LGX-Formfaktors vereinfacht die Bestandsverwaltung und verringert das Risiko, das falsche Teil zu bestellen.

Unsere LGX-Kassettenserie unterstützt Hot--Swap-fähige Module. Sie können mit einem 1:32 beginnen und es später durch ein 1:64 ersetzen (oder ein zweites Gerät hinzufügen), ohne die Glasfaser oder das Rack zu beeinträchtigen. Mehrere Betreiber haben sich für diesen Ansatz entschieden, weil sie die endgültige Nutzungsrate nicht vorhersagen konnten – die Flexibilität hat sich ausgezahlt.

9. Upstream – die oft ignorierte Richtung

Wir neigen dazu, uns auf den Downstream-Pfad (OLT→ONT) zu konzentrieren, aber der Upstream-Pfad ist gleichermaßen wichtig. Bei GPON beträgt die ONT-Sendeleistung typischerweise +0.5 bis +5 dBm. Nach dem Durchlaufen des Splitters (in umgekehrter Reihenfolge) und der Kombination mit anderen ONT-Signalen kann die am OLT ankommende Leistung deutlich geringer sein.

Bei einem 1:64-Splitter beträgt der Upstream-Verlust etwa -20 dB. Ein ONT, der mit nur +0.5 dBm sendet, würde etwa -19,5 dBm an den OLT liefern – immer noch über der typischen OLT-Empfindlichkeit (-28 bis -30 dBm), aber der Spielraum ist gering.

Darüber hinaus muss der Burst-{0}Modus-Empfänger des OLT sehr unterschiedliche Eingangsleistungen von verschiedenen ONTs verarbeiten. Ein Splitter mit schlechter Gleichmäßigkeit (2,5 dB) verschlimmert die Situation und führt möglicherweise zu Paketfehlern und ONU-De--Registrierungen. Deshalb empfehlen wir, wenn ein 1:64 unvermeidbar ist, die Auswahl von Modulen mit der bestmöglichen Einheitlichkeit – wir können Testberichte pro Port für jede Charge bereitstellen.

10. Produktionskonsistenz und Rückverfolgbarkeit

Im Gegensatz zu einem vor Ort gespleißten Modul kann ein Kassettenverteiler nicht vor Ort angepasst werden. Wenn eine Bestellung mit dem falschen Modell eingeht oder ein Kanal übermäßige Verluste aufweist, verzögert sich das Projekt. Deshalb führen wir beschleunigte Lebensdauertests auf Chargenebene-durch und stellen Verlustdaten pro{{4}Kanal für jede Sendung bereit. Kunden können im Vertrag auch individuelle Akzeptanzkriterien festlegen.

Das Ergebnis ist, dass mehrere Projektstandorte, die LGX-Kassetten verwenden, von derselben Basislinie aus arbeiten. Tests, Dokumentation und Fehlerbehebung werden standardisiert – eine enorme Zeitersparnis-für die Außendienstteams.

Abschluss

Bei der Wahl eines Split-Verhältnisses gilt nie einfach „je größer, desto besser“. Der Unterschied zwischen 1:32 und 1:64 beträgt etwa 3-4 dB des optischen Budgets, aber bei realen-Einsätzen außerhalb von Anlagen schlagen sich diese Dezibel direkt in Installationsspielräumen, langfristiger Alterungstoleranz und einfacher Wartung nieder.

1:32 und 1:64 haben jeweils ihre Berechtigung: Stadtgebäude mit hoher{4}}Dichte und kurzer-Reichweite können mit 1:64 auskommen, während längere -Entfernungen oder Verbindungen in rauen{9}}Umgebungen häufig das zusätzliche Polster von 1:32 erfordern. Die LGX-Kassettenserie von GLORY bietet beides, und die Möglichkeit, sie im selben Rack zu kombinieren, bietet Ihnen ein echtes „Pay{12}}as-you-Toolkit.

Wenn Sie das nächste Mal ein PON-Netzwerk entwerfen, achten Sie nicht nur auf das Etikett des Splitters. Berechnen Sie den kumulativen Verbindungsverlust, berücksichtigen Sie die zukünftige Nutzungsrate, die Einheitlichkeit der Module und die Kosten für einige LKW-Fahrten. Eine kleine zusätzliche Marge ist heute ein Vielfaches des Preises eines Splitters wert.