光スプリッタ損失: 1x8、1x16、または 1x32 を選択します。

分割比と挿入損失は、PON または FTTH リンクが実際に受け入れテストに合格するかどうかを決定する 2 つのパラメータです。間違った分割比を選択すると、ONT での光パワーが受信感度を下回ります。挿入損失を過小評価すると、リンクは実験室では動作しても、数回のコネクタ嵌合サイクル、融着接続の修理、または 3 年間のファイバの経年劣化後に故障する可能性があります。

このガイドは、実際の電力予算に基づいてスプリッタのサイズを決定する必要があるエンジニアおよび調達チームを対象に書かれています。スプリット比の意味、データシートでの挿入損失の指定方法、1x8、1x16、および 1x32 スプリッタの損失の計算方法、意思決定チェックリストと実用的な GPON 予算の例を使用してスプリッタを選択する方法について説明します。
 

光スプリッターとは何ですか?

光スプリッターは、1 つの入力光信号を受け取り、それを複数の出力ファイバーに分配する受動コンポーネントです。双方向であり、電力を必要とせず、指定された動作帯域内で波長を透過します-（PON- グレードの PLC デバイスの場合は通常 1260～1650 nm）。

ギガビット パッシブ オプティカル ネットワーク (GPON) では、1 つの OLT PON ポートがスプリッタのツリーを通じて最大 64 個の ONT にサービスを提供できます。XGS-PON は、これをポートあたり 128 個の論理 ONU に拡張します。ITU-T G.9807.1。スプリッタは、ポイントツーマルチポイント アーキテクチャを経済的に実行可能にするものです。数百の加入者が単一のフィーダ ファイバと単一の OLT トランシーバを共有するためです。

2 つのスプリッタ テクノロジーが市場を支配しています。

• PLC (平面光波回路) スプリッターシリカ導波路チップを使用します。 1x2 から 1x64 までの均一な分割を実現し、1260 ～ 1650 nm 帯域全体で動作し、FTTH アクセス ネットワークのデフォルトの選択肢です。PLCスプリッターベアファイバー、ブロックレス、ABS ボックス、LGX、およびカセットパッケージで入手可能です。
• FBT (溶融型バイコニカルテーパー) スプリッター2 本の繊維を融着して先細にすることによって作られます。これらは 1x2 および 1x4 アプリケーションでは費用対効果が高く、不均等な分割比 (90:10、80:20 など) が必要な場合の唯一の実用的なオプションです。-

分割比率とは何を意味しますか?

分割比は、入力光パワーがスプリッタの出力ポート全体にどのように分配されるかを表します。関連するが別個のパラメータである挿入損失である電力がどれだけ失われるかについては説明されていません。-。
 

均等な分割比率

等分割器は入力電力を均等に分割します。各出力が受け取る理論上のシェアは、単純に 1 を出力数で割ったものです。

• ポートあたり 1x2 - 50%
• ポートあたり 1x4 - 25%
• ポートあたり 1x8 - 12.5%
• ポートあたり 1x16 - 6.25%
• ポートあたり 1x32 - 3.125%
• ポートあたり 1x64 - 1.5625%

均等スプリッタは、同じスプリッタ上のすべての加入者の電力バジェットを同一にし、設計、文書化、OTDR の解釈を簡素化するため、FTTH の標準です。

不等な分割比率

不均等スプリッターは、固定パーセンテージの電力を一方のブランチに送信し、残りをもう一方のブランチに送信します。一般的な比率は 90:10、80:20、70:30、60:40、および 50:50 です。

古典的なアプリケーションは、フィーダ ファイバに沿ったタップ アーキテクチャです。各タップはローカル配電にわずかな割合で電力を落としますが、電力の大部分はトランクに流れ続けます。たとえば、10:90 タップの損失は 10% ポートで約 10.5 dB ですが、90% ポートではわずか約 0.5 dB です (超過損失を除く)。これにより、オペレーターは最初のドロップでバジェットを使い果たすことなく、複数のタップを連続して配置できます。

光スプリッタの挿入損失とは何ですか?

挿入損失は、入力ポートと特定の出力ポートの間で失われる光パワーの合計であり、デシベル単位で測定されます。データシートには通常、ポート数ごとに標準値と最大値の 2 つの数値が表示されます。常に基準に基づいてデザインする指定された最大挿入損失、典型的なまたは理想的な分割損失は決してありません。一般的な値はベンチマークには役立ちますが、受け入れテストとリンク バジェットには最悪ケースの数値が必要です。-

挿入損失には 2 つの要素があります。

• 分割損失- 電力を N 個の出力に分割することによって生じる避けられない損失。 10 × log に等しい₁₀(N) は等しいスプリッターの場合。
• 超過損失- 導波路の欠陥、カプラの形状、材料の吸収、コネクタの公差による追加の損失。高品質の PLC スプリッタの場合、これはポート数とパッケージに応じて通常 0.3 ～ 1.5 dB です。

他の 2 つのパラメータは同じデータシートに記載されており、設計に重要です。

• 均一- 最良の出力ポートと最悪の出力ポートの間の最大の広がり。 1x32 PLC スプリッタは通常、1.5 dB 以下の均一性を指定します。すべてのポートが同一であると仮定すると、最悪の場合、予算が不足してしまいます。{6}}
• リターンロス- 反射される光の量。挿入損失とは別のパラメータであり、以下で詳しく説明されています。挿入損失と反射損失のガイド.

1x2、1x4、1x8、1x16、および 1x32 スプリッタの一般的な挿入損失

以下の値は、SC/UPC 終端 PLC スプリッタの理想的なスプリット損失と現実的な超過損失を組み合わせたものです。{0}}彼らです計画参照のみ;購入する特定の製品の実際の最大挿入損失が、受け入れられるかどうかを決定します。

• 1x2- 理想は 3.0 dB、通常最大は 3.6 ～ 4.0 dB。回線タップと小さな枝の保護に使用されます。-
• 1x4- 理想は 6.0 dB、通常最大は 7.0 ～ 7.4 dB。小規模な配布ポイントや FTTB ライザーでよく見られます。
• 1x8- 理想 9.0 dB、通常最大 10.0 ～ 10.5 dB。 FTTH アクセス閉鎖の主力製品。
• 1x16- 理想値は 12.0 dB、通常最大値は 13.0 ～ 13.7 dB。高密度の住宅分布。-
• 1x32- 理想は 15.0 dB、通常最大は 16.5 ～ 17.5 dB。 GPON アグリゲーションの標準。厳しい予算。
• 1x64- 理想は 18.0 dB、通常最大は 20.0 ～ 21.0 dB。 XGS-PON またはクラス C+ 光学系が必要です。

理想と指定された最大値の間のギャップは、超過損失と均一性許容値を加算したものです。評判の良いメーカーは、IEC 61753-1 / IEC 61753-031 のパフォーマンス カテゴリに基づいてすべてのデバイスをテストします。データシートを比較するときは、仕様が適切なカテゴリを参照していることを確認してください。IEC 61753 試験規格.
 

光スプリッタの挿入損失の計算方法

等しい N ウェイ スプリッターの理想的な分割損失は次のとおりです。-

理想的な分割損失 (dB)=10 × log₁₀(N)

不均等なスプリッターの場合、特定のポートでの損失は電力の分配によって異なります。

ポート損失 (dB)=−10 × log₁₀(P_ポート / P_で)

したがって、90:10 の不均等スプリッターは、過剰損失が追加される前に、90% ポートで約 0.46 dB の理想損失、10% ポートで 10.0 dB の理想損失を実現します。

設計に現実的な数値を得るには、超過損失を追加します。

推定挿入損失=理想的な分割損失 + 超過損失

ただし、実際のリンク バジェットについては、推定しないでください。- メーカーのデータシートから最大挿入損失を読み取って、それを使用してください。

実用例: 1x32 スプリッターを使用した GPON の電力バジェット

ITU{0}}T G.984 クラス B+ 光学に基づいた典型的な GPON 展開を想像してください。

• OLT 起動パワー (ダウンストリーム、1490 nm): +3.0 dBm (最小)
• ONT受信感度: -27.0 dBm
• 利用可能な合計予算: 30.0 dB

リンクは、8 km のシングルモード フィーダ ファイバ、FDH の 1x32 PLC スプリッタ、200 m の分配およびドロップ ファイバ、4 つの嵌合 SC/APC コネクタ ペア、および 2 つの融着接続で構成されています。

損失の累積:

• フィーダーファイバー、8.0 km × 0.35 dB/km @ 1490 nm=2.8 dB
• 分配 + ドロップファイバー、0.2 km × 0.35 dB/km=0.07 dB
• 1x32 PLC スプリッター、最大挿入損失=17.0 dB
• コネクタ、4 × 0.3 dB=1.2 dB
• 融着接続、2 × 0.1 dB=0.2 dB
• エンジニアリングマージン=3.0 dB

合計リンク損失=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24.3dB

利用可能なバジェット 30.0 dB から消費された 24.3 dB を差し引くと、5.7 dB のヘッドルームが残ります - リンクは快適なマージンで通過します。フィーダが 8 km ではなく 15 km の場合、同じ構成ではさらに 2.5 dB 損失します。まだ合格していますが、エンジニアリングマージンはほぼ半分になっています。スプリッタを 1x64 (最大 21 dB) に上げると、バジェットはさらに 4 dB - 減少し、その時点でクラス C+ OLT (35 dB バジェット) または XGS- PON 光ファイバが必要になります。
 

適切な分割比率を選択する方法

ユーザー数のみによって分割率を選択することは、PON のコミッショニングが失敗する最も一般的な原因です。代わりに次のシーケンスを使用してください。

PONクラスと総予算を確認する

OLT および ONT モジュールの光クラスを検索します。一般的な GPON クラスITU-T G.984.2は：

• クラス B+: 28 dB バジェット
• クラス C+: 32 dB バジェット
• クラス C++: 35 dB バジェット

XGS-PON N1 クラスと N2 クラスは通常、それぞれ 29 dB と 31 dB を提供します。 PON クラスはハードシーリングです - スプリッタは、予算から他のすべてを差し引いた以上の量を消費することはできません。

ファイバ、コネクタ、および接続損失の推定

シングルモード ファイバーの場合は、1490 nm で 0.35 dB/km、1550 nm で 0.22 dB/km を使用します。- UPC の場合は嵌合コネクタ ペアごとに 0.3 dB、APC の場合は 0.5 dB。融着接続あたり 0.05 ～ 0.1 dB。ヘッドラインの距離だけでなく、OLT から ONT へのパス上のすべてのコンポーネントをカウントします。

データシートから最大挿入損失を読み取る

標準値ではなく、指定された最大値を使用してください。設計で最悪のポートを保証する必要がある場合は、均一性許容値を追加します。- これは、遠方の加入者にサービスを提供する集中型スプリッタにとって重要です。

リザーブエンジニアリングマージン

FTTH では 2 ～ 3 dB が標準です。これには、ファイバーの老朽化、ネットワークの寿命中に追加されたスプライスの修復、コネクタの汚染、および温度による変動が含まれます。-。屋外空路を運行する通信事業者は、より上位にランクされることがよくあります。

1x8、1x16、1x32 を並べて比較する

• 1x8- 最適な用途: 長距離 FTTH、-マルチステージ カスケード、厳しい予算、修理が発生しやすいルート-。リスク: フィーダ ファイバーあたりのテイク レートが低下し、加入者あたりのコストが高くなります。 OLT ポートごとに高い加入者密度が必要な場合は避けてください。
• 1x16- 最適な用途: バランスのとれた郊外 FTTH、中距離-、2- ステージ アーキテクチャ（1x4 + 1x4 カスケード）。リスク: フィーダが長い場合、または OLT がクラス B の場合、マージンが限られます+. 次の場合は回避してください: 総距離とコネクタによってバジェットが 23 dB を超えてしまう。
• 1x32- 最適な用途: 短いフィーダの配線、クラス C+ 光、FDH での集中分割を備えた高密度の都市展開。リスク: マージンが非常に狭い。コネクタやスプライスを追加すると、最悪のポートが仕様の範囲外になる可能性があります。次の場合は避けてください: フィーダがクラス B+ で 12 km を超える場合、またはアーキテクチャでカスケードが必要な場合。

PLC と FBT スプリッター: どちらを使用するべきですか?

ポート数が 1x8 以上の場合、現実的な選択肢は PLC のみです。 PLC チップは、1260 ～ 1650 nm にわたって平坦な挿入損失を提供します。これは、同じスプリッタがダウンストリーム 1490/1577 nm、アップストリーム 1310 nm、および 1550 nm RF ビデオ オーバーレイに対して機能することを意味します。 FBT の損失は波長によって変化するため、デバイスは動作帯域に合わせて注文する必要があります。

FBT は、コストが主要な要素である低カウントの分割 (1x2、1x4)、単一波長のアプリケーション、および PLC が容易に生成できない不均等な比率の 3 つのケースに引き続き関連します。-コネクタの-重いリンクとスプリッタのリンク-で、損失の累積がどのように異なるかを実際に比較した場合は、より広範な処理を参照してください。ファイバーネットワークにおける挿入損失.

フィールド障害を引き起こす一般的な間違い

• 一般的な挿入損失を考慮した設計。典型的な値は、生産ロット全体の平均です。受け入れテストでは、データシートの最大値を使用する必要があります。
• カウント数の多いスプリッターの均一性を無視します。-1.5 dB の均一性を持つ 1x32 は、最悪のポートが最良のポートよりも 1.5​​ dB 悪いことを意味します。 1 つの ONT の OTDR 結果が境界線にある場合、多くの場合、均一性が欠落している変数です。
• コネクタの予算を忘れています。一般的な FTTH リンクには、OLT と ONT の間に 4 ～ 6 の嵌合ペアがあります。それぞれ 0.3 dB では、ファイバー 1 キロメートルより最大 1.8 dB - 大きくなります。
• 1x32 を 1x16 からの無料アップグレードとして扱います。追加の 3 dB の分割損失により、エンジニアリング マージンのほとんどが消費されます。リンクが 1x16 で正常で、2 dB の余裕がある場合、1x32 で障害が発生する可能性があります。
• エンジニアリングマージンはゼロです。初日に 0.5 dB 通過したリンクは、最初の修復スプライスまたはコネクタのクリーニング サイクル後に障害が発生します。

FTTH ビルド全体にわたる広範な光予算のコンテキストについては、{0}FTTH ネットワーク設計のウォークスルーフィーダー、分配、ドロップセクションを順に説明します。

まとめ

分割比は、PON 全体の基本電力分割を設定します。挿入損失は、リンク バジェット内に収まる必要がある実数です。 PON クラスの予算から逆算して選択し、ファイバ、コネクタ、スプライス、および均一性の寄与を差し引き、データシートからの最大挿入損失 - を使用します。理想値ではなく、一般的な値ではありません - を使用して、スプリッタの選択を検証します。実際の例で、1x32 でマージンが 1 dB でも消失していることが示された場合、それはベストケースの数値に依存するのではなく、1x16 に戻るべきという合図です。-

導入前に、購入するスプリッタ バッチの実際のテスト レポートをリクエストし、データシートで参照されている IEC パフォーマンス カテゴリと照らし合わせて検証し、報告された最大値で予算を再実行します。{0}数分かかるかどうかが、承認に合格するネットワークと、最初の苦情の後に再設計が必要なネットワークを分けるものです。{2}}