불균형 분할이 농촌 FTTH 프로젝트에 적합한 이유

디자인이 효과가 있었습니다. 그렇게 얇게 분산된 32개의 집을 연결하는 가장 효율적인 방법은 아니었습니다.

그 대화는 우리가 보는 것의 매우 전형적인 것입니다.농촌 FTTH프로젝트. 문제는 기술적 타당성이 아니라-경제성입니다. 그리고 밀도가 낮은 지역에서 전달되는 주택당 비용에 대한 최적화를 시작하면-균형이 맞지 않는 분할을 심각하게 보게 됩니다.

그렇다면 여기서 실제로 무슨 일이 벌어지고 있는 걸까요? 문제는 전통적인 PON 아키텍처의 작동 방식과 시골 가입자의 물리적 분산 방식 사이의 근본적인 불일치로 귀결됩니다.

밀집된 동네에서는 분할 캐비닛 반경 500m 이내에 64채의 주택이 있을 수 있습니다. 1:64 분배기를 설치하고 각 가정에 짧은 드롭 케이블을 연결하면 경제적으로 훌륭하게 작동합니다. 스플리터 비용은 64명의 가입자에게 나누어집니다. 케이블 길이가 짧습니다. 모두가 행복해요.

이제 시골길을 상상해보세요. 20km의 도로를 따라 30채의 집이 늘어서 있습니다. 일부는 교차로 근처에 4~6마리씩 모여 있습니다. 다른 사람들은 40에이커 규모의 부지에 혼자 앉아 있습니다. 중앙 집중식 분배기를 사용하여 서비스를 제공하려고 하면 개별 광섬유 가닥을 수 킬로미터에 걸쳐 서비스 지역 끝에 있는 집에 도달하게 됩니다.

전형적인 농촌 건설에 돈이 실제로 들어가는 곳은 다음과 같습니다.

인건비는 두 시나리오 사이에서 비교적 균일하게 유지되지만 농촌 지역에서는 케이블 비용이 급증하는 것을 확인하세요. 그것이 당신의 레버리지 포인트입니다. 케이블이 프로젝트 비용의 1/4이 아닌 절반에 해당하면 광섬유 길이를 추가하는 모든 설계 결정은 예산에 큰 타격을 줍니다. 그리고 전통적인 균형 잡힌 스플리터 디자인은 시골 시나리오에 불필요한 광섬유를 많이 추가합니다.

대체 접근 방식은-Montana ISP에게{1}}불균형 또는 비대칭 분할을 사용하도록 권장하는 방식입니다. 이 개념은 새로운 것이 아닙니다. 통신 엔지니어들은 케이블 TV 배포에 수십 년 동안 광 탭을 사용해 왔습니다. 하지만 이는 상당한 관심을 받고 있습니다.농촌 FTTH광섬유-비용 문제를 직접적으로 해결하기 때문입니다.

스플리터 유형에 익숙하지 않은 경우 빠른 기술 입문서:

기준PLC 분배기구성은 들어오는 광 전력을 모든 출력에 균등하게 나눕니다. 1:8 분배기는 8개의 출력 포트 각각에 빛의 12.5%를 보냅니다. 1:32 분배기는 전력을 32개의 동일한 부분으로 나눕니다. 이러한 균형 잡힌 분배기는 단일 위치에서 가입자 클러스터를 서비스해야 할 때 효과적입니다.

언밸런스 스플리터는 다른 기능을 수행합니다. 등분할 대신 설계된 비율(예: 90/10 또는 70/30)에 따라 전력을 분할합니다. 더 큰 부분은 트렁크 섬유 아래로 계속 내려가 다운스트림 위치를 제공합니다. 더 작은 부분은 특정 지점에서 가입자에게 서비스를 제공하기 위해 탭됩니다.

이것이 농촌 네트워크에 중요한 이유는 무엇입니까? 단일 트렁크 광섬유를 따라 여러 개의 불균형 탭을 데이지 체인으로 연결할 수 있기 때문에{0}}각 위치에서 지역 가정에 서비스를 제공하는 데 충분한 전력만 추출하는 동시에 더 아래쪽 위치에 대한 광학 예산을 보존할 수 있습니다.

탭 비율 선택에 대한 수석 엔지니어의 메모:

90/10과 70/30 사이를 결정할 때 스프레드시트의 감쇠 값만 보는 것이 아닙니다. 끊임없이 간과되는 실용적인 요소가 있습니다.향후 유지보수 여유.

여기에 우리의 경험 법칙이 있습니다. 클러스터에 현재 집이 3개만 있지만 근처에 빈 땅이 있는 경우 일반적으로 수학에서 엄격히 요구하는 것보다 약간 더 큰 탭 비율(예: 90/10 대신 80/20)-을 권장합니다. 이유는? 시골 지역에서는 트렁크 탭을 교체하기 위해 직원을 다시 보내는 데{7}}최소한의 방식으로 절약한 광전력보다 비용이 훨씬 더 많이 듭니다. 나중에 대대적인 재작업 없이 가입자를 추가할 수 있는 능력을 잃는 것보다는 다운스트림 마진 1dB을 먼저 희생하는 편이 낫습니다. 지금 "플러그 앤 플레이" 공간을 구축하세요. 2년 후에 새 집이 들어서면 자신에게 감사하게 될 것입니다.

이것이 실제로 현장에서 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 우리가 언급한 몬타나 프로젝트를 예로 들어보겠습니다. 원래 설계를 검토한 후 우리는 분산 탭 아키텍처를 사용하여 대안을 모델링하도록 도왔습니다.

원래 설계에서는 가입자 클러스터에 도달하기 위해 다양한 지점에서 광섬유가 벗겨지는 전체 18km 경로를 실행하는 48-파이버 분배 케이블이 필요했습니다. 설계의 총 섬유 킬로미터: 대략 380km.

수정된 접근 방식에서는 각 가입자 클러스터에 탭 포인트가 있는 2-파이버 트렁크(기본 및 백업)를 사용했습니다. 첫 번째 클러스터에서-머리에서 약 3km-끝에서 90/10 탭은 광 출력의 10%를 작은 클러스터로 전환합니다.FDB/FAT 상자1:8 밸런스 스플리터를 수용합니다. 인근 주택 6곳에 서비스를 제공합니다. 나머지 90%는 트렁크 아래로 계속됩니다.

7km 지점에 또 다른 탭(이번 탭은 85/15)이 8개 주택 클러스터에 서비스를 제공합니다. 12km 지점에서는 80/20 수도꼭지가 10채의 주택을 처리합니다. 그런 다음 최종 클러스터가 적절한 ONT 작동을 위해 GPON 전력 예산 내에서 여전히 남아 있는 광 전력을 수신할 때까지 경로를 따라갑니다.

2024년 벌크 파이버 가격을 기준으로 한 케이블 비용 추정. 실제 비용은 공급업체, 케이블 유형, 주문량에 따라 다릅니다.

그만큼섬유소 감소율은 약 65%로 나왔어요. 각 클러스터 지점의 추가 탭 장치와 인클로저를 고려하더라도 이 18km 경로에서 순 자재 절감액은 40,000달러를 초과했습니다.

이 ISP의 경우 케이블 비용이 40,000달러 절약되었다는 것은 이전에 보조금 예산에 따라 "실행 불가능"하다고 간주되었던 두 개의 추가 소규모 커뮤니티로 광섬유 도달 범위를 확장할 수 있다는 것을 의미했습니다. 이것이 바로-돈을 절약하는 것뿐만 아니라 고정된 자금 범위 내에서 실제로 가능한 것을 확장하는 것입니다.

ISP는 불균형한 디자인을 추진했습니다. 우리는PLC 스플리터각 노드의 탭 비율 선택에 대해 그들과 협력했습니다.

광 전력 예산에 어떤 일이 발생하는지 이해하지 않고는 광섬유를 따라 탭을 연결할 수 없습니다. 이것이 바로 농촌 배포가 기술적으로 흥미로운 부분이고{1}}일부 네트워크 계획자가 문제에 직면하는 부분입니다.

PON의 모든 구성 요소에는 손실이 발생합니다. 광섬유 자체는 1310nm 파장에서 킬로미터당 대략 0.35dB로 신호를 감쇠시킵니다. 커넥터는 각각 0.3-0.5dB를 추가합니다. 스플라이스는 0.1-0.2dB를 기여합니다. 그리고 스플리터는 구성에 따라 손실을 발생시킵니다.

밸런스 스플리터의 경우 계산은 간단합니다. 1:8 스플리터는 측정하는 출력 포트에 관계없이 약 10.5dB의 손실을 발생시킵니다. 모든 포트에는 동일한 전력 수준이 표시됩니다.

불균형 탭은 다르게 동작합니다. 스루 포트(다운스트림 탭으로 전력을 전달)는 상대적으로 낮은 손실을 보입니다.-분할 비율에 따라 일반적으로 0.5~2.5dB입니다. 탭 포트(로컬 가입자에게 서비스 제공)는 더 작은 전력 할당에 따라 더 높은 손실을 보입니다.

아래 표는 공통 탭비에 대한 일반적인 삽입 손실 값을 보여줍니다. 이는 배포하는 실제 구성요소의 제조업체 사양과 비교하여 항상 확인하는 대표적인 수치입니다.-

출처: Corning, CommScope 및 다양한 OEM 공급업체를 포함한 여러 PLC 스플리터 제조업체 데이터시트에서 편집되었습니다. 값은 1310/1550nm에서의 일반적인 성능을 나타냅니다. 실제 사양은 제조업체마다 다릅니다.

표준 GPON 시스템은 OLT 송신기와 ONT 수신기 사이에 약 28dB의 광학 예산을 제공합니다. XGS-PON은 트랜시버 클래스에 따라 29-35dB를 제공합니다. 귀하의 임무는 탭 체인의 맨 끝에 있는 가입자를 포함하여-모든 가입자가 해당 예산 내에서 적절한 신호를 수신하도록 하는 것입니다.

현장 팀의 경고:

많은 기획자들은 링크에서 가능한 모든 킬로미터를 짜내면서 마지막 소수점까지 28dB 예산을 계산합니다. 하지만 몬타나나 북부 스칸디나비아 같은 곳에서는 겨울철 손실을 고려해야 합니다.

우리가 직접 측정한 결과입니다. 극한의 추위로 인해 광섬유 케이블이 수축되고-품질이 낮은 어댑터에서는 9월에는 없었던 0.5~1dB의 손실이 추가로 발생하는 작은 물리적 변화가 발생할 수 있습니다. 체인의 마지막 ONT에서 전력을 계산할 때 우리의 설계 규칙은 간단합니다.-최소 3dB의 하드 마진을 구축합니다.. 최종 가입자에서 수학적으로 -26dBm이 표시되고 양호하다고 판단되면 서비스 호출에서 눈보라 하나 또는 노후화된 커넥터 하나가 떨어져 있는 것입니다. 한 번 더 탭하기 위해 링크 안정성을 희생하지 마십시오.

물리적 구성요소는 광학 설계만큼 중요합니다. 각 탭 포인트에는 스플리터를 보호하고 드롭 케이블을 위한 연결 포인트를 제공하며 서비스 지역의 어떤 날씨에도 견딜 수 있는 인클로저가 필요합니다.

시골 배포의 경우 이는 일반적으로 실외 등급을 의미합니다.-FDB/FAT 상자IP55 이상의 침투 보호 기능을 갖추고 있습니다. 인클로저는 로컬 배포를 위해 탭 분배기와 소형 밸런스 분배기(일반적으로 1:4 또는 1:8)를 수용해야 합니다. 포트 수는 구독자 클러스터와 몇 가지 예비용 공간과 일치해야 합니다. 그리고 장착 옵션은 위치에 따라 실제 설치 시나리오-폴 마운트, 스트랜드 마운트 또는 벽 마운트에 적합해야 합니다.

우리는 서류상으로는 적절해 보이지만 현장에서는 작동하지 않는 인클로저를 지정하여 프로젝트가 실패하는 것을 보았습니다. 8명의 가입자 드롭 등급의 박스는 실제로 드롭 케이블을 깔끔하게 라우팅하고 관리할 수 없다면 도움이 되지 않습니다. 벽면-마운트-브래킷만 있는 인클로저는 탭 위치의 절반이 전신주에 있을 때 문제가 됩니다.

우리가 공급할 때광섬유 터미널 박스몬타나의 프로젝트와 같은 프로젝트의 경우, 우리는 클러스터가 성장하는 동안에도 상자를 관리 가능한 상태로 유지하기 위해 불균형 탭 모듈을 위한 전용 내부 라우팅과 같은 현장의 -실용적인 기능-에 중점을 둡니다.{2}} 특정 제품보다 더 중요한 것은 인클로저 사양을 실제 현장 조건에 맞추는 것입니다. 먼지로부터 제대로 밀봉되지 않는 50달러 상자는 처음에 제대로 작동하는 80달러 상자보다 트럭 롤 비용이 훨씬 더 많이 듭니다.

끊임없이 제기되는 질문 중 하나는 불균형 분할이 실제로 전통적인 균형 아키텍처를 고수하는 것과 비교하여 실제로 의미가 있는 경우는 언제입니까?

정직한 대답은 특정 경로 형상에 따라 다르다는 것입니다. 그러나 일부 패턴은 꽤 일관되게 유지됩니다.

분산 탭 아키텍처는 가입자 밀도가 경로당 약 15-20가구-킬로미터 미만으로 떨어지면 승리하는 경향이 있습니다. 밀도가 높을수록 스플리터를 어디에 두든 상관없이 이미 대부분의 가입자와 상대적으로 가깝기 때문에 광섬유 절약 효과가 줄어듭니다. 밀도가 낮은 경우-특히 주택이 길게 뻗은 빈 도로로 분리되어 그룹으로 모여 있는 경우 비용 절감 효과가 빠르게 커집니다.

경로 길이도 중요합니다. 5~8km 미만의 짧은 경로에서는 여러 탭 포인트를 관리하는 복잡성으로 인해 광섬유 절약이 정당화되지 않을 수 있습니다. 15~20km를 초과하는 장거리 노선에서는 추가 계획 및 구성 요소 비용을 쉽게 능가하는 상당한 비용 절감 효과를 누리는 경우가 많습니다.

불균형한 아키텍처에서 벗어나야 하는 경우-저희의 솔직한 의견:

보세요, 우리는 이 접근 방식을 좋아하고 자주 권장합니다. 그러나 전통적인 1:32 또는 1:64 균형 디자인을 고수해야 하는 상황이 있습니다.

1. "산불" 교외 성장 지역.귀하의 경로가 향후 3년 내에 대규모 주택 개발이 예상되는 토지를 통과하는 경우 불균형 탭 체인이 빠르게 포화될 것입니다. 나중에 확장한다는 것은-광학 예산 전체를 재설계하거나 병렬 인프라를 실행하는 것을 의미합니다. 둘 다 재미가 없습니다. 이러한 경우, 사용하지 않는 분배기 포트를 켜기만 하면 되는 균형 잡힌 아키텍처의 유연성은-추가 케이블 비용을 지불할 가치가 있습니다.

2. 유지보수 직원은 OTDR이-편안하지 않습니다.불균형 네트워크 문제를 해결하는 것은 단순한 1:32 분할보다 실제로 어렵습니다. 손실 프로필은 OTDR 추적의 계단처럼 보이며, 현장 기술자가 적색광-시각적 결함 탐지기를 사용하는 방법만 알고 있다면 어려움을 겪게 될 것입니다. 우리는 운영자가 분산 탭 설계를 채택한 후 모든 서비스 호출에 두 배의 시간이 걸리기 때문에 6개월 동안 좌절감을 느끼는 것을 보았습니다. 팀이 학습 곡선을 이룰 준비가 되어 있지 않은 경우 추가 광섬유 비용을 지불하고 유지 관리를 단순하게 유지하십시오.

언제밸런스드 및 언밸런스형 스플리터긴급 상황이 발생하면 우리는 일반적으로 다음과 같은 질문을 합니다. 가입자 증가 예측에 대해 얼마나 확신하고 있으며 현장 팀의 기술은 얼마나 됩니까? 두 답변이 모두 "매우 견고"하다면 일반적으로 불균형이 비용 측면에서 승리합니다. 두 가지 대답 중 하나가 "솔직히, 확실하지 않음"인 경우 균형 조정은 적응할 수 있는 여지를 더 많이 제공합니다.

불균형 네트워크에 대한 테스트 및 인증에는 표준 PON 절차의 조정이 필요합니다. 여러 분할 지점은 기존의 단일 분할기 아키텍처와 다르게 보이는 OTDR 추적을 생성하며{1}}기술자는 현재 보고 있는 내용을 이해해야 합니다.

각 탭은 OTDR 추적에서 개별 손실 이벤트로 나타납니다. 스루 포트 손실은 상대적으로 작은 반면(대부분의 비율에서 2dB 미만), 탭 포트는 설계된 비율에 따라 더 큰 손실을 나타냅니다. 이 아키텍처에 익숙하지 않은 기술자는 이러한 예상 손실을 결함으로 잘못 해석하는 경우가 있습니다.

VIAVI 및 기타 테스트 장비 제조업체는 테이퍼형/불균형형 스플리터 네트워크를 특성화하기 위한 특정 모드를 추가했습니다. VIAVI의 기술 문서에 따르면 PON OTDR 제품에는 특히 분산 탭 아키텍처의 테스트 요구 사항을 해결하기 위해 "불평형 스플리터 지원"이 포함되어 있습니다.

분산 탭 설계에서는 문서화가 더욱 중요해집니다. 각 엔클로저는 탭 비율과 해당 지점까지의 누적 광 손실을 라벨로 표시해야 합니다. 기술자가 설치 후 2년 후에 서비스 요청에 응답할 때 전체 예산을 처음부터 다시 계산하지 않고도 해당 위치의 예상 전력 수준을 신속하게 파악해야 합니다.

연방 자금 지원을 추구하는 미국 네트워크 사업자의 경우,농촌 FTTH프로젝트는 종종 USDA ReConnect 보조금 및 대출 자격을 얻습니다. 이 프로그램은 2018년부터 50억 달러 이상을 투자하여 서비스가 부족한 농촌 지역에 광대역을 제공했습니다. 현재 요구사항에서는 균형 아키텍처 또는 불균형 아키텍처를 사용하는지 여부에 관계없이 적절하게 설계된 GPON 또는 XGS{6}}PON 네트워크에 도달할 수 있는{5}}100Mbps 대칭 서비스 기능을 요구합니다.

핵심 제약은 귀하의 설계가 실제로 모든 가입자 구내에 적절한 서비스를 제공한다는 것을 입증하는 것입니다. 광학 예산 계산은 가장 먼 위치에서도 충분한 여유를 보여야 합니다. 불균형 아키텍처는 기본적인 성능 요구 사항을 변경하지 않습니다.{2}}단지 이를 효율적으로 충족하기 위해 광 전력을 할당하는 방법만 변경합니다.

계획 중이라면농촌 FTTH배포 및 경로가 농촌 지역의 전형적인 분산되고 밀집된 가입자 패턴을 보여줍니다. 불균형한 분할은 진지하게 평가할 가치가 있습니다. 광케이블 비용을 30~50% 절감할 수 있는 잠재력은 특히 비즈니스 사례가 이미 부족한 경우 프로젝트 실행 가능성에 직접적인 영향을 미칩니다.

기술적 요구 사항은 이국적이지 않습니다. 품질이 필요합니다PLC 분배기밸런스 및 언밸런스 구성 모두에 대해 검증된 사양을 갖춘 구성 요소입니다. 실외용-등급이 필요합니다FDB/FAT 상자설치 시나리오에 적합한 인클로저. 그리고 모든 가입자가 적절한 신호를 수신할 수 있도록 신중한 광학 예산 엔지니어링이 필요합니다.

성공적인 농촌 배포와 어려움을 겪고 있는 농촌 배포의 차이를 만드는 것은 일반적으로 기술이 아닙니다.{0}}도시 가정을 근본적으로 다른 환경에 이식하는 것이 아니라 네트워크 설계가 농촌 현실을 설명하는지 여부입니다.

가장 소중한 첫걸음은? 실제 가입자 위치와 경로 구조를 매핑하세요. 올바른 아키텍처 선택은 표준 템플릿을 적용하는 것이 아니라 해당 분석을 통해 이루어집니다. 현재 시골 경로를 매핑하고 있는데 계산이 합산되지 않는 경우 경로 구조를 보내주세요. 특정 프로젝트에 대한 균형 아키텍처와 불균형 아키텍처에 대한 빠른 비교 분석을 실행할 수 있습니다.-문자열은 첨부되지 않습니다.우리 팀에 연락하세요-이것이 바로 우리가 연구하고 싶은 문제입니다.

참고자료

VIAVI 솔루션. "광섬유 구성, 3부: 불균형 스플리터 아키텍처로 PON 인증."

ISE 매거진. "농촌 지역을 위한 FTTH 솔루션."

USDA 농촌 개발. “ReConnect 대출 및 보조금 프로그램.”

광섬유 협회. "PON용 광섬유 분배기."

데이터 면책조항

비용 절감 비율, 광학 사양 및 프로젝트 예는 일반적인 업계 가치와 예시 시나리오를 나타냅니다. Montana 프로젝트 예에서는 일반적인 농촌 배포 패턴을 기반으로 한 대표적인 수치를 사용합니다. 실제 결과는 특정 경로 구조, 가입자 분포, 구성 요소 선택 및 현지 인건비에 따라 달라집니다. 특정 구성 요소에 대한 제조업체 데이터시트를 기준으로 광학 손실 값을 확인해야 합니다. USDA 자금 수치는 2024년 말 기준 공식 프로그램 문서를 기준으로 합니다.