1:32 대 1:64 PLC 분배기: GPON/XGS-PON 링크 예산 선택 가이드

모든 FTTH 엔지니어는 어려움을 알고 있습니다. ODN을 설계할 때 광섬유 경로보다 분할 비율에 대해 고민하는 데 더 많은 시간을 소비합니다. 두 개의 동일한 주거용 블록 - 한 디자인은 1:32를 사용하고 다른 디자인은 1:64를 사용합니다. 이유를 물어보면 "우리가 항상 사용하는 것입니다" 또는 "템플릿입니다"라는 말을 자주 듣게 됩니다. 하지만 광전력은 거짓말을 하지 않습니다. 분할 비율을 두 배로 늘리면 링크 예산이 약 3dB 소모됩니다. 액세스 네트워크의 마지막 킬로미터에서 이 3dB는 "정상 작동"과 "무작위로 오프라인이 됨"의 차이가 될 수 있습니다.

최근에 저는 GLORY LGX Cassette PLC 스플리터의 측정 데이터를 1:32와 1:64를 나란히 비교했습니다. 실제 프로젝트에서 얻은 몇 가지 고통스러운 교훈과 함께 분할 비율 선택에 대해 배운 내용은 다음과 같습니다.

1. 기술 입문서: FBT 대 PLC - 왜 중요한가요?

분할 비율을 파헤치기 전에 분할기가 어떻게 만들어지는지 아는 것이 도움이 됩니다. FBT(Fused Biconical Taper)와 PLC(Planar Lightwave Circuit)라는 두 가지 주요 기술이 있습니다.

FBT는 두 개 이상의 섬유를 함께 비틀고 융합되고 점점 가늘어질 때까지 가열하는 방식으로 작동합니다. 이는 성숙하고 저렴한-비용의 기술입니다. 특정 파장에서 작은 분할 비율(1:2, 1:4)의 경우에도 여전히 경쟁력이 있습니다.

그러나 FBT에는 FTTH에 대한 심각한 한계가 있습니다.

• 1:8 이상으로 분할하는 것은 어렵습니다. 1:32가 실질적인 한계이며 균일성이 저하됩니다.

• 온도에 민감 - 융합된 영역이 팽창 및 수축하여 손실 변화를 일으킵니다.

• 다중 파장 PON에서 문제가 되는 파장-의존적 동작.

PLC 기술은 다른 접근 방식을 취합니다. 이는 반도체 제조를 사용하여 실리카 기판에 도파관을 리소그래피 방식으로 생성합니다. 일반적인 PLC 칩에는 기계 지원을 위한 기판, 광 라우팅을 위한 도파관 레이어, 보호를 위한 오버클래딩 등 정밀하게 에칭된 3개의 레이어가 있습니다. 이 칩-과 유사한 프로세스는 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공합니다.

• 분할 비율은 1:32, 1:64, 심지어 1:128까지 쉽게 도달하므로 고밀도 도시 지역에 적합합니다.-

• 탁월한 균일성 – 각 출력은 거의 정확히 동일한 양의 전력을 얻습니다.

• O, E, S, C 및 L 대역을 포괄하는 넓은 파장 범위(1260-1650 nm)로 GPON/XGS-PON 공존에 이상적입니다.

• 높은 온도 안정성 - 손실은 -40도에서 +85도까지 거의 변하지 않으며, 이는 실외 캐비닛 및 기둥 장착 상자에 중요합니다.

• 컴팩트한 크기 – 1:32 장치는 4×12×60mm만큼 작을 수 있으므로 1U 랙에 많은 LGX 모듈이 가능합니다.

글로벌 PLC 스플리터 시장은 2025년 약 16억 1,500만 달러에서 2031년 23억 7,000만 달러로 연평균 성장률(CAGR) 약 6.1%로 성장할 것으로 예상됩니다. 카세트(LGX) 부문만 해도 FTTH/FTTx 출시와 5G 및 데이터 센터의 고성능 수동 구성요소에 대한 수요에 힘입어 2032년까지 9억 4,500만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. LGX 패키징은 성장하는 네트워크에 꼭 필요한 ODN 설계에 모듈식, 핫스왑 가능, 표준화된 관리 기능을 제공하므로 이러한 추세의 핵심 부분입니다.

FTTH 애플리케이션의 경우 FBT를 고려할 이유가 거의 없습니다. GLORY의 LGX 시리즈는 G.657A1 굽힘-무감도 광섬유(최소 굽힘 반경 10mm, 좁은 랙 캐비닛에 적합)와 국제 표준을 충족하거나 초과하는 삽입 손실/균일성 수치를 갖춘 고품질 PLC 칩을 사용합니다.

2. 하드 데이터: 1:32와 1:64 비교

LGX 카세트 스플리터의 사양 번호는 다음과 같습니다.

3dB 차이

1:32의 일반적인 손실은 약 16.0dB이고, 1:64의 경우 약 19.5dB – 3.5dB 델타입니다. PON 시스템에서 OLT는 일반적으로 +3 ~ +5 dBm(클래스 B+)을 시작합니다. ONT의 감도는 약 -27dBm(GPON) 또는 -28dBm(XGS-PON)입니다. 광섬유 감쇠(예: 0.35dB/km × 5km=1.75dB), 커넥터 손실(각각 0.3dB=1.2dB의 커넥터 4개) 및 접속 손실(0.1dB=0.3dB의 접속 3개)을 포함합니다.

1:32 스플리터 사용:

+5 dBm – 16.0 dB – 1.75 dB – 1.2 dB – 0.3 dB=–14.25 dBm – ONT의 감도 내에 있습니다.

1:64 스플리터 사용:

+5 dBm – 19.5 dB – 1.75 dB – 1.2 dB – 0.3 dB=–17.75 dBm – 여전히 허용 가능하지만 마진이 더 좁습니다.

하지만 참고하세요:표는 최대 삽입 손실을 보여줍니다. 1:64의 경우 최악의-손실은 20.5dB입니다. 동일한 계산 사용: +5 dBm – 20.5 dB – 1.75 dB – 1.2 dB – 0.3 dB=–18.75 dBm. 여전히 ONT의 -27dBm 내에 있지만 마진은 더욱 줄어들었습니다.

일률:1.5dB에서 2.5dB까지 - 실제 의미

균일성 행을 살펴보세요. 1:32는 1.5dB보다 작거나 같고, 1:64는 2.5dB보다 작거나 같습니다. 이것은 종종 간과됩니다. 4-층 MDU에 1:64 분배기를 설치한다고 가정해 보겠습니다. 손실이 가장 높은 출력 포트는 손실이 가장 낮은 포트보다 2.5dB 더 약할 수 있습니다. 이러한 변화는 각 ONU가 보는 광전력, 더 중요한 것은 업스트림 경로에 직접적인 영향을 미칩니다.

업스트림 방향에서 ONU는 일반적으로 +0.5에서 +5 dBm 사이의 전력으로 전송합니다. 스플리터를 역방향으로 통과한 후 신호는 OLT에서 결합됩니다. OLT는 넓은 동적 범위를 처리해야 합니다. 2.5dB의 균일성은 일부 ONU 신호가 다른 ONU 신호보다 2.5dB 더 약하게 도달한다는 것을 의미합니다. 최신 OLT에는 자동 이득 제어 및 버스트{8}}모드 수신기가 있지만 변형이 크면 비트{9}}오류율(BER)이 증가하고 부하가 높은 기간 동안 ONU가 등록 취소되는-경우가 있습니다. 이는 사후 진단이 매우 어려운 일종의 "무작위" 문제입니다.

온도 안정성 - 숨겨진 요소

표에는 일반적인 온도-의존 손실 0.3-0.4dB 및 최대 0.5dB가 나와 있습니다. 그러나 1:64 스플리터는 본질적으로 열 순환에 더 민감합니다. PLC 칩, 광섬유 및 하우징 간의 열팽창 계수 차이로 인해 고정 수치에 추가 손실이 추가될 수 있으며, 특히 주야간 온도 변화가 큰 실외 캐비닛에서는 더욱 그렇습니다. 이것이 보수적으로 설계된 많은 ODN 설계가 여전히 1:64보다 1:32를 선호하는 이유입니다. 그들은 더 안전한 쿠션을 원합니다.

3. 진짜-맹목적인 선택으로 인한 세계 실패 1:64

작년에 우리는 중국 남부 도시의 브라운필드 FTTH 업그레이드를 도왔습니다. 커뮤니티에는 약 60채의 아파트가 있었습니다. 통신실은 사유지의 먼 모퉁이에 있었습니다. 가장 먼 건물까지 연결되는 가장 긴 광섬유 길이는 약 6.8km였습니다. 원래 설계에서는 2개의 1:32 분배기를 사용했으며 각각은 약 30명의 가입자에게 서비스를 제공했습니다. Purchasing에서는 '가격이 거의 동일하고 미래에도 사용할 수 있기 때문에' 1:64 스플리터를 사용하기로 결정했습니다.-

 

설치가 순조롭게 진행되었습니다. 승인 테스트에서는 허용 가능한 수신 수준이 나타났습니다. 가장 먼 8개의 ONT는 임계값 바로 위에서 -26.5~-28dBm 사이에서 측정되었습니다. 건조한 가을의 일이었습니다.

그리고 장마철이 왔습니다. 높은 습도로 인해 두 개의 스플라이스 클로저 내부에 응결이 발생했습니다. 3개의 ONT가 오프라인 상태가 되었습니다. 현장 조사 결과 스플리터 출력 포트에서 SC/APC 커넥터가 약간 헐거워진 것을 발견했습니다. 다시 장착하면-수신 전력이 -27.3dBm에서 -25.2dBm으로 돌아옵니다. 문제는 해결되었지만 헬프데스크에는 몇 주 동안 전화가 쇄도했습니다.

근본 원인: 1:64 스플리터는 예상치 못한 손실(커넥터 산화, 습도-로 인한 미세-굴곡, 노후화)에 대한 여백을 거의 남기지 않았습니다. 1:32가 제공하는 추가 3dB는 서비스 중단 없이 커넥터 문제를 흡수했을 것입니다.

그 이후로 우리는 간단한 규칙을 따랐습니다. OLT에서 3km 이내에서는 1:64가 허용됩니다. 3km를 초과하는 거리의 경우 또는 계단식 분할을 사용하는 경우 1:32를 고수하세요.

4. 실험실 테스트: GLORY LGX 카세트 1:32 대 1:64

1:32 및 1:64 LGX 모듈 모두 48시간 열 주기 테스트(-40도 ~ +85도)를 거쳤습니다. 4시간마다 삽입 손실을 측정했습니다.

• 1:32 모듈은 16.7dB에서 시작하여 최대 17.1dB까지 증가했습니다. 이는 0.4dB 증가한 수치이며 여전히 사양 내에 있습니다.

• 1:64 모듈은 20.1dB에서 20.9dB로 0.8dB 증가했으며, 역시 21.5dB 이하의 보장 범위 내에서 증가했습니다.

모듈이 실온으로 돌아온 후 두 모듈 모두 원래 손실 값으로 회복되었습니다. 영구적인 손상 없음 – 극한의 온도에서 커넥터와 씰의 약간의 기계적 변형으로 인해 일시적인 변화가 발생했습니다. 그러나 1:64는 거의 두 배의 변화를 보여 분할 비율이 높을수록 환경 스트레스에 더 민감하다는 것을 확인시켜 줍니다.

1:8 및 1:16 LGX 모듈도 테스트했습니다. 1:8 모듈은 10.1-10.3dB에서 거의 움직이지 않고 안정적으로 유지되었습니다. 예산이 허용된다면 2개의 1:8 스플리터를 캐스케이드(총 손실 ~20.6dB)로 사용하는 것은 1:64(20.5dB) 1개와 거의 동일하지만 1:8 모듈이 훨씬 더 안정적이며 중간 스플라이스 포인트는 오류 격리를 위한 유용한 테스트 액세스를 제공합니다.

5. 중앙 집중식 분할과 분산 분할 - 선택이 어떻게 바뀌는가

분할 비율 결정은 분할 아키텍처와 강력하게 상호 작용합니다.

중앙 집중식 분할(단일-수준)하나의 대형 1:32 또는 1:64 분배기를 중앙 사무실이나 대형 ODF 캐비닛에 배치합니다. 모든 드롭 파이버는 해당 스플리터에서 가입자로 직접 이동합니다. 장점: 관리가 간단하고 장애 지점이 적으며 광섬유 라우팅이 간단합니다. 단점: OLT에서 스플리터까지 많은 피더 광케이블(1:64 스플리터의 경우 64개 광케이블)과 많은 광케이블 용량이 모든 플랫이 연결될 때까지 사용되지 않습니다. 중앙 집중식 분할은 작업 공간이 즉각적이고 사용량이 많은 비즈니스 파크나 새로운-빌딩 오피스 타워에 가장 적합합니다.-

분산 분할(계단식)거리 캐비닛의 1:4 스플리터와 건물 입구 또는 계단통의 1:8 또는 1:16 스플리터의 두 단계를 사용합니다. 피더 케이블에는 2{9}}4개의 광섬유만 필요하며 가입자가 가입할 때 스플리터 모듈만 설치하면 됩니다. 이는 점진적인 수용이 가능한 주거 지역에 이상적입니다. 단점: 필드 스플라이스가 더 많고 총 삽입 손실이 더 높습니다(1:4 + 1:8 캐스케이드는 1:32에서 1:64 사이에서 약 7.1+10.4=17.5dB입니다).

그만큼LGX 카세트여기가 빛납니다. 하나의 1U 또는 2U 랙이 1:8, 1:16, 1:32 및 1:64 모듈의 혼합을 호스팅할 수 있습니다. 몇 개의 1:8 모듈로 시작한 다음 나중에 광섬유나 랙을 건드리지 않고 1:16 또는 1:32로 밀어 넣을 수 있습니다. 첫날부터 큰 1:64에 전념할 필요가 없습니다. '성장에 따라-지불'하는 유연성은 자본 비용과 운영상의 번거로움을 줄여줍니다.

6. 커넥터 및 접속 손실을 잊지 마십시오. 합산됩니다.

설계자는 스플리터의 삽입 손실에만 초점을 맞추는 경우가 많지만 실제 ODN은 여러 소스에서 손실을 축적합니다.

• 커넥터 손실: 각 SC/APC 또는 SC/UPC 연결은 약 0.3-0.5dB를 추가합니다. 일반적인 경로에는 8~10개의 커넥터가 있을 수 있으며 쉽게 3~4dB를 추가할 수 있습니다.

• 접속 손실: 각 융합 접속은 0.1-0.2dB를 추가합니다. 3-5개의 스플라이스를 사용하면 0.5-1dB가 추가됩니다.

• 노후화 마진: 5-8년 이상, 커넥터 페럴 마모, 먼지 축적 및 섬유 미세 굴곡으로 인해 손실이 서서히 증가할 수 있습니다. 보수적인 설계에서는 노화를 위해 최소 3dB를 확보합니다.

다음 항목 추가: 스플리터 20.5dB + 커넥터 3.0dB + 스플라이스 1.0dB + 에이징 3.0dB=27.5dB. 클래스 B+ GPON 링크 버짓은 28dB이며 0.5dB의 여유만 남깁니다. 너무 빡빡해요. 이것이 바로 Class C+ OLT(32dB 예산)를 사용하거나 ODN이 매우 짧고 깨끗한 경우에만 1:64가 권장되는 이유입니다.

7. 25G PON과 50G PON은 어떻습니까? 다시 디자인해야 합니까?

많은 사업자들은 향후 PON 업그레이드로 인해 ODN이 쓸모 없게 될 것이라고 걱정합니다. 25G PON의 경우 NRZ에서 PAM4 변조로 전환하면 수신기 감도가 약 3dB 악화됩니다. 즉, 단일-단 1:32(~17.5dB 손실)로 변환하지 않으면 GPON에 잘 작동했던 2-스테이지 분할(예:. 1:8+1:8, ~21dB 손실)이 더 이상 25G PON에 사용되지 않을 수 있음을 의미합니다. 이를 위해서는-캐비닛 레이아웃과 파이버 라우팅을 재설계해야 하며 비용이 많이 들고 파괴적입니다.

그러나 GPON에서 XGS-PON으로의 전환이 최우선 과제입니다. 콤보-PON 기술(OLT 내부의 WDM)을 사용하면 GPON과 XGS-PON이 스플리터나 광섬유를 변경하지 않고도 동일한 ODN에 공존할 수 있습니다. XGS-PON 예산(29-31dB)은 GPON 클래스 B+/C와 유사합니다.+. 25G/50G PON의 경우 실행 가능한 공존 솔루션이 등장하고 있으며 기존 수동 인프라가 수년 동안 지속될 가능성이 높습니다. 그럼에도 불구하고, 높은-균일성과 저손실 LGX 모듈(1:32 또는 1:64)을 갖춘 잘 설계된 ODN은 미래를 위한 가장 큰 여유 공간을 제공합니다.

8. 실용적인 선택 가이드

현장 경험을 바탕으로 저는 다음과 같은 경험 법칙을 사용합니다.

• OLT 광학 모듈부터 시작하세요.배포된 많은 GPON OLT는 클래스 B+(28dB 예산)를 사용합니다. 1:64의 경우 Class C+(32dB)가 필요합니다. XGS-PON 모듈은 일반적으로 29-31dB를 제공합니다. 커밋하기 전에 데이터시트를 확인하세요.

• 거리와 마진.가장 먼 ONT가 2km 이하이고 광섬유 감쇠가 낮은 경우(0.33dB/km 이하), 좋은 예산으로 1:64가 가능합니다. 2~5km의 경우 1:32를 고수하세요. 5km를 초과하면 1:16 또는 캐스케이드를 사용하십시오.

• 계단식 아키텍처.1:4 + 1:8 캐스케이드는 총 17.5dB(1:32에서 1:64 사이)입니다. 중간 테스트 지점과 보다 쉬운 단계별 투자를 제공하지만 활성 노드 수가 늘어납니다.

• 성장할 여지를 남겨두세요.1:64 스플리터가 30개 포트만 사용하는 경우 나머지 34개 포트는 유휴 상태이지만 여전히 먼지와 오염에 취약합니다. 두 개의 1:32 분할기를 배포하고 필요할 때만 두 번째 분할기를 채우는 것이 더 나은 경우가 많습니다.

• LGX 카세트를 표준화합니다.프로젝트 전체에서 동일한 LGX 폼 팩터를 사용하면 재고 관리가 단순화되고 잘못된 부품을 주문할 위험이 줄어듭니다.

LGX Cassette 시리즈는 핫{0}}스왑 가능한 모듈을 지원합니다. 1:32로 시작하고 나중에 광섬유나 랙을 방해하지 않고 1:64로 교체(또는 두 번째 장치 추가)할 수 있습니다. 몇몇 운영자는 최종 테이크업률을 예측할 수 없었기 때문에 이 접근 방식을 선택했습니다.-유연성이 좋은 결과를 얻었습니다.

9. 업스트림 – 자주 무시되는 방향

우리는 다운스트림(OLT→ONT)에 집착하는 경향이 있지만 업스트림 경로도 똑같이 중요합니다. GPON에서 ONT 전송 전력은 일반적으로 +0.5 ~ +5 dBm입니다. 스플리터를 역방향으로 통과하고 다른 ONT 신호와 결합한 후 OLT에 도달하는 전력은 상당히 낮아질 수 있습니다.

1:64 스플리터의 경우 업스트림 손실은 약 -20dB입니다. 단지 +0.5 dBm으로 전송하는 ONT는 OLT에 약 -19.5 dBm을 제공합니다. 이는 여전히 일반적인 OLT 감도(-28 ~ -30 dBm)보다 높지만 마진은 작습니다.

또한 OLT의 버스트-모드 수신기는 다양한 ONT의 다양한 입력 전력을 처리해야 합니다. 균일성이 낮은(2.5dB) 스플리터는 상황을 더욱 악화시켜 잠재적으로 패킷 오류 및 ONU 등록 취소를 일으킬 수 있습니다. 그렇기 때문에 1:64가 불가피할 경우 최상의 균일성을 갖춘 모듈을 선택하는 것이 좋습니다. 각 배치에 대해 포트별 테스트 보고서를-제공할 수 있습니다.

10. 생산 일관성 및 추적성

필드{0}}접합 모듈과 달리 카세트 스플리터는 현장에서 조정할 수 없습니다. 잘못된 모델로 주문이 도착하거나 한 채널에 과도한 손실이 발생하면 프로젝트가 지연됩니다. 따라서 우리는 배치-수준의 가속 수명 테스트를 수행하고 각 배송에 대해 채널별 손실 데이터를 제공합니다.- 고객은 계약서에 맞춤형 승인 기준을 지정할 수도 있습니다.

그 결과 LGX 카세트를 사용하는 여러 프로젝트 사이트가 동일한 기준에서 작동하게 되었습니다. 테스트, 문서화 및 문제 해결이 표준화되어 현장 팀의 시간이 크게 절약됩니다.-

결론

분할 비율을 선택하는 것은 단순히 "클수록 좋다"는 것이 아닙니다. 1:32와 1:64의 차이는 약 3-4dB의 광학적 예산이지만, 실제-플랜트 외부 배치에서 이러한 데시벨은 설치 마진, 장기적인 노후화 내성 및 유지 관리 용이성으로 직접 변환됩니다.

1:32와 1:64는 각각 그 자리가 있습니다. 고밀도-밀도가 짧은-도심 건물에는 1:64가 적합할 수 있지만, 거리가 길거나-거리가 혹독한-환경 링크에는 1:32의 추가 쿠션이 필요한 경우가 많습니다. GLORY의 LGX Cassette 시리즈는 두 가지 모두를 제공하며, 동일한 랙에 혼합할 수 있는 기능을 통해 진정한 "성장에 따라 지불-할 수 있는" 도구 키트를 제공합니다.

다음에 PON 네트워크를 설계할 때는 분배기의 라벨만 보지 마십시오. 누적 링크 손실을 계산하고, 향후-사용률, 모듈의 균일성, 몇 대의 트럭 롤 비용을 고려합니다. 오늘날 약간의 추가 마진은 스플리터 가격의 몇 배에 달하는 가치가 있습니다.