Répartiteur PLC 1:32 ou 1:64 : GPON/XGS-Guide de sélection du budget de liaison PON

Chaque ingénieur FTTH connaît le problème : lors de la conception d'un ODN, vous passez plus de temps à vous soucier du rapport de répartition que du chemin de la fibre. Deux blocs résidentiels identiques – une conception utilise 1:32, l’autre 1:64. Demandez pourquoi, et vous entendrez souvent « c'est ce que nous utilisons toujours » ou « c'est le modèle ». Mais la puissance optique ne ment pas. Doubler le rapport de partage coûte environ 3 dB en budget de liaison. Dans le dernier kilomètre d'un réseau d'accès, ces 3 dB peuvent faire la différence entre "fonctionne bien" et "se déconnecte de manière aléatoire".

Récemment, j'ai parcouru les données mesurées pour nos répartiteurs GLORY LGX Cassette PLC, en comparant 1:32 et 1:64 côte à côte. Outre quelques leçons douloureuses tirées de projets réels, voici ce que j'ai appris sur le choix du ratio de partage.

1. Introduction à la technologie : FBT vs PLC – pourquoi c'est important

Avant d’approfondir les ratios de division, il est utile de savoir comment est fabriqué un séparateur. Deux technologies principales existent : le Fused Biconical Taper (FBT) et le Planar Lightwave Circuit (PLC).

FBT fonctionne en tordant deux ou plusieurs fibres ensemble et en les chauffant jusqu'à ce qu'elles fusionnent et se rétrécissent. Il s'agit d'une technologie mature et peu coûteuse. Pour les petits rapports de division (1:2, 1:4) à une longueur d'onde spécifique, il reste compétitif.

Mais FBT a de sérieuses limites pour le FTTH :

• Le fractionnement au-delà de 1:8 est difficile ; 1:32 est la limite pratique et l'uniformité en souffre.

• Sensible à la température – la région fusionnée se dilate et se contracte, provoquant une variation des pertes.

• Comportement dépendant de la longueur d'onde-, ce qui pose problème pour les PON à plusieurs longueurs d'onde.

La technologie PLC adopte une approche différente. Il utilise la fabrication de semi-conducteurs pour créer par lithographie des guides d'ondes sur un substrat de silice. Une puce PLC typique comporte trois couches gravées avec précision : un substrat pour le support mécanique, une couche de guide d'ondes pour le routage optique et un revêtement pour la protection. Ce processus de type puce-offre plusieurs avantages :

• Les ratios de répartition atteignent facilement 1:32, 1:64 et même 1:128 : parfait pour les zones urbaines à forte densité-.

• Excellente uniformité – chaque sortie reçoit presque exactement la même quantité de puissance.

• Large gamme de longueurs d'onde (1 260-1 650 nm) couvrant les bandes O, E, S, C et L, idéale pour la coexistence GPON/XGS-PON.

• Stabilité à haute température : la perte varie très peu de -40 degrés à +85 degrés, ce qui est essentiel pour les armoires extérieures et les boîtiers de montage sur poteau.

• Taille compacte – un appareil 1:32 peut être aussi petit que 4×12×60 mm, permettant de nombreux modules LGX dans un rack 1U.

Le marché mondial des répartiteurs PLC devrait passer d’environ 1,615 milliard de dollars en 2025 à 2,307 milliards de dollars d’ici 2031, avec un TCAC d’environ 6,1 %. Le segment des cassettes (LGX) devrait à lui seul atteindre 945 millions de dollars d'ici 2032, grâce aux déploiements FTTH/FTTx et à la demande de composants passifs hautes-performances dans la 5G et les centres de données. Le packaging LGX est un élément clé de cette tendance car il apporte une gestion modulaire,-permutable à chaud et standardisée aux conceptions ODN : exactement ce dont un réseau en pleine croissance a besoin.

Pour les applications FTTH, il y a peu de raisons d’envisager FBT. La série LGX de GLORY utilise des puces PLC de haute-qualité avec une fibre insensible à la courbure G.657A1-(rayon de courbure minimum de 10 mm, parfait pour les armoires rack étroites) et des valeurs de perte d'insertion/uniformité qui respectent ou dépassent les normes internationales.

2. Données concrètes : comparer 1:32 et 1:64

Voici les numéros de spécifications de nos répartiteurs de cassette LGX :

La différence de 3 dB

La perte typique pour 1:32 est d'environ 16,0 dB, pour 1:64 d'environ 19,5 dB – un delta de 3,5 dB. Dans un système PON, l'OLT lance généralement de +3 à +5 dBm (classe B+). La sensibilité de l'ONT est d'environ -27 dBm (GPON) ou -28 dBm (XGS-PON). Incluez l'atténuation de la fibre (disons 0,35 dB/km × 5 km=1.75 dB), la perte de connecteur (quatre connecteurs à 0,3 dB chacun=1.2 dB) et la perte d'épissure (trois épissures à 0,1 dB=0.3 dB).

Avec un répartiteur 1:32 :

+5 dBm – 16,0 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–14,25 dBm – bien dans la sensibilité de l'ONT.

Avec un répartiteur 1:64 :

+5 dBm – 19,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–17,75 dBm – toujours acceptable, mais les marges sont plus serrées.

Mais attention :le tableau indique la perte d'insertion maximale. Pour 1:64, la perte dans le pire des cas-est de 20,5 dB. En utilisant le même calcul : +5 dBm – 20,5 dB – 1,75 dB – 1,2 dB – 0,3 dB=–18,75 dBm. Toujours dans les -27 dBm d'un ONT, mais la marge s'est encore réduite.

Uniformité:de 1,5 dB à 2,5 dB – ce que cela signifie en pratique

Regardez la ligne d'uniformité : 1:32 a inférieur ou égal à 1,5 dB, 1:64 passe à inférieur ou égal à 2,5 dB. Ceci est souvent négligé. Supposons que vous installiez un répartiteur 1:64 dans un MDU de 4 -étages. Le port de sortie avec la perte la plus élevée pourrait être 2,5 dB plus faible que le port avec la perte la plus faible. Cette variation affecte directement la puissance optique vue par chaque ONU – et plus important encore, le chemin amont.

Dans le sens amont, les ONU transmettent à des puissances généralement comprises entre +0.5 et +5 dBm. Après avoir traversé le séparateur (en sens inverse), les signaux se combinent au niveau de l'OLT. L'OLT doit gérer une large plage dynamique. Une uniformité de 2,5 dB signifie que certains signaux ONU arriveront 2,5 dB plus faibles que d'autres. Alors que les OLT modernes disposent d'un contrôle automatique du gain et de récepteurs en mode rafale -, de grandes variations peuvent augmenter le taux d'erreur binaire - (BER) et parfois entraîner le désenregistrement d'une ONU - pendant les périodes de charge - élevées. C'est le genre de problème « aléatoire » qui est très difficile à diagnostiquer après coup.

La stabilité de la température – un facteur caché

Le tableau donne une perte typique-dépendant de la température de 0,3-0,4 dB et un maximum de 0,5 dB. Cependant, un séparateur 1:64 est intrinsèquement plus sensible aux cycles thermiques. La différence de coefficient de dilatation thermique entre la puce CPL, la fibre et le boîtier peut ajouter des pertes supplémentaires aux valeurs statiques, en particulier dans les armoires extérieures où les variations de température jour-nuit sont importantes. C'est pourquoi de nombreux modèles ODN de conception conservatrice préfèrent toujours le 1:32 au 1:64 – ils veulent un coussin plus sûr.

3. Un vrai-échec mondial causé par un choix aveugle 1:64

L’année dernière, nous avons contribué à la mise à niveau d’une friche industrielle FTTH dans une ville du sud de la Chine. La communauté comptait environ 60 appartements. La salle de télécommunication se trouvait à l’extrémité du domaine ; le trajet de fibre le plus long jusqu'au bâtiment le plus éloigné était d'environ 6,8 km. La conception originale utilisait deux répartiteurs 1:32, chacun desservant environ 30 abonnés. Les achats ont décidé d'utiliser des répartiteurs 1:64 à la place car "le prix est presque le même et c'est à l'épreuve du temps-".

 

L'installation s'est bien déroulée. Les tests d'acceptation ont montré des niveaux de réception acceptables – tout simplement. Les huit ONT les plus éloignés mesuraient entre -26,5 et -28 dBm, juste au seuil. C'était pendant l'automne sec.

Puis vint la saison de la mousson. Une humidité élevée a provoqué de la condensation à l'intérieur de quelques fermetures d'épissures. Trois ONT ont été mis hors ligne. L'inspection sur site-a révélé un connecteur SC/APC légèrement desserré sur le port de sortie du répartiteur. Sa remise en place-a ramené la puissance de réception de -27,3 dBm à -25,2 dBm. Problème résolu, mais le service d'assistance était inondé d'appels depuis des semaines.

Cause fondamentale : le séparateur 1:64 n'avait laissé presque aucune marge pour des pertes inattendues (oxydation des connecteurs, micro-courbures induites par l'humidité-, vieillissement). Les 3 dB supplémentaires qu'aurait fourni un 1:32 auraient absorbé le problème du connecteur sans aucune interruption de service.

Depuis, nous avons suivi une règle simple : à moins de 3 km de l'OLT, 1:64 est acceptable ; pour les distances supérieures à 3 km, ou si le fractionnement en cascade est utilisé, respectez le format 1:32.

4. Test en laboratoire : Cassette GLORY LGX 1:32 vs 1:64

Nous avons soumis les modules LGX 1:32 et 1:64 à un test de cycle thermique de 48 heures (-40 degrés à +85 degrés). Toutes les quatre heures, nous avons mesuré la perte d'insertion.

• Le module 1:32 a démarré à 16,7 dB et a grimpé jusqu'à 17,1 dB – une augmentation de 0,4 dB, toujours dans les spécifications.

• Le module 1:64 est passé de 20,1 dB à 20,9 dB – soit une augmentation de 0,8 dB, également dans la limite garantie inférieure ou égale à 21,5 dB.

Une fois les modules revenus à température ambiante, tous deux ont retrouvé leurs valeurs de perte d'origine. Aucun dommage permanent – ​​le changement temporaire a été provoqué par une légère déformation mécanique des connecteurs et des joints à des températures extrêmes. Mais le 1:64 a montré une variation presque deux fois supérieure, confirmant que des rapports de partage plus élevés sont plus sensibles au stress environnemental.

Nous avons également testé les modules LGX 1:8 et 1:16. Les modules 1:8 sont restés stables entre 10,1 et 10,3 dB, bougeant à peine. Si votre budget le permet, l'utilisation de deux répartiteurs 1:8 en cascade (perte totale ~20,6 dB) équivaut presque à un répartiteur 1:64 (20,5 dB), mais les modules 1:8 sont beaucoup plus stables et le point d'épissure intermédiaire fournit un accès de test utile pour l'isolation des défauts.

5. Répartition centralisée ou distribuée – comment cela change le choix

La décision relative au ratio de partage interagit fortement avec l’architecture de partage.

Fractionnement centralisé (un seul-niveau)place un grand répartiteur 1:32 ou 1:64 dans le bureau central ou dans une grande armoire ODF. Chaque fibre optique va directement de ce répartiteur à l'abonné. Avantages : gestion simple, peu de points de défaillance, routage fibre simple. Inconvénients : de nombreuses fibres d'alimentation depuis l'OLT jusqu'au répartiteur (64 fibres pour un répartiteur 1:64) et une grande partie de la capacité de fibre est inutilisée jusqu'à ce que chaque appartement soit connecté. Le fractionnement centralisé fonctionne mieux pour les parcs d'activités ou les nouvelles-tours de bureaux construites où la demande-est immédiate et élevée.

Fractionnement distribué (en cascade)utilise deux étages : un répartiteur 1:4 dans une armoire de rue, puis des répartiteurs 1:8 ou 1:16 dans les entrées de bâtiments ou les cages d'escalier. Le câble d'alimentation n'a besoin que de 2-4 fibres et vous n'installez des modules répartiteurs qu'au fur et à mesure que les abonnés s'inscrivent. C’est l’idéal pour les zones résidentielles dont la demande est progressive. L'inconvénient : plus d'épissures de champ et une perte d'insertion totale plus élevée (une cascade 1 : 4 + 1 : 8 a environ 7.1+10.4=17.5 dB, entre 1 : 32 et 1 :64).

LeCassette LGXbrille ici : un rack 1U ou 2U peut héberger un mélange de modules 1:8, 1:16, 1:32 et 1:64. Vous pouvez commencer avec quelques modules 1:8, puis glisser plus tard dans un 1:16 ou 1:32 sans toucher à la fibre ni au rack. Pas besoin de s’engager sur un gros 1:64 dès le premier jour. Cette flexibilité de type « payez-au fur et à mesure-de votre-croissance » permet d'économiser à la fois des dépenses en capital et des problèmes opérationnels.

6. N'oubliez pas les pertes de connecteurs et d'épissures – elles s'additionnent

Les concepteurs se concentrent souvent uniquement sur la perte d'insertion du séparateur, mais un véritable ODN accumule des pertes provenant de nombreuses sources.

• Perte du connecteur : chaque connexion SC/APC ou SC/UPC ajoute environ 0,3 à 0,5 dB. Un chemin typique peut avoir 8 à 10 connecteurs, ajoutant facilement 3 à 4 dB.

• Perte d'épissure : chaque épissure par fusion ajoute 0,1 à 0,2 dB. Avec 3 à 5 épissures, cela représente encore 0,5 à 1 dB.

• Marge de vieillissement : sur 5-8 ans, l'usure des ferrules des connecteurs, l'accumulation de poussière et les micro-courbures des fibres peuvent lentement augmenter les pertes. Une conception conservatrice réserve au moins 3 dB pour le vieillissement.

En ajoutant ceux-ci : séparateur 20,5 dB + connecteurs 3,0 dB + épissures 1,0 dB + vieillissement 3,0 dB=27.5 dB. Un budget de liaison GPON de classe B+ est de 28 dB, ce qui ne laisse qu'une marge de 0,5 dB. C'est trop serré. C'est pourquoi le 1:64 n'est recommandé que lors de l'utilisation d'OLT de classe C+ (budget de 32 dB) ou lorsque l'ODN est très court et propre.

7. Qu'en est-il du PON 25G et du PON 50G ? Aurez-vous besoin de repenser ?

De nombreux opérateurs craignent que les futures mises à niveau de PON ne rendent leur ODN obsolète. Pour le PON 25G, le passage de la modulation NRZ à la modulation PAM4 détériore la sensibilité du récepteur d'environ 3 dB. Cela signifie qu'une répartition en deux -étages (par exemple. 1 :8+1 :8, perte d'environ 21 dB) qui a bien fonctionné pour GPON peut ne plus être utilisable pour 25G PON, à moins que vous ne convertissiez en un seul-étage 1:32 (perte d'environ 17,5 dB). Cela nécessiterait une réingénierie-de la disposition des armoires et du routage des fibres : une opération coûteuse et perturbatrice.

Cependant, le passage de GPON à XGS-PON est la priorité immédiate. La technologie Combo-PON (WDM à l'intérieur de l'OLT) permet à GPON et XGS-PON de coexister sur le même ODN sans changer de répartiteur ou de fibre. Le budget XGS-PON (29-31 dB) est similaire à celui du GPON classe B+/C+. Quant au PON 25G/50G, des solutions de coexistence viables émergent, et il y a de fortes chances que l'infrastructure passive existante survive pendant de nombreuses années. Néanmoins, un ODN-bien conçu avec des modules LGX à haute-uniformité et à faibles pertes (que ce soit 1:32 ou 1:64) vous offre la plus grande marge de manœuvre pour l'avenir.

8. Guide pratique de sélection

Sur la base de mon expérience sur le terrain, j'utilise les règles empiriques suivantes :

• Commencez par le module optique OLT.De nombreux OLT GPON déployés utilisent la classe B+ (budget de 28 dB). Pour 1:64, il faut vraiment de la classe C+ (32 dB). Les modules XGS-PON offrent généralement 29 à 31 dB – vérifiez la fiche technique avant de vous engager.

• Distance et marge.Si l'ONT le plus éloigné est inférieur ou égal à 2 km et que l'atténuation de la fibre est faible (inférieure ou égale à 0,33 dB/km), le 1:64 est possible avec un bon budget. Pour 2 à 5 km, respectez 1h32. Au-delà de 5 km, utilisez le 1h16 ou une cascade.

• Architectures en cascade.Une cascade 1:4 + 1:8 totalise environ 17,5 dB – entre 1:32 et 1:64. Il vous offre des points de test intermédiaires et un investissement progressif plus facile, mais augmente le nombre de nœuds actifs.

• Laissez de la place à la croissance.Si un répartiteur 1:64 n'utilise que 30 ports, les 34 autres ports sont inactifs – mais toujours vulnérables à la poussière et à la contamination. Il est souvent préférable de déployer deux répartiteurs 1:32 et de remplir le second uniquement en cas de besoin.

• Standardisez sur les cassettes LGX.L'utilisation du même facteur de forme LGX dans tous les projets simplifie la gestion des stocks et réduit le risque de commander la mauvaise pièce.

Notre série de cassettes LGX prend en charge les-modules remplaçables à chaud. Vous pouvez commencer avec un 1:32, puis le remplacer par un 1:64 (ou ajouter une deuxième unité) sans perturber la fibre ou le rack. Plusieurs opérateurs ont choisi cette approche parce qu'ils ne pouvaient pas prédire le taux de souscription final : la flexibilité s'est avérée payante.

9. Amont – la direction souvent ignorée

Nous avons tendance à nous concentrer sur l'aval (OLT → ONT), mais le chemin amont est tout aussi important. Dans GPON, la puissance de transmission ONT est généralement de +0.5 à +5 dBm. Après avoir traversé le séparateur (en sens inverse) et combiné avec d'autres signaux ONT, la puissance arrivant à l'OLT peut être considérablement inférieure.

Pour un répartiteur 1:64, la perte en amont est d'environ -20 dB. Un ONT transmettant à seulement +0.5 dBm fournirait environ -19,5 dBm à l'OLT – toujours au-dessus de la sensibilité OLT typique (-28 à -30 dBm), mais la marge est petite.

De plus, le récepteur en mode rafale-de l'OLT doit gérer des puissances d'entrée très différentes provenant de différents ONT. Un séparateur avec une faible uniformité (2,5 dB) aggrave la situation, provoquant potentiellement des erreurs de paquets et des désenregistrements ONU-. C'est pourquoi, lorsqu'un 1:64 est inévitable, nous vous recommandons de sélectionner des modules présentant la meilleure uniformité possible : nous pouvons fournir des rapports de test par-port pour chaque lot.

10. Cohérence et traçabilité de la production

Contrairement à un module épissé sur site-, un répartiteur de cassette ne peut pas être ajusté sur site. Si une commande arrive avec le mauvais modèle ou si un canal présente une perte excessive, le projet est retardé. C'est pourquoi nous effectuons des tests de durée de vie accélérés au niveau des lots{{3}et fournissons des données de perte par-canal pour chaque expédition. Les clients peuvent également spécifier des critères d'acceptation personnalisés dans le contrat.

Le résultat est que plusieurs sites de projets utilisant des cassettes LGX fonctionnent à partir de la même base de référence. Les tests, la documentation et le dépannage deviennent standardisés : un gain de temps considérable-pour les équipes sur le terrain.

Conclusion

Choisir un ratio de partage n'est jamais simplement « plus c'est gros, mieux c'est ». La différence entre 1:32 et 1:64 est d'environ 3-4 dB de budget optique, mais dans le monde réel-de déploiements en dehors des usines, ces décibels se traduisent directement en marges d'installation, en tolérance au vieillissement à long terme et en facilité de maintenance.

1:32 et 1:64 ont chacun leur place : les bâtiments urbains à haute-densité et courte portée-peuvent convenir avec 1:64, tandis que les liaisons à plus longue-distance ou à environnement difficile-exigent souvent le coussin supplémentaire de 1:32. La série de cassettes LGX de GLORY offre les deux, et la possibilité de les mélanger dans le même rack vous offre une véritable boîte à outils « payez-au fur et à mesure-de votre croissance-.

La prochaine fois que vous concevrez un réseau PON, ne vous contentez pas de regarder l'étiquette du répartiteur. Calculez la perte de liaison cumulée, tenez compte du taux d'utilisation futur-, de l'uniformité des modules et du coût de quelques déplacements de camion. Aujourd’hui, une petite marge supplémentaire vaut plusieurs fois le prix d’un séparateur.