Редукторы 1 к 160

Редукторы 1 к 160: конструкция, применение и технические аспекты

Редуктор 1 к 160 представляет собой волоконно-оптический пассивный компонент, предназначенный для равномерного деления мощности оптического сигнала от одного входного порта (входного волокна) между ста шестьюдесятью выходными портами. Коэффициент деления 1:160 является одним из стандартных и высоких в линейке сплиттеров, широко используемых в телекоммуникационных сетях доступа, построенных по технологии PON (Passive Optical Network). Физической основой устройства является планарный световодный чип (PLC – Planar Lightwave Circuit), изготовленный по технологии стеклянных или кремниевых волноводов на подложке.

Принцип действия и технология изготовления PLC-сплиттеров 1×160

В основе PLC-сплиттера лежит интегральный оптический разветвитель, сформированный на кварцевой или кремниевой подложке методом фотолитографии и ионного обмена. На подложке создается система разветвляющихся световодов, которые многократно делятся по принципу Y-разветвителей. Для достижения коэффициента 1:160 используется каскад из нескольких ступеней деления (например, 1×2 -> 2×4 -> 4×8 -> 8×16 -> 16×32 -> 32×64 -> 64×128, а итоговый 1×160 может быть комбинацией различных каскадов). Волокна (входное и 160 выходных) юстируются и фиксируются с помощью V-образных канавок на той же подложке или отдельной пластине с высокой точностью и затем защищаются компактным корпусом.

Ключевые технологические этапы:

• Создание маски световодных путей.
• Нанесение и травление слоев для формирования сердцевины и оболочки световода.
• Точная юстировка и фиксация массива волокон.
• Герметизация в металлическом (обычно из нержавеющей стали) или пластиковом корпусе с силиконовым гелем для защиты от влаги и механических воздействий.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры редуктора 1:160 критически важны для проектирования PON-сетей. Они определяют бюджет мощности, максимальную длину линии и количество подключаемых абонентов.

Таблица 1. Стандартные технические характеристики PLC-сплиттера 1×160

Параметр	Типичное значение	Комментарий
Коэффициент деления	1 x 160	Равномерное деление мощности на 160 выходов
Рабочие длины волн	1260-1650 нм	Поддерживает все основные окна прозрачности (O-, E-, S-, C-, L-диапазоны), включая 1310 нм (upstream), 1490 нм (downstream), 1550 нм (CATV/RF Video)
Вносимые потери (Insertion Loss, IL)	21.5 — 23.5 дБ (типовое)	Теоретическое значение (за счет деления) ~22.0 дБ (10*log10(1/160)). Фактические потери выше из-за дополнительных потерь в волноводе и на стыках.
Однородность потерь (Uniformity)	≤ 1.5 дБ	Максимальная разница в потерях между любыми двумя выходными портами
Поляризационно-зависимые потери (PDL)	< 0.3 дБ	Зависимость вносимых потерь от состояния поляризации входного сигнала
Температурная стабильность	-40°C до +85°C	Рабочий диапазон, в котором параметры остаются в спецификации
Возвратные потери (Return Loss)	> 55 дБ	Уровень отраженного назад сигнала. Высокое значение минимизирует влияние на передатчики OLT.
Направленность (Directivity)	> 55 дБ	Ослабление сигнала, просочившегося с одного выходного порта на другой. Важно для защиты от перекрестных помех.
Тип волокна	ITU-T G.652.D (SMF-28e+)	Стандартное одномодовое волокно с низким затуханием
Тип коннектора (опционально)	SC/APC, LC/APC, FC/APC	APC (угловой полир) обеспечивает высокие возвратные потери. Может поставляться в пигтейл-версии или в боксе с розетками.

Конструктивные исполнения и варианты монтажа

Редукторы 1:160 поставляются в различных форм-факторах, определяющих способ их установки в сеть:

• Модульный (в сплиттер-кассету): Компактный металлический или пластиковый модуль без разъемов (пигтейлы). Предназначен для установки в оптические кроссы, шкафы или сплиттер-боксы. Волокна аккуратно уложены и закреплены внутри.
• В корпусе для стоечного монтажа (Rack Mount Box): Защищенный металлический бокс с установленными розетками (портами) на лицевой панели. Предназначен для монтажа в 19-дюймовые стойки в центральных узлах (CO, OLT-помещениях).
• В герметичном корпусе для уличной установки: Прочный, влагозащищенный (IP67) корпус, часто с возможностью прокладки и сварки кабеля напрямую (через вводные сальники). Устанавливается на опорах, в колодцах или на стенах зданий.
• В мини-модуле (Mini Module): Сверхкомпактное исполнение для ограниченного пространства в микро-кроссах или абонентских боксах.

Применение в сетях PON (GPON, XG-PON, XGS-PON)

Основная сфера применения редукторов 1:160 – разветвление оптического сигнала в пассивных оптических сетях (PON) от одного порта оптической линейной станции (OLT) к множеству абонентских устройств (ONU/ONT). В архитектуре PON сплиттер является полностью пассивным элементом, не требующим питания, что повышает надежность сети.

Типовая точка установки – между OLT и абонентами. Сплиттер 1:160 позволяет подключить до 160 абонентов к одному порту OLT (с учетом запаса портов для резервирования и будущего расширения). В реальных сетях часто используется каскадирование сплиттеров (например, 1×8 на магистрали и 1×20 в районе) для достижения нужного коэффициента и гибкости топологии. Сплиттер 1×160 является альтернативой такому каскаду, консолидируя точку разделения.

Требования к сплиттеру в PON:

• Широкий спектральный диапазон для одновременной передачи upstream (1310 нм), downstream (1490 нм) и видео (1550 нм).
• Минимальная неравномерность потерь для выравнивания уровней сигнала у разных абонентов.
• Высокая надежность и стабильность параметров в широком температурном диапазоне.

Критерии выбора и проверки при поставке

При выборе и приемке редукторов 1:160 необходимо уделять внимание следующим аспектам:

• Соответствие стандартам: GR-1209-CORE, GR-1221-CORE (Telcordia), ITU-T G.671, TUV, IEC.
• Результаты заводских измерений (Test Report): Обязательно наличие протокола измерений с индивидуальными значениями потерь для каждого порта на рабочих длинах волн (1310, 1490, 1550 нм).
• Качество сборки и маркировки: Четкая, стойкая маркировка входного и выходных портов. Отсутствие повреждений волокон и корпуса.
• Тип полировки коннекторов: Для PON обязательна полировка APC (зеленый цвет коннектора) для минимизации обратных отражений.
• Эксплуатационные условия: Соответствие заявленного температурного диапазона условиям монтажа (уличный или внутренний).

Особенности проектирования сетей с использованием сплиттера 1×160

Использование сплиттера с высоким коэффициентом деления накладывает жесткие ограничения на бюджет мощности линии. Бюджет потерь (Link Loss Budget) сети PON должен учитывать:

• Собственные потери сплиттера (~22 дБ).
• Затухание в оптическом волокне (0.35 дБ/км на 1310 нм, 0.25 дБ/км на 1490 нм).
• Потери на сварных соединениях (0.05-0.1 дБ на точку).
• Потери на механических соединителях (0.2-0.3 дБ на точку для APC).
• Запас на деградацию (обычно 1-3 дБ).

При максимальном бюджете мощности типового GPON OLT (28-32 дБ) и использовании сплиттера 1:160, максимальная допустимая длина линии (без учета других потерь) составит примерно (32 — 22) / 0.25 = 40 км на downstream. Реальная длина с учетом всех соединений будет меньше, что требует тщательного расчета.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается редуктор 1:160 от сварного каскада из нескольких сплиттеров (например, 1×8 и 1×20)?

PLC-сплиттер 1:160, изготовленный как единый чип, обеспечивает лучшую однородность потерь между портами и более стабильные температурные характеристики по сравнению с каскадом из отдельных устройств. Он также более компактен и надежен, так как требует меньше сварных точек в узле разделения. Каскад может быть более гибким при поэтапном наращивании абонентов.

Можно ли использовать сплиттер 1:160 в сетях, отличных от PON?

Да, но с учетом его высоких потерь. Он может применяться в системах мониторинга, где требуется подавить мощный сигнал для измерительного оборудования, или в распределительных сетях CATV с очень высоким уровнем входного сигнала. Однако основное назначение – PON.

Что важнее при выборе: минимальные вносимые потери или однородность?

Для PON критически важна однородность. Разброс в уровнях сигнала между абонентами должен быть минимальным, чтобы все ONU работали в динамическом диапазоне приемника OLT. Неравномерность в 1.5 дБ предпочтительнее, чем средние потери в 21.5 дБ при неравномерности в 3 дБ.

Как проверить качество сплиттера 1:160 на объекте без сложного оборудования?

Без рефлектометра (OTDR) с соответствующим фильтром (для подавления мертвой зоны) полноценную проверку провести невозможно. Визуально можно проверить целостность волокон визуализатором обрыва (VFL) – луч должен быть виден на всех выходах. Основная же проверка – изучение заводского протокола измерений и контрольная проверка рефлектометром после монтажа.

Почему для PON обязательны коннекторы с полировкой APC?

Высокие обратные отражения (низкие возвратные потери) в сети PON с мощными передатчиками и чувствительными приемниками могут вызывать нестабильность работы лазеров OLT и ONT, увеличивать уровень шума и приводить к ошибкам. Полировка APC (угловая) обеспечивает возвратные потери лучше 55 дБ, что достаточно для стабильной работы PON.

Каков типовой срок службы PLC-сплиттера 1:160?

При соблюдении условий эксплуатации (без механических перегрузок, в указанном температурном диапазоне) срок службы пассивного PLC-компонента превышает 25 лет. Деградация параметров за этот период минимальна и укладывается в эксплуатационный запас, заложенный в бюджет мощности.

Заключение

Редуктор (сплиттер) 1 к 160 является высокотехнологичным, полностью пассивным и критически важным элементом современных высокоплотных сетей PON. Его выбор, основанный на понимании технических параметров, условий эксплуатации и требований стандартов, напрямую влияет на надежность, стабильность и пропускную способность сети доступа. Правильное проектирование с учетом высоких вносимых потерь данного компонента позволяет эффективно использовать бюджет мощности OLT и обеспечивать качественное обслуживание большого числа абонентов через единую оптическую инфраструктуру.