Perte du répartiteur optique : choisissez 1x8, 1x16 ou 1x32

Le rapport de partage et la perte d'insertion sont les deux paramètres qui décident si une liaison PON ou FTTH réussira réellement les tests d'acceptation. Choisissez le mauvais rapport de division et la puissance optique au niveau de l'ONT tombe en dessous de la sensibilité du récepteur. Sous-estimez la perte d'insertion et la liaison peut fonctionner en laboratoire mais échouer après quelques cycles d'assemblage du connecteur, une réparation d'épissure par fusion ou trois ans de vieillissement de la fibre.

Ce guide est destiné aux ingénieurs et aux équipes d'approvisionnement qui ont besoin de dimensionner un répartiteur en fonction d'un budget énergétique réel. Il explique ce que signifie le rapport de partage, comment la perte d'insertion est spécifiée sur une fiche technique, comment calculer la perte pour les séparateurs 1x8, 1x16 et 1x32, et comment choisir entre eux avec une liste de contrôle de décision et un exemple de budget GPON travaillé.
 

Qu'est-ce qu'un séparateur optique ?

Un séparateur optique est un composant passif qui prend un signal optique d'entrée et le distribue sur plusieurs fibres de sortie. Il est bidirectionnel, ne nécessite aucune alimentation électrique et est transparent en longueur d'onde-dans sa bande de fonctionnement spécifiée (généralement 1 260 à 1 650 nm pour les appareils CPL de qualité PON-).

Dans un réseau optique passif Gigabit (GPON), un port PON OLT peut desservir jusqu'à 64 ONT via une arborescence de séparateurs, et XGS-PON étend cela à 128 ONU logiques par port sousUIT-T G.9807.1. Le répartiteur est ce qui rend cette solution-à-une architecture multipoint économiquement viable, car des centaines d'abonnés partagent une seule fibre d'alimentation et un seul émetteur-récepteur OLT.

Deux technologies de répartiteurs dominent le marché :

• Répartiteurs PLC (Planar Lightwave Circuit)utilisez une puce de guide d'ondes en silice. Ils offrent une répartition uniforme de 1x2 à 1x64, fonctionnent sur toute la bande de 1 260 à 1 650 nm et constituent le choix par défaut pour les réseaux d'accès FTTH.Répartiteurs CPLsont disponibles en emballage fibre nue, sans bloc, boîtier ABS, LGX et cassette.
• Séparateurs FBT (Fused Biconical Taper)sont fabriqués en fusionnant et en effilant deux fibres ensemble. Ils sont rentables-pour les applications 1 x 2 et 1 x 4 et constituent la seule option pratique lorsqu'un rapport de répartition inégal (90 : 10, 80 : 20, etc.) est nécessaire.

Que signifie le ratio de partage ?

Le rapport de division décrit la manière dont la puissance optique d'entrée est répartie entre les ports de sortie du répartiteur. Il ne décrit pas la quantité de puissance perdue -, c'est-à-dire la perte d'insertion, qui est un paramètre lié mais distinct.
 

Rapports de répartition égaux

Un répartiteur égal divise la puissance d'entrée de manière égale. La part théorique que chaque sortie reçoit est simplement de 1 divisé par le nombre de sorties :

• 1x2 - 50 % par port
• 1x4 - 25 % par port
• 1x8 - 12.5 % par port
• 1x16 - 6.25 % par port
• 1x32 - 3.125 % par port
• 1x64 - 1.5625 % par port

Les répartiteurs égaux sont la norme pour le FTTH car ils rendent le bilan de puissance identique pour chaque abonné sur le même répartiteur, ce qui simplifie la conception, la documentation et l'interprétation OTDR.

Rapports de répartition inégaux

Un répartiteur inégal envoie un pourcentage fixe de puissance vers une branche et le reste vers l’autre. Les ratios courants sont 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 et 50:50.

L'application classique est une architecture de dérivation le long d'une fibre d'alimentation : chaque dérivation envoie un petit pourcentage vers une distribution locale tandis que la majeure partie de l'énergie continue vers le réseau principal. Par exemple, une prise 10:90 perd environ 10,5 dB sur le port 10 % et seulement environ 0,5 dB sur le port 90 % (hors perte excédentaire). Cela permet à l'opérateur de placer plusieurs tarauds en série sans épuiser le budget dès la première goutte.

Qu'est-ce que la perte d'insertion du séparateur optique ?

La perte d'insertion est la puissance optique totale perdue entre l'entrée et un port de sortie donné, mesurée en décibels. Sur une fiche technique, vous verrez normalement deux nombres par nombre de ports : une valeur typique et une valeur maximale. Concevez toujours contre leperte d'insertion maximale spécifiée, jamais la perte fractionnée typique ou idéale. Les valeurs typiques sont utiles pour l'analyse comparative, mais les tests d'acceptation et les budgets de liens nécessitent le pire des cas-.

La perte d'insertion comporte deux composantes :

• Perte de fractionnement- la perte inévitable causée par la division de la puissance sur N sorties. Égal à 10 × log₁₀(N) pour un séparateur égal.
• Perte excédentaire- la perte supplémentaire due aux imperfections du guide d'ondes, à la géométrie du coupleur, à l'absorption du matériau et aux tolérances des connecteurs. Pour un répartiteur PLC de qualité, cela représente généralement 0,3 à 1,5 dB en fonction du nombre de ports et de l'emballage.

Deux autres paramètres apparaissent sur la même fiche technique et importent pour la conception :

• Uniformité- l'écart maximum entre le meilleur et le pire port de sortie. Un répartiteur PLC 1x32 spécifie généralement une uniformité inférieure ou égale à 1,5 dB. Si vous supposez que chaque port est identique, votre budget sera inférieur à -dans le pire des cas.
• Perte de retour- quantité de lumière réfléchie. Un paramètre distinct de la perte d'insertion, bien expliqué dans notreguide de perte d'insertion et de perte de retour.

Perte d'insertion typique des répartiteurs 1x2, 1x4, 1x8, 1x16 et 1x32

Les valeurs ci-dessous combinent une perte de répartition idéale avec une perte excédentaire réaliste pour les répartiteurs PLC à terminaison SC/UPC-. Ils sontréférences de planification uniquement; la perte d'insertion maximale réelle pour le produit spécifique que vous achetez est ce qui régit l'acceptation.

• 1x2- 3,0 dB idéal, maximum typique 3,6 à 4,0 dB. Utilisé pour les prises de ligne et la protection des petites-branches.
• 1x4- idéal 6,0 dB, typique maximum 7,0 à 7,4 dB. Commun dans les petits points de distribution et les colonnes montantes FTTB.
• 1x8- 9,0 dB idéal, maximum typique 10,0 à 10,5 dB. Cheval de bataille pour les fermetures d'accès FTTH.
• 1x16- idéal 12,0 dB, maximum typique 13,0–13,7 dB. Distribution résidentielle à haute-densité.
• 1x32- idéal 15,0 dB, maximum typique 16,5–17,5 dB. Norme pour l'agrégation GPON ; budget serré.
• 1x64- idéal 18,0 dB, maximum typique 20,0–21,0 dB. Optique XGS-PON ou classe C+ requise.

L'écart entre l'idéal et le maximum spécifié correspond à la perte excédentaire plus la tolérance d'uniformité. Des fabricants réputés testent chaque appareil par rapport aux catégories de performances CEI 61753-1 / CEI 61753-031. Lorsque vous comparez les fiches techniques, vérifiez que les spécifications font référence aux spécifications appropriées.Norme d'essai CEI 61753.
 

Comment calculer la perte d'insertion du séparateur optique

La perte de division idéale pour un séparateur à N voies égales -est :

Perte de répartition idéale (dB) = 10 × log₁₀(N)

Pour un splitter inégal, la perte sur un port donné dépend de sa part de puissance :

Perte de port (dB)=−10 × log₁₀(P_port / P_dans)

Ainsi, un répartiteur inégal 90:10 offre une perte idéale d'environ 0,46 dB sur le port 90 % et une perte idéale de 10,0 dB sur le port 10 %, avant qu'une perte excédentaire ne soit ajoutée.

Pour obtenir un nombre réaliste pour la conception, ajoutez la perte excédentaire :

Perte d'insertion estimée = perte divisée idéale + perte excédentaire

Mais pour le budget de liaison réel, n'estimez pas -, lisez la perte d'insertion maximale sur la fiche technique du fabricant et utilisez-la.

Exemple pratique : budget de puissance GPON avec un répartiteur 1x32

Imaginez un déploiement GPON typique sous optique ITU-T G.984 classe B+ :

• Puissance de lancement OLT (en aval, 1 490 nm) : +3.0 dBm (minimum)
• Sensibilité du récepteur ONT : −27,0 dBm
• Budget total disponible : 30,0 dB

La liaison se compose de 8 km de fibre d'alimentation monomode-, d'un répartiteur PLC 1x32 au niveau du FDH, de 200 m de fibre de distribution et de dérivation, de quatre paires de connecteurs SC/APC accouplées et de deux épissures par fusion.

Cumul des pertes :

• Fibre d'alimentation, 8,0 km × 0,35 dB/km à 1 490 nm=2.8 dB
• Distribution + fibre optique, 0,2 km × 0,35 dB/km=0.07 dB
• Répartiteur PLC 1x32, perte d'insertion maximale=17.0 dB
• Connecteurs, 4 × 0,3 dB=1.2 dB
• Épissures par fusion, 2 × 0,1 dB=0.2 dB
• Marge d'ingénierie = 3.0 dB

Perte totale de lien = 2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24,3 dB

Le budget disponible de 30,0 dB moins les 24,3 dB consommés laisse 5,7 dB de marge - la liaison passe avec une marge confortable. Si la ligne d'alimentation était de 15 km au lieu de 8 km, la même configuration perdrait encore 2,5 dB ; ça passe toujours, mais avec une marge d'ingénierie presque réduite de moitié. Augmentez le répartiteur à 1x64 (max 21 dB) et le budget s'effondre de 4 dB supplémentaires - à ce stade, une optique OLT de classe C+ (budget de 35 dB) ou XGS-PON devient nécessaire.
 

Comment choisir le bon rapport de répartition

Le choix d'un rapport de répartition uniquement en fonction du nombre d'utilisateurs est la cause la plus courante d'échec de la mise en service PON. Utilisez plutôt la séquence suivante.

Confirmez la classe PON et le budget total

Recherchez la classe optique de vos modules OLT et ONT. Classes GPON courantes deUIT-T G.984.2sont:

• Classe B+ : budget 28 dB
• Classe C+ : budget 32 ​​dB
• Classe C++ : budget de 35 dB

Les classes XGS-PON N1 et N2 fournissent généralement respectivement 29 dB et 31 dB. La classe PON est le plafond strict - que le séparateur ne peut pas consommer plus que le budget moins tout le reste.

Estimer la perte de fibre, de connecteur et d’épissure

Utilisez 0,35 dB/km à 1 490 nm et 0,22 dB/km à 1 550 nm pour la fibre monomode- ; 0,3 dB par paire de connecteurs couplés pour UPC, 0,5 dB pour APC ; 0,05 à 0,1 dB par épissure par fusion. Comptez chaque composant sur le chemin de l’OLT à l’ONT, pas seulement la distance principale.

Lire la perte d'insertion maximale dans la fiche technique

Utilisez la valeur maximale spécifiée, non typique. Ajoutez la tolérance d'uniformité si votre conception doit garantir le pire port -, ce qui est important pour les répartiteurs centralisés desservant des abonnés distants.

Marge technique de réserve

2 à 3 dB est la norme pour le FTTH. Cela couvre le vieillissement de la fibre, les épissures de réparation ajoutées au cours de la vie du réseau, la contamination des connecteurs et les variations induites par la température-. Les opérateurs desservant des routes aériennes extérieures vont souvent plus haut.

Comparez 1x8, 1x16 et 1x32 côte à côte

• 1x8- Idéal pour : FTTH longue-portée, cascades-à plusieurs étages, budgets serrés, itinéraires sujets aux réparations-. Risque : taux de consommation inférieur par fibre d'alimentation, coût par abonné plus élevé. À éviter quand : vous avez besoin d’une densité élevée d’abonnés par port OLT.
• 1x16- Idéal pour : FTTH suburbain équilibré, distances moyennes-portées, architectures à deux-étages (cascade 1x4 + 1x4). Risque : laisse une marge limitée si le chargeur est long ou si l'OLT est de classe B+. À éviter lorsque : la distance globale plus les connecteurs poussent le budget au-delà de 23 dB.
• 1x32- Idéal pour : les déploiements urbains denses avec des trajets d'alimentation courts, des optiques de classe C+ et une répartition centralisée dans le FDH. Risque : marge très serrée ; tout connecteur ou épissure ajouté peut faire sortir le pire port des spécifications. A éviter lorsque : les départs dépassent 12 km en classe B+, ou lorsque l'architecture nécessite une mise en cascade.

Répartiteur PLC ou FBT : lequel devriez-vous utiliser ?

Pour un nombre de ports de 1x8 et plus, le PLC est le seul choix réaliste. La puce PLC fournit une perte d'insertion plate sur 1 260 à 1 650 nm, ce qui signifie que le même séparateur fonctionne pour la superposition vidéo RF en aval de 1 490/1 577 nm, en amont de 1 310 nm et de 1 550 nm. La perte FBT varie en fonction de la longueur d'onde et l'appareil doit être commandé pour la bande de fonctionnement.

FBT reste pertinent dans trois cas : les divisions à faible nombre-(1x2, 1x4) où le coût est le facteur dominant, les applications à longueur d'onde unique-et les ratios inégaux que le PLC ne peut pas facilement produire. Pour une comparaison détaillée de la façon dont les pertes s'accumulent différemment dans les liens lourds de connecteur-par rapport aux liens lourds de séparateur-, consultez notre traitement plus large deperte d'insertion dans les réseaux de fibre.

Erreurs courantes qui provoquent des échecs sur le terrain

• Conception contre la perte d'insertion typique.La moyenne sur l’ensemble du lot de production est typique. Les tests d'acceptation doivent utiliser la valeur maximale de la fiche technique.
• Ignorer l'uniformité sur les -séparateurs à grand nombre.Un 1x32 avec une uniformité de 1,5 dB signifie que le pire port est 1,5 dB moins bon que le meilleur. Si le résultat OTDR d’un ONT est limite, l’uniformité est souvent la variable manquante.
• Oublier le budget connecteur.Une liaison FTTH typique comporte 4 à 6 paires couplées entre OLT et ONT. À 0,3 dB chacun, cela représente jusqu'à 1,8 dB - de plus qu'un kilomètre de fibre.
• Traiter 1x32 comme une mise à niveau gratuite à partir de 1x16.Les 3 dB supplémentaires de perte divisée engloutissent la majeure partie de la marge technique. Si la liaison est saine à 1x16 avec 2 dB en réserve, elle échouera probablement à 1x32.
• Avec une marge d’ingénierie nulle.Une liaison qui dépasse 0,5 dB le premier jour échouera après la première épissure de réparation ou le premier cycle de nettoyage du connecteur.

Pour un contexte budgétaire-optique plus large dans une version FTTH, lePrésentation pas à pas de la conception du réseau FTTHcouvre les sections d'alimentation, de distribution et de dépose dans l'ordre.

Résumé

Le rapport de partage définit la division fondamentale de la puissance sur un PON ; la perte d'insertion est le nombre réel qui doit tenir dans le budget de la liaison. Choisissez en travaillant à rebours à partir du budget de la classe PON, soustrayez les contributions de fibre, de connecteur, d'épissure et d'uniformité, et utilisez la perte d'insertion maximale de la fiche technique - pas l'idéal, pas le typique - pour valider votre choix de séparateur. Lorsque l'exemple travaillé montre même 1 dB de marge disparaissant à 1x32, c'est un signal pour revenir à 1x16 plutôt que de s'appuyer sur les meilleurs nombres -des cas.

Avant le déploiement, demandez le rapport de test réel pour le lot de séparateurs que vous achetez, vérifiez-le par rapport à la catégorie de performances CEI référencée dans la fiche technique, puis réexécutez le budget avec les valeurs maximales signalées. Les quelques minutes que cela prend sont ce qui sépare un réseau qui est accepté de celui qui doit être repensé après la première plainte.