W projektowaniu szerokopasmowych projektów dostępu światłowodowego, takich jak FTTH, całkowite tłumienie łącza światłowodowego ODN musi zostać obliczone na podstawie odpowiadającej długości fali systemu aplikacji. Z jednej strony weryfikuje, czy wymagania dotyczące budżetu mocy optycznej systemu są spełnione, a z drugiej strony służy jako wskaźnik odniesienia dla akceptacji projektu.

Metoda obliczeniowa

Całkowite tłumienie łącza światłowodowego ODN odnosi się do tłumienia między punktami odniesienia S/R i R/S w łączu światłowodowym od OLT do ONU. Wspólny model odniesienia dla tłumienia łącza światłowodowego ODN pokazano na rysunku 1, który zwykle obejmuje tłumienie światłowodu i połączenia stałego Af, tłumienie wstawiania rozdzielacza optycznego As, tłumienie wstawiania aktywnego połączenia Ac i dodatkową stratę Aa.

W projekcie obliczenia tłumienia łącza światłowodowego ODN powinny przyjąć metodę obliczania wartości najgorszego przypadku, tj. odpowiednie wskaźniki powinny wykorzystywać wskaźniki techniczne w normach, specyfikacjach lub dokumentach przetargowych, a nie rzeczywiste typowe wskaźniki (średnie wartości odpowiednich wskaźników produktu producentów pierwszej linii). Na przykład w odpowiednich normach wskaźnik tłumienia aktywnych połączeń wynosi 0,5 dB/sztukę (dowolne dwa złącza tego samego modelu są ze sobą połączone), a typowy wskaźnik produktów producentów pierwszej linii na ogół nie przekracza 0,25 dB/sztukę. Podczas obliczeń należy przyjąć 0,5 dB/sztukę.

Włókno optycznei stałe tłumienie połączenia Af

Tłumienie światłowodu i łącza stałego Af obejmuje tłumienie światłowodu i łącza stałego.

Tłumienie włókna = Współczynnik tłumienia włókna (dB/km) x Długość włókna (km). Współczynnik tłumienia włókien optycznych jest związany z długością fali używaną w systemie. Typowe wartości współczynnika tłumienia włókien optycznych na długościach fali w górę i w dół GPON i XG-PON pokazano na rysunku 2.

Połączenia stałe są względne w stosunku do połączeń ruchomych, w tym połączeń mechanicznych (zimnych) i połączeń spawanych. Zakończenie mechaniczne jest głównie stosowane przy zakańczaniu kabli odgałęźnych na miejscu, jak pokazano na rysunku 3. Stabilność spawania na miejscu jest słaba, a wraz z popularnością przenośnych spawarek spawalniczych stopniowo zastępowano je metodami zakańczania spawaniem.

Średni współczynnik tłumienia stałych połączeń światłowodowych przedstawiono w tabeli 1.

W ODN często trudno jest określić, ile złączy światłowodowych jest zawartych w całym łączu światłowodowym, a tłumienie spowodowane spawaniem światłowodów stanowi bardzo małą część tłumienia w całym łączu światłowodowym. Dlatego też podczas obliczeń tłumienie światłowodu i tłumienie spowodowane spawaniem światłowodów są często łączone, aby uprościć obliczenia. Wartości odniesienia tłumienia na kilometr włókna optycznego i spawania są pokazane w Tabeli 2. Gdy w łączu znajdują się zarówno złącza jednordzeniowe, jak i złącza taśm światłowodowych, przyjmuje się średnią wartość spawania jednordzeniowego i spawania taśm światłowodowych.

Tłumienie Af światłowodów i połączeń stałych można obliczyć, mnożąc wartości odniesienia w tabeli 2 przez długość łącza światłowodowego. Gdy łącze obejmuje połączenia zimne, tłumienie połączenia zimnego można obliczyć oddzielnie przy 0,1 dB na połączenie.

Ostrata wtrąceniowa rozdzielacza optycznego As

W ODN, głównie stosuje się rozdzielacz spektroskopii o równym stosunku. Zgodnie z różnymi metodami połączenia, rozdzielacze o równym stosunku dzielą się głównie na trzy typy: typ rur stalowych (typ bezblokowy), typ modułu skrzynkowego i typ wtykowy (kasety LGX), jak pokazano na rysunku 4. Rozdzielacze typu skrzynkowego są głównie stosowane w skrzynkach przyłączeniowych kabli optycznych, podczas gdy rozdzielacze typu patch są głównie stosowane w skrzynkach rozdzielczych kabli optycznych.

Rysunek 4: Rozdzielacz optyczny z podziałem proporcjonalnym (rozdzielacz zrównoważony)

Przy każdym 1 poziomie wzrostu współczynnika podziału rozdzielacza, tłumienie wtrąceniowe wzrasta o około 3 dB. W przypadku rozdzielaczy o tym samym współczynniku podziału, tłumienie wtrąceniowe rozdzielaczy typu plug-in jest o około 0,2 dB większe niż w przypadku rozdzielaczy typu box, jak pokazano w Tabeli 3.

Ale w scenariuszach takich jak FTTR, obszary wiejskie i wewnątrz budynków, zastosowanie nierównego podziału współczynnika również wzrasta. Rysunek 5 przedstawia model odniesienia dla tłumienia łącza światłowodowego ODN z nierównym podziałem współczynnika w pewnym scenariuszu budynku.

Główne modele rozdzielaczy optycznych o nierównym stosunku to 1×5 i 1×9. Rozdzielacz 1×5 obejmuje 1 port kaskadowy i 4 porty rozgałęzień, natomiast rozdzielacz 1×9 obejmuje 1 port kaskadowy i 8 portów rozgałęzień. Wartości odniesienia dla tłumienia wstawiania rozdzielaczy 1×5 i 1×9 przedstawiono w tabeli 4.

Aktywność Połączenie Strata wstawiania Ac

W łączach światłowodowych ODN aktywne połączenia są zwykle używane w ODF, przełącznikach optycznych szkieletowych i rozdzielaczach optycznych. Tłumienie wtrąceniowe aktywnych połączeń jest obliczane na 0,5 dB na połączenie. Tłumienie wtrąceniowe zupełnie nowego aktywnego złącza zazwyczaj nie przekracza 0,25 dB/sztukę, ale wraz ze wzrostem czasu użytkowania, z powodu zanieczyszczenia powierzchni czołowej i innych przyczyn, tłumienie wtrąceniowe wzrośnie do pewnego stopnia. Obliczone na 0,5 dB/sztukę, nie spowoduje zbyt dużego nadmiaru tłumienia łącza.

OLT, ONU i ODN również wykorzystują aktywne połączenia, ale to aktywne połączenie nie występuje pomiędzy punktami odniesienia S/R i R/S i nie należy do łącza światłowodowego ODN.

Zwykle każdy rozdzielacz optyczny ma 2 aktywne połączenia z łączem światłowodowym. Jednak zgodnie z zasadą testowania strat wtrąceniowych rozdzielacza w YD 2000.1-2014, jak pokazano na rysunku 6, wartość strat wtrąceniowych rozdzielacza optycznego obejmuje już stratę wtrąceniową 1 aktywnego połączenia. Dlatego przy obliczaniu Ac, dla każdego rozdzielacza wymagane jest tylko 1 aktywne połączenie.

Astraty dodatkowe Aa

W przypadku ODN, ze względu na niestandardową konstrukcję i instalację, a także stosowanie włókien końcowych G.652 do zakańczania w sekcji wejściowej kabli optycznych, w łączu ODN często występują znaczne straty makrozgięciowe (patrz artykuły „Wpływ niewystarczającego promienia gięcia włókna na tłumienie łącza ODN”I„Jaka jest różnica pomiędzy G.657A2 a G.652D”).Przykładowo wyniki testu tłumienia łącza wstecznego niektórych domowych kabli optycznych w pewnym mieście pokazano na rysunku 7 (każdy punkt na rysunku reprezentuje innego użytkownika), gdzie średnie tłumienie użytkowników XG-PON wynosi aż 2,85 dB, a średnie tłumienie użytkowników GPON wynosi również 1,98 dB.

Chociaż dodatkowe straty makrozgięciowe są spowodowane głównie niestandardową konstrukcją oraz niestandardową instalacją i konserwacją, operatorom trudno jest podjąć skuteczne środki w celu rozwiązania tego problemu. Dlatego dodatkowe straty spowodowane stratami makrozgięciowymi w ODN będą występować przez długi czas. Dodatkową stratę Aa można określić, odnosząc się do Tabeli 5.

Dodatkowa strata łącza światłowodowego ODN występuje głównie w sekcji wejściowej. Gdy łącze światłowodowe ODN nie obejmuje linii kabla optycznego sekcji wejściowej, dodatkowa strata nie powinna być rejestrowana.

Przykłady obliczeń

Zgodnie z metodą obliczeniową i odpowiednimi wskaźnikami odniesienia opisanymi powyżej, całkowite tłumienie łącza światłowodowego ODN można obliczyć dla proporcjonalnego podziału pokazanego na rysunku 1 i nierównego podziału pokazanego na rysunku 5. Gdy łącze ODN ma długość 5,0 km, a całkowity współczynnik rozgałęzień wynosi 1:64, obliczenie całkowitego tłumienia łącza downlink GPON ODN pokazano w tabeli 6.

Należy zauważyć, że w przypadku stosowania rozdzielacza optycznego o nierównym stosunku tłumienie wstawiania portu rozgałęzienia rozdzielacza o nierównym stosunku jest większe niż w przypadku rozdzielacza o równym stosunku z taką samą liczbą rozgałęzień o ponad 5,0 dB. Podczas obliczania całkowitego tłumienia łącza ODN punkt R/S jest zwykle mierzony w ONU podłączonym do ostatniego stopnia rozdzielacza o nierównym stosunku na drugim końcu łącza.

Ze względu na metodę obliczeń najgorszego scenariusza stosowaną do tłumienia łączy światłowodowych ODN, obliczone wyniki są nieznacznie większe od zmierzonych wartości. Jeśli podczas testu końcowego zmierzona wartość tłumienia łącza światłowodowego jest większa od obliczonego wyniku, należy uznać ją za niekwalifikowaną.