分光器損耗如何計算?分光器如何在項目中使用

2021-01-08 弱電行業圈

分光器是組建PON網絡的一個組件,是一個連接OLT和ONU的無源設備,它的功能是分發下行數據,併集中上行數據。分光器帶有一個上行光接口,若干下行光接口。

從上行光接口過來的光信號被分配到所有的下行光接口傳輸出去,從下行光接口過來的光信號被分配到唯一的上行光接口傳輸出去。只是光信號從上行光接口轉到下行光接口的時候,光信號強度/光功率將下降,從下行光接口轉到上行光接口的時候,同樣如此。

工作原理:在單模光纖傳導光信號的時候,光的能量並不完全是集中在纖芯中傳播,有少量是通過靠近纖芯的包層中傳播的,也就是說,在兩根光纖的纖芯足夠靠近的話,在一根光纖中傳輸的光的模場就可以進入另外一根光纖,光信號在兩根光纖中得到重新的分配。

一、分光器損耗計算

OLT最大衰減值在22-25DB之間,也就是說衰減值不能超過25DB。

1:2 分光器衰減為3.01 dB

1:8 分光器衰減為 9.03 dB

1:16分光器衰減為12.04 dB

1:32分光器衰減為15.05 dB

1:64分光器衰減為18.06 dB

如下圖:

一般在衰弱值控制在20以內最好。

一般從OLT PON口裡出來的光為+3—+5dB,上行口為-6—-7dB左右。而ONU的光口靈敏度雖說是-28dB。但一般-20dB以上最好,當然也不排除有-23 -24dB能開起來,這種的畢竟不多,如果說從OLT到小區裡的主幹光纖測試為-3dB,這樣的話在分光比為1:32的情況下,按上圖來算,在ONU側接收的功率應該為-18-- -20dB,1310nm波長光纜在正常情況下每公裡損耗0.35dB,法蘭盤0.5dB。

註:光纖損耗一般是隨著波長加長而減小:

0.85微米的損耗為2.5dB/KM

1.31微米的損耗為0.35dB/KM,

1.55微米的損耗為0.20dB/KM。

二、分光器的選擇由PON系統的鏈路設計決定

拋開 EPON 與 GPON 之爭,PON 網絡中目前的技術已經可以實現 1×128的光分路比,這為 PON 的 ODN 設計帶來非常大的靈活性。因此在光鏈路設計時,如何根據 OLT PON 的發射及接收光功率預算來進行鏈路規劃很重要,一般是將整個系統中需要布置的 ONU 進行區域劃分,以此來確定 PON 的覆蓋範圍。

實際環境下,ONU 的區域劃分要根據地理位置(道路、橋梁、山坡、河流、管道、建築樓層等等因素)來確定,圖 1 是一個典型的二級分光示意圖,通常的使用方法是一級採用 1×4,則二級採用 1×8,或一級採用 1×8,二級採用 1 ×4,可是實際環境各異,常常出現二級分歧富餘或不夠。

例如二級分光 1×8時,剛好這個區塊有 9 棟樓,從別的區塊單獨放一條光纖過來不實際,而增加一個分光器對 PON 來說又太浪費,因此光鏈路的規劃是非常的重要,分光器如何設置必須在光鏈路設計時確定。

二級分光示意圖

三、分光器級聯的確定

這個問題對於不同的運營商有不同的想法,例如對於廣電來說,為了與其 HFC網絡匹配,理想的方法是採用不均分分光器(例如 5%:95% 1×2 分光器),在光功率預算許可的情況下,通過多級級聯達到覆蓋大範圍幾千用戶的目的,如下圖:

多級分光示意圖

這種方法在理論上可行,但是更多的級聯帶來維護和管理的困難,首先光纖鏈路上有很多的分歧點(最多可能 32 或 64 或 128),這些點除了分光器及熔接點的插入損耗以外,還會因多重反射增加系統噪聲,致命的問題來自於前端分光器故障將導致後端大面積的業務中斷。

還有一個大問題是最遠端 ONU 與最近端 ONU 由於距離 OLT 的距離差很大,因 PON 的 TDMA機理,必須增大系統的插入時延以達到 OLT 在邏輯上與各個 ONU 等距離的目的,系統的效率將受到較大的影響。在實際項目 PON 的實際部署中,這種級聯方式很少使用。

業內共識的分光設置原則有兩條:

一是儘量採用一級分光,二是分光級數儘量不超過二級。採用一級分光的優點表現在:

1、最大限度的提高 PON 利用率。

例如我們對 250戶別墅公寓混合小區進行 FTTH 規劃時,在小區機房設置 ODF 配線架進行集中一級分光,按照 1×32 分光比,250/32=7.84,配置 8 個 PON 口,正好是一般廠家的一臺 OLT 的容量。

機房的綜合機櫃安裝 OLT 及上聯交換設備,在 ODF 配線架安裝 8 臺 1×32 分光器,機房到用戶的光纜在 ODF 架成端,只需用光纖活動連接器就可以方便的對整個小區住戶進行配線管理。

如果採用二級分光,因配置問題,PON 的利用率會不均衡,整體來說,小區總的 PON 口需求會超過 8 個,這種情況下,必須增加 OLT 設備才能滿足需求,隨著 OLT 的增加,機房設備、幹線光纜、入戶光纜、光纖配線箱等等全部需要增加,導致整體投資上升。

一級分光圖

2、故障診斷方便

由於插入點減少,鏈路的損耗減少,可能的故障點減少,系統的可靠性提高

四、光模塊的選用

PON設備採用不同的光模塊,可以支持不同的ODN等級。

PON ONU光接口指標對比:

1、EPON在用的光模塊主要有:

-1000BASE-PX20,允許通道插損24dB,支持最高光分路比為1:32,EPON網絡部署早期配置,新採購設備已不再配置PX20光模塊。

-1000BASE-PX20+,允許通道插損28dB,支持最高光分路比為1:64,當前採購EPON設備均配置PX20+光模塊。

1、GPON在用的光模塊主要有:

-Class B+,允許通道插損28dB,支持最高光分路比為1:64,現網GPON設備普遍配置Class B+光模塊。

-Class C+,允許通道插損32dB,支持最高光分路比為1:128,Class C+光模塊已成熟,應主要採用。

各地在FTTH 規模部署過程中,OLT 及ONU 設備應採用不低於PX20+(EPON)和Class C+(GPON)等級的光模塊,ODN網絡光功率全程衰耗應控制在28dB以內。

END

本篇完

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