Расчет оптического бюджета в пассивной оптической сети с разветвителями с равномерным распределением оптической мощности по отводам

В рекомендациях и определен диапазон ослабления сигнала в сети PON:

– класс A: 5дБ – 20дБ;

– класс B: 10дБ – 25дБ;

– класс C: 15дБ – 30дБ.

Ширина диапазона допустимого ослабления сигнала в сети для оборудования любого класса составляет 15 дБ.

Ширина диапазона допустимого ослабления сигнала определяется адаптационными возможностями детекторов или шириной их рабочих диапазонов. Следовательно, максимальный разброс потерь по оптическим путям сети не может превысить 15 дБ. Этот критерий удобен при проектировании сети, так как позволяет отвлечься от абсолютных уровней принимаемой мощности и свободно строить сеть. По окончании расчета остается лишь выбрать подходящий класс приемопередатчиков либо использовать аттенюатор для приведения полученных потерь по оптическим путям сети в требуемый интервал [10].

Для каждого канала электросвязи OLT-ONTi (i=1...N, где N – число абонентских окончаний) можно описать условия на потери в прямом (d) и обратном (u)потоках:

OB d,min≤αd·Li+ILi+AL+WL+RLi+CLi≤OBd,mах–Штрафd–Запас, (4.3)

OB u,min≤αu·Li+ILi+AL+WL+RLi+CLi≤OBu,mах–Штрафu–Запас, (4.4)

где: Li – длина i-го канала, км;

αd и αu – удельное затухание в оптическом волокне на длине волны прямого и обратного потоков, дБ;

ILi – вносимые потери всеми разветвителями в i-м канале, дБ;

RLi – потери на всех коннекторах (разъемных соединениях) в i-м канале, дБ;

СLi – потери на всех неразъемных сварных соединениях в i-м канале, дБ;

AL – ослабление сигнала на аттенюаторе, дБ;

WL – ослабление сигнала на WDM мультиплексоре, дБ;

Штраф – ослабление сигнала из-за деградации волокна/компонентов, влияния внешних условий, искажения формы сигнала из-за хроматической и поляризационной модовой дисперсии, дБ;

Запас – эксплуатационный запас в виде дополнительных сростков и вставок при проведении ремонтных работ, 3дБ. Штраф может зависеть от длины волны, однако, при этом рекомендуется суммарно оценивать все такие потери величиной 1 дБ.

Рабочие диапазоны приемников/передатчиков меняются в зависимости от направления и скорости передачи. Однако, согласованные требования к ним обеспечивают постоянство оптического бюджета OBmin, OBmах. Поэтому, индекс для обозначения направления потока опускается.

Для сетей с использованием разветвителей с малым количеством портов (количеством абонентов на один порт OLT) может потребоваться принудительное ослабление сигнала аттенюатором. У приемного детектора, кроме минимальной чувствительности pin, min, существует и верхняя граница рабочего режима pin, mах, которая называется порогом перегрузки (minimum overload). При более мощном сигнале детектор уже не может принимать сигнал с требуемым для рабочего режима уровнем ошибок BER = 10–10, так как выходит в режим насыщения. Учитывая вариации уровня средней мощности, излучаемой лазером, pout, min ÷ pout, max, получаем, что максимально допустимое ослабление сигнала не превышает значение, рассчитанное по формуле (4.1), а минимально допустимое ослабление сигнала не менее значения, рассчитанного по формуле (4.2).

Для расчета оптического бюджета в сети PON с равномерными оптическими разветвителями достаточно рассчитать ослабление сигнала в одном канале OLT-ONTi. Расчет оптического бюджета следует производить с учетом данных о реальных параметрах активного оборудования, ВОК и компонентов сети, предоставленных производителями. Расчет бюджета потерь должен подтвердить, что для каждой цепи общая величина потерь (включая запас и штрафные потери) OBmin, дБ, удовлетворяет условию:

OBmin≤АΣi≤OBmах–Штраф–Запас, (4.5)

где: АΣi – суммарные потери в линии (между OLT и ONTi) для i-го канала, дБ.

В расчетах должно использоваться большее значение коэффициента затухания ВОК (для каждой длины волны определено значение коэффициента затухания). Окончательный расчет оптического бюджета следует производить с учетом данных о реальных параметрах активного оборудования, разветвителей, ВОК и компонентов сети, предоставленных производителями таблица 4.1:

Таблица 4.1 – Реальные параметры оборудования

Продолжение таблицы 4.1

Для OLT LTE-8ST и ONU NTE-1402. Рассчитаем оптический бюджет (OB - optical power budget), дБ, приемопередающего оборудования, он определяется как интервал [OBmin, OBmах], где:

OBmах = pout,min – pin,min, (4.6)

OBmin = pout,mах – pin,mах, (4.7)

где: pout, min, pout, max – допустимый разброс мощностей передатчиков;

pin, min, pin, mах – допустимый уровень принимаемого сигнала на приемниках.

Интревал оптического бюджета для Downstream направления:

OBmах = 2 – (– 28) =30дБ

OBmin = 7 – (– 8) = 15дБ

Отсюда следует, что ОВ downsteam = [15;30]дБ

Интервал оптического бюджета для Upstream направления:

OBmах = 0,5 – (– 30) =30,5дБ

OBmin = 5 – (– 6) = 11дБ

Отсюда следует, что ОВ upsteam = [11;30,5]дБ

Для Downstream направления (OLT > ONU):

Выходная мощность OLT составляет +2дБ и чувствительность ONU – 28дБ. Зная эти значения мы можем вычислить оптический бюджет для Downstream потока: 2-(-28) = 30дБ.

Для Upstream направления (ONU > OLT):

Выходная мощность ОNU составляет 0,5дБ и чувствительность OLT – 30дБ. Зная эти значения мы можем вычислить оптический бюджет для Upstream потока: 0,5-(-30) = 30,5дБ. С учетом эксплуатационного запаса в 3дБ и Штрафа в 1дБ, максимальное значение оптического бюджета линии для Downstream потока не должно превышать 26 дБ, а для Upstream потока 26,5дБ. Для канала электросвязи OLT-ONT посчитаем общие потери АΣ на всех элементах оборудования с учетом их количества, на длинах волн 1310нм, 1490нм, 1550нм:

–оптическое волокно, 4 км по территории поселка;

–1:32 оптический сплиттер = 1шт;

–wdm мультиплексор = 2;

–оптические коннекторы = 10шт;

–соединения волокна = 10шт.

АΣ (1310нм) = 0,35·4 + 17 + 2·0,7 + 0,25·10 + 0,05·10 = 22,8дБ,

Отсюда следует, что 26,5дБ – 22,8дБ = 3,7дБ – линия позволяет использовать 3,7дБ для расширения сети.

АΣ (1490нм) = 0,24·4 + 17 + 2·1 + 0,25·10 + 0,05· 10= 19,99дБ

Отсюда следует, что 26дБ – 19,99дБ = 6,01дБ – линия позволяет использовать 6,01дБ для расширения сети.

АΣ(1550нм) = 0,2·4 + 17 + 2·1 + 0,25·10 + 0,05·10 = 19,83дБ

Отсюда следует, что 26дБ – 19,83дБ = 6,17дБ – линия позволяет использовать 6,17дБ для расширения сети. Подставим, полученные значения АΣ, в равенство (5.5), получим:

OB u,min ≤ αu · Li + ILi + WL + RLi + CLi ≤ OBu,mах - Штрафu - Запас

11 дБ ≤ 22,8≤ 27,5 дБ,

удовлетворяет условию (4.5).

OB d,min ≤ αd · Li + ILi + WL + RLi+ CLi ≤ OBd,mах - Штрафd - Запас

15 дБ ≤ 19,99дБ ≤ 27 дБ,

удовлетворяет условию (4.5).

OB d,min ≤ αd · Li + ILi + WL + RLi+ CLi ≤ OBd,mах - Штрафd – Запас

15 дБ ≤ 19,83дБ ≤ 27 дБ,

удовлетворяет условию (4.5).

Произведя расчет самой протяженной линии связи между OLT и ONU видно, что построенная сеть работоспособна и имеет возможность для последующего расширения, не только из за количества свободных портов PON в оборудовании OLT, но и правильно выбранного оптического волокна для построения сети и использования одного сплиттера 1х32 для равномерного распределения оптической мощности по отводам.

Поиск по сайту: