Расчеты затухания оптической сети PON

Расчеты затухания выполняются для оптической линии от подключения волокна на активном оборудовании (на передатчике) до самого удаленного абонента (на приемнике). В пассивной сети PON источниками потерь являются:

1. полное затухание в оптическом волокне: зависит от его длины и коэффициента затухания волокна на определенной длине волны.

2. полные потери в сростках (сварные соединения): зависят от потерь в каждом сростке и их общего количества.

3. полные потери в соединителях (разъемные соединения): зависят от потерь в каждом соединителе и их общего количества.

4. потери в разветвителях волокон: зависят от коэффициента разветвления.

5. штрафные потери (потери на изгибы кабелей при прокладке).

Сумма всех потерь, возникающих на участке оптической сети, представляет собой энергетический бюджет затухания. Кроме того, при расчетах следует учитывать и эксплуатационный запас (дополнительные сростки и волоконные вставки при проведении ремонтных работ).

Для каждого канала связи OLT-ONT i (i =1... N, где N – число абонентских узлов) можно выписать условия на потери в прямом (d) и обратном (u) потоках:

OB _{d, min} ≤ α _d • Li + ILi + SLi + CLi ≤ OB _{d, mах} - Штраф_d - Запас_{d, I} (6.4)

OB _{u, min} ≤ α _u • Li + ILi + SLi + CLi ≤ OB _{u, mах} - Штраф_u - Запас_{u, i}, (6.5)

где Li – длина i -го канала,

α _d и α _u – удельное затухание в волокне на длине волны прямого и обратного потоков,

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

CLi – потери на всех коннекторах в i -м канале,

SLi – потери на всех сварных соединениях.

Штраф учитывает ухудшение приема сигнала из-за деградации волокна/компонентов, влияния внешних условий, искажения формы сигнала из-за хроматической и поляризационной модовой дисперсии. Штрафной член может зависеть от длины волны, однако рекомендуется суммарно оценивать все такие потери величиной 1 дБ.

ОB – оптический бюджет приемопередающей системы,

Запас_i – запас мощности на развитие в i -м канале.

Определим запас системы Запас_сист как запас канала с наибольшими полными потерями. В условиях полагается, что потери на оптических компонентах не зависят от направления распространения сигнала и длины волны.

На схеме распределительной сети организации GPON предложен выбор разветвителей с коэффициентами деления 1: 2, 1: 3, 1: 4, реализованных на осветительных опорах, рабочая длина волны: 1310нм& 1490нм& 1550нм. Рассчитаем разброс полных потерь и запас системы для каналов. Вносимые потери разветвителей - по таблице 6.7. Длина каналов складывается из протяженности ВОК в кабельной канализации, в грунте и ВОК по опорам.

Канал (АТС-44/1 – Микрорайон №3): L₂ = 2, 44+2, 6+1, 2+0, 8=7, 04 (км)

Канал 1, прямой поток:

15≤ 0, 22 • 7, 04 + 18, 1+ 5*0, 75 + 0, 3 + 0, 1 ≤ 33 - 1- Запас_{d, i}

15≤ 23, 448 ≤ 32- Запас_{d, i},

Запас_{d, i} = 32 -19, 959 = 8, 201 (дБ).

Канал 1, обратный поток:

15≤ 0, 35 • 7, 04+ 18, 1+ 5*0, 75 + 0, 3 + 0, 1 ≤ 33 - 1- Запас_{d, i}

15≤ 24, 714 ≤ 32- Запас_{d, i},

Запас_{d, i} = 32 -20, 158 = 7, 286 (дБ).

Обозначим для удобства полные потери, представленные центральными частями неравенств, для сигналов прямого и обратного потоков, соответственно, через FL _{d, i} и FL _{u, i} . Разброс полных потерь DL определяется через максимальные и минимальные полные потери по всем оптическим путям системы:

DL = FL _max – FL _min. (6.6)

DL = 8, 201-7, 286= 0, 912 (дБ)

Справедливо утверждение – уменьшение разброса полных потерь по оптическим путям DL ведет к увеличению запаса системы. Запас системы будет максимальным, если разброс полных потерь по оптическим путям DL будет равен нулю.

При выбранной трассе оптических путей и система передачи возможность выбора разветвителей с нужными коэффициентами деления – это та степень свободы, которая позволяет реализовать оптимальную топологию и решить проблему наращивания сетей, обеспечив максимальный запас на развитие.

Схема проектирования сети PON в многоэтажных домах представлена на рисунке 3.6

Рисунок 3.6 - Организация PON в многоэтажных домах