Расчет потерь на линейном участке

Расчет затухания оптического сигнала выполняется для самого дальнего абонента от точки подключения к OLT до точки подключения ONT. При этом необходимо предусмотреть потери на всех компонентах пассивной оптической сети. На затухание в оптическом волокне на участке от ONT до OLT влияет множество различных факторов:

· потери при соединениях волокна (муфты, кроссы);

· потери в самом оптическом волокне (на километр);

· потери в оптических коннекторах;

· потери при использовании сплиттеров.

В таблице П5 приведены значения потерь в децибелах для каждого элемента дерева PON.

Табл. П5. Значения потерь для каждого элемента PON

Затухание, т.е. суммарные потери в линии (между OLT и ONT) считаются по формуле:

где L_i – длина i-го участка, км;

α – коэффициент затухания, дБ/км;

N_p – количество разъемных соединений;

A_p – средние потери в разъемном соединении, дБ

N_c – количество сварных соединений;

A_с – средние потери в сварном соединении, дБ;

Aspl– затухание в оптическом сплиттере, дБ.

Для расчета потерь на линейном участке необходимо составить схему организации связи в распределительной сети PON. На этой схеме необходимо указать расстояния между всеми узлами пассивной сети, показать распределительные муфты (РМ), жилые дома в которых находятся оптические настенные боксы (БОН), указать распределительные уличные шкафы (ШРУД), оконечные станции (АТС). На рис. П3 показана общая схема распределительной сети PON. На линейном участке потери вносятся в основном за счет затухания на оптическом волокне и сварных соединений. Сварные соединения осуществляются в распределительных муфтах и кроссах.

Рисунок П3. Схема организации связи PON района

В таблице П6 показана характеристика линейного участка с указанием расстояний до АТС, числа промежуточных сварных соединений.

Табл. П6. Характеристики линейного участка

Расчет потерь на линейном участке будет осуществляться от самого дальнего подключаемого дома. Исходя из данных таблицы 6, наиболее удаленным подключаемым объектом является дом на улице Тимирязева, 111. Расстояние до АТС составляет 3 км. На участке от дома до АТС находится три распределительной муфты. При расчете затухания на линейном участке не учитываются потери на разъемах и сплиттерах – для этого будет произведен отдельный расчет.

На основе данных таблиц 5 и 6 производится расчет затухания на линейном участке на длине волны 1550 нм (затухание на этой волне не отличается от затухания на 1490 нм):

Аналогичные расчет производится для длины волны 1310 нм:

Для расчета затухания внутри помещений (АТС, ШРУД, жилые дома) необходимо учитывать наличие на таких объектах кроссов, в которых разваривается магистральный кабель. Кроссы имеют так называемые патч-панели, к которым подсоединяются пигтейлы через оптические коннекторы. Также существенное затухания оказывают сплиттеры, которые распределяют мощность оптического сигнала между абонентами жилого дома. Схема внутридомовой распределительной сети в доме на улице Тимирязева 111 показана на рис.П4 ниже.

Рисунок П4. Схема распределения волокон от сплиттера 1х32 (17,2дБ)

На рис.П4 изображены основные компоненты внутридомовой сети. В квартире абонента находится ONT-терминал, который предоставляет доступ к услугам сети. К PON-интерфейсу подключается пигтейл, который далее сваривается с распределительным кабелем в сплайс-кассете. Распределительный кабель поступает на распределительную коробку (РК), в которой осуществляется сварное соединение с другим распределительным кабелем со свободно извлекаемыми волокнами. Этот кабель поступает на оптический шкаф БОН-96. Там волокна оптического кабеля свариваются с пигтейлами сплиттера. Потери в оптическом волокне на километр значительно меньше потерь на сварных соединениях, коннекторах и сплиттере, поэтому данный показатель не учитывается. Производится расчет потерь в доме на улице Тимирязева 111:

Распределительный уличный шкаф ШРУД предназначен для концевой разделки, коммутации и сращивания оптических волокон. ШРУД является промежуточным объектом, находящимся между жилым домом и АТС. ШРУД имеет в своем составе оптический кросс, в котором происходит разделка оптического кабеля и его сращивание с другими. Патч-панель позволяет легко осуществлять коммутацию оптических волокон без необходимости их сварки. На рис.П5 ниже показана схема ШРУД.

Рисунок П5. Схема соединения в ШРУД

Расчет потерь в ШРУД:

Оконечное оборудование сети PON находится в здании АТС на Максарева 10. На АТС находится OLT-терминал и оптический кросс. Здесь, также как и при расчете потерь в ШРУД необходимо учесть потери на оптических разъемах в патч-панели, а также на сварках оптического волокна в сплайс-кассетах. OLT-терминал подключается через оптический разъем. На рис.П6 показана схема соединения на АТС.

Рисунок П6. Схема соединения на АТС

Расчет потерь на АТС:

Рассчитаем общие потери на участке от дома на улице Тимирязева 111 до АТС на улице Максарева 10. При расчете линейного участка необходимо брать длину волны, при которой затухание в оптическом волокне максимально (1310 нм):

Расчет оптического бюджета должен подтвердить, что для самого удаленного участка общая величина потерь (вместе с эксплуатационным запасом) не превышает динамический диапазон всей системы. Эксплуатационный запас необходимо предусмотреть в случае повреждения на линейном участке, ухудшения условий передачи и дальнейшего развития сети. Обычно значение эксплуатационного запаса берется равным от 5 до 7 дБ (по рекомендациям производителя оборудования). Принимается для примера значение эксплуатационного запаса равным 7 дБ. Исходя из вышеизложенного, необходимо соблюдение неравенства:

где P_opt.max – максимальное значение оптического бюджета, дБ;

A_Σ– общее затухание на всем участке, дБ;

P_zap – эксплуатационный запас, дБ,

P_{opt.max.peregr} – максимальное значение оптического бюджета с учётом перегрузки на приёме.

Подставляя рассчитанные значения в соотношение получим:

.

Как видно из расчетов, значение суммарных потерь и эксплуатационного запаса меньше максимального оптического бюджета и больше порога перегрузки приёмника. Следовательно, данная оптическая сеть будет работоспособной. Также расчётом нужно показать, что на самом коротком участке не будет перегрузки приёмника, если используются сплитттеры с меньшими коэффициентами деления (1:4, 1:8, 1:16).