Στο σχεδιασμό έργων ευρυζωνικής πρόσβασης οπτικών ινών όπως το FTTH, η πλήρης εξασθένηση της ζεύξης οπτικών ινών ODN πρέπει να υπολογιστεί με βάση το αντίστοιχο μήκος κύματος του συστήματος εφαρμογής. Αφενός, επαληθεύει εάν πληρούνται οι απαιτήσεις προϋπολογισμού οπτικής ισχύος του συστήματος και, αφετέρου, χρησιμεύει ως δείκτης αναφοράς για την αποδοχή του έργου.

Μέθοδος υπολογισμού

Η πλήρης εξασθένηση του συνδέσμου οπτικών ινών ODN αναφέρεται στην εξασθένηση μεταξύ των σημείων αναφοράς S/R και R/S στη σύνδεση οπτικών ινών από το OLT στο ONU. Το κοινό μοντέλο αναφοράς για την εξασθένηση της ζεύξης οπτικών ινών ODN φαίνεται στο Σχήμα 1, το οποίο συνήθως περιλαμβάνει εξασθένηση ινών και σταθερής σύνδεσης Af, απώλεια εισαγωγής οπτικού διαχωριστή As, απώλεια ενεργού εισαγωγής σύνδεσης Ac και πρόσθετη απώλεια Aa.

Κατά τη σχεδίαση, ο υπολογισμός της εξασθένησης ζεύξης ινών ODN θα πρέπει να υιοθετεί τη μέθοδο υπολογισμού της τιμής στη χειρότερη περίπτωση, δηλαδή, οι σχετικοί δείκτες θα πρέπει να χρησιμοποιούν τεχνικούς δείκτες σε πρότυπα, προδιαγραφές ή έγγραφα προσφοράς, αντί για πραγματικούς τυπικούς δείκτες (μέσες τιμές του αντίστοιχου προϊόντος δείκτες κατασκευαστών πρώτης γραμμής). Για παράδειγμα, στα σχετικά πρότυπα, ο δείκτης εξασθένησης των ενεργών συνδέσεων είναι 0,5 dB/τεμάχιο (οποιεσδήποτε δύο συνδέσεις του ίδιου μοντέλου είναι διασυνδεδεμένες) και ο τυπικός δείκτης προϊόντων από κατασκευαστές πρώτης γραμμής γενικά δεν υπερβαίνει τα 0,25 dB/τεμάχιο. Κατά τον υπολογισμό, θα πρέπει να λαμβάνεται ως 0,5dB/τεμάχιο.

Οπτική ίνακαι σταθερή εξασθένηση σύνδεσης Af

Εξασθένιση οπτικών ινών και σταθερής σύνδεσης Το Af περιλαμβάνει εξασθένηση οπτικών ινών και εξασθένηση σταθερής σύνδεσης.

Fiber attenuation=Συντελεστής εξασθένησης ινών (dB/km) x Μήκος ίνας (km). Ο συντελεστής εξασθένησης των οπτικών ινών σχετίζεται με το μήκος κύματος που χρησιμοποιείται στο σύστημα. Οι τυπικές τιμές του συντελεστή εξασθένησης των οπτικών ινών στα ανάντη και κατάντη μήκη κύματος του GPON και του XG-PON φαίνονται στο Σχήμα 2.

Οι σταθερές συνδέσεις σχετίζονται με τις κινητές συνδέσεις, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών αρμών (ψυχρές συνδέσεις) και των αρμών σύντηξης. Ο μηχανικός τερματισμός χρησιμοποιείται κυρίως στον επιτόπιο τερματισμό των καλωδίων πτώσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Η σταθερότητα της επιτόπιας συγκόλλησης είναι κακή, και με τη δημοτικότητα του φορητού ματιστή σύντηξης, έχει σταδιακά αντικατασταθεί από μεθόδους τερματισμού σύντηξης.

Ο μέσος δείκτης εξασθένησης των σταθερών συνδέσεων οπτικών ινών φαίνεται στον Πίνακα 1.

Στο ODN, είναι συχνά δύσκολο να γνωρίζουμε πόσοι σύνδεσμοι οπτικών ινών περιλαμβάνονται σε ολόκληρο τον σύνδεσμο οπτικών ινών και η εξασθένηση που προκαλείται από τη σύντηξη ινών αντιπροσωπεύει ένα πολύ μικρό ποσοστό της εξασθένησης σε ολόκληρο τον σύνδεσμο οπτικών ινών. Επομένως, κατά τον υπολογισμό, η εξασθένηση της οπτικής ίνας και η εξασθένηση που προκαλείται από τη σύντηξη συνδυάζονται συχνά για να απλοποιηθεί ο υπολογισμός. Οι τιμές αναφοράς για την εξασθένηση ανά χιλιόμετρο οπτικής ίνας και ματίσματος σύντηξης φαίνονται στον Πίνακα 2. Όταν υπάρχουν και σύνδεσμοι μονού πυρήνα και συνδετήρες ταινίας ινών στη ζεύξη, λαμβάνεται η μέση τιμή ματίσματος μονού πυρήνα και ματίσματος κορδέλας ινών.

Η εξασθένηση Af των οπτικών ινών και των σταθερών συνδέσεων μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας τις τιμές αναφοράς στον Πίνακα 2 με το μήκος του συνδέσμου οπτικών ινών. Όταν ο σύνδεσμος περιλαμβάνει ψυχρές συνδέσεις, η εξασθένηση της ψυχρής σύνδεσης μπορεί να υπολογιστεί χωριστά στα 0,1 dB ανά σύνδεση.

ΟΑπώλεια εισαγωγής οπτικού διαχωριστή Ως

Στο ODN, χρησιμοποιείται κυρίως διαχωριστής φασματοσκοπίας ίσης αναλογίας. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους σύνδεσης, οι διαχωριστές ίσης αναλογίας χωρίζονται κυρίως σε τρεις τύπους: τύπος χαλύβδινου σωλήνα (τύπος χωρίς μπλοκ), τύπος μονάδας κουτιού και τύπος βύσματος (κασέτες LGX), όπως φαίνεται στο σχήμα 4. Χρησιμοποιούνται κυρίως διαχωριστές τύπου κουτιού σε κιβώτια διακλάδωσης οπτικών καλωδίων, ενώ οι διαχωριστές τύπου patch χρησιμοποιούνται κυρίως σε κουτιά διαχωρισμού οπτικών καλωδίων.

Εικόνα 4: Οπτικός διαχωριστής με αναλογικό διαχωρισμό (balanced splitter)

Για κάθε αύξηση 1 επιπέδου στην αναλογία διαχωρισμού του διαχωριστή, η απώλεια εισαγωγής αυξάνεται κατά περίπου 3dB. Για διαχωριστές με τον ίδιο λόγο διαχωρισμού, η απώλεια εισαγωγής των διαχωριστών τύπου plug-in είναι περίπου 0,2 dB μεγαλύτερη από αυτή των διαχωριστών τύπου κουτιού, όπως φαίνεται στον Πίνακα 3.

Αλλά σε σενάρια όπως το FTTR, οι αγροτικές περιοχές και το εσωτερικό των κτιρίων, η εφαρμογή άνισου διαχωρισμού αναλογιών αυξάνεται επίσης. Το Σχήμα 5 δείχνει ένα μοντέλο αναφοράς για την εξασθένηση μιας σύνδεσης οπτικών ινών ODN με διάσπαση άνισης αναλογίας σε ένα συγκεκριμένο σενάριο κτιρίου.

Τα κύρια μοντέλα οπτικών διαχωριστών άνισης αναλογίας είναι 1×5 και 1×9. Ο διαχωριστής 1×5 περιλαμβάνει 1 θύρα καταρράκτη και 4 θύρες διακλάδωσης, ενώ ένας διαχωριστής 1×9 περιλαμβάνει 1 θύρα καταρράκτη και 8 θύρες διακλάδωσης. Οι τιμές αναφοράς για την απώλεια εισαγωγής των διαχωριστών 1×5 και 1×9 φαίνονται στον Πίνακα 4.

Απώλεια εισαγωγής σύνδεσης δραστηριότητας Ac

Στις ζεύξεις οπτικών ινών ODN, οι ενεργές συνδέσεις χρησιμοποιούνται συνήθως στο ODF, στους οπτικούς διακόπτες κορμού και στους οπτικούς διαχωριστές. Η απώλεια εισαγωγής των ενεργών συνδέσεων υπολογίζεται σε 0,5dB ανά σύνδεση. Η απώλεια εισαγωγής ενός ολοκαίνουργιου ενεργού βύσματος γενικά δεν υπερβαίνει τα 0,25 dB/τεμάχιο, αλλά με την αύξηση του χρόνου χρήσης, λόγω μόλυνσης της ακραίας όψης και άλλων λόγων, η απώλεια εισαγωγής θα αυξηθεί σε κάποιο βαθμό. Υπολογιζόμενο στα 0,5 dB/τεμάχιο, δεν θα προκαλέσει υπερβολική εξασθένηση ζεύξης.

Τα OLT, ONU και ODN χρησιμοποιούν επίσης ενεργές συνδέσεις, αλλά αυτή η ενεργή σύνδεση δεν περιλαμβάνεται μεταξύ των σημείων αναφοράς S/R και R/S και δεν ανήκει στη σύνδεση οπτικών ινών ODN.

Συνήθως, κάθε οπτικός διαχωριστής έχει 2 ενεργές συνδέσεις στη ζεύξη ινών. Ωστόσο, σύμφωνα με την αρχή δοκιμής της απώλειας εισαγωγής διαχωριστή στο YD 2000.1-2014, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6, η τιμή απώλειας εισαγωγής του οπτικού διαχωριστή περιλαμβάνει ήδη την απώλεια εισαγωγής 1 ενεργής σύνδεσης. Επομένως, κατά τον υπολογισμό του Ac, απαιτείται μόνο 1 ενεργή σύνδεση για κάθε διαχωριστή.

ΕΝΑπρόσθετες απώλειες Αα

Στο ODN, λόγω της μη τυποποιημένης κατασκευής και εγκατάστασης, καθώς και της χρήσης ινών ουράς G.652 για τερματισμό στο τμήμα εισόδου των οπτικών καλωδίων, συχνά σημειώνονται σημαντικές απώλειες κάμψης μακροεντολών στη σύνδεση ODN (δείτε τα άρθρα "Ο αντίκτυπος της ανεπαρκούς ακτίνας κάμψης ινών στην εξασθένηση της ζεύξης ODN"και"Ποια είναι η διαφορά G.657A2 έναντι G.652D").Για παράδειγμα, τα αποτελέσματα της δοκιμής εξασθένησης κάτω ζεύξης ορισμένων οικιακών οπτικών καλωδίων σε μια συγκεκριμένη πόλη φαίνονται στο Σχήμα 7 (κάθε σημείο στο σχήμα αντιπροσωπεύει διαφορετικούς χρήστες), όπου η μέση εξασθένηση των χρηστών XG-PON είναι τόσο υψηλή όσο 2,85dB και η μέση εξασθένηση των χρηστών GPON είναι επίσης 1,98dB.

Αν και οι πρόσθετες απώλειες μακρο-κάμψης προκαλούνται κυρίως από μη τυποποιημένη κατασκευή και μη τυπική εγκατάσταση και συντήρηση, είναι δύσκολο για τους χειριστές να λάβουν αποτελεσματικά μέτρα για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Επομένως, οι πρόσθετες απώλειες που προκαλούνται από απώλειες μακρο-κάμψης στο ODN θα υπάρχουν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η πρόσθετη απώλεια Aa μπορεί να προσδιοριστεί με αναφορά στον Πίνακα 5.

Η πρόσθετη απώλεια του συνδέσμου οπτικών ινών ODN εμφανίζεται κυρίως στο τμήμα εισόδου. Όταν η σύνδεση οπτικών ινών ODN δεν περιλαμβάνει τη γραμμή οπτικού καλωδίου του τμήματος εισόδου, η πρόσθετη απώλεια δεν πρέπει να καταγράφεται.

Παραδείγματα Υπολογισμού

Σύμφωνα με τη μέθοδο υπολογισμού και τους σχετικούς δείκτες αναφοράς που περιγράφονται παραπάνω, η πλήρης εξασθένηση του συνδέσμου ινών ODN μπορεί να υπολογιστεί για την αναλογική διάσπαση που φαίνεται στο σχήμα 1 και την άνιση διάσπαση που φαίνεται στο σχήμα 5. Όταν η ζεύξη ODN έχει μήκος 5,0 km και η Ο συνολικός λόγος διακλάδωσης είναι 1:64, ο υπολογισμός της πλήρους εξασθένησης της σύνδεσης ODN κατερχόμενης ζεύξης GPON φαίνεται στον Πίνακα 6.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι όταν χρησιμοποιείται οπτικός διαχωριστής άνισης αναλογίας, η απώλεια εισαγωγής της θύρας διακλάδωσης του διαχωριστή άνισου λόγου είναι μεγαλύτερη από αυτή του διαχωριστή ίσης αναλογίας με τον ίδιο αριθμό διακλαδώσεων κατά περισσότερο από 5,0 dB. Κατά τον υπολογισμό της εξασθένησης πλήρους ζεύξης ODN, το σημείο R/S λαμβάνεται συνήθως στο ONU που είναι συνδεδεμένο στο τελευταίο στάδιο του διαχωριστή άνισης αναλογίας στο μακρινό άκρο της ζεύξης.

Λόγω της μεθόδου υπολογισμού του χειρότερου σεναρίου που χρησιμοποιείται για την εξασθένηση των συνδέσεων οπτικών ινών ODN, τα υπολογισμένα αποτελέσματα είναι ελαφρώς μεγαλύτερα από τις μετρούμενες τιμές. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής ολοκλήρωσης, εάν η μετρούμενη τιμή εξασθένησης του συνδέσμου οπτικών ινών είναι μεγαλύτερη από το υπολογισμένο αποτέλεσμα, θα πρέπει να κριθεί ως μη επιβεβλημένη.