Bei der Konzeption von Breitband-Glasfaserzugangsprojekten wie FTTH muss die Gesamtdämpfung der ODN-Glasfaserverbindung auf Basis der entsprechenden Wellenlänge des Anwendungssystems berechnet werden. Einerseits wird dadurch überprüft, ob die Anforderungen des Systems an das optische Leistungsbudget erfüllt sind, und andererseits dient es als Referenzindikator für die Projektabnahme.

Berechnungsmethode

Die Gesamtdämpfung der ODN-Glasfaserverbindung bezieht sich auf die Dämpfung zwischen den S/R- und R/S-Referenzpunkten in der Glasfaserverbindung von OLT zu ONU. Das allgemeine Referenzmodell für die Dämpfung der ODN-Glasfaserverbindung ist in Abbildung 1 dargestellt und umfasst normalerweise die Glasfaser- und Festverbindungsdämpfung Af, den Einfügungsverlust des optischen Splitters As, den Einfügungsverlust der aktiven Verbindung Ac und den zusätzlichen Verlust Aa.

Bei der Berechnung der Dämpfung von ODN-Glasfasern sollte die Worst-Case-Wertberechnungsmethode verwendet werden, d. h. die relevanten Indikatoren sollten technische Indikatoren in Normen, Spezifikationen oder Ausschreibungsunterlagen verwenden und nicht tatsächliche typische Indikatoren (Durchschnittswerte der entsprechenden Produktindikatoren der Ersthersteller). Beispielsweise beträgt in relevanten Normen der Dämpfungsindex aktiver Verbindungen 0,5 dB/Stück (zwei beliebige Steckverbinder desselben Modells werden miteinander verbunden), und der typische Index von Produkten der Ersthersteller überschreitet im Allgemeinen nicht 0,25 dB/Stück. Bei der Berechnung sollte er als 0,5 dB/Stück angenommen werden.

Glasfaserund feste Anschlussdämpfung Af

Dämpfung bei Glasfaser- und Festverbindungen Af umfasst die Dämpfung bei Glasfaser- und Festverbindungen.

Faserdämpfung = Faserdämpfungskoeffizient (dB/km) x Faserlänge (km). Der Dämpfungskoeffizient von Glasfasern hängt von der im System verwendeten Wellenlänge ab. Die typischen Werte des Dämpfungskoeffizienten von Glasfasern bei den Upstream- und Downstream-Wellenlängen von GPON und XG-PON sind in Abbildung 2 dargestellt.

Feste Verbindungen sind relativ zu beweglichen Verbindungen, einschließlich mechanischer Verbindungen (Kaltverbindungen) und Schmelzverbindungen. Mechanische Terminierung wird hauptsächlich bei der Vor-Ort-Terminierung von Drop-Kabeln verwendet, wie in Abbildung 3 dargestellt. Die Stabilität der Vor-Ort-Schweißung ist schlecht und mit der Popularität tragbarer Schmelzspleißgeräte wurde sie nach und nach durch Schmelzterminierungsmethoden ersetzt.

Der durchschnittliche Dämpfungsindex fester Glasfaserverbindungen ist in Tabelle 1 aufgeführt.

Bei ODN ist es oft schwierig zu wissen, wie viele Glasfaserverbinder in der gesamten Glasfaserverbindung enthalten sind, und die durch das Faserfusionsspleißen verursachte Dämpfung macht einen sehr kleinen Anteil der Dämpfung in der gesamten Glasfaserverbindung aus. Daher werden bei der Berechnung die Dämpfung der Glasfaser und die durch das Fusionsspleißen verursachte Dämpfung oft kombiniert, um die Berechnung zu vereinfachen. Die Referenzwerte für die Dämpfung pro Kilometer Glasfaser und das Fusionsspleißen sind in Tabelle 2 aufgeführt. Wenn die Verbindung sowohl Einzeladerverbinder als auch Glasfaserbandverbinder enthält, wird der Durchschnittswert aus Einzeladerspleißen und Glasfaserbandspleißen verwendet.

Die Dämpfung Af von Glasfasern und Festverbindungen kann berechnet werden, indem die Referenzwerte in Tabelle 2 mit der Länge der Glasfaserverbindung multipliziert werden. Wenn die Verbindung Kaltverbindungen enthält, kann die Kaltverbindungsdämpfung separat mit 0,1 dB pro Verbindung berechnet werden.

OEinfügedämpfung optischer Splitter As

In ODN wird hauptsächlich ein Spektroskopiesplitter mit gleichem Verhältnis verwendet. Entsprechend den verschiedenen Verbindungsmethoden werden Splitter mit gleichem Verhältnis hauptsächlich in drei Typen unterteilt: Stahlrohrtyp (blockloser Typ), Boxmodultyp und Plug-in-Typ (LGX-Kassetten), wie in Abbildung 4 dargestellt. Boxtypsplitter werden hauptsächlich in Anschlusskästen für optische Kabel verwendet, während Patchtypsplitter hauptsächlich in Verteilerkästen für optische Kabel verwendet werden.

Abbildung 4: Optischer Splitter mit proportionaler Aufteilung (Balanced Spitter)

Bei jeder Erhöhung des Teilungsverhältnisses des Splitters um eine Stufe erhöht sich der Einfügungsverlust um etwa 3 dB. Bei Splittern mit demselben Teilungsverhältnis ist der Einfügungsverlust von Plug-in-Splittern etwa 0,2 dB höher als der von Box-Splittern, wie in Tabelle 3 gezeigt.

Aber auch in Szenarien wie FTTR, ländlichen Gebieten und innerhalb von Gebäuden wird die Aufteilung mit ungleichem Verhältnis zunehmend angewendet. Abbildung 5 zeigt ein Referenzmodell für die Dämpfung einer ODN-Glasfaserverbindung mit Aufteilung mit ungleichem Verhältnis in einem bestimmten Gebäudeszenario.

Die Hauptmodelle optischer Splitter mit ungleichem Verhältnis sind 1×5 und 1×9. Ein 1×5-Splitter umfasst 1 Kaskadenport und 4 Abzweigports, während ein 1×9-Splitter 1 Kaskadenport und 8 Abzweigports umfasst. Die Referenzwerte für den Einfügungsverlust von 1×5- und 1×9-Splittern sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Aktivität Verbindung Einfügungsverlust Ac

Bei ODN-Glasfaserverbindungen werden aktive Verbindungen normalerweise an ODF, Backbone-Lichtschaltern und optischen Splittern verwendet. Der Einfügungsverlust aktiver Verbindungen wird mit 0,5 dB pro Verbindung berechnet. Der Einfügungsverlust eines brandneuen aktiven Steckers überschreitet im Allgemeinen nicht 0,25 dB/Stück, aber mit zunehmender Nutzungsdauer wird der Einfügungsverlust aufgrund von Endflächenverschmutzung und anderen Gründen bis zu einem gewissen Grad zunehmen. Bei einem berechneten Wert von 0,5 dB/Stück wird keine zu große Verbindungsdämpfung erzeugt.

OLT, ONU und ODN verwenden ebenfalls aktive Verbindungen, aber diese aktive Verbindung ist nicht zwischen den S/R- und R/S-Referenzpunkten enthalten und gehört nicht zur ODN-Glasfaserverbindung.

Normalerweise hat jeder optische Splitter zwei aktive Verbindungen zur Glasfaserverbindung. Gemäß dem Testprinzip des Splitter-Einfügungsverlusts in YD 2000.1-2014, wie in Abbildung 6 dargestellt, enthält der Einfügungsverlustwert des optischen Splitters jedoch bereits den Einfügungsverlust einer aktiven Verbindung. Daher ist bei der Berechnung von Ac nur eine aktive Verbindung für jeden Splitter erforderlich.

Azusätzliche Verluste Aa

Aufgrund der nicht standardisierten Konstruktion und Installation sowie der Verwendung von G.652-Endfasern für die Terminierung im Eingangsabschnitt optischer Kabel kommt es bei ODN-Verbindungen häufig zu erheblichen Makrobiegeverlusten (siehe die Artikel „Die Auswirkungen eines unzureichenden Faserbiegeradius auf die ODN-Verbindungsdämpfung“Und„Was ist der Unterschied zwischen G.657A2 und G.652D?“.Beispielsweise werden in Abbildung 7 die Ergebnisse des Downlink-Dämpfungstests einiger optischer Haushaltskabel in einer bestimmten Stadt angezeigt (jeder Punkt in der Abbildung stellt unterschiedliche Benutzer dar). Dabei beträgt die durchschnittliche Dämpfung von XG-PON-Benutzern bis zu 2,85 dB und die durchschnittliche Dämpfung von GPON-Benutzern ebenfalls 1,98 dB.

Obwohl die zusätzlichen Makrobiegeverluste hauptsächlich durch nicht standardmäßige Konstruktion und nicht standardmäßige Installation und Wartung verursacht werden, ist es für die Betreiber schwierig, wirksame Maßnahmen zur Lösung dieses Problems zu ergreifen. Daher werden die durch Makrobiegeverluste in ODN verursachten zusätzlichen Verluste noch lange bestehen. Der zusätzliche Verlust Aa kann anhand von Tabelle 5 bestimmt werden.

Der zusätzliche Verlust der ODN-Glasfaserverbindung tritt hauptsächlich im Eingangsabschnitt auf. Wenn die ODN-Glasfaserverbindung die optische Kabelleitung im Eingangsabschnitt nicht umfasst, sollte der zusätzliche Verlust nicht erfasst werden.

Berechnungsbeispiele

Gemäß der oben beschriebenen Berechnungsmethode und den relevanten Referenzindikatoren kann die Gesamtdämpfung der ODN-Glasfaserverbindung für die in Abbildung 1 gezeigte proportionale Aufteilung und die in Abbildung 5 gezeigte ungleiche Aufteilung berechnet werden. Wenn die ODN-Verbindung 5,0 km lang ist und das Gesamtverzweigungsverhältnis 1:64 beträgt, ist die Berechnung der Gesamtdämpfung der GPON-Downlink-ODN-Verbindung in Tabelle 6 dargestellt.

Es ist zu beachten, dass bei Verwendung eines optischen Splitters mit ungleichem Verhältnis der Einfügungsverlust des Abzweiganschlusses des Splitters mit ungleichem Verhältnis um mehr als 5,0 dB größer ist als der des Splitters mit gleichem Verhältnis und gleicher Anzahl von Abzweigen. Bei der Berechnung der ODN-Gesamtverbindungsdämpfung wird der R/S-Punkt normalerweise an der ONU genommen, die mit der letzten Stufe des Splitters mit ungleichem Verhältnis am anderen Ende der Verbindung verbunden ist.

Aufgrund der Worst-Case-Berechnungsmethode für die Dämpfung von ODN-Glasfaserverbindungen sind die berechneten Ergebnisse etwas größer als die gemessenen Werte. Wenn während des Abschlusstests der gemessene Dämpfungswert der Glasfaserverbindung größer als das berechnete Ergebnis ist, sollte er als nicht qualifiziert beurteilt werden.