ODN-Klassen und das Leistungsbudget von PON
Das optische Verteilnetz (ODN) eines PON hat ein Verlustbudget, das durch die Klasse festgelegt wird: das Dämpfungsfenster zwischen OLT und einer beliebigen ONU, innerhalb dessen jedes konforme Modulpaar arbeiten muss. Splitter verbrauchen den größten Teil davon, Faser und Steckverbinder den Rest, und was übrig bleibt, ist die Reserve, die darüber entscheidet, ob ein Kunde am fernen Ende eines 1:64-Splits an einem heißen Tag online bleibt. Diese Seite nennt die Klassen, die Verlustelemente und ein durchgerechnetes Design.
Klassen
| System | Klasse | ODN-Verlustfenster, dB | Hinweise |
|---|---|---|---|
| GPON (G.984.2) | A | 5–20 | selten |
| GPON | B | 10–25 | Legacy |
| GPON | B+ | 13–28 | der Standard bei Privatkundenanschlüssen |
| GPON | C | 15–30 | — |
| GPON | C+ | 17–32 | höherer Split oder größere Distanz; APD-Empfänger an beiden Enden |
| GPON | C++ (herstellerspezifisch) | ~20–35 | erweitert |
| XG(S)-PON (G.987.2 / G.9807.1) | N1 | 14–29 | nominal 1 |
| XG(S)-PON | N2 | 16–31 | nominal 2 |
| XG(S)-PON | E1 | 18–33 | erweitert 1 |
| XG(S)-PON | E2 | 20–35 | erweitert 2 |
| 10G-EPON (802.3av) | PR10 / PR20 / PR30 | 20 / 24 / 29 max. | IEEE-Bezeichnung |
Auch der minimale Verlust zählt: Eine ONU, die zu nahe am OLT liegt und zu wenig Splitting durchläuft, kann ihren Empfänger übersteuern (GPON-B+-ONU-Übersteuerung −8 dBm) — ein kurzer Drop braucht dann eventuell ein Dämpfungsglied (Rx-Leistung & Leistungsbudget).
Modulklassen hinter den ODN-Klassen
| Klasse | OLT Tx, dBm | OLT-Rx-Empfindlichkeit, dBm | ONU Tx, dBm | ONU-Rx-Empfindlichkeit, dBm |
|---|---|---|---|---|
| GPON B+ | +1,5 … +5 | −28 | +0,5 … +5 | −27 |
| GPON C+ | +3 … +7 | −32 | +0,5 … +5 | −30 |
| XGS-PON N1 | +2 … +6 | −28 (1270 nm) | +4 … +9 | −28 |
| XGS-PON N2 | +4 … +8 | −30 | +4 … +9 | −28 |
| XGS-PON E1/E2 | +6 … +10 / +8 … +12 | −30 / −32 | +4 … +9 | −28 |
OLT- und ONU-Module müssen von passender (oder besserer) Klasse sein; ein B+-OLT an einem für C+ ausgelegten ODN verliert 4 dB Budget (PON-Transceiver, Typische Werte).
Verlustelemente
| Element | Typischer Verlust | Hinweise |
|---|---|---|
| Splitter 1:2 | 3,5 dB | ideal 3,0 + Zusatzverlust |
| 1:4 | 7,2 dB | — |
| 1:8 | 10,5 dB | — |
| 1:16 | 13,7 dB | — |
| 1:32 | 17,2 dB | typisches Privatkunden-GPON |
| 1:64 | 20,5 dB | XGS-PON oder C+ GPON |
| 1:128 | 23,5–24 dB | selten — benötigt Klasse E |
| Feeder- + Verteilfaser | 0,35 dB/km bei 1310 nm (Upstream), 0,25 dB/km bei 1490/1577 nm | Budget für die ungünstigste Wellenlänge: 1310 nm Upstream |
| SC/APC-Steckverbinderpaar | 0,3–0,5 dB | 3–6 Paare in einem typischen ODN |
| Fusionsspleiß | 0,05–0,1 dB | 5–15 je Strecke |
| Koexistenzelement (CEx) | 1–1,5 dB | wenn GPON und XGS-PON sich das ODN teilen |
| Video-Overlay-Filter / WDM | 0,5–1 dB | falls RF-Video vorhanden ist |
| Alterungs- und Reparaturreserve | 1–3 dB | Auslegungsreserve |
Details zu den Elementen: Steckverbinder und Fasertypen.
Durchgerechnetes Design: GPON B+, 1:32, 12 km
| Posten | Verlust, dB |
|---|---|
| Feeder 10 km + Verteilung 2 km bei 1310 nm | 12 × 0,35 = 4,2 |
| Splitter 1:32 | 17,2 |
| 5 Steckverbinderpaare | 2,0 |
| 10 Spleiße | 0,8 |
| ODN-Gesamtverlust | 24,2 |
| Fenster Klasse B+ | 13–28 → passt mit 3,8 dB Reserve |
| CEx für XGS-PON-Koexistenz hinzufügen | +1,5 → 25,7, Reserve 2,3 dB |
| Gleiches ODN bei 1:64 | 24,2 − 17,2 + 20,5 = 27,5 → Reserve 0,5 dB: benötigt C+/N1-Optik |
Erwarteter ONU-Rx (Downstream 1490 nm, OLT +3 dBm): 3 − (12 × 0,25 + 17,2 + 2,0 + 0,8) = −20 dBm → 7 dB über der B+-ONU-Empfindlichkeit. Erwarteter OLT-Rx je ONU (ONU +2 dBm Upstream): 2 − 24,2 = −22,2 dBm → 5,8 dB über −28 dBm.
Differenzielle Distanz und Split-Regeln
- Differenzielle Faserdistanz (nächste bis fernste ONU) — 20 km Standard, 40 km mit erweitertem Ranging; sie begrenzt die Ausgleichsverzögerung, nicht den Verlust.
- Maximale logische Reichweite — 60 km bei GPON mit passender Klasse; die physikalische Reichweite ergibt sich in der Praxis aus dem Verlustbudget.
- Splitverhältnis gegen Reichweite — jede Verdopplung des Splits kostet ~3,3 dB ≈ 9–13 km Faser; 1:32 bei 20 km oder 1:64 bei 10 km sind die klassischen B+/C+-Kompromisse.
- Kaskadierte Splitter (z. B. 1:4 dann 1:8) verlieren ~0,5–1 dB mehr als ein einzelner 1:32-Splitter, sparen aber Feederfaser.
Messung eines installierten ODN
| Werkzeug | Wo | Was es liefert |
|---|---|---|
| Optisches Leistungsmessgerät mit PON-Filtern (1310/1490/1550) | am ONU-Drop | Downstream-Leistung beim Kunden — mit erwartetem Rx vergleichen |
| Lichtquelle + Messgerät | bevor das OLT live ist | Ende-zu-Ende-Verlust je Strecke |
| PON-fähiges OTDR (1310/1490/1550 oder 1625/1650 nm Out-of-Band) | von der ONU-Seite oder vom OLT durch den Splitter mit Einschränkungen | Brüche und Hochverlust-Ereignisse; von der OLT-Seite verdeckt der Splitter einzelne Drops |
| OLT-Rx je ONU | OLT-CLI/EMS | Upstream-Leistung je ONU aus dem Ranging — die im Feld relevante Zahl |
| ONU-DDM | Stick oder ONU-Web-UI, CodingBox auf der Werkbank | Downstream-Rx an der ONU |
Fehler im Feld und ihre Signaturen: PON-Probleme.
In CodingBox
Vor der Installation bestätigt das Auslesen von OLT- und ONU-Modulen auf der Werkbank ihre Klasse (Sendeleistung und angegebene Empfindlichkeit), den Wellenlängenplan und die Identität — die Eingangsgrößen des obigen Budgets. Im Feld zeigt der Vergleich des DDM-Rx eines ONU-Sticks mit dem Auslegungswert, ob das ODN innerhalb seines Klassenfensters liegt (DDM).
Zulässige Verluste für Splitter, Spleiße und Steckverbinder sowie die allgemeine Budgetmethode hinter diesen Klassen: Leistungsbudget-Engineering, Passive Infrastruktur.
Warum das ODN APC und ORL ≥ 32 dB verlangt — Reflexionsgrad je Bauteil, Empfindlichkeit von Laser und BiDi gegenüber Reflexionen, Messung mit OTDR- und ORL-Messgeräten: Reflexionen und Rückflussdämpfung.