Klasy ODN i budżet mocy łącza PON
Sieć dystrybucji optycznej (ODN) PON ma budżet strat zdefiniowany przez klasę: okno tłumienia między OLT a dowolną ONU, w którym musi działać każda zgodna para modułów. Splittery pochłaniają większość tego budżetu, światłowód i złącza resztę, a to, co zostaje, to zapas mocy decydujący, czy klient na dalekim końcu podziału 1:64 zostanie online w upalny dzień. Ta strona podaje klasy, elementy strat i przykładowy projekt.
Klasy
| System | Klasa | Okno strat ODN, dB | Uwagi |
|---|---|---|---|
| GPON (G.984.2) | A | 5–20 | rzadka |
| GPON | B | 10–25 | legacy |
| GPON | B+ | 13–28 | podstawowa klasa w sieciach abonenckich |
| GPON | C | 15–30 | — |
| GPON | C+ | 17–32 | większy podział lub odległość; odbiorniki APD po obu stronach |
| GPON | C++ (producenta) | ~20–35 | rozszerzona |
| XG(S)-PON (G.987.2 / G.9807.1) | N1 | 14–29 | nominalna 1 |
| XG(S)-PON | N2 | 16–31 | nominalna 2 |
| XG(S)-PON | E1 | 18–33 | rozszerzona 1 |
| XG(S)-PON | E2 | 20–35 | rozszerzona 2 |
| 10G-EPON (802.3av) | PR10 / PR20 / PR30 | maks. 20 / 24 / 29 | nazewnictwo IEEE |
Liczy się też strata minimalna: ONU zbyt blisko OLT, z zbyt małym podziałem, może przesterować swój odbiornik (przesterowanie odbiornika ONU GPON B+ przy −8 dBm) — krótki odcinek abonencki może wymagać tłumika (Moc Rx i budżet mocy łącza).
Klasy modułów stojące za klasami ODN
| Klasa | Tx OLT, dBm | Czułość Rx OLT, dBm | Tx ONU, dBm | Czułość Rx ONU, 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 |
Moduły OLT i ONU muszą być dopasowanej (albo lepszej) klasy; OLT klasy B+ w ODN zaprojektowanym pod C+ traci 4 dB budżetu (transceivery PON, typowe wartości).
Elementy strat
| Element | Typowa strata | Uwagi |
|---|---|---|
| Splitter 1:2 | 3,5 dB | idealnie 3,0 + nadwyżka |
| 1:4 | 7,2 dB | — |
| 1:8 | 10,5 dB | — |
| 1:16 | 13,7 dB | — |
| 1:32 | 17,2 dB | typowe dla GPON abonenckiego |
| 1:64 | 20,5 dB | XGS-PON albo GPON C+ |
| 1:128 | 23,5–24 dB | rzadko — wymaga klasy E |
| Światłowód zasilający i dystrybucyjny | 0,35 dB/km przy 1310 nm (w górę), 0,25 dB/km przy 1490/1577 nm | budżet dla najgorszej długości fali: 1310 nm w górę |
| Para złączy SC/APC | 0,3–0,5 dB | 3–6 par w typowym ODN |
| Spaw termiczny | 0,05–0,1 dB | 5–15 na trasę |
| Element koegzystencji (CEx) | 1–1,5 dB | gdy GPON i XGS-PON współdzielą ODN |
| Filtr nakładki wideo / WDM | 0,5–1 dB | jeśli obecne jest wideo RF |
| Zapas na starzenie i naprawy | 1–3 dB | rezerwa projektowa |
Szczegóły elementów: złącza i światłowód.
Przykładowy projekt: GPON B+, 1:32, 12 km
| Pozycja | Strata, dB |
|---|---|
| Zasilający 10 km + dystrybucyjny 2 km przy 1310 nm | 12 × 0,35 = 4,2 |
| Splitter 1:32 | 17,2 |
| 5 par złączy | 2,0 |
| 10 spawów | 0,8 |
| Całkowita strata ODN | 24,2 |
| Okno klasy B+ | 13–28 → mieści się z zapasem 3,8 dB |
| Dodanie CEx dla koegzystencji z XGS-PON | +1,5 → 25,7, zapas 2,3 dB |
| Ten sam ODN przy 1:64 | 24,2 − 17,2 + 20,5 = 27,5 → zapas 0,5 dB: wymaga optyki C+ / N1 |
Oczekiwany Rx ONU (w dół 1490 nm, OLT +3 dBm): 3 − (12 × 0,25 + 17,2 + 2,0 + 0,8) = −20 dBm → 7 dB powyżej czułości ONU B+. Oczekiwany Rx OLT na ONU (ONU +2 dBm w górę): 2 − 24,2 = −22,2 dBm → 5,8 dB powyżej −28 dBm.
Różnicowa odległość i zasady podziału
- Różnicowa odległość światłowodu (od najbliższej do najdalszej ONU) — standardowo 20 km, 40 km przy rozszerzonym rangingu; ogranicza ona opóźnienie wyrównawcze, a nie stratę.
- Maksymalny zasięg logiczny — 60 km w GPON przy odpowiedniej klasie; zasięg fizyczny w praktyce wyznacza budżet strat.
- Współczynnik podziału a zasięg — każde podwojenie podziału kosztuje ~3,3 dB ≈ 9–13 km światłowodu; 1:32 przy 20 km albo 1:64 przy 10 km to klasyczne kompromisy B+/C+.
- Splittery kaskadowe (np. 1:4, a potem 1:8) tracą ~0,5–1 dB więcej niż pojedynczy 1:32, ale oszczędzają światłowód zasilający.
Pomiar zainstalowanego ODN
| Narzędzie | Gdzie | Co daje |
|---|---|---|
| Miernik mocy optycznej z filtrami PON (1310/1490/1550) | przy odcinku abonenckim ONU | moc w dół u klienta — porównaj z oczekiwanym Rx |
| Źródło światła + miernik | zanim OLT jest aktywny | strata od końca do końca na trasę |
| OTDR ze wsparciem PON (1310/1490/1550 albo 1625/1650 nm poza pasmem) | od strony ONU albo od OLT przez splitter, z ograniczeniami | przerwy i zdarzenia o wysokiej stracie; od strony OLT splitter maskuje pojedyncze odcinki abonenckie |
| Rx OLT dla każdej ONU | CLI/EMS OLT | moc w górę dla każdej ONU z rangingu — liczba istotna w terenie |
| DDM ONU | stick albo WWW ONU, CodingBox na stanowisku | Rx w dół na ONU |
Usterki terenowe i ich sygnatury: problemy PON.
W CodingBox
Przed instalacją odczyt modułów OLT i ONU na stanowisku potwierdza ich klasę (moc nadawaną i deklarowaną czułość), plan długości fal i dane identyfikacyjne — dane wejściowe powyższego budżetu. W terenie porównanie Rx z DDM sticka ONU z wartością projektową pokazuje, czy ODN mieści się w oknie swojej klasy (DDM).
Dopuszczalne straty splitterów, spawów i złączy oraz ogólna metoda budżetowa stojąca za tymi klasami: Budżet mocy łącza — projektowanie, Infrastruktura pasywna.
Dlaczego ODN wymaga APC i ORL ≥ 32 dB — reflektancja na element, czułość lasera i BiDi na odbicia, pomiar za pomocą OTDR i mierników ORL: Odbicia i tłumienność odbiciowa.