Nella progettazione di progetti di accesso in fibra ottica a banda larga come FTTH, l'attenuazione completa del collegamento in fibra ottica ODN deve essere calcolata in base alla lunghezza d'onda corrispondente del sistema applicativo. Da un lato, verifica se i requisiti di budget di potenza ottica del sistema sono soddisfatti e, dall'altro, funge da indicatore di riferimento per l'accettazione del progetto.

Metodo di calcolo

L'attenuazione completa del collegamento in fibra ottica ODN si riferisce all'attenuazione tra i punti di riferimento S/R e R/S nel collegamento in fibra ottica da OLT a ONU. Il modello di riferimento comune per l'attenuazione del collegamento in fibra ottica ODN è mostrato nella Figura 1, che di solito include l'attenuazione della fibra e della connessione fissa Af, la perdita di inserzione dello splitter ottico As, la perdita di inserzione della connessione attiva Ac e la perdita aggiuntiva Aa.

Nella progettazione, il calcolo dell'attenuazione del collegamento in fibra ODN dovrebbe adottare il metodo di calcolo del valore peggiore, ovvero gli indicatori rilevanti dovrebbero utilizzare indicatori tecnici in standard, specifiche o documenti di gara, piuttosto che indicatori tipici effettivi (valori medi degli indicatori di prodotto corrispondenti dei produttori di prima linea). Ad esempio, negli standard rilevanti, l'indice di attenuazione delle connessioni attive è 0,5 dB/pezzo (due connettori qualsiasi dello stesso modello sono interconnessi) e l'indice tipico dei prodotti dei produttori di prima linea generalmente non supera 0,25 dB/pezzo. Durante il calcolo, dovrebbe essere preso come 0,5 dB/pezzo.

Fibra otticae attenuazione di connessione fissa Af

Attenuazione della fibra ottica e della connessione fissa Af include l'attenuazione della fibra ottica e l'attenuazione della connessione fissa.

Attenuazione della fibra = Coefficiente di attenuazione della fibra (dB/km) x Lunghezza della fibra (km). Il coefficiente di attenuazione delle fibre ottiche è correlato alla lunghezza d'onda utilizzata nel sistema. I valori tipici del coefficiente di attenuazione delle fibre ottiche alle lunghezze d'onda a monte e a valle di GPON e XG-PON sono mostrati nella Figura 2.

Le connessioni fisse sono relative alle connessioni mobili, tra cui giunti meccanici (giunti freddi) e giunti a fusione. La terminazione meccanica è utilizzata principalmente nella terminazione in loco dei cavi di derivazione, come mostrato nella Figura 3. La stabilità della saldatura in loco è scarsa e, con la popolarità della giuntatrice a fusione portatile, è stata gradualmente sostituita da metodi di terminazione a fusione.

L'indice di attenuazione medio delle connessioni fisse in fibra ottica è riportato nella Tabella 1.

In ODN, è spesso difficile sapere quanti connettori in fibra ottica sono inclusi nell'intero collegamento in fibra ottica e l'attenuazione causata dalla giunzione a fusione delle fibre rappresenta una percentuale molto piccola dell'attenuazione nell'intero collegamento in fibra ottica. Pertanto, durante il calcolo, l'attenuazione della fibra ottica e l'attenuazione causata dalla giunzione a fusione vengono spesso combinate insieme per semplificare il calcolo. I valori di riferimento per l'attenuazione per chilometro di fibra ottica e la giunzione a fusione sono mostrati nella Tabella 2. Quando nel collegamento sono presenti sia connettori single core che connettori a nastro in fibra, viene preso il valore medio della giunzione single core e della giunzione a nastro in fibra.

L'attenuazione Af delle fibre ottiche e delle connessioni fisse può essere calcolata moltiplicando i valori di riferimento nella Tabella 2 per la lunghezza del collegamento in fibra ottica. Quando il collegamento include connessioni fredde, l'attenuazione della connessione fredda può essere calcolata separatamente a 0,1 dB per connessione.

Loperdita di inserzione dello splitter ottico

In ODN, viene utilizzato principalmente lo splitter spettroscopico a rapporto uguale. In base ai diversi metodi di connessione, gli splitter a rapporto uguale sono principalmente divisi in tre tipi: tipo tubolare in acciaio (tipo senza blocco), tipo modulo box e tipo plug-in (cassette LGX), come mostrato nella Figura 4. Gli splitter di tipo box sono utilizzati principalmente nelle scatole di giunzione dei cavi ottici, mentre gli splitter di tipo patch sono utilizzati principalmente nelle scatole splitter dei cavi ottici.

Figura 4: Splitter ottico con splitting proporzionale (splitter bilanciato)

Per ogni aumento di 1 livello nel rapporto di splittaggio dello splitter, la perdita di inserzione aumenta di circa 3 dB. Per gli splitter con lo stesso rapporto di splittaggio, la perdita di inserzione degli splitter di tipo plug-in è di circa 0,2 dB maggiore di quella degli splitter di tipo box, come mostrato nella Tabella 3.

Ma in scenari come FTTR, aree rurali e all'interno di edifici, anche l'applicazione di unequal ratio splitting sta aumentando. La Figura 5 mostra un modello di riferimento per l'attenuazione di un collegamento in fibra ottica ODN con unequal ratio splitting in un determinato scenario di edificio.

I modelli principali di splitter ottici a rapporto disuguale sono 1×5 e 1×9. Lo splitter 1×5 include 1 porta a cascata e 4 porte di diramazione, mentre uno splitter 1×9 include 1 porta a cascata e 8 porte di diramazione. I valori di riferimento per la perdita di inserzione degli splitter 1×5 e 1×9 sono mostrati nella Tabella 4.

Attività Connessione Perdita di inserzione Ac

Nei collegamenti in fibra ottica ODN, le connessioni attive sono solitamente utilizzate presso l'ODF, gli switch ottici backbone e gli splitter ottici. La perdita di inserzione delle connessioni attive è calcolata a 0,5 dB per connessione. La perdita di inserzione di un connettore attivo nuovo di zecca in genere non supera 0,25 dB/pezzo, ma con l'aumento del tempo di utilizzo, dovuto alla contaminazione della superficie terminale e ad altri motivi, la perdita di inserzione aumenterà in una certa misura. Calcolata a 0,5 dB/pezzo, non produrrà troppa attenuazione del collegamento in eccesso.

Anche OLT, ONU e ODN utilizzano connessioni attive, ma questa connessione attiva non è compresa tra i punti di riferimento S/R e R/S e non appartiene al collegamento in fibra ottica ODN.

Di solito, ogni splitter ottico ha 2 connessioni attive al collegamento in fibra. Tuttavia, secondo il principio di prova della perdita di inserzione dello splitter in YD 2000.1-2014, come mostrato nella Figura 6, il valore della perdita di inserzione dello splitter ottico include già la perdita di inserzione di 1 connessione attiva. Pertanto, quando si calcola Ac, è richiesta solo 1 connessione attiva per ogni splitter.

UNperdite aggiuntive Aa

In ODN, a causa della costruzione e dell'installazione non standard, nonché dell'uso di fibre di coda G.652 per la terminazione nella sezione di ingresso dei cavi ottici, si verificano spesso significative perdite di macro-piegatura nel collegamento ODN (vedere gli articoli “L’impatto del raggio di curvatura insufficiente della fibra sull’attenuazione del collegamento ODN”E"Qual è la differenza tra G.657A2 e G.652D").Ad esempio, i risultati dei test di attenuazione del downlink di alcuni cavi ottici domestici in una determinata città sono mostrati nella Figura 7 (ogni punto nella figura rappresenta diversi utenti), dove l'attenuazione media degli utenti XG-PON è pari a 2,85 dB, mentre l'attenuazione media degli utenti GPON è pari a 1,98 dB.

Sebbene le perdite aggiuntive per macro-flessione siano causate principalmente da una costruzione non standard e da un'installazione e manutenzione non standard, è difficile per gli operatori adottare misure efficaci per risolvere questo problema. Pertanto, le perdite aggiuntive causate dalle perdite per macro-flessione in ODN esisteranno per molto tempo. La perdita aggiuntiva Aa può essere determinata facendo riferimento alla Tabella 5.

La perdita aggiuntiva del collegamento in fibra ottica ODN si verifica principalmente nella sezione di ingresso. Quando il collegamento in fibra ottica ODN non include la linea del cavo ottico della sezione di ingresso, la perdita aggiuntiva non deve essere registrata.

Esempi di calcolo

In base al metodo di calcolo e agli indicatori di riferimento pertinenti descritti sopra, l'attenuazione completa del collegamento in fibra ODN può essere calcolata per la suddivisione proporzionale mostrata nella Figura 1 e per la suddivisione non uniforme mostrata nella Figura 5. Quando il collegamento ODN è lungo 5,0 km e il rapporto di diramazione totale è 1:64, il calcolo dell'attenuazione completa del collegamento ODN downlink GPON è mostrato nella Tabella 6.

Si noti che quando si utilizza uno splitter ottico a rapporto disuguale, la perdita di inserzione della porta di diramazione dello splitter a rapporto disuguale è maggiore di quella dello splitter a rapporto uguale con lo stesso numero di diramazioni di oltre 5,0 dB. Quando si calcola l'attenuazione del collegamento completo ODN, il punto R/S viene solitamente preso all'ONU collegato all'ultimo stadio dello splitter a rapporto disuguale all'estremità più lontana del collegamento.

A causa del metodo di calcolo dello scenario peggiore utilizzato per l'attenuazione dei collegamenti in fibra ottica ODN, i risultati calcolati sono leggermente maggiori dei valori misurati. Durante il test di completamento, se il valore di attenuazione misurato del collegamento in fibra ottica è maggiore del risultato calcolato, dovrebbe essere giudicato come non qualificato.