No design de projetos de acesso de fibra óptica de banda larga, como FTTH, a atenuação total do link de fibra óptica ODN precisa ser calculada com base no comprimento de onda correspondente do sistema de aplicação. Por um lado, verifica se os requisitos de orçamento de potência óptica do sistema são atendidos e, por outro lado, serve como um indicador de referência para aceitação do projeto.

Método de cálculo

A atenuação total do link de fibra óptica ODN se refere à atenuação entre os pontos de referência S/R e R/S no link de fibra óptica do OLT para a ONU. O modelo de referência comum para a atenuação do link de fibra óptica ODN é mostrado na Figura 1, que geralmente inclui atenuação de conexão de fibra e fixa Af, perda de inserção do divisor óptico As, perda de inserção da conexão ativa Ac e perda adicional Aa.

No projeto, o cálculo da atenuação do link de fibra ODN deve adotar o método de cálculo do valor do pior caso, ou seja, os indicadores relevantes devem usar indicadores técnicos em padrões, especificações ou documentos de licitação, em vez de indicadores típicos reais (valores médios de indicadores de produtos correspondentes de fabricantes de primeira linha). Por exemplo, em padrões relevantes, o índice de atenuação de conexões ativas é de 0,5 dB/peça (quaisquer dois conectores do mesmo modelo são interconectados), e o índice típico de produtos de fabricantes de primeira linha geralmente não excede 0,25 dB/peça. Ao calcular, deve ser considerado como 0,5 dB/peça.

Fibra Ópticae atenuação de conexão fixa Af

Atenuação de fibra óptica e conexão fixa Af inclui atenuação de fibra óptica e atenuação de conexão fixa.

Atenuação da fibra = Coeficiente de atenuação da fibra (dB/km) x Comprimento da fibra (km). O coeficiente de atenuação das fibras ópticas está relacionado ao comprimento de onda usado no sistema. Os valores típicos do coeficiente de atenuação das fibras ópticas nos comprimentos de onda upstream e downstream de GPON e XG-PON são mostrados na Figura 2.

Conexões fixas são relativas a conexões móveis, incluindo juntas mecânicas (juntas frias) e juntas de fusão. A terminação mecânica é usada principalmente na terminação no local de cabos drop, conforme mostrado na Figura 3. A estabilidade da soldagem no local é ruim e, com a popularidade do splicer de fusão portátil, ele foi gradualmente substituído por métodos de terminação de fusão.

O índice médio de atenuação das conexões fixas de fibra óptica é mostrado na Tabela 1.

Em ODN, muitas vezes é difícil saber quantos conectores de fibra óptica estão incluídos em todo o link de fibra óptica, e a atenuação causada pela emenda de fusão de fibra é responsável por uma proporção muito pequena da atenuação em todo o link de fibra óptica. Portanto, ao calcular, a atenuação da fibra óptica e a atenuação causada pela emenda de fusão são frequentemente combinadas para simplificar o cálculo. Os valores de referência para atenuação por quilômetro de fibra óptica e emenda de fusão são mostrados na Tabela 2. Quando há conectores de núcleo único e conectores de fita de fibra no link, o valor médio da emenda de núcleo único e da emenda de fita de fibra é obtido.

A atenuação Af de fibras ópticas e conexões fixas pode ser calculada multiplicando os valores de referência na Tabela 2 pelo comprimento do link de fibra óptica. Quando o link inclui conexões frias, a atenuação da conexão fria pode ser calculada separadamente em 0,1dB por conexão.

Operda de inserção do divisor óptico As

Em ODN, o divisor de espectroscopia de proporção igual é usado principalmente. De acordo com os diferentes métodos de conexão, os divisores de proporção igual são divididos principalmente em três tipos: tipo de tubo de aço (tipo sem bloco), tipo de módulo de caixa e tipo plug-in (cassetes LGX), conforme mostrado na Figura 4. Os divisores do tipo caixa são usados ​​principalmente em caixas de junção de cabos ópticos, enquanto os divisores do tipo patch são usados ​​principalmente em caixas divisoras de cabos ópticos.

Figura 4: Divisor óptico com divisão proporcional (spitter balanceado)

Para cada aumento de 1 nível na taxa de divisão do divisor, a perda de inserção aumenta em aproximadamente 3 dB. Para divisores com a mesma taxa de divisão, a perda de inserção de divisores do tipo plug-in é cerca de 0,2 dB maior do que a de divisores do tipo caixa, conforme mostrado na Tabela 3.

Mas em cenários como FTTR, áreas rurais e dentro de edifícios, a aplicação de divisão de razão desigual também está aumentando. A Figura 5 mostra um modelo de referência para a atenuação de um link de fibra óptica ODN com divisão de razão desigual em um determinado cenário de edifício.

Os principais modelos de divisores ópticos de razão desigual são 1×5 e 1×9. O divisor 1×5 inclui 1 porta em cascata e 4 portas de ramificação, enquanto um divisor 1×9 inclui 1 porta em cascata e 8 portas de ramificação. Os valores de referência para perda de inserção dos divisores 1×5 e 1×9 são mostrados na Tabela 4.

Atividade Conexão Perda de Inserção Ac

Em links de fibra óptica ODN, conexões ativas são geralmente usadas no ODF, switches ópticos de backbone e divisores ópticos. A perda de inserção de conexões ativas é calculada em 0,5 dB por conexão. A perda de inserção de um conector ativo totalmente novo geralmente não excede 0,25 dB/peça, mas com o aumento do tempo de uso, devido à contaminação da face final e outros motivos, a perda de inserção aumentará até certo ponto. Calculado em 0,5 dB/peça, não produzirá muita atenuação de link em excesso.

OLT, ONU e ODN também usam conexões ativas, mas essa conexão ativa não está incluída entre os pontos de referência S/R e R/S e não pertence ao link de fibra óptica ODN.

Normalmente, cada divisor óptico tem 2 conexões ativas para o link de fibra. No entanto, de acordo com o princípio de teste de perda de inserção do divisor em YD 2000.1-2014, conforme mostrado na Figura 6, o valor de perda de inserção do divisor óptico já inclui a perda de inserção de 1 conexão ativa. Portanto, ao calcular Ac, apenas 1 conexão ativa é necessária para cada divisor.

UMPerdas adicionais Aa

Em ODN, devido à construção e instalação não padronizadas, bem como ao uso de fibras de cauda G.652 para terminação na seção de entrada de cabos ópticos, perdas significativas de macrocurvatura são frequentemente incorridas no link ODN (consulte os artigos “O impacto do raio de curvatura insuficiente da fibra na atenuação do link ODN”e“Qual é a diferença entre G.657A2 e G.652D”).Por exemplo, os resultados dos testes de atenuação de downlink de alguns cabos ópticos domésticos em uma determinada cidade são mostrados na Figura 7 (cada ponto na figura representa usuários diferentes), onde a atenuação média dos usuários XG-PON é de até 2,85 dB, e a atenuação média dos usuários GPON também é de 1,98 dB.

Embora as perdas de flexão macro adicionais sejam causadas principalmente por construção não padronizada e instalação e manutenção não padronizadas, é difícil para os operadores tomarem medidas eficazes para resolver esse problema. Portanto, as perdas adicionais causadas por perdas de flexão macro em ODN existirão por um longo tempo. A perda adicional Aa pode ser determinada consultando a Tabela 5.

A perda adicional do link de fibra óptica ODN ocorre principalmente na seção de entrada. Quando o link de fibra óptica ODN não inclui a linha de cabo óptico da seção de entrada, a perda adicional não deve ser registrada.

Exemplos de Cálculo

De acordo com o método de cálculo e os indicadores de referência relevantes descritos acima, a atenuação total do link de fibra ODN pode ser calculada para a divisão proporcional mostrada na Figura 1 e a divisão desigual mostrada na Figura 5. Quando o link ODN tem 5,0 km de comprimento e a taxa de ramificação total é 1:64, o cálculo da atenuação total do link ODN de downlink GPON é mostrado na Tabela 6.

Deve-se notar que ao usar o divisor óptico de razão desigual, a perda de inserção da porta de ramificação do divisor de razão desigual é maior do que a do divisor de razão igual com o mesmo número de ramificações em mais de 5,0 dB. Ao calcular a atenuação do link completo do ODN, o ponto R/S é geralmente obtido na ONU conectada ao último estágio do divisor de razão desigual na extremidade distante do link.

Devido ao método de cálculo do pior cenário usado para a atenuação de links de fibra óptica ODN, os resultados calculados são ligeiramente maiores do que os valores medidos. Durante o teste de conclusão, se o valor de atenuação medido do link de fibra óptica for maior do que o resultado calculado, ele deve ser julgado como não qualificado.