Построение пассивной оптической сети - PON

Наиболее часто операторы связи применяют топологию «точка-точка» и «дерево с пассивным оптическим разветвлением», иногда при построении сети используется топология «шина».

На примере проекта, который мы выполнили для краснодарского оператора связи, рассмотрим строительство сети связи по топологии «дерево с пассивным оптическим разветвлением» (каскадное). Построение по топологии «точка-точка» производится обычно в многоквартирных домах, а по топологии «шина» для специфической местности.

При каскадном построении сети PON выделяются как правило 2 каскада, реже 3 все зависит от количества подключаемых абонентов на PON порт.

• 1 каскад содержит сплиттеры номиналом 1х4 или 1х8.
• 2 каскад содержит сплиттеры номиналом 1х16 или 1х8.

При каскадном подключении сплиттеров 1х8 общее количество подключаемых абонентов на PON порт будет составлять 64 абонентов. Оборудование Элтекс поддерживает подключение до 128 абонентов на PON порт. При подключении до 128 абонентов на PON порт 1-ый каскад будет содержать сплиттер 1х8, 2-ой каскад будет содержать сплиттер 1х16, или 1-ый каскад будет содержать сплиттер 1х4, 2-ой каскад будет содержать сплиттер 1х32. Всё зависит от местности и топологии размещения домохозяйств, которые будут подключены. Пример схемы построения каскадной сети PON указана на рисунке 1.

 

Рис. 1 Пример схемы построения каскадной сети

В данной схеме сигнал с головной станции (OLT), а именно с SFP модуля коммутируется на оптический кросс (ODF),  с оптического кросса сигнал поступает в распределительную оптическую сеть (ODN).  В распределительной оптической сети, сигнал с помощью сплиттеров расшивается на ветви оптического дерева, с которых с помощью оконечных оптических абонентских кабелей уходит до абонентских терминалов.
Ниже приведены схемы построения сети PON по топологии «точка-точка» и «шина»:

 

Рис. 2 Пример схемы построения по топологии «точка-точка»

 

Рис. 3 Пример схемы построения по топологии «шина»

При построении сети по топологии «шина», дополнительно используются сплиттеры с неравномерным делением для выделения из общего сигнала части оптической мощности, с последующим вводом части сигнала в сплиттер 1х8.

Расчет бюджета мощности PON

Расчет бюджета мощности оптической линии – важнейшая часть инфраструктуры сети PON. С учетом бюджета мощности должны выбираться компоненты оптической инфраструктуры, включая коннекторы, сплиттеры, сварные соединения и так далее. Большая часть потерь обычно происходит на сплиттерах поскольку в них входная мощность делится между несколькими выходами. Потери на сплиттере зависит от его коэффициента деления.

Также стоит учитывать эксплуатационный запас линии (3 дБ). Дело в том, что в процессе эксплуатации линии возможно появление дополнительных сварных соединений, ухудшение характеристик волокна из-за его старения, неблагоприятных окружающих факторов.

Для каскадной схемы рис. 1 рассчитаем бюджет мощности на участке от узла агрегации до ОУД 9 (параметры SFP модулей относятся к оборудованию Элтекс).

Down. SFP C+HP (+7 dBm) →  коннектор (кросс) (- 0,15 dBm) → сварка -(0,05 dBm)→------------ ОВ ------------ (0,24*1 км=-0,24 dBm) → PLC 1x8 (-10,7 dBm)→ PLC 1x8 (-10,7 dBm)→6 сварок ( -0,3 dBm) →2 коннектора -(0,3 dBm) - 3 dBm эксплуатационный запас = -18,44 dBm. Чувствительность ONT NTE-2C: -8 ÷ - 28 dBm. Без перегрузки ONT, в запасе еще  9,56 dBm.

Up. SFP B+ (1,5 dBm) →2 коннектора (- 0,3 dBm) → 6 сварок (- 0,3 dBm)→ PLC 1x8 (-10,7 dBm)→ PLC 1x8 (-10,7 dBm)→------------ ОВ ------------ (0,36*1 км=-0,36 dBm)→ сварка (-0,05 dBm)→ коннектор (кросс) (- 0,15 dBm) → - 3 dBm эксплуатационный запас= -24,06 dBm.Чувствительность OLT LTE-8X: -12 ÷ - 33 dBm. Без перегрузки на OLT, в запасе еще 8,94 dBm.

         Из полученных данных видно, что все значения находятся в пределах чувствительности SFP модулей на станционной и абонентской стороне.

SFP модули для оборудования PON

Для оборудования xPON Элтекс, наша компания поставляет SFP Модули производства: Fang Hang, Hisense, Ligent

• SFP-xPON (B+)-максимальная дальность действия – 20 км. Походит для оборудования GPON и TurboGEPON
• SFP xPON 2,5 GE class C++ (6537E-STH2+)-максимальная дальность действия – 20 км. Подходит для оборудования Eltex GPON и TurboGEPON
• SFP xPON 2,5 class C++ (LTE3680P-BC+2)-максимальная дальность действия – 60 км. Подходит для оборудования Eltex GPON и TurboGEPON

Сплиттеры (оптические разветвители)

При построении сети PON применяют два основных вида сплиттеров планарные и сварные. Сплиттеры могут быть в гильзе или корпусе, оконцованные и неоконцованные.

Планарные сплиттеры PLC

• Затухание сигнала меньше, чем у сварного сплиттера (FBT).
• Число выходов основного волокна может доходить до 128.
• Количество выходов чаще всего равно 2 в степени N (2, 4, 8, 16, 32 и т.д.), но производятся делители и со свободным числом выходов (3, 6).
• Планарные разветвители делят сигнал на равные части.
• Показатели затухания в разных экземплярах сплиттеров практически одинаковы и потому предсказуемы, в отличие от сварных (FBT).
• Широкий диапазон рабочих длин волн 1260нм ~ 1650нм.

Сварные сплиттеры FBT

Возможность неравномерного деления оптической мощности - главное преимущество сварных делителей. Это целесообразно, если в процессе построения сети необходимо сделать ответвления для абонентов, которые находятся на разном расстоянии от точки деления или сеть строится по топологии «шина» Кроме того, сварные делители дешевле, чем планарные сплиттеры. Стоит отметить, что в отличие от планарного разветвителя, при выборе сварного сплиттера необходимо учитывать в каких окнах он работает (1550, 1490, 1310). Существуют сварные сплиттеры, которые работают в 3-х окнах прозрачности.