分光器是組建PON網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組件,是一個(gè)連接OLT和ONU的無源設(shè)備,它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù),并集中上行數(shù)據(jù)。分光器帶有一個(gè)上行光接口,若干下行光接口。

從上行光接口過來的光信號(hào)被分配到所有的下行光接口傳輸出去,從下行光接口過來的光信號(hào)被分配到唯一的上行光接口傳輸出去。只是光信號(hào)從上行光接口轉(zhuǎn)到下行光接口的時(shí)候,光信號(hào)強(qiáng)度/光功率將下降,從下行光接口轉(zhuǎn)到上行光接口的時(shí)候,同樣如此。

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工作原理:在單模光纖傳導(dǎo)光信號(hào)的時(shí)候,光的能量并不完全是集中在纖芯中傳播,有少量是通過靠近纖芯的包層中傳播的,也就是說,在兩根光纖的纖芯足夠靠近的話,在一根光纖中傳輸?shù)墓獾哪?chǎng)就可以進(jìn)入另外一根光纖,光信號(hào)在兩根光纖中得到重新的分配。

一、分光器損耗計(jì)算

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OLT最大衰減值在22-25DB之間,也就是說衰減值不能超過25DB。

1:2 分光器衰減為3.01 dB 

1:8 分光器衰減為 9.03 dB

1:16分光器衰減為12.04 dB 

1:32分光器衰減為15.05 dB 

1:64分光器衰減為18.06 dB

如下圖:

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一般在衰弱值控制在20以內(nèi)最好。

一般從OLT PON口里出來的光為+3—+5dB,上行口為-6—-7dB左右。而ONU的光口靈敏度雖說是-28dB。但一般-20dB以上最好,當(dāng)然也不排除有-23 -24dB能開起來,這種的畢竟不多,如果說從OLT到小區(qū)里的主干光纖測(cè)試為-3dB,這樣的話在分光比為1:32的情況下,按上圖來算,在ONU側(cè)接收的功率應(yīng)該為-18-- -20dB,1310nm波長光纜在正常情況下每公里損耗0.35dB,法蘭盤0.5dB。

注:光纖損耗一般是隨著波長加長而減。

0.85微米的損耗為2.5dB/KM

1.31微米的損耗為0.35dB/KM,

1.55微米的損耗為0.20dB/KM。

二、分光器的選擇由PON系統(tǒng)的鏈路設(shè)計(jì)決定

拋開 EPON 與 GPON 之爭,PON 網(wǎng)絡(luò)中目前的技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn) 1×128的光分路比,這為 PON 的 ODN 設(shè)計(jì)帶來非常大的靈活性。因此在光鏈路設(shè)計(jì)時(shí),如何根據(jù) OLT PON 的發(fā)射及接收光功率預(yù)算來進(jìn)行鏈路規(guī)劃很重要,一般是將整個(gè)系統(tǒng)中需要布置的 ONU 進(jìn)行區(qū)域劃分,以此來確定 PON 的覆蓋范圍。

實(shí)際環(huán)境下,ONU 的區(qū)域劃分要根據(jù)地理位置(道路、橋梁、山坡、河流、管道、建筑樓層等等因素)來確定,圖 1 是一個(gè)典型的二級(jí)分光示意圖,通常的使用方法是一級(jí)采用 1×4,則二級(jí)采用 1×8,或一級(jí)采用 1×8,二級(jí)采用 1 ×4,可是實(shí)際環(huán)境各異,常常出現(xiàn)二級(jí)分歧富;虿粔颉

例如二級(jí)分光 1×8時(shí),剛好這個(gè)區(qū)塊有 9 棟樓,從別的區(qū)塊單獨(dú)放一條光纖過來不實(shí)際,而增加一個(gè)分光器對(duì) PON 來說又太浪費(fèi),因此光鏈路的規(guī)劃是非常的重要,分光器如何設(shè)置必須在光鏈路設(shè)計(jì)時(shí)確定。

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三、分光器級(jí)聯(lián)的確定

這個(gè)問題對(duì)于不同的運(yùn)營商有不同的想法,例如對(duì)于廣電來說,為了與其 HFC網(wǎng)絡(luò)匹配,理想的方法是采用不均分分光器(例如 5%:95% 1×2 分光器),在光功率預(yù)算許可的情況下,通過多級(jí)級(jí)聯(lián)達(dá)到覆蓋大范圍幾千用戶的目的,如下圖:

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這種方法在理論上可行,但是更多的級(jí)聯(lián)帶來維護(hù)和管理的困難,首先光纖鏈路上有很多的分歧點(diǎn)(最多可能 32 或 64 或 128),這些點(diǎn)除了分光器及熔接點(diǎn)的插入損耗以外,還會(huì)因多重反射增加系統(tǒng)噪聲,致命的問題來自于前端分光器故障將導(dǎo)致后端大面積的業(yè)務(wù)中斷。

還有一個(gè)大問題是最遠(yuǎn)端 ONU 與最近端 ONU 由于距離 OLT 的距離差很大,因 PON 的 TDMA機(jī)理,必須增大系統(tǒng)的插入時(shí)延以達(dá)到 OLT 在邏輯上與各個(gè) ONU 等距離的目的,系統(tǒng)的效率將受到較大的影響。在實(shí)際項(xiàng)目 PON 的實(shí)際部署中,這種級(jí)聯(lián)方式很少使用。

業(yè)內(nèi)共識(shí)的分光設(shè)置原則有兩條:

一是盡量采用一級(jí)分光,二是分光級(jí)數(shù)盡量不超過二級(jí)。采用一級(jí)分光的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在: 

1、最大限度的提高 PON 利用率。

例如我們對(duì) 250戶別墅公寓混合小區(qū)進(jìn)行 FTTH 規(guī)劃時(shí),在小區(qū)機(jī)房設(shè)置 ODF 配線架進(jìn)行集中一級(jí)分光,按照 1×32 分光比,250/32=7.84,配置 8 個(gè) PON 口,正好是一般廠家的一臺(tái) OLT 的容量。

機(jī)房的綜合機(jī)柜安裝 OLT 及上聯(lián)交換設(shè)備,在 ODF 配線架安裝 8 臺(tái) 1×32 分光器,機(jī)房到用戶的光纜在 ODF 架成端,只需用光纖活動(dòng)連接器就可以方便的對(duì)整個(gè)小區(qū)住戶進(jìn)行配線管理。

如果采用二級(jí)分光,因配置問題,PON 的利用率會(huì)不均衡,整體來說,小區(qū)總的 PON 口需求會(huì)超過 8 個(gè),這種情況下,必須增加 OLT 設(shè)備才能滿足需求,隨著 OLT 的增加,機(jī)房設(shè)備、干線光纜、入戶光纜、光纖配線箱等等全部需要增加,導(dǎo)致整體投資上升。

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2、故障診斷方便

由于插入點(diǎn)減少,鏈路的損耗減少,可能的故障點(diǎn)減少,系統(tǒng)的可靠性提高

四、光模塊的選用

PON設(shè)備采用不同的光模塊,可以支持不同的ODN等級(jí)。

PON ONU光接口指標(biāo)對(duì)比:

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1、EPON在用的光模塊主要有:

-1000BASE-PX20,允許通道插損24dB,支持最高光分路比為1:32,EPON網(wǎng)絡(luò)部署早期配置,新采購設(shè)備已不再配置PX20光模塊。

-1000BASE-PX20+,允許通道插損28dB,支持最高光分路比為1:64,當(dāng)前采購EPON設(shè)備均配置PX20+光模塊。

1、GPON在用的光模塊主要有:

-Class B+,允許通道插損28dB,支持最高光分路比為1:64,現(xiàn)網(wǎng)GPON設(shè)備普遍配置Class B+光模塊。

-Class C+,允許通道插損32dB,支持最高光分路比為1:128,Class C+光模塊已成熟,應(yīng)主要采用。

各地在FTTH 規(guī)模部署過程中,OLT 及ONU 設(shè)備應(yīng)采用不低于PX20+(EPON)和Class C+(GPON)等級(jí)的光模塊,ODN網(wǎng)絡(luò)光功率全程衰耗應(yīng)控制在28dB以內(nèi)。