الشبكة البصرية السلبية (PON): التوهين البصري وتقديرات المسافة

في الثمانينيات ، مع ظهور تكنولوجيا الكمبيوتر والوسائط المتعددة ، بدأ الناس بشكل متزايد في امتلاك أجهزة الكمبيوتر وبدأوا أيضًا في استخدام الشبكة (LAN أو الإنترنت) ، لذلك بدأت خدمات اتصالات البيانات في الظهور وظهر الطلب على الوصول إلى الإنترنت. مع ظهور الألياف الضوئية في الصورة كوسيلة اتصال جديدة ، أخذت سلسلة صناعة الاتصالات الضوئية تتشكل بشكل متزايد. بحلول نهاية الثمانينيات ، من أجل تطبيق الألياف الضوئية على خدمات الوصول إلى النطاق العريض ، PON (شبكة بصرية سلبية) بدأت التكنولوجيا في الظهور. 

 

يشير PON إلى الشبكة الضوئية السلبية. يجب أن يشتمل نظام PON على ملف شبكة التوزيع البصري (ODN), محطة الخط البصري (OLT) ، و وحدة الشبكة الضوئية (ONU). أولاً ، ODN هو ملف FTTH (الألياف إلى المنزل) شبكة بصرية تعتمد على معدات PON ، والتي توفر قناة إرسال بصرية بين OLT و ONU. لا يحتوي ODN على أي مكونات إلكترونية ومصدر طاقة إلكتروني. يتكون ODN من مكونات سلبية مثل الفاصل البصري ، لذلك لا يحتاج إلى معدات إلكترونية نشطة باهظة الثمن. تتكون الشبكة الضوئية السلبية (PON) من OLT مثبتة في محطة التحكم المركزية والعديد من وحدات ONU المثبتة في موقع المستخدم. PON هو اتجاه التطوير المستقبلي لشبكة الوصول.

مخطط كتلة نظام PON

♦ الفرق بين ديسيبل وديسيبل

يعد توهين الإشارة الضوئية أثناء انتشارها على طول الألياف أحد الاعتبارات المهمة في تصميم نظام الاتصال البصري ؛ تلعب درجة التوهين دورًا رئيسيًا في تحديد مسافة الإرسال القصوى بين المرسل والمستقبل أو مكبر الصوت الداخلي.

 

في هندسة الاتصالات ، يُعبَّر عن مقدار القوة عادةً كقيمة ديسيبل ، وهو مقياس لوغاريتمي ويُعرَّف على أنه ديسيبل بالنسبة إلى مستوى طاقة 1 ميغاواط ، أي أن ديسيبل يمثل ديسيبل لكل ملي واط. إنها وحدة بلا أبعاد تحدد في الواقع نسبة الطاقة بدلاً من القوة الدقيقة.

صيغة dBm هي كما يلي:

dBm = 10 * log (P / 1mW) ، "P" تمثل الطاقة بالواط.

 

وتجدر الإشارة هنا إلى أن dBm و dB مختلفان ، ويتم تعريف dB على أنه الفرق في القدرة أو قوة الإشارة بين أي نقطتين معينتين.

صيغة ديسيبل هي كما يلي:

dB = 10 log (P1 / P2) ، "P1" هي شدة القدرة للنقطة الأولى و P2 هي شدة القدرة للنقطة الثانية.

 

باختصار ، dBm هي وحدة قياس مطلقة ، وتمثل dB رقمًا نسبيًا يشير إلى زيادة أو نقصان في قوة الإشارة. يمثل DBm المقياس المطلق لقوة الإشارة عند نقطة معينة (بالنسبة إلى 1 ميجا واط). بالإضافة إلى ذلك ، يعمل dB و dBm بشكل مختلف في شبكات الألياف الضوئية: غالبًا ما تُقاس القدرة الضوئية بوحدة DBM ، بينما يُعبر عن توهين الألياف الضوئية وفقدها وفقدانها بالديسيبل.

 

 ♦ كيف تحسب البصري التوهين في شبكة بصرية سلبية (PON)؟

في معدات PON ، تتراوح قيمة التوهين القصوى لـ OLT بين 22-25 ديسيبل ، مما يعني أن قيمة التوهين لا يمكن أن تتجاوز 25 ديسيبل.

 

المواصفات. من PLC الفاصل	القيمة النموذجية لفقدان الإدراج	أقصى مدى للانحراف بين المنافذ	أداة الاختبار
1: 2 50٪ -50٪	3.4 ديسيبل	0.4 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 2 5٪ -95٪	11.8 ديسيبل: 0.6 ديسيبل	0.4 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 2 10٪ -90٪	10.4 ديسيبل: 0.9 ديسيبل	0.4 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 2 20٪ -80٪	7.4 ديسيبل: 1.3 ديسيبل	0.4 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 2 30٪ -70٪	5.6 ديسيبل: 1.9 ديسيبل	0.4 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 2 40٪ -60٪	4.4 ديسيبل: 2.6 ديسيبل	0.4 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 4 قسمة متساوية	7.2 ديسيبل	0.8 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 8 قسمة متساوية	10.7 ديسيبل	1.7 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 16 قسمة متساوية	14.8 ديسيبل	2.0 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية
1: 32 قسمة متساوية	17.8 ديسيبل	2.5 ديسيبل	عداد الطاقة الضوئية

 

1: 2 توهين الفاصل PLC هو 3.01 ديسيبل

1: 8 توهين الفاصل PLC هو 9.03 ديسيبل

1: 16 توهين الفاصل PLC هو 12.04 ديسيبل

1: 32 توهين الفاصل PLC هو 15.05 ديسيبل

1: 64 توهين الفاصل PLC هو 18.06 ديسيبل

 

 ♦ كيفية اختيار الوحدات الضوئية وحساب الطاقة الضوئية?

تستخدم الشبكة الضوئية المنفعلة (PON) بشكل مختلف الوحدات البصرية لدعم فئات مختلفة من ODN.

 

الوحدات البصرية المستخدمة لـ EPON هي كما يلي:

• 1000BASE-PX20 ، مما يسمح بفقدان إدخال القناة بمقدار 24 ديسيبل ، ودعم الحد الأقصى لنسبة الانقسام البصري من 1:32 ، لم تعد معدات الشراء الجديدة مهيأة مع الوحدات البصرية EPON OLT PX20.
• 1000BASE-PX20 + ، مما يسمح بفقدان إدخال القناة بمقدار 28 ديسيبل ، ودعم الحد الأقصى لنسبة الانقسام البصري البالغة 1:64 ، تم تكوين المشتريات الحالية لمعدات EPON للوحدات البصرية EPON OLT PX20 +.

 

الوحدات البصرية المستخدمة في GPON هي كما يلي:

• من الفئة B + ، تبلغ خسارة إدخال القناة 28 ديسيبل ، وأقصى نسبة انقسام بصري هي 1:64. في الوقت الحالي ، تم تجهيز أجهزة GPON بشكل عام بوحدات بصرية GPON OLT من الفئة B + ؛
• تسمح الفئة C + بفقدان إدخال قناة 32 ديسيبل وتدعم أقصى نسبة انقسام بصري تبلغ 1: 128. في الوقت الحاضر ، GPON OLT فئة C + وحدات بصرية ناضجة وسيتم تعميمها قريبًا.
• الفئة C + + ، تسمح بفقدان إدخال قناة 32 ديسيبل وتدعم أقصى نسبة انقسام بصري تبلغ 1: 128. لم يتم استخدام الوحدة البصرية GPON OLT Class C + + على نطاق واسع.

 

في عملية نشر FTTH ، يجب أن تعتمد معدات OLT و ONU وحدات بصرية لا تقل عن مستويات px20 + (EPON) والفئة C + (GPON) ، ويجب أن يكون توهين وصلة الكبل البصري من نهاية OLT إلى نهاية ONU لا يزيد عن 28 ديسيبل.

 

③Calculate الطاقة الضوئية

             يرجى الرجوع إلى الجدول التالي:

 

بون تك.	الوحدة البصرية	OLT			الأمم المتحدة			الحصول على قوة التنبؤ		تكلفة القناة البصرية		الحد الأقصى لفقدان الإدراج من PON
		قوة الانبعاث		حساسية استقبال أسوأ	قوة الانبعاث		حساسية استقبال أسوأ
		دقيقة	MAX		دقيقة	MAX		إلى أسفل لينك	الإرسال	إلى أسفل لينك	الإرسال	إلى أسفل لينك	الإرسال
		ديسيبل	ديسيبل	ديسيبل	ديسيبل	ديسيبل	ديسيبل	dB	dB	dB	dB	dB	dB
EPON	PX20	2	7	-27	-1	4	-24	26	26	2.5	2	23.5	24
	+ PX20	2.5	7	-30	0	4	-27	29.5	30	1.5	2	28	28
GPON	فئة B +	1.5	5	-28	0.5	5	-27	28.5	28.5	0.5	0.5	28	28
	فئة C +	3	7	-32	0.5	5	-30	33	32.5	1	0.5	32	32

ملحوظة: الفهرس أعلاه هو الحد الأقصى لخسارة الإدراج لنظام PON المحسوب بأخذ الحد الأدنى لقيمة الطاقة الضوئية المنبعثة من الوحدة الضوئية باستخدام مبدأ أسوأ قيمة.

 

♦ كيفية حساب مسافة الإرسال شبكة بصرية سلبية (PON)?

لنأخذ مثالاً لمعرفة كيفية حساب مسافة الإرسال لـ PON:

الخطوة 1. تم اعتماد شبكة GPON ، والوحدة الضوئية من الفئة C + (الحد الأقصى لخسارة الإدخال هو 32 ديسيبل).

الخطوة 2. وفقًا لتصميم 1: 128 ، يكون الفاصل الأساسي PLC هو 1: 8 (خسارة الإدخال 10.5 ديسيبل) ، وموزع PLC الثانوي هو 1:16 (خسارة الإدخال 13.8 ديسيبل) ، وخسارة الإدراج الكلية لـ PLC الخائن هو 24.3 ديسيبل.

الخطوة 3. إجمالي خسارة الإدراج للوحدة هي 0.5 × 4 0.25 × 4 3 ديسيبل.

الخطوة 4. جوهر الكابل البصري للتوزيع والجذع هو G.652D ، ولب الكبل البصري المدخل هو G.657A ، بدون خسارة إضافية.

الخطوة 5. تُحسب وفقًا لمعامل التوهين (بما في ذلك التوصيل الثابت) البالغ 0.4db / km في اتجاه الوصلة الصاعدة (1310 نانومتر).

الخطوة 6. هامش صيانة الخط: 2.5dB.

الخطوة 7. ستكون مسافة الإرسال النهائية: L ≤ (32-24.3-3-2.5) / 0.4 = 5.5 كم.