수동 광 네트워크 (PON) : 광 감쇠 및 거리 추정

1980년대에는 컴퓨터와 멀티미디어 기술의 발달로 컴퓨터를 소유하고 있는 사람들이 증가하고 네트워크(LAN 또는 인터넷)도 사용하기 시작하면서 데이터 통신 서비스가 등장하고 인터넷 접속에 대한 수요가 대두되었습니다. 광섬유가 새로운 통신 매체로 떠오르면서 광통신 산업 체인이 점점 구체화되고 있었습니다. 1980년대 말까지 광섬유를 광대역 접속 서비스에 적용하기 위해 PON(수동 광 네트워크) 기술이 등장하기 시작했습니다. 

 

PON은 수동 광 네트워크를 나타냅니다. PON 시스템에는 다음이 포함되어야 합니다. 광 분배 네트워크(ODN), 광 회선 터미널(OLT), 과 광 네트워크 장치 (ONU). 먼저 ODN은 FTTH(가정용 섬유) OLT와 ONU 사이에 광 전송 채널을 제공하는 PON 장비 기반의 광 네트워크. ODN에는 전자 부품과 전자 전원 공급 장치가 포함되어 있지 않습니다. ODN은 광 분배기와 같은 수동 부품으로 구성되어 있어 고가의 능동 전자 장비가 필요하지 않습니다. PON(Passive Optical Network)은 중앙 제어 스테이션에 설치된 OLT와 사용자 사이트에 설치된 여러 ONU로 구성됩니다. PON은 액세스 네트워크의 미래 발전 방향입니다.

PON 시스템 블록 다이어그램

♦ dB와 dBm의 차이

광섬유를 따라 전파되는 광 신호의 감쇠는 광통신 시스템 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 감쇠 정도는 송신기와 수신기 또는 인라인 증폭기 사이의 최대 전송 거리를 결정하는 데 중요한 역할을합니다.

 

통신 공학에서 전력의 크기는 일반적으로 1mW 전력 수준에 대한 데시벨로 정의되는 대수 단위인 dBm 값으로 표현됩니다. 즉, dBm은 밀리와트당 데시벨을 나타냅니다. 정확한 검정력이 아니라 실제로 검정력 비율을 지정하는 무차원 단위입니다.

dBm의 공식은 다음과 같습니다.

dBm = 10 * log(P / 1mW), "P"는 전력(와트)을 나타냅니다.

 

여기서 dBm과 dB는 다르다는 것을 언급해야 합니다. dB는 주어진 두 지점 사이의 전력 또는 신호 강도의 차이로 정의됩니다.

dB의 공식은 다음과 같습니다.

dB = 10 log(P1/P2), "P1"은 첫 번째 지점의 전력 강도이고 P2는 두 번째 지점의 전력 강도입니다.

 

요약하면 dBm은 측정의 절대 단위이고 dB는 신호 강도의 증가 또는 감소를 나타내는 상대적인 숫자를 나타냅니다. DBm은 주어진 지점(1mw 기준)에서 신호 강도의 절대 측정을 나타냅니다. 또한 dB와 dBm은 광섬유 네트워크에서 다르게 작동합니다. 광 전력은 종종 DBM으로 측정되는 반면 광섬유 감쇠, 손실 및 삽입 손실은 dB로 표시됩니다.

 

 ♦ 광학 계산 방법 수동 광 네트워크(PON)에서 감쇠?

PON 장비에서 OLT의 최대 감쇠 값은 22-25dB 사이이며 감쇠 값이 25dB를 초과할 수 없음을 의미합니다.

 

투기. PLC 스플리터의	삽입 손실의 일반적인 가치	포트 간 최대 편차 범위	테스트 기기
1:2 50%-50%	3.4 dB	0.4 dB	광 파워 미터
1:2 5%-95%	11.8dB : 0.6dB	0.4 dB	광 파워 미터
1:2 10%-90%	10.4dB : 0.9dB	0.4 dB	광 파워 미터
1:2 20%-80%	7.4dB : 1.3dB	0.4 dB	광 파워 미터
1:2 30%-70%	5.6dB : 1.9dB	0.4 dB	광 파워 미터
1:2 40%-60%	4.4dB : 2.6dB	0.4 dB	광 파워 미터
1:4 등분할	7.2 dB	0.8 dB	광 파워 미터
1:8 등분할	10.7 dB	1.7 dB	광 파워 미터
1:16 등분할	14.8 dB	2.0 dB	광 파워 미터
1:32 등분할	17.8 dB	2.5 dB	광 파워 미터

 

1:2 PLC 스플리터 감쇠는 3.01dB입니다.

1:8 PLC 스플리터 감쇠는 9.03dB입니다.

1:16 PLC 스플리터 감쇠는 12.04dB입니다.

1:32 PLC 스플리터 감쇠는 15.05dB입니다.

1:64 PLC 스플리터 감쇠는 18.06dB입니다.

 

 ♦ 광 모듈을 선택하고 광 파워를 계산하는 방법?

수동 광 네트워크(PON)는 서로 다른 광학 모듈 다른 클래스의 ODN을 지원합니다.

 

①EPON에 사용되는 광모듈은 다음과 같습니다.

• 1000BASE-PX20은 24dB의 채널 삽입 손실을 허용하고 1:32의 최대 광 분할 비율을 지원하므로 새로운 조달 장비는 더 이상 EPON OLT PX20 광 모듈로 구성되지 않습니다.
• 1000BASE-PX20+, 28dB의 채널 삽입 손실 허용, 최대 광 분할 비율 1:64 지원, EPON 장비의 현재 조달은 EPON OLT PX20+ 광 모듈로 구성됩니다.

 

②GPON에 사용되는 광모듈은 다음과 같습니다.

• 클래스 B +, 채널 삽입 손실은 28dB, 최대 광 분할 비율은 1:64입니다. 현재 GPON 장치에는 일반적으로 GPON OLT 클래스 B + 광 모듈이 장착되어 있습니다.
• 클래스 C +는 32dB 채널 삽입 손실을 허용하고 1:128의 최대 광 분할 비율을 지원합니다. 현재 GPON OLT 클래스 C + 광 모듈 성숙하고 곧 대중화될 것입니다.
• 클래스 C + +는 32dB 채널 삽입 손실을 허용하고 1 : 128의 최대 광학 분할 비율을 지원합니다. GPON OLT Class C ++ 광 모듈은 널리 사용되지 않았습니다.

 

FTTH 배치 과정에서 OLT 및 ONU 장비는 px20+(EPON) 및 클래스 C+(GPON) 수준 이상의 광 모듈을 채택해야 하며 OLT 끝에서 ONU 끝까지 광 케이블 링크의 감쇠는 28dB 이하이어야 합니다.

 

③광출력 계산

             다음 표를 참조하십시오.

 

폰테크.	광학 모듈	OLT			유엔			파워 예측 획득		광 채널 비용		PON의 최대 삽입 손실
		방출 전력		최악의 수신 감도	방출 전력		최악의 수신 감도
		MIN	MAX		MIN	MAX		다운 링크	업 링크	다운 링크	업 링크	다운 링크	업 링크
		dBm	dBm	dBm	dBm	dBm	dBm	dB	dB	dB	dB	dB	dB
에폰	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	클래스 B +	1.5	5	-28	0.5	5	-27	28.5	28.5	0.5	0.5	28	28
	클래스 C +	3	7	-32	0.5	5	-30	33	32.5	1	0.5	32	32

참고 : 위의 지수는 최악 값의 원리를 사용하여 광 모듈에서 방출되는 광 전력의 최소값을 취하여 계산 된 PON 시스템의 최대 삽입 손실입니다.

 

♦ 전송 거리를 계산하는 방법 수동 광 네트워크(PON)?

PON의 전송 거리를 계산하는 방법을 보기 위해 예를 들어 보겠습니다.

1 단계. GPON 네트워크를 채택하고 광 모듈은 클래스 C +입니다 (최대 삽입 손실은 32dB).

2단계. 1:128의 설계에 따르면 1차 PLC 스플리터는 8:10.5(삽입 손실 1db), 16차 PLC 스플리터는 13.8:24.3(삽입 손실 XNUMXdb), PLC의 총 삽입 손실 스플리터는 XNUMXdb입니다.

3단계. 합집합의 총 삽입 손실은 0.5 × 4＋0.25 × 4=3dB입니다.

4단계. 간선 및 배전 광케이블의 코어는 G.652D이고, 인입 광케이블의 코어는 G.657A이며 추가 손실이 없습니다.

5단계. 업링크 방향(0.4nm)에서 1310db/km의 감쇠 계수(고정 연결 포함)에 따라 계산됩니다.

6단계. 라인 유지 마진: 2.5dB.

7단계. 최종 전송 거리는 L ≤ (32-24.3-3-2.5) / 0.4 = 5.5km입니다.