eng
Выпуск #5/2015
С.Глаголев, В.Рудницкий, В.Сумкин, А.Салтыков
Особенности рефлектометрии абонентского участка сети PON
Особенности рефлектометрии абонентского участка сети PON
Просмотры: 2905
Рассматриваются особенности рефлектометрических измерений в пассивных оптических сетях (PON), обусловленные включением сплиттера и многообразием схем организации абонентских участков
Теги: pon reflectometry рефлектометрия
Оптический рефлектометр (ОР) применяется при строительстве и эксплуатации ВОЛС. Ценное качество ОР – возможность измерения распределения затухания волоконного световода (ВС) по его длине и выявление проблемных участков с повышенным затуханием. Однако применение ОР при тестировании волоконно-оптических домовых сетей доступа, построенных по технологии PON, сопряжено с определенными трудностями. Эти трудности обусловлены наличием делителя мощности (оптического сплиттера) в конце магистрального участка (рис.1) и малой длиной абонентского участка (АУ) между сплиттером и абонентским терминалом (ONT). Проблема еще больше усложняется при использовании каскадного включения сплиттеров в дереве PON.
Необходимо отметить, что рефлектограмма (РГ) дерева PON, полученная со стороны станции (OLT), в большой степени зависит от количества подключенных к сплиттеру абонентских ветвей. На рис.2а показан фрагмент РГ в области сплиттера 1 х 32 при подключении к сплиттеру только одной абонентской ветви (шумы на РГ не показаны). На рис.2б показан фрагмент РГ при подключении к тому же сплиттеру всех абонентских ветвей.
Видно, что потери сплиттера отображаются правильно только при подключении одной абонентской ветви. При подключении к сплиттеру нескольких абонентских ветвей скачок затухания на РГ в точке подключения сплиттера будет меньше истинных потерь сплиттера, что обусловлено суммированием сигналов обратного рассеяния всех подключенных абонентских ветвей. Для упрощения рассмотрим особенности рефлектометрии на примере самой популярной в России технологии GPON, в которой 64 абонента подключены к магистральному ВС посредством двух каскадов сплиттеров (рис.3). Такая схема организации доступа характерна для GPON в многоэтажных строениях. Удельный вес подобных сетей в общем объеме PON составляет как минимум 90%.
Большинство специалистов считает [1, 2], что измерение РГ со стороны OLT необходимо производить только при отключении всех абонентских ветвей, кроме одной тестируемой. При этом интерес представляет РГ только магистрального участка OLT – сплиттер. Анализ РГ в данном случае не представляет ничего нового и сложного. "Пробить" же АУ со стороны станции практически невозможно вследствие больших суммарных потерь до АУ (около 22 дБ). Чтобы рассмотреть неоднородности АУ, имеющего длину несколько десятков метров, необходимо выбрать длительность зондирующего импульса (ЗИ) не более 5…10 нс. При этом динамический диапазон ОР меньше 20 дБ. Расчеты показывают, что в данном случае длительность ЗИ должна быть не менее 400 нс, что приемлемо только при длине АУ порядка сотен метров.
Рефлектометрия АУ проводится при отключении тестируемой ветви от сплиттера (рис.4), при этом ОР подключается к любому концу АУ.
Несмотря на малые потери АУ (2…3 дБ), его рефлектометрия имеет ряд особенностей. Потери АУ определяются в основном потерями в коннекторах [3]. Также необходимо учитывать и дополнительные потери, обусловленные загибами ВС при недобросовестном монтаже. Расчеты показывают: чтобы рассмотреть скачки затухания на РГ с разрешением 0,1 дБ, необходимо иметь отношение сигнала к шуму (ОСШ) на входе фотоприемного устройства ОР не менее 50. При малой длине АУ необходимо иметь пространственное разрешение РГ около 0,5 м, что предполагает использование длительности ЗИ порядка 3…5 нс (заметим, что не все ОР имеют такую длительность ЗИ).
Рассмотрим выбор ОР в соответствии с заданными техническими требованиями для тестирования АУ. Лучшие современные ОР имеют максимальный динамический диапазон измерения по затуханию Dmax = 40...45 дБ. Этот параметр регламентируется при следующих параметрах ОР: длительность ЗИ t = 10 мкс (или больше при Dmax = 45 дБ), ОСШ = 1, время накопления T = 180 c (или больше при Dmax = 45 дБ). Необходимо пересчитать указанный в реальный динамический диапазон Dreal, определяемый следующими условиями: t = 5 нс, ОСШ = 50, T = 10 с. Время измерений выбрано исходя из требований практики. При проведении массовых измерений при монтаже АУ время измерения T = 180 с является недопустимо большим. Для расчета воспользуемся следующим выражением:
,дБ. (1)
В этом выражении второе слагаемое показывает уменьшение Dreal, обусловленное уменьшением длительности ЗИ; третье – определяется условиями оптимального приема (аналоговая или цифровая фильтрация, позволяющая дополнительно повысить ОСШ при увеличении длительности ЗИ); четвертое слагаемое показывает уменьшение Dreal, обусловленное требуемым ОСШ, пятое – определяет уменьшение Dreal вследствие уменьшения времени измерения РГ. После вычислений получаем Dreal = Dmax – 36,5 дБ. Видно, что при заданных параметрах максимальный динамический диапазон измерения по затуханию ОР должен быть около 40 дБ. При этом желательно тестировать АУ на длине волны 1625 нм, так как на этой длине волны скачки затухания вследствие макроизгибов более заметны.
Таким образом, для тестирования АУ PON необходимо выбирать достаточно дорогой ОР, имеющий длительность ЗИ 3…5 нс и максимальный динамический диапазон измерения по затуханию порядка 40…45 дБ. В связи с этим при тестировании АУ многоквартирных домов предпочтение отдается более дешевым приборам – тестерам и источникам красного света [3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Тестирование сети PON [Электронный ресурс] // сайт компании "Тералинк" URL: www.teralink.ru (дата обращения 20.12.2014).
2. Применение рефлектометрии в пассивных оптических сетях PON [Электронный ресурс] // сайт Группы ICS URL://www.icsgroup.ru/library/consult/detail.php?ID=96632 (дата обращения 20.12.2014).
3. Рудницкий В.Б., Сумкин В.Р., Салтыков А.Р. Тестирование абонентского участка PON // Фотон-Экспресс. 2013. № 5.
Необходимо отметить, что рефлектограмма (РГ) дерева PON, полученная со стороны станции (OLT), в большой степени зависит от количества подключенных к сплиттеру абонентских ветвей. На рис.2а показан фрагмент РГ в области сплиттера 1 х 32 при подключении к сплиттеру только одной абонентской ветви (шумы на РГ не показаны). На рис.2б показан фрагмент РГ при подключении к тому же сплиттеру всех абонентских ветвей.
Видно, что потери сплиттера отображаются правильно только при подключении одной абонентской ветви. При подключении к сплиттеру нескольких абонентских ветвей скачок затухания на РГ в точке подключения сплиттера будет меньше истинных потерь сплиттера, что обусловлено суммированием сигналов обратного рассеяния всех подключенных абонентских ветвей. Для упрощения рассмотрим особенности рефлектометрии на примере самой популярной в России технологии GPON, в которой 64 абонента подключены к магистральному ВС посредством двух каскадов сплиттеров (рис.3). Такая схема организации доступа характерна для GPON в многоэтажных строениях. Удельный вес подобных сетей в общем объеме PON составляет как минимум 90%.
Большинство специалистов считает [1, 2], что измерение РГ со стороны OLT необходимо производить только при отключении всех абонентских ветвей, кроме одной тестируемой. При этом интерес представляет РГ только магистрального участка OLT – сплиттер. Анализ РГ в данном случае не представляет ничего нового и сложного. "Пробить" же АУ со стороны станции практически невозможно вследствие больших суммарных потерь до АУ (около 22 дБ). Чтобы рассмотреть неоднородности АУ, имеющего длину несколько десятков метров, необходимо выбрать длительность зондирующего импульса (ЗИ) не более 5…10 нс. При этом динамический диапазон ОР меньше 20 дБ. Расчеты показывают, что в данном случае длительность ЗИ должна быть не менее 400 нс, что приемлемо только при длине АУ порядка сотен метров.
Рефлектометрия АУ проводится при отключении тестируемой ветви от сплиттера (рис.4), при этом ОР подключается к любому концу АУ.
Несмотря на малые потери АУ (2…3 дБ), его рефлектометрия имеет ряд особенностей. Потери АУ определяются в основном потерями в коннекторах [3]. Также необходимо учитывать и дополнительные потери, обусловленные загибами ВС при недобросовестном монтаже. Расчеты показывают: чтобы рассмотреть скачки затухания на РГ с разрешением 0,1 дБ, необходимо иметь отношение сигнала к шуму (ОСШ) на входе фотоприемного устройства ОР не менее 50. При малой длине АУ необходимо иметь пространственное разрешение РГ около 0,5 м, что предполагает использование длительности ЗИ порядка 3…5 нс (заметим, что не все ОР имеют такую длительность ЗИ).
Рассмотрим выбор ОР в соответствии с заданными техническими требованиями для тестирования АУ. Лучшие современные ОР имеют максимальный динамический диапазон измерения по затуханию Dmax = 40...45 дБ. Этот параметр регламентируется при следующих параметрах ОР: длительность ЗИ t = 10 мкс (или больше при Dmax = 45 дБ), ОСШ = 1, время накопления T = 180 c (или больше при Dmax = 45 дБ). Необходимо пересчитать указанный в реальный динамический диапазон Dreal, определяемый следующими условиями: t = 5 нс, ОСШ = 50, T = 10 с. Время измерений выбрано исходя из требований практики. При проведении массовых измерений при монтаже АУ время измерения T = 180 с является недопустимо большим. Для расчета воспользуемся следующим выражением:
,дБ. (1)
В этом выражении второе слагаемое показывает уменьшение Dreal, обусловленное уменьшением длительности ЗИ; третье – определяется условиями оптимального приема (аналоговая или цифровая фильтрация, позволяющая дополнительно повысить ОСШ при увеличении длительности ЗИ); четвертое слагаемое показывает уменьшение Dreal, обусловленное требуемым ОСШ, пятое – определяет уменьшение Dreal вследствие уменьшения времени измерения РГ. После вычислений получаем Dreal = Dmax – 36,5 дБ. Видно, что при заданных параметрах максимальный динамический диапазон измерения по затуханию ОР должен быть около 40 дБ. При этом желательно тестировать АУ на длине волны 1625 нм, так как на этой длине волны скачки затухания вследствие макроизгибов более заметны.
Таким образом, для тестирования АУ PON необходимо выбирать достаточно дорогой ОР, имеющий длительность ЗИ 3…5 нс и максимальный динамический диапазон измерения по затуханию порядка 40…45 дБ. В связи с этим при тестировании АУ многоквартирных домов предпочтение отдается более дешевым приборам – тестерам и источникам красного света [3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Тестирование сети PON [Электронный ресурс] // сайт компании "Тералинк" URL: www.teralink.ru (дата обращения 20.12.2014).
2. Применение рефлектометрии в пассивных оптических сетях PON [Электронный ресурс] // сайт Группы ICS URL://www.icsgroup.ru/library/consult/detail.php?ID=96632 (дата обращения 20.12.2014).
3. Рудницкий В.Б., Сумкин В.Р., Салтыков А.Р. Тестирование абонентского участка PON // Фотон-Экспресс. 2013. № 5.
Отзывы читателей
Толковая статья. Просто и доступно!