Требования к сети и ее энергетический бюджет

Зная уровни оптической мощности на передатчиках и приемниках или, иными словами, имея заданный оптический бюджет системы передачи, можно приступать к проработке оптической распределительной сети. Поэ­тому проект начинается с выбора произ­водителя приемопередающего оборудова­ния, а расчет параметров отдельных оптических компонентов сети определит в конечном итоге уровни сигналов на при­емниках.

Основные требования, которые проектировщик сети обязан выполнить, приведены в табл. 1. На рис. 4.1 показана зависимость уровня мощ­ности оптического сигнала по длине одного из каналов OLT-ONT, для сети с топологией «Звезда».

1. Основной вклад в потери мощнос­ти вносит затухание в волокне. Удельное за­тухание (0,4 дБ/км на длине волны 1310 нм) задает наклон графика мощности. Таким об­разом, максимально возможное затухание сигнала обратного потока в волокне состав­ляет 8 дБ = 0,4 дБ/км • 20 км. Предельное удаление абонентских узлов на 20 км в сети PON с 32 абонентами являет­ся компромиссом между стремлением увели­чить радиус охвата сети и приемлемым вре­менем инициализации сети.

2. Другим столь же значимым источником ос­лабления сигнала являются потери, вноси­мые разветвителем. В случае симметрично­го разветвителя 1 х N сигнал на выходном порту слабее сигнала на входе с учетом из­быточных потерь на 3,3log₂N дБ.

Для раз­ветвителя с максимально возможным чис­лом выходных портов (N=32 для APON) вно­симые потери составят около 17 дБ.

Таблица 4.1 – Требования к сети

Рис. 4.1. Профиль мощности по длине канала связи

3. Для небольших сетей может потребоваться принудительное ослабление сигнала аттеню­атором. Дело в том, что у приемного детек­тора кроме минимальной чувствительности P_inmin (-33 дБм) существует и верхняя гра­ница рабочего режима p_inmax (-11 дБм), которая называется порог перегрузки {minimum overload). При более мощном сиг­нале детектор уже не может принимать сиг­нал с требуемым для рабочего режима уровнем ошибок BER = 10~¹⁰, так как выхо­дит в режим насыщения. Учитывая вариа­ции уровня средней мощности, излучаемой лазером, P_outmin (-2дБм) и P_outmax (+4дБм), приходим к выводам:

Максимальное допустимое ослабление сигнала не превышает

ОB_mах = (-2 дБм) - (-33 дБм) = 31 дБ.

Минимальное допустимое ослабление сигнала не менее

OB_min = (+4 дБм) - (-11 дБм) =15 дБ

4. Рабочие диапазоны приемников/передатчи­ков меняются в зависимости от направле­ния и скорости передачи. Однако согласо­ванные требования к ним обеспечивают постоянство оптического бюджета OB_min, OB_max. Поэтому индекс для обозначения направления потока опускается. Легко заметить, что ширина диапазона до­пустимого ослабления сигнала в сети для оборудования любого класса составляет15 дБ (см. табл. 4.1).

Она, собственно, опре­деляется адаптиционyыми возможностями детекторов или шириной их рабочих диапазонов. Следовательно, максимальный разброс потерь по оптическим путям сети DL не может превысить 15 дБ. Этот критерий удобен при проектировании сети, так как позволяет отвлечься от абсолютных уровней принимаемой мощности и свободно строить сеть.

По окончании расчета остается лишь выб­рать подходящий класс приемопередатчи­ков либо использовать аттенюатор для при­ведения полученных потерь по оптическим путям сети в требуемый интервал.