Trong thiết kế các dự án truy cập cáp quang băng thông rộng như FTTH, cần tính toán độ suy giảm toàn bộ của liên kết cáp quang ODN dựa trên bước sóng tương ứng của hệ thống ứng dụng. Một mặt, nó xác minh xem các yêu cầu về ngân sách công suất quang của hệ thống có được đáp ứng hay không và mặt khác, nó đóng vai trò là chỉ số tham chiếu để chấp nhận dự án.
Độ suy giảm toàn bộ của liên kết sợi quang ODN đề cập đến độ suy giảm giữa các điểm tham chiếu S/R và R/S trong liên kết sợi quang từ OLT đến ONU. Mô hình tham chiếu chung cho độ suy giảm liên kết sợi quang ODN được thể hiện trong Hình 1, thường bao gồm độ suy giảm kết nối cố định và sợi Af, độ suy giảm chèn bộ chia quang As, độ suy giảm chèn kết nối chủ động Ac và độ suy giảm bổ sung Aa.
Trong thiết kế, việc tính toán suy giảm liên kết sợi ODN nên áp dụng phương pháp tính giá trị trường hợp xấu nhất, tức là các chỉ số liên quan nên sử dụng các chỉ số kỹ thuật trong tiêu chuẩn, thông số kỹ thuật hoặc tài liệu đấu thầu, thay vì các chỉ số điển hình thực tế (giá trị trung bình của các chỉ số sản phẩm tương ứng của các nhà sản xuất tuyến đầu). Ví dụ, trong các tiêu chuẩn liên quan, chỉ số suy giảm của các kết nối đang hoạt động là 0,5 dB/chiếc (bất kỳ hai đầu nối nào của cùng một kiểu máy được kết nối với nhau) và chỉ số điển hình của các sản phẩm từ các nhà sản xuất tuyến đầu thường không vượt quá 0,25 dB/chiếc. Khi tính toán, nên lấy là 0,5 dB/chiếc.
Suy hao sợi quang và kết nối cố định Af bao gồm suy hao sợi quang và suy hao kết nối cố định.
Độ suy giảm sợi = Hệ số suy giảm sợi (dB/km) x Chiều dài sợi (km). Hệ số suy giảm của sợi quang liên quan đến bước sóng được sử dụng trong hệ thống. Các giá trị điển hình của hệ số suy giảm của sợi quang ở bước sóng thượng lưu và hạ lưu của GPON và XG-PON được thể hiện trong Hình 2.
Kết nối cố định liên quan đến kết nối di động, bao gồm mối nối cơ học (mối nối lạnh) và mối nối nóng chảy. Đầu nối cơ học chủ yếu được sử dụng khi kết thúc tại chỗ của cáp thả, như thể hiện trong Hình 3. Độ ổn định của hàn tại chỗ kém và với sự phổ biến của máy hàn nóng chảy di động, nó đã dần được thay thế bằng các phương pháp kết thúc nóng chảy.
Chỉ số suy giảm trung bình của các kết nối cáp quang cố định được thể hiện trong Bảng 1.
| Phương pháp ghép nối | Độ suy giảm (dB/cái) | |
| Sợi đơn | Sợi ruy băng | |
| Nối hợp nhất | 0,06 | 0,12 |
| Nối lạnh | 0,10 | – |
Trong ODN, thường khó để biết có bao nhiêu đầu nối sợi quang được bao gồm trong toàn bộ liên kết sợi quang và suy giảm do ghép nối sợi quang chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong suy giảm trong toàn bộ liên kết sợi quang. Do đó, khi tính toán, suy giảm của sợi quang và suy giảm do ghép nối sợi quang thường được kết hợp với nhau để đơn giản hóa phép tính. Các giá trị tham chiếu cho suy giảm trên mỗi km của sợi quang và ghép nối sợi quang được hiển thị trong Bảng 2. Khi có cả đầu nối lõi đơn và đầu nối ruy băng sợi trong liên kết, giá trị trung bình của ghép nối lõi đơn và ghép nối ruy băng sợi được lấy.
| Bước sóng (nm) | Độ suy giảm mối nối sợi quang (dB) | |
| Nối sợi đơn | Nối sợi ruy băng | |
| 1270 | 0,43 | 0,45 |
| 1310 | 0,38 | 0,40 |
| 1490 | 0,26 | 0,28 |
| 1550/1557 | 0,24 | 0,26 |
Độ suy giảm Af của sợi quang và kết nối cố định có thể được tính bằng cách nhân các giá trị tham chiếu trong Bảng 2 với chiều dài của liên kết sợi quang. Khi liên kết bao gồm các kết nối lạnh, độ suy giảm kết nối lạnh có thể được tính riêng ở mức 0,1 dB cho mỗi kết nối.
Trong ODN, bộ chia quang phổ tỷ lệ bằng nhau chủ yếu được sử dụng. Theo các phương pháp kết nối khác nhau, bộ chia tỷ lệ bằng nhau chủ yếu được chia thành ba loại: loại ống thép (loại không khối), loại mô-đun hộp và loại cắm (băng cassette LGX), như thể hiện trong Hình 4. Bộ chia loại hộp chủ yếu được sử dụng trong hộp nối cáp quang, trong khi bộ chia loại vá chủ yếu được sử dụng trong hộp chia cáp quang.
Hình 4: Bộ chia quang học với bộ chia tỷ lệ (bộ chia cân bằng)
Với mỗi mức tăng 1 cấp trong tỷ lệ chia tách của bộ chia, tổn thất chèn tăng khoảng 3dB. Đối với các bộ chia có cùng tỷ lệ chia tách, tổn thất chèn của bộ chia loại cắm vào lớn hơn khoảng 0,2dB so với bộ chia loại hộp, như thể hiện trong Bảng 3.
| Tỷ lệ chia | Suy hao chèn (dB) | |
| Mô-đun Abs | Mô-đun LGX | |
| 1×2 | 4.2 | 4.4 |
| 1×4 | 7.8 | 8.0 |
| 1×8 | 10.9 | 11.1 |
| 1×16 | 13.9 | 14.1 |
| 1×32 | 17.2 | 17.4 |
| 1×64 | 20,9 | 21.2 |
Nhưng trong các tình huống như FTTR, khu vực nông thôn và bên trong các tòa nhà, việc áp dụng chia tỷ lệ không đồng đều cũng đang gia tăng. Hình 5 cho thấy một mô hình tham chiếu về sự suy giảm của liên kết cáp quang ODN với việc chia tỷ lệ không đồng đều trong một tình huống tòa nhà nhất định.
Các mô hình chính của bộ chia quang tỷ lệ không bằng nhau là 1×5 và 1×9. Bộ chia 1×5 bao gồm 1 cổng thác và 4 cổng nhánh, trong khi bộ chia 1×9 bao gồm 1 cổng thác và 8 cổng nhánh. Các giá trị tham chiếu cho suy hao chèn của bộ chia 1×5 và 1×9 được hiển thị trong Bảng 4.
| Tỷ lệ chia tách PLC | Suy hao chèn (dB) | |
| Cổng thác | Cổng nhánh | |
| 1×5 | 1.8 | 15.7 |
| 1×9 | 2.4 | 16.3 |
Trong liên kết sợi quang ODN, các kết nối chủ động thường được sử dụng tại ODF, công tắc quang xương sống và bộ chia quang. Độ suy hao chèn của các kết nối chủ động được tính là 0,5 dB cho mỗi kết nối. Độ suy hao chèn của một đầu nối chủ động hoàn toàn mới thường không vượt quá 0,25 dB/cái, nhưng khi thời gian sử dụng tăng lên, do bề mặt đầu cuối bị nhiễm bẩn và các lý do khác, độ suy hao chèn sẽ tăng lên ở một mức độ nhất định. Được tính ở mức 0,5 dB/cái, nó sẽ không tạo ra quá nhiều suy hao liên kết dư thừa.
OLT, ONU và ODN cũng sử dụng các kết nối chủ động, nhưng kết nối chủ động này không nằm giữa các điểm tham chiếu S/R và R/S và không thuộc về liên kết cáp quang ODN.
Thông thường, mỗi bộ chia quang có 2 kết nối hoạt động với liên kết sợi quang. Tuy nhiên, theo nguyên lý thử nghiệm suy hao chèn của bộ chia trong YD 2000.1-2014, như thể hiện trong Hình 6, giá trị suy hao chèn của bộ chia quang đã bao gồm suy hao chèn của 1 kết nối hoạt động. Do đó, khi tính toán Ac, chỉ cần 1 kết nối hoạt động cho mỗi bộ chia.
Trong ODN, do kết cấu và lắp đặt không theo tiêu chuẩn, cũng như việc sử dụng sợi đuôi G.652 để kết thúc ở phần đầu vào của cáp quang, nên thường xảy ra tổn thất uốn cong vĩ mô đáng kể trong liên kết ODN (xem các bài viết “Tác động của Bán kính uốn cong sợi không đủ đến Suy giảm liên kết ODN”Và“Sự khác biệt giữa G.657A2 và G.652D là gì”).Ví dụ, kết quả thử nghiệm suy giảm đường xuống của một số cáp quang gia dụng tại một thành phố nhất định được thể hiện ở Hình 7 (mỗi điểm trong hình biểu thị cho những người dùng khác nhau), trong đó suy giảm trung bình của người dùng XG-PON cao tới 2,85dB và suy giảm trung bình của người dùng GPON cũng là 1,98dB.
Mặc dù tổn thất uốn cong vĩ mô bổ sung chủ yếu là do kết cấu không chuẩn và lắp đặt, bảo trì không chuẩn, nhưng người vận hành khó có thể thực hiện các biện pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề này. Do đó, tổn thất bổ sung do tổn thất uốn cong vĩ mô trong ODN sẽ tồn tại trong thời gian dài. Tổn thất bổ sung Aa có thể được xác định bằng cách tham khảo Bảng 5.
| Bước sóng trung tâm (nm) | Tổn thất bổ sung Aa (dB) |
| 1270 | 0 |
| 1310 | 0 |
| 1490 | 1.0 |
| 1577 | 2.0 |
Tổn thất bổ sung của liên kết cáp quang ODN chủ yếu xảy ra ở phần đầu vào. Khi liên kết cáp quang ODN không bao gồm đường cáp quang phần đầu vào, thì không nên ghi lại tổn thất bổ sung.
Theo phương pháp tính toán và các chỉ số tham chiếu có liên quan được mô tả ở trên, độ suy giảm đầy đủ của liên kết sợi ODN có thể được tính toán cho sự phân chia theo tỷ lệ được thể hiện trong Hình 1 và sự phân chia không đều được thể hiện trong Hình 5. Khi liên kết ODN dài 5,0km và tỷ lệ phân nhánh tổng thể là 1:64, phép tính độ suy giảm đầy đủ của liên kết ODN đường xuống GPON được thể hiện trong Bảng 6.
| Mục | Phương pháp tính toán | Kết quả tính toán (dB) | ||
| Phân chia cân bằng | Phân chia không cân bằng | |||
| Phi | 0,26dB/kmx5,0km | 1.3 | 1.2 | |
| BẰNG | cân bằng | 10,9+11,1 | 22.0 | |
| không cân bằng | 4.2+2.4*2+16.3 | 25.3 | ||
| Ac | cân bằng | 0,5×6 | 3.0 | |
| không cân bằng | 0,5×4 | 2 | ||
| À à | 1.0 | 1.0 | ||
| Giảm liên kết trong suốt toàn bộ quá trình | 27,3 | 29,5 | ||
Cần lưu ý rằng khi sử dụng bộ chia quang tỷ lệ không bằng nhau, tổn thất chèn của cổng nhánh của bộ chia tỷ lệ không bằng nhau lớn hơn tổn thất của bộ chia tỷ lệ bằng nhau có cùng số nhánh là hơn 5,0 dB. Khi tính toán độ suy giảm liên kết đầy đủ ODN, điểm R/S thường được lấy tại ONU được kết nối với tầng cuối cùng của bộ chia tỷ lệ không bằng nhau ở đầu xa của liên kết.
Do phương pháp tính toán trường hợp xấu nhất được sử dụng để làm suy yếu các liên kết sợi quang ODN, kết quả tính toán lớn hơn một chút so với các giá trị đo được. Trong quá trình thử nghiệm hoàn thiện, nếu giá trị suy yếu đo được của liên kết sợi quang lớn hơn kết quả tính toán, thì phải được đánh giá là không đủ điều kiện.
Trong thiết kế các dự án truy cập cáp quang băng thông rộng như FTTH, cần tính toán độ suy giảm toàn bộ của liên kết cáp quang ODN dựa trên bước sóng tương ứng của hệ thống ứng dụng. Một mặt, nó xác minh xem các yêu cầu về ngân sách công suất quang của hệ thống có được đáp ứng hay không và mặt khác, nó đóng vai trò là chỉ số tham chiếu để chấp nhận dự án.
Độ suy giảm toàn bộ của liên kết sợi quang ODN đề cập đến độ suy giảm giữa các điểm tham chiếu S/R và R/S trong liên kết sợi quang từ OLT đến ONU. Mô hình tham chiếu chung cho độ suy giảm liên kết sợi quang ODN được thể hiện trong Hình 1, thường bao gồm độ suy giảm kết nối cố định và sợi Af, độ suy giảm chèn bộ chia quang As, độ suy giảm chèn kết nối chủ động Ac và độ suy giảm bổ sung Aa.
Trong thiết kế, việc tính toán suy giảm liên kết sợi ODN nên áp dụng phương pháp tính giá trị trường hợp xấu nhất, tức là các chỉ số liên quan nên sử dụng các chỉ số kỹ thuật trong tiêu chuẩn, thông số kỹ thuật hoặc tài liệu đấu thầu, thay vì các chỉ số điển hình thực tế (giá trị trung bình của các chỉ số sản phẩm tương ứng của các nhà sản xuất tuyến đầu). Ví dụ, trong các tiêu chuẩn liên quan, chỉ số suy giảm của các kết nối đang hoạt động là 0,5 dB/chiếc (bất kỳ hai đầu nối nào của cùng một kiểu máy được kết nối với nhau) và chỉ số điển hình của các sản phẩm từ các nhà sản xuất tuyến đầu thường không vượt quá 0,25 dB/chiếc. Khi tính toán, nên lấy là 0,5 dB/chiếc.
Suy hao sợi quang và kết nối cố định Af bao gồm suy hao sợi quang và suy hao kết nối cố định.
Độ suy giảm sợi = Hệ số suy giảm sợi (dB/km) x Chiều dài sợi (km). Hệ số suy giảm của sợi quang liên quan đến bước sóng được sử dụng trong hệ thống. Các giá trị điển hình của hệ số suy giảm của sợi quang ở bước sóng thượng lưu và hạ lưu của GPON và XG-PON được thể hiện trong Hình 2.
Kết nối cố định liên quan đến kết nối di động, bao gồm mối nối cơ học (mối nối lạnh) và mối nối nóng chảy. Đầu nối cơ học chủ yếu được sử dụng khi kết thúc tại chỗ của cáp thả, như thể hiện trong Hình 3. Độ ổn định của hàn tại chỗ kém và với sự phổ biến của máy hàn nóng chảy di động, nó đã dần được thay thế bằng các phương pháp kết thúc nóng chảy.
Chỉ số suy giảm trung bình của các kết nối cáp quang cố định được thể hiện trong Bảng 1.
| Phương pháp ghép nối | Độ suy giảm (dB/cái) | |
| Sợi đơn | Sợi ruy băng | |
| Nối hợp nhất | 0,06 | 0,12 |
| Nối lạnh | 0,10 | – |
Trong ODN, thường khó để biết có bao nhiêu đầu nối sợi quang được bao gồm trong toàn bộ liên kết sợi quang và suy giảm do ghép nối sợi quang chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong suy giảm trong toàn bộ liên kết sợi quang. Do đó, khi tính toán, suy giảm của sợi quang và suy giảm do ghép nối sợi quang thường được kết hợp với nhau để đơn giản hóa phép tính. Các giá trị tham chiếu cho suy giảm trên mỗi km của sợi quang và ghép nối sợi quang được hiển thị trong Bảng 2. Khi có cả đầu nối lõi đơn và đầu nối ruy băng sợi trong liên kết, giá trị trung bình của ghép nối lõi đơn và ghép nối ruy băng sợi được lấy.
| Bước sóng (nm) | Độ suy giảm mối nối sợi quang (dB) | |
| Nối sợi đơn | Nối sợi ruy băng | |
| 1270 | 0,43 | 0,45 |
| 1310 | 0,38 | 0,40 |
| 1490 | 0,26 | 0,28 |
| 1550/1557 | 0,24 | 0,26 |
Độ suy giảm Af của sợi quang và kết nối cố định có thể được tính bằng cách nhân các giá trị tham chiếu trong Bảng 2 với chiều dài của liên kết sợi quang. Khi liên kết bao gồm các kết nối lạnh, độ suy giảm kết nối lạnh có thể được tính riêng ở mức 0,1 dB cho mỗi kết nối.
Trong ODN, bộ chia quang phổ tỷ lệ bằng nhau chủ yếu được sử dụng. Theo các phương pháp kết nối khác nhau, bộ chia tỷ lệ bằng nhau chủ yếu được chia thành ba loại: loại ống thép (loại không khối), loại mô-đun hộp và loại cắm (băng cassette LGX), như thể hiện trong Hình 4. Bộ chia loại hộp chủ yếu được sử dụng trong hộp nối cáp quang, trong khi bộ chia loại vá chủ yếu được sử dụng trong hộp chia cáp quang.
Hình 4: Bộ chia quang học với bộ chia tỷ lệ (bộ chia cân bằng)
Với mỗi mức tăng 1 cấp trong tỷ lệ chia tách của bộ chia, tổn thất chèn tăng khoảng 3dB. Đối với các bộ chia có cùng tỷ lệ chia tách, tổn thất chèn của bộ chia loại cắm vào lớn hơn khoảng 0,2dB so với bộ chia loại hộp, như thể hiện trong Bảng 3.
| Tỷ lệ chia | Suy hao chèn (dB) | |
| Mô-đun Abs | Mô-đun LGX | |
| 1×2 | 4.2 | 4.4 |
| 1×4 | 7.8 | 8.0 |
| 1×8 | 10.9 | 11.1 |
| 1×16 | 13.9 | 14.1 |
| 1×32 | 17.2 | 17.4 |
| 1×64 | 20,9 | 21.2 |
Nhưng trong các tình huống như FTTR, khu vực nông thôn và bên trong các tòa nhà, việc áp dụng chia tỷ lệ không đồng đều cũng đang gia tăng. Hình 5 cho thấy một mô hình tham chiếu về sự suy giảm của liên kết cáp quang ODN với việc chia tỷ lệ không đồng đều trong một tình huống tòa nhà nhất định.
Các mô hình chính của bộ chia quang tỷ lệ không bằng nhau là 1×5 và 1×9. Bộ chia 1×5 bao gồm 1 cổng thác và 4 cổng nhánh, trong khi bộ chia 1×9 bao gồm 1 cổng thác và 8 cổng nhánh. Các giá trị tham chiếu cho suy hao chèn của bộ chia 1×5 và 1×9 được hiển thị trong Bảng 4.
| Tỷ lệ chia tách PLC | Suy hao chèn (dB) | |
| Cổng thác | Cổng nhánh | |
| 1×5 | 1.8 | 15.7 |
| 1×9 | 2.4 | 16.3 |
Trong liên kết sợi quang ODN, các kết nối chủ động thường được sử dụng tại ODF, công tắc quang xương sống và bộ chia quang. Độ suy hao chèn của các kết nối chủ động được tính là 0,5 dB cho mỗi kết nối. Độ suy hao chèn của một đầu nối chủ động hoàn toàn mới thường không vượt quá 0,25 dB/cái, nhưng khi thời gian sử dụng tăng lên, do bề mặt đầu cuối bị nhiễm bẩn và các lý do khác, độ suy hao chèn sẽ tăng lên ở một mức độ nhất định. Được tính ở mức 0,5 dB/cái, nó sẽ không tạo ra quá nhiều suy hao liên kết dư thừa.
OLT, ONU và ODN cũng sử dụng các kết nối chủ động, nhưng kết nối chủ động này không nằm giữa các điểm tham chiếu S/R và R/S và không thuộc về liên kết cáp quang ODN.
Thông thường, mỗi bộ chia quang có 2 kết nối hoạt động với liên kết sợi quang. Tuy nhiên, theo nguyên lý thử nghiệm suy hao chèn của bộ chia trong YD 2000.1-2014, như thể hiện trong Hình 6, giá trị suy hao chèn của bộ chia quang đã bao gồm suy hao chèn của 1 kết nối hoạt động. Do đó, khi tính toán Ac, chỉ cần 1 kết nối hoạt động cho mỗi bộ chia.
Trong ODN, do kết cấu và lắp đặt không theo tiêu chuẩn, cũng như việc sử dụng sợi đuôi G.652 để kết thúc ở phần đầu vào của cáp quang, nên thường xảy ra tổn thất uốn cong vĩ mô đáng kể trong liên kết ODN (xem các bài viết “Tác động của Bán kính uốn cong sợi không đủ đến Suy giảm liên kết ODN”Và“Sự khác biệt giữa G.657A2 và G.652D là gì”).Ví dụ, kết quả thử nghiệm suy giảm đường xuống của một số cáp quang gia dụng tại một thành phố nhất định được thể hiện ở Hình 7 (mỗi điểm trong hình biểu thị cho những người dùng khác nhau), trong đó suy giảm trung bình của người dùng XG-PON cao tới 2,85dB và suy giảm trung bình của người dùng GPON cũng là 1,98dB.
Mặc dù tổn thất uốn cong vĩ mô bổ sung chủ yếu là do kết cấu không chuẩn và lắp đặt, bảo trì không chuẩn, nhưng người vận hành khó có thể thực hiện các biện pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề này. Do đó, tổn thất bổ sung do tổn thất uốn cong vĩ mô trong ODN sẽ tồn tại trong thời gian dài. Tổn thất bổ sung Aa có thể được xác định bằng cách tham khảo Bảng 5.
| Bước sóng trung tâm (nm) | Tổn thất bổ sung Aa (dB) |
| 1270 | 0 |
| 1310 | 0 |
| 1490 | 1.0 |
| 1577 | 2.0 |
Tổn thất bổ sung của liên kết cáp quang ODN chủ yếu xảy ra ở phần đầu vào. Khi liên kết cáp quang ODN không bao gồm đường cáp quang phần đầu vào, thì không nên ghi lại tổn thất bổ sung.
Theo phương pháp tính toán và các chỉ số tham chiếu có liên quan được mô tả ở trên, độ suy giảm đầy đủ của liên kết sợi ODN có thể được tính toán cho sự phân chia theo tỷ lệ được thể hiện trong Hình 1 và sự phân chia không đều được thể hiện trong Hình 5. Khi liên kết ODN dài 5,0km và tỷ lệ phân nhánh tổng thể là 1:64, phép tính độ suy giảm đầy đủ của liên kết ODN đường xuống GPON được thể hiện trong Bảng 6.
| Mục | Phương pháp tính toán | Kết quả tính toán (dB) | ||
| Phân chia cân bằng | Phân chia không cân bằng | |||
| Phi | 0,26dB/kmx5,0km | 1.3 | 1.2 | |
| BẰNG | cân bằng | 10,9+11,1 | 22.0 | |
| không cân bằng | 4.2+2.4*2+16.3 | 25.3 | ||
| Ac | cân bằng | 0,5×6 | 3.0 | |
| không cân bằng | 0,5×4 | 2 | ||
| À à | 1.0 | 1.0 | ||
| Giảm liên kết trong suốt toàn bộ quá trình | 27,3 | 29,5 | ||
Cần lưu ý rằng khi sử dụng bộ chia quang tỷ lệ không bằng nhau, tổn thất chèn của cổng nhánh của bộ chia tỷ lệ không bằng nhau lớn hơn tổn thất của bộ chia tỷ lệ bằng nhau có cùng số nhánh là hơn 5,0 dB. Khi tính toán độ suy giảm liên kết đầy đủ ODN, điểm R/S thường được lấy tại ONU được kết nối với tầng cuối cùng của bộ chia tỷ lệ không bằng nhau ở đầu xa của liên kết.
Do phương pháp tính toán trường hợp xấu nhất được sử dụng để làm suy yếu các liên kết sợi quang ODN, kết quả tính toán lớn hơn một chút so với các giá trị đo được. Trong quá trình thử nghiệm hoàn thiện, nếu giá trị suy yếu đo được của liên kết sợi quang lớn hơn kết quả tính toán, thì phải được đánh giá là không đủ điều kiện.
