分光器是组建PON网络的一个组件,是一个 连接OLT和ONU 的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。分光器带有一个上行光接口,若干下行光接口。 从上行光接口过来的光信号被分配到所有的下行光接口传输出去,从下行光接口过来的光信号被分配到唯一的 上行光接口传输出去 。只是光信号从上行光接口转到下行光接口的时候, 光信号强度/光功率将下降 ,从下行光接口转到上行光接口的时候,同样如此。 工作原理: 在单模光纤传导光信号的时候,光的能量并不完全是集中在纤芯中传播,有少量是通过靠近纤芯的包层中传播的,也就是说,在两根光纤的纤芯足够靠近的话,在一根光纤中传输的光的模场就可以进入另外一根光纤,光信号在两根光纤中得到 重新的分配 。 一、分光器损耗计算 OLT最大 衰减值 在22-25DB之间,也就是说 衰减值 不能超过25DB。 1:2 分光器衰减为3.01 dB 1:8 分光器衰减为 9.03 dB 1:16分光器衰减为12.04 dB 1:32分光器衰减为15.05 dB 1:64分光器衰减为18.06 dB 如下图: 一般在衰弱值控制在20以内最好。 一般从OLT PON口里出来的光为+3—+5dB,上行口为-6—-7dB左右。而ONU的光口 灵敏度 虽说是 -28dB 。但一般 -20dB以上最好 ,当然也不排除有-23 -24dB能开起来,这种的毕竟不多,如果说从OLT到小区里的 主干光纤测试为-3dB ,这样的话在分光比为1:32的情况下,按上图来算,在ONU侧接收的功率应该为-18-- -20dB,1310nm波长光缆在正常情况下每公里损耗0.35dB,法兰盘0.5dB。 注:光纤损耗一般是随着波长加长而减小: 0.85微米的损耗为2.5dB/KM 1.31微米的损耗为0.35dB/KM, 1.55微米的损耗为0.20dB/KM。 二、分光器的选择由PON系统的链路设计决定 抛开 EPON 与 GPON 之争,PON 网络中目前的技术已经可以 实现 1×128的光分路比 ,这为 PON 的 ODN 设计带来非常大的灵活性。因此在光链路设计时,如何根据 OLT PON 的发射及接收光功率预算来进行 链路规划很重要 ,一般是将整个系统中需要布置的 ONU 进行区域划分,以此来确定 PON 的覆盖范围。 实际环境下,ONU 的区域划分要根据地理位置(道路、桥梁、山坡、河流、管道、建筑楼层等等因素)来确定,图 1 是一个典型的 二级分光示意图 ,通常的使用方法是 一级采用 1×4 ,则二级采用 1×8,或 一级采用 1×8 ,二级采用 1 ×4,可是实际环境各异,常常出现二级分歧富裕或不够。 例如二级分光 1×8时,刚好这个区块有 9 栋楼,从别的区块单独放一条光纤过来不实际,而增加一个分光器对 PON 来说又太浪费,因此光链路的 规划是非常的重要 ,分光器如何设置必须在光链路设计时确定。 二级分光示意图 三、分光器级联的确定 这个问题对于不同的运营商有不同的想法,例如对于广电来说,为了与其 HFC网络匹配,理想的方法是 采用不均分分光器 (例如 5%:95% 1×2 分光器),在光功率预算许可的情况下,通过 多级级联 达到覆盖大范围几千用户的目的,如下图: 多级分光示意图 这种方法在理论上可行,但是更多的级联带来 维护和管理的困难 ,首先光纤链路上有很多的分歧点(最多可能 32 或 64 或 128),这些点除了分光器及熔接点的 插入损耗以外 ,还会因多重反射增加 系统噪声 ,致命的问题来自于 前端分光器故障 将 导致后端大面积的业务中断。 还有一个大问题是最远端 ONU 与最近端 ONU 由于距离 OLT 的 距离差很大 ,因 PON 的 TDMA机理,必须增大系统的插入时延以达到 OLT 在逻辑上与各个 ONU 等距离的目的,系统的 效率将受到较大的影响 。在实际项目 PON 的实际部署中,这种 级联方式很少使用 。 业内共识的分光设置原则有两条: 一是尽量采用一级分光,二是分光级数尽量 不超过二级 。采用一级分光的优点表现在: 1、最大限度的提高 PON 利用率。 例如我们对 250户别墅公寓混合小区进行 FTTH 规划时,在小区机房设置 ODF 配线架进行集中一级分光,按照 1×32 分光比,250/32=7.84,配置 8 个 PON 口,正好是一般厂家的一台 OLT 的容量。 机房的综合机柜安装 OLT 及上联交换设备,在 ODF 配线架安装 8 台 1×32 分光器,机房到用户的光缆在 ODF 架成端,只需用光纤活动连接器就可以方便的对整个小区住户进行配线管理。 如果采用二级分光,因配置问题, PON 的利用率会不均衡 ,整体来说,小区总的 PON 口需求会超过 8 个,这种情况下,必须增加 OLT 设备才能满足需求,随着 OLT 的增加,机房设备、干线光缆、入户光缆、光纤配线箱等等全部需要增加,导致整体投资上升。 一级分光图 2、故障诊断方便 由于插入点减少,链路的损耗减少,可能的故障点减少,系统的可靠性提高 四、光模块的选用 PON设备采用不同的光模块,可以支持不同的ODN等级。 PON ONU光接口指标对比: 1、EPON在用的光模块主要有: -1000BASE-PX20, 允许通道插损24dB,支持最高光分路比为1:32,EPON网络部署早期配置,新采购设备已不再配置PX20光模块。 -1000BASE-PX20+, 允许通道插损28dB,支持最高光分路比为1:64,当前采购EPON设备均配置PX20+光模块。 1、GPON在用的光模块主要有: -Class B+, 允许通道插损28dB,支持最高光分路比为1:64,现网GPON设备普遍配置Class B+光模块。 -Class C+, 允许通道插损32dB,支持最高光分路比为1:128,Class C+光模块已成熟,应主要采用。 各地在FTTH 规模部署过程中,OLT 及ONU 设备应采用不低于PX20+(EPON)和Class C+(GPON)等级的光模块,ODN网络光功率全程衰耗应控制在28dB以内。