Оборудование GPON (Nokia Siemens Networks)

Решения на основе технологии GPON позволяют операторам связи предоставлять своим абонентам эффективный доступ к полноценным triple play сервисам с использованием единой оптической инфраструктуры.Они служат прекрасным дополнениям к комплексу решений в области сетей доступа компании Nokia Siemens Networks, наряду с медными и беспроводным и решениями. Реализация широкополосного доступа на основе GPON подразумевает использование:

Оптического сетевого терминала (ONT) SURPASS hiX 570x, Gxx;

Оптического линейного терминала (OLT) SURPASS hiX5750.

Данное оборудование операторского класса позволяет поставщикам услуг строить сквозную инфраструктуру на основе пакетной передачи данных. Также предусмотрена возможность использования технологии Ethernet на "последней миле". Оборудование семейства SURPASS hiX 57xx позволяет интегрировать технологию GPON в комплекс решений для широкополосного доступа и открывает мир оптических сетей доступа вам и вашим клиентам.

Концентратор GPON (OLT) SURPASS hiX 5750

Основные характеристики:

• максимальное число GPON интерфейсов – 56 (14 карт по 4);

• коэффициент PON распределения – 64; максимальное число терминалов 56 х 64 = 3584;

• волновое расписание 1310/1490 нм, окно 1550 нм зарезервировано для передачи КАТВ;

• скорость передачи 2448/1224 Мб/с c поддержкой DBA;

• оптический бюджет PON линии – 28 дБ (класс В+);

• типы поддерживаемых терминалов - SURPASS hiX 5701, hiX 5703, hiX 5705, hiX 5709 (внешнего исполнения, outdoor), G25A (внутреннего исполнения, desktop);

• производительность ядра матрицы коммутатора 150 Гб/с;

• внутренний транспортный протокол GEM/GTC, ITU-T G.984;

• агрегатные интерфейсы, на картах контроллера 10 Гб/с - 2 (опт.), 1 Гб/с – 8 (опт.), с возможностью расширения на дополнительных интерфейсных картах;

• поддержка протоколов VoIP (H.248 SIP, RTP), RSTP, IGMP, 802.1Q;

• система управления ACI-E (совместима со всей линейкой систем Siemens);

• питание – 48/60 В, 200…950 Вт;

• внешние размеры 482 mm x 536 mm x 268 mm, монтаж на стойке 19”;

• поддержка автоматического резервирования (1+1) системных контроллеров, PON карт, блоков питания.

Линейка абонентских GPON терминалов SURPASS hiX 57xx SURPASS hiX 5701 ESFU (Коттедж, квартира)

• 1 порт 10/100/1000 baseT, RJ-45;

• GPON коннектор APC/PC;

• GPON бюджет 28 дБ;

• Скорость 2448/1224 Мб/с;

• Полная поддержка уровня L2;

• Питание 12 В, 7 Вт;

• Размеры 328 x 254 x 89 mm

• Масса 3,7 кг;

• Климатика -40…+65 °С

SURPASS hiX 5703 SFU (Коттедж, квартира)

• 2 порта 10/100/1000 baseT, RJ-45;

• 4 порта аналоговых ТФ (SIP);

• GPON коннектор APC/PC;

• GPON бюджет 28 дБ;

• Скорость 2448/1224 Мб/с;

• Полная поддержка уровня L2;

• Питание 12 В, 11 Вт;

• Размеры 330 x 280 x 100 mm

• Масса 3,7 кг;

• Климатика -40…+65 °С

SURPASS hiX 5705 MTU (Малый офис)

• 1 порт 10/100/1000 baseT, RJ-45;

• 8 портов аналоговых ТФ (SIP);

• 2 порта Е1 (TDM, G.703);

• Коннектор APC/PC, бюджет 28 дБ;

• Скорость 2448/1224 Мб/с;

• Полная поддержка уровня L2;

• Питание 12 В, 13 Вт;

• Размеры 380 x 280 x 100 mm

• Масса 3,9 кг,

• Климатика -40…+65 °С

SURPASS hiX 5709 MDU (Большой офис, многоквартирный дом)

• 4-х слотовое модульное шасси

• Модуль: 8 POTS, 4 10/100 BaseT;

• Модуль: 12 VDSL2;

• Модуль: 24 POTS;

• Модуль: 24x10/100 BaseT;

• Модуль: 8x10/100 BaseT;

• GPON коннектор APC/PC;

• GPON бюджет 28 дБ;

• Скорость 2448/1224 Мб/с;

• Поддержка уровней L2, 3;

• Размеры 480mm x 300mm x 230mm

• Климатика -40…+65 °С

GPON терминал G25A

4 порта 10/100 BaseT;

2 порта аналоговых ТФ (SIP);

1 порт коакс. RF CATV (1550 нм, 2…-8 дБм, +18 дБмВ, 47…860 МГц)

GPON коннектор APC/PC, GPON бюджет 28 дБ (В+);

Скорость передачи 2448/1224 Мб/с;

Питание 12 В;

Размеры 270 мм х 190 мм х 45 мм, климатика 0…+40 °С

Возможна заказная конфигурация выходных портов, в т.ч. – WiFi.

Практика внедрения пассивных оптических сетей (PON)

19.05.2009 | Статьи

Обширная статья по различным аспектам внедрения PON. Проведен анализ технологий современных сетей доступа, описаны разновидности PON и работа активного оборудования, рассмотрены принципы их выбора и основные характеристики пассивных компонентов, вопросы проектирования и измерения в этих сетях.

До чего классная вещь – PON.

Откинуться и заснуть на теплой поверхности блока OLT- это полный кайф…

Полная пассивность…

Гарфилд

Переход сетей доступа на оптические технологии

Архитектуры оптических сетей доступа

Технологии оптических сетей доступа

Разновидности PON

Активное оборудование PON

Оптические кабели и муфты для PON

Кроссовые и распределительные устройства для PON

Оптические соединительные шнуры для PON

Оптические разветвители для PON

Проектирование PON

Измерения в PON

Переход сетей доступа на оптические технологии

В последние годы сети доступа (СД) являются наиболее динамичным сегментом телекоммуникационной отрасли. Они непосредственно связаны с предоставлением операторских услуг абонентам, поэтому СД хорошо окупаются даже в условиях неблагоприятной экономической ситуации. Здесь постоянно совершенствуются технологии для удовлетворения новых потребностей пользователей, появляются новые, характерные только для этих сетей, технические решения. В отличие от транспортных сетей (межстанционных, междугородных и т.п.), в СД только начинается переход на оптические технологии в фиксированной связи. Поэтому можно с уверенностью сказать, что СД находятся в фазе развития, что делает их технически и финансово привлекательными.

Удовлетворяет ли существующая сетевая инфраструктура новым требованиям? Для ответа на этот вопрос рассмотрим, какие виды и объемы информации мы собираемся довести до пользователя.

Традиционно абонентские кабельные сети состояли из двух видов: телефонные сети на медных НЧ кабелях и распределительные коаксиальные сети кабельного или эфирного телевидения. Хотя телефония и сейчас остается наиболее востребованной услугой, значительно вырос спрос на услуги интернет не только среди офисных центров, но и среди домашних пользователей. Популярная в последнее время концепция «тройной услуги» (Triple Play) предусматривает предоставление пользователям телефонии, передачи данных и видеоинформации через одну сеть. Причем высокоскоростной интернет и видео требуют значительной широкополосности сетевых ресурсов. Кроме того, повышение спроса на широкополосный доступ определяется развитием новых технологий: видео по запросу (VOD), потоковое видео, интерактивные игры, видеоконференции, передача голоса в компьютерных сетях (VoIP), телевидение высокой четкости (HDTV) и другие.

При выборе технологии широкополосного доступа провайдеры должны учитывать потребности пользователей, их расположение, основные запрашиваемые услуги, различные экономические аспекты. Проектируемая сеть должна быть широкополосной, гибкой, надежной, управляемой, масштабируемой, удобной в эксплуатации.

Только временным выходом из сложившейся ситуации можно считать применение на СД модемов xDSL. Экономия на использовании существующих линейных сооружений оборачивается принципиальными ограничениями в скорости передачи цифровых потоков. Проложенные многопарные медные кабели типа ТПП изначально рассчитаны на работу в низкочастотном спектре – не более десятков кГц. Кроме того, существует большая проблема взаимных влияний между парами, усугубленная условиями их эксплуатации (полузатапливаемая кабельная канализация). Поэтому реально xDSL модемы могут работать с максимальной скоростью только по некоторым парам в общем кабеле.

С точки зрения скорости передачи - даже самые современные модемы ADSL-2 ADSL-2+ уже сейчас находятся «на грани» требований пользователей. При интернет обмене неплохо иметь скорость передачи 1-2 Мбит/с, а для потокового видео со стандартным разрешением (SDTV) – 4…6 Мбит/с (в MPEG-2). Этим практически и исчерпываются возможности модема при: а) не большом расстоянии до абонента; б) «хорошей» паре в не сильно замокшем кабеле.

При передаче же сигналов HDTV потребуется обеспечение скорости передачи 20 Мбит/с (в MPEG-2) или 9 Мбит/с (в MPEG-4). И это для одного ТВ канала!

При новом строительстве технология xDSL становится неконкурентноспособной даже экономически. Стоимость одного 400-парного медного кабеля превысит стоимость всей небольшой разветвленной оптической сети.

Что касается применения гибридных волоконно-коаксиальных технологий (HFC), то они достаточно хорошо себя проявили только в сетях кабельного телевидения (КТВ). Использование оптической магистрали в сочетании с распределительной внутридомовой сетью на коаксиальном кабеле успешно используется местными операторами КТВ.

Таким образом, применение оптических решений на сетях доступа становится единственным подходящим способом организации широкополосного фиксированного доступа. Уже сейчас, используя реальные оптические технологии (Passive Optical Network, Active Ethernet, Micro SDH и др.), возможна организация высокоскоростных потоков 1- 2,4 Гбит/с до абонента. А применение технологий волнового мультиплексирования позволит передавать такие потоки на каждой из нескольких оптических несущих. Причем оптические технологии постоянно совершенствуются и удешевляются.

Архитектуры оптических сетей доступа

Архитектура построения сетей оптического доступа характеризуется степенью приближения оптического сетевого терминала к пользователю. Сектор стандартизации Международного Союза Электросвязи (ITU-T) выделяет несколько характерных вариантов.

Как видно из рисунка, все архитектуры FTTx (Fiber to the …) предполагают наличие участка с распределительными медными кабелями, но чем он короче, тем больше пропускная способность сети. Максимальное использование оптических технологий предполагает структура FTTH, при которой оптический сетевой терминал находится в квартире пользователя и соединяется короткими соединительными кабелями с оконечными устройствами – телефоном, компьютером, телевизором и т.д.

Выбор архитектуры зависит от множества условий, и в первую очередь - от плотности размещения абонентов. Но ориентировочно можно высказаться за применение системы FTTB для многоэтажных жилых зданий. Для частной застройки или офисов, в зависимости от платежеспособности заказчика и его потребности в высокоскоростных приложениях, больше подойдет FTTC или FTTH.

В современных оптических сетях доступа могут использоваться различные топологии сети (схемы соединения узлов). Выбор оптимальной топологии зависит от целого ряда факторов, связанных с конкретными условиями проектирования (плотность абонентов, их расположение, виды услуг и т.д.), а также от базовой оптической технологии.

«дерево» «звезда» кольцо»

«каждый с каждым» «шина» «ячейки»

«линейная» «точка - точка»

В последнее время на оптических сетях доступа наиболее часто используются три интегральные технологии:

- Микро сеть SDH (Micro SDH);

- Активные сети Ethernet (Active Ethernet, AE);

- Пассивные оптические сети (Passive Optical Network, PON).

Технологии оптических сетей доступа

В странах восточной и юго-восточной Азии, а также в США применяют технологию Micro SDH. Одноплатные мультиплексоры уровня STM-1/4 с интеграцией Fast Ethernet и каналов E1 обычно используют топологию «кольцо» (реже «точка-точка» или «шина»). Такая сеть обладает хорошей отказоустойчивостью, управляемостью, удобна в обслуживании. Однако развертывание полноценного кольца при большом количестве пользователей связано со значительными капитальными затратами (стоимость одного мультиплексора – 3000…6000 $), существенные трудности возникают при подключении новых абонентов и создании новых сегментов сети. Размещение мультиплексорного оборудования требует стабильного электропитания, контроля температуры окружающей среды, надежной защиты от несанкционированного доступа. К тому же технология SDH, изначально оптимизированная для передачи телефонного трафика. оказалась не лучшей транспортной технологией для передачи данных (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) и видеоинформации. Следовательно, такое решение представляется приемлемым либо для бизнес-сектора («кольцо», «точка-точка») либо для межстанционной городской сети (MAN) («кольцо»).

а) Micro SDH в схеме «точка–точка»

б) Micro SDH в схеме «кольцо»

в) Micro SDH в схеме «линия» («шина»)

Хорошо зарекомендовав себя в локальных сетях, технология Ethernet за последние 8-10 лет начинает «выходить из дому» и активно использоваться в операторских сетях различного уровня. Она относительно недорогая, позволяет без замены оборудования программно изменять скорость доступа в широком диапазоне, а также поддерживает все службы (данные голос и видео) и все типы сред передачи (медные, оптические кабели), поддерживает последовательную иерархию скоростей 10/100/1000 Мбит/с. Новые функциональные способности позволяют легко добавлять новые услуги, такие как IP-телефония, Ethernet-видео, выделенные каналы с гарантированной полосой пропускания и т.п. Такая технология получила наибольшее распространение в странах северной и центральной Европы (Швеция, Норвегия, Германия, Австрия и др.).

Образованный в 2001г. альянс EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance) внес значительный вклад в разработку и стандартизацию различных разновидностей применения Ethernet на сетях доступа. В оптических сетях, как правило, применяются топологии «точка–точка» или «точка–много точек» («звезда»). Такая топология достаточно проста при проектировании и техническом обслуживании сети, позволяет ограничивать или наращивать скорость передачи информации до каждого пользователя. Стоимость активного оборудования колеблется в очень большом ценовом диапазоне (от ста до нескольких тысяч $) в зависимости от количества портов, функциональных возможностей и показателей надежности.

Однако технология активных оптических сетей Ethernet имеет несколько существенных недостатков. Затраты на активное оборудование достаточно велики, а его установка требует обеспечения гарантированного электропитания. В оптических кабелях используется большое количество волокон И, хотя их стоимость не слишком велика, затраты на строительно-монтажные работы и измерения будут значительны. Может быть проблематичным расширение сети, а закладывать в кабель значительный запас волокон в расчете на подключение новых абонентов не очень экономично.

Практика построения сетей в нашей стране доступа показала, что оптический Ethernet наиболее эффективен по схеме FTTB (точнее, «волокно до подъезда») при новом строительстве, при хорошей кабельной инфраструктуре, когда нет необходимости сильно экономить волокна и если есть возможность размещения и организации электропитания активного оборудования.

Одной из наиболее популярных оптических технологий для сетей доступа является PON (Passive Optical Network). Ее идея заключается в построении сети доступа с большой пропускной способностью при минимальных капитальных затратах. Это решение предполагает создание разветвленной сети (преимущественно древовидной топологии) без активных компонентов – на пассивных оптических разветвителях. Информация для всех пользователей передается одновременно с временным разделением каналов от головной станции – оптического линейного терминала (OLT, Optical Line Terminal) - до оконечных оптических сетевых блоков (ONU, Optical Network Unit). Передача и прием в обоих направлениях производятся, как правило, по одному оптическому волокну, но на разных длинах волн. В прямом потоке (от абонента к станции) используют длину волны 1310 нм, а в обратном (от станции к абоненту) – 1490 нм или 1550 нм. Оптическая мощность с выхода OLT в узлах сети делится (равномерно или неравномерно) таким образом, чтобы уровень сигнала на входе всех ONU был примерно одинаков. Достаточно часто одна из длин волн (чаще всего 1550 нм) выделяется для передачи всем абонентам телевизионного сигнала. Тогда на станции устанавливается оптический мультиплексор WDM для объединения передаваемых сигналов 1310 нм (голос, данные) и 1550 нм (видео). Всего возможно подключение до 32 (в некоторых разновидностях – до 64) абонентов при максимальной дальности связи – до 20 км.

Как видно из приведенной схемы, прямой поток содержит данные одновременно для всех ONU, но каждое оконечное устройство выделяет информацию только для своего терминала. В обратном направлении от абонентов каждое ONU передает информацию в свой момент времени, и после объединения общий поток содержит сигналы от всех пользователей.

Применение технологии PON в сетях доступа имеет немало преимуществ:

- экономия волокон в абонентских оптических кабелях;

- значительная экономия оптических излучателей на головной станции;

- возможность предоставления трех видов информации (согласно концепции Triple Play) – голоса, видео и данных;

- отсутствует необходимость электропитания сетевых элементов (кроме оконечных);

- небольшие затраты на обслуживание;

- простая возможность подключения абонентов (даже без перерыва связи);

- возможность динамического расширения полосы – увеличение скорости передачи работающих абонентов за счет неработающих в данный момент;

- дальнейшее увеличение скорости передачи (до 10 Гбит/с) и выше без замены оборудования линейного тракта (оптические кабели, разветвители, соединители);

- последующая возможность значительного увеличения скорости передачи для каждого пользователя за счет применения технологии оптического мультиплексирования (CWDM или DWDM).

На сегодняшний день PON является наиболее динамично развивающейся оптической сетевой технологией. В наиболее развитых странах мира количество абонентов PON ежегодно растет на 30-40%. В Украине в последние годы успешно строились сети PON в Киевской, Донецкой, Харьковской, Днепропетровской, Ровенской областях. В нашей стране единственным серьезным фактором, сдерживающим активное внедрение PON, является стоимость активного абонентского оборудования, особенно при схеме FTTH.

Можно порекомендовать строительство сетей PON по схеме FTTB для многоэтажной городской застройки или FTTH для частного сектора, коттеджных городков и офисных центров.

Разновидности PON

В семействе сетей PON существует несколько разновидностей, отличающихся, в первую очередь, базовым протоколом передачи.

Название	Стандарт (Рекомендация)
APON (ATM PON)	Рекомендации ITU-T G.983.x
BPON (Broadband PON)	Рекомендации ITU-T G.983.x
EPON (Ethernet PON)	Стандарты IEEE 802.3ah/ IEEE 802.3av
GPON (Gigabit PON)	Рекомендации ITU-T G.984.x

Первой в середине 90-х годов была разработана технология APON, которая базировалась на передаче информации в ячейках структуры ATM со служебными данными. В этом случае обеспечивалась скорость передачи прямого и обратного потоков по 155 Мбит/с (симметричный режим) или 622 Мбит/с в прямом потоке и 155 Мбит/с в обратном (асимметричный режим). Во избежание наложения данных, поступающих от разных абонентов, OLT направляло на каждый ONU служебные сообщения с разрешением на отправку данных. В настоящее время APON в своем первоначальном виде практически не используется.

Дальнейшее совершенствование этой технологии привело к созданию нового стандарта – BPON. Здесь скорость прямого и обратного потоков доведена до 622 Мбит/с в симметричном режиме или 1244 Мбит/с и 622 Мбит/с в асимметричном режиме. Предусмотрена возможность передачи трех основных типов информации (голос, видео, данные), причем для потока видеоинформации выделена длина волны 1550 нм. BPON позволяет организовывать динамическое распределение полосы между отдельными абонентами. После разработки более высокоскоростной технологии GPON, применение BPON практически утратило смысл чисто экономически.

Успешное использование технологии Ethernet в локальных сетях и построение на их основе оптических сетей доступа предопределил разработку в 2000 г. нового стандарта - EPON. Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1 Гбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов. Исходя из скорости передачи, в статьях и литературных источниках часто фигурирует название GEPON (Gigabit Ethernet PON), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20 км. Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-Point Control Protocol, MPCP). В GEPON поддерживается операция обмена информацией между пользователями (bridging).

Для больших операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования, наиболее удачной считается технология GPON, которая наследует линейку APON – BPON, но с более высокой скоростью передачи – 1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с (в асимметричном режиме) и 1244 Мбит/с (в симметричном режиме). За основу был принят базовый протокол SDH (а точнее на протоколе GFP) со всеми вытекающими преимуществами и недостатками. Возможно подключение до 32 (или 64) абонентов на расстоянии до 20 км (с возможностью расширения до 60 км). GPON поддерживает как трафик ATM, так и IP, речь и видео (инкапсулированные в кадры GEM — GPON Encapsulated Method), а также SDH. Сеть работает в синхронном режиме с постоянной длительностью кадра. Линейный код NRZ со скремблированием обеспечивают высокую эффективность полосы пропускания. Единственным серьезным недостатком GPON является высокая стоимость оборудования.

Сравнительная таблица по характеристикам трех видов PON представлена ниже.

Характеристики	BPON	EPON (GEPON)	GPON
Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с	622/155, 622/622	1000/1000	1244/1244, 2488/1244, 2488/2488
Базовый протокол	ATM	Ethernet	SDH (GFP)
Линейный код	NRZ	8B10B	NRZ
Максимальное число абонентов	32	32 (64)	32 (64)
Максимальный радиус сети, км	20	10 (20)	20
Длина волны, прямой/обратный поток (видео), нм	1490/1310 (1550)	1490/1310 (1550)	1490/1310 (1550)
Динамический диапазон, дБ:
– класс А	5-20		5-20
– класс В – класс С	10-25 15-30		10-25 15-30
Интерфейс РХ-10 (10 км)		5-20
Интерфейс РХ-20 (20 км)		10-24

Следующим эффективным шагом по увеличению скорости передачи построенных систем PON является применение систем оптического уплотнения WDM (WDM PON). В Рекомендации ITU-T G.983.2 описана возможность передачи сигналов на выделенных для каждого абонента длинах волн. В сети передается общий поток, а каждый абонентский терминал имеет оптический фильтр для выделения своей длины волны. Технически возможно обеспечить производительность системы со скоростями около 4-10 Гбит/с по каждому каналу. После такой реконструкции провайдеры получат возможность настраивать пропускную способность в соответствии с требованиями клиента и успешно добавлять или удалять устройства ONU без вмешательства в общую систему. То есть, в будущем внедрение систем WDM PON принесет реальные преимущества операторам при незначительных затратах.

Отдельные разновидности PON имеют свои преимущества и недостатки, но в целом BPON, основанный на платформе АТМ, уже не обеспечивает высокую скорость передачи и практически не имеет перспектив.

Технология GPON удачная для сетей большой протяженности и емкости. Базовая платформа SDH обеспечивает хорошую защиту информации в сети, широкую полосу пропускания и другие преимущества. Однако более сложное и дорогостоящее оборудование хорошо окупается при высокой степени загрузки.

В GEPON, в отличие от GPON, отсутствуют специфические функции поддержки TDM, синхронизации и защитных переключений, что делает эту технологию самой экономичной из всего семейства. Особенно это касается небольших операторов, ориентированных на IP-трафик, а впоследствии и IPTV. К тому же предполагается дальнейшее развитее этого ряда – 10GEPON (по аналогии с 10 Gb Ethernet). Поэтому из-за наилучшего соотношения цена/качество при среднем размере сети, в нашей стране вариант GEPON получил наибольшее распространение.

Активное оборудование PON

К активному оборудованию относятся оконечные оптические блоки: станционный (OLT) и абонентский.

Компания ДЕПС предлагает своим заказчикам оборудование американской компании UTSTARCOM – одного из ведущих разработчиков PON-решений. В качестве OLT возможно использование одного из двух оконечных комплектов BBS4000+ и BBS1000+, которые отличаются количеством подключаемых абонентов и некоторыми функциональными особенностями.

Модель BBS4000+ включает в себя три основных типа функциональных блоков. Блоки GEM04 организовывают до 4 каналов Gigabit Ethernet с внешней сетью IP. В качестве оптических приемо-передатчиков используются сменные SFP модули, типы которых зависят от длины участка при использовании стандартных одномодовых волокон (10 км, 20 км и т.д.). Блоки EPM04 предназначены для соединения концентратора с абонентами сети на скорости 1 Гбит/с. Каждый EPM04 обеспечивает подключение до 4 линий GEPON через SFP модули. Прямой канал работает на длине волны 1490 нм, обратный – 1310 нм. Дальность передачи до 20 км для 32 подключений и 10 км для 64 подключений. При установке 11 блоков EPM04 BBS 4000 позволяет максимально подключить до 44 EPON «деревьев» (до 1408 ONU).

При передаче на расстояние до 20 км используется одномодовый лазер Фабри-Перо и фотоприемник на p-in диоде. Если дальность составляет 20 км, то применяют узкополосный одномодовый мощный лазер DFB (с распределенной обратной связью) и APD (лавинный фотодиод) в фотоприемном узле. Динамический диапазон системы – не менее 29 дБ.

Наличие универсальных слотов позволяет гибко оснащать и поэтапно наращивать производительность коммутатора необходимыми портами (GEthernet или EPON).

Два слота концентратора предназначены для установки центральных сервисных блоков (CSM). Каждый такой блок содержит коммутатор/маршрутизатор 2, 3 уровня производительностью 48 Гбит/с.

Системный контроллер позволяет оператору подключиться к системе управления OLT: локально – через порт RS232 (RJ-45) или дистанционно – через внешнюю сеть IP и блок GEM04. Система управления обеспечивает возможность тарификации трафика, установки классов обслуживания групп пользователей, динамическое распределение полосы пропускания (DBA), ограничение выходной полосы пропускания и других функций.

Питание концентратора осуществляется от двух блоков питания (−48 В), температурный режим поддерживается тремя блоками вентиляции. Все модули обладают функцией “горячей” замены. Концентратор выполнен в металлическом корпусе высотой 9U, обеспечивающем монтаж в 19” стойку или настольное размещение.

Концентратор BBS4000+ является достаточно эффективным устройством при установке в сетях большой емкости (не менее 256 абонентских терминалов) или средней емкости с перспективами расширения.

Более экономичным устройством является 1U концентратор BBS 1000+. Его принцип работы аналогичен BBS4000+, однако комплектация более сжатая. Устройство содержит 1 слот для модуля GSM (4 оптических порта Gigabit Ethernet для выхода на IP-сеть и порты

управления), 2 слота для двух 4-портовых модулей EPON, 1 слот для модуля вентиляции и 2 слота для модулей питания (−48 В постоянного и 220 В переменного тока).

Дальность передачи до 20 км для 32 подключений и 10 км - для 64 подключений. OLT может обслужить до 512 терминальных устройств. Таким образом, BBS1000+ является оптимальным устройством для построения небольших и средних оптических сетей PON.

Линейка абонентских терминалов компании UTSTARCOM ONU 101i, ONU 404i, ONU 804i, ONU 1001i, ONU 2004i полностью совместимы со станционным оборудованием BBS 4000+ и BBS 1000+ количеством и типами пользовательских портов. Все ONU имеют линейный порт 1310 нм (на передачу), 1490 нм (на прием) с динамическим диапазоном 29 дБ. Пользовательские порты RJ-45 (10/100 BASE-T или 10/100/1000 BASE-T) и концентратор 2 уровня позволяют успешно использовать такие терминалы не только для домашних пользователей, но и для небольшого офиса (SOHO). А радиочастотный порт типа «F» обеспечивает возможность вывода видеосигнала кабельного ТВ, передаваемого от станции на выделенной длине волны 1550 нм.

Оптические кабели и муфты для PON

Согласно требованиям Рекомендации ITU-T G.983, для строительства PON должны применяться кабели с одномодовыми оптическими волокнами типа G.652 или совместимые с ними (например, G.657А).

Поскольку PON использует оптические кабели, прокладываемые на различных участках (магистральный, распределительный, абонентский) и в различных условиях (в канализации, подвеска на опорах, в зданиях абонентов), то и конструкции кабелей для этой сети могут отличаться достаточно сильно.

Конструкции кабелей определяются, в первую очередь, условиями прокладки кабеля (прокладка в грунт, в кабельную канализацию, подвеска на опорах, прокладка во внутренних каналах и стояках здания и т.п.), а также необходимым числом волокон. Компания ДЕПС предлагает своим заказчикам большой ассортимент самых разнообразных конструкций оптических кабелей марки FinMark®. Принципы подхода к выбору нужной марки, а также факторы, которые нужно учитывать при выборе конструкций, рассмотрены в статье «Рекомендации по выбору марки кабеля FinMark».

Здесь лишь коротко отметим, что при числе волокон до 12…24 экономически целесообразно использование кабелей с однотрубчатым сердечником (типа UT), а при большем количестве – с модульным сердечником (типа LT). При подземной прокладке кабеля принципиально важно иметь защиту от грызунов (обычно – броня из стальной гофрированной ленты) и попадания влаги (толстая полиэтиленовая оболочка, влагозащитный барьер, гидрофобное заполнение сердечника), а также от растягивающих усилий, случайных механических повреждений и других факторов. Для подвесных оптических кабелей очень важным является стойкость к растягивающим усилиям (обеспечивается подбором несущего троса или другими силовыми элементами) и перепадам температур (обеспечивается, в основном, материалом и конструкцией наружной оболочки). К основным требованиям к кабелям, прокладываемым внутри помещений, относятся: нераспространение горения (применяются не поддерживающие горение оболочки) и гибкость, а также легкость, защита от случайных ударов, растягивания, скручивания, сдавливания.

Ниже в таблице указаны факторы, которые воздействуют на оптические кабели, проложенные в различных условиях и конструктивные методы защиты от них.

Условия прокладки	Основные воздействующие факторы	Конструктивные методы защиты
Непосредственно в грунт	Атаки грызунов	Броня
	Растягивающее усилие	Продольные силовые элементы
	Случайные удары	Броня
	Проникновение влаги	Влагозащитный барьер, гидрофобный заполнитель
	Раздавливающее усилие	Конструкция сердечника, броня
В кабельной канализации	Проникновение влаги	Влагозащитный барьер, гидрофобный заполнитель
	Растягивающее усилие	Продольные силовые элементы
	Скручивание	Наружная оболочка
	Атаки грызунов	Броня, прокладка в защитных трубках
Подвеска на опорах	Растягивающее усилие	Продольные силовые элементы
	Перепады температур	Оболочки
	Проникновение влаги	Влагозащитный барьер, гидрофобный заполнитель
	Случайные удары	Броня, оболочки, арамидные нити
	Ультрафиолетовое облучение	Наружная оболочка
Кабельные вводы в дом	Возгорание	Оболочка из LSZH или PVC
	Атаки грызунов	Броня
	Проникновение влаги	Влагозащитный барьер
	Растягивающее усилие	Продольные силовые элементы
Внутри помещений	Возгорание	Оболочка из LSZH или PVC
	Изгиб с малым радиусом	Оболочки
	Растягивающее усилие	Арамидные нити
	Случайные удары	Оболочки, арамидные нити
	Раздавливающее усилие	Оболочки, арамидные нити

В статье обратите внимание на оригинальную конструкцию кабеля типа FTTHxxx. Малый вес и размеры, плоская конструкция, периферическое расположение силовых элементов, волокна с малыми потерями на изгибах, необычная форма поперечного сечения делают его уникально выгодным технически и экономически для прокладки внутри тесных помещений без внутренних каналов или для подвески на опорах при инсталляции PON в коттеджных городках и частном секторе.

С выбором конструкции оптического кабеля для внешней прокладки поможет определиться справочная таблица «Как правильно выбрать оптический кабель».

При соединении длин кабеля между собой или в местах разветвления кабельных линий устанавливаются кабельные муфты. Их основная задача - разместить и защитить соединения оптических волокон. Конструкции муфт содержат сплайс-кассеты, в которых размещаются сварные соединения в защитных термоусаживаемых гильзах. Внутри кассет, с допустимым радиусом изгиба (не менее 30 мм), укладывается запас оптических волокон. Корпус муфты должен защищать волокна и сростки от проникновения влаги, механических и климатических воздействий.

По расположению вводов различают проходные муфты (кабельные вводы сделаны с противоположных сторон) и тупиковые (вводы с одной стороны). Конструкция корпуса также может быть плоской или круглой. Выбор типа корпуса муфты во многом определяется условиями ее установки. Плоские муфты, например, удобнее крепить к стенам в подвалах, на чердаках домов, в колодцах. Тупиковые муфты удобны при подводе кабеля с одной стороны, например, для установки на опорах (осветительных, контактной сети транспорта и др.) с помощью металлической скобы или для крепления на стенах с помощью металлического кронштейна. Проходные муфты больше пригодны для прокладки в грунт в колодцах кабельной канализации (укладка на консолях), а также для воздушных кабелей при подвеске на несущем тросе с помощью специальных скоб.

Кабельные вводы в муфты должны быть герметизированы надежно, не зависимо от перепадов наружных температур, доступа влаги и других долговременного влияющих факторов. Наиболее популярна организация ввода с помощью термоусаживаемых трубок. Усадка производится достаточно быстро и, при правильном выполнении всех операций, обеспечивает надежную герметичность вводов. Однако усадку желательно производить специальным монтажным феном, для чего еще требуется электропитание. В крайнем случае, применяется горелка, что предполагает работу с открытым пламенем. Другой способ предполагает использование герметизирующей ленты, которая наматывается на наружную оболочку кабеля в месте его ввода в муфту. После зажима накидной гайки на вводной втулке мягкая лента заполняет все свободное пространство в месте ввода, надежно его герметизируя. Такой способ не требует горячих методов монтажа, но здесь важна аккуратность и тщательность проведения монтажных операций. Кроме того, муфты с такими вводами не желательно использовать в местах постоянного воздействия влаги. Ниже приведены рисунки с примерами конструкций муфт с герметизацией вводов термоусаживаемыми трубками (слева) и с помощью герметизирующей ленты (справа).

При выборе необходимого типа муфты также необходимо учитывать количество кабельных вводов (портов) и их диаметр. Некоторые конструкции допускают ввод в один большой порт двух оптических кабелей небольших диаметров с разделением их при термоусадке металлической клипсой с термоклеевой вставкой.

При вводах в муфту кабелей с металлическими элементами, они должны соединяться между собой, а при необходимости - еще и заземляться. Для этого внутри муфты находится заземляющая шина с винтовым креплением для металлических силовых элементов.

Компания ДЕПС имеет широкий ассортимент кабельных муфт марки Crosver® для различного количества сварных соединений волокон, различных типов и размеров кабельных вводов, предназначенных для эксплуатации в самых разнообразных условиях. Определиться с выбором муфты нужной марки вам поможет справочная таблица «Рекомендации по выбору кабельных муфт Crosver».

Кроссовые и распределительные устройства для PON

Введенные в здания оптические кабели прокладываются по внутренним стоякам и каналам и заканчиваются подключением к оконечным кабельным устройствам (боксам). В боксах производится соединение волокон оптических линейных кабелей с соединительными кабелями или шнурами, подключающимися к абонентским терминалам (ONU). В оптических боксах также может производиться разветвление кабельных линий.

Оптические боксы конструктивно состоят из закрываемого корпуса с кабельными вводами, внутри которого размещаются сплайс-кассеты. В корпусе также имеются отверстия с уплотнителями для вывода соединительных шнуров (пигтейлов, патч-кордов) или одноволоконных кабелей. Боксы могут содержать панель для установки разъемных адаптеров.

Способ размещения боксов зависит от реальных условий в помещениях заказчиков. Устройство может располагаться как в технических нишах, шкафах, так и просто крепиться к стенам, балкам, опорам, колоннам во всех доступных помещениях.

Своим заказчикам компания ДЕПС предлагает большой выбор оптических боксов марки CROSVER® с различными параметрами. При выборе нужной конструкции в первую очередь следует учитывать количество выводимых одноволоконных кабелей (или шнуров), а также тип их соединений с линейным оптическим кабелем. При сварных соединениях сростки размещаются прямо в сплайс-кассете, а при разъемных – бокс должен содержать лицевую панель с необходимым числом адаптеров. В зависимости от конкретного места и способа установки подбирают габариты боксов и материал корпуса.

С другой, станционной стороны, оптические кабели подключаются к оптическим кроссовым устройствам, обычно устанавливаемым в 19-дюймовые стойки. Обычно такие станционные оптические боксы (ODF, Optical Distribution Frame) конструктивно состоят из корпуса с кабельными вводами, набором сплайс-кассет, организаторов для укладки модульных трубок кабелей и шнуров, и винтовых стоек для крепления металлических силовых элементов. Во фронтальной части корпуса крепятся лицевые панели с адаптерами для разъемов необходимого типа. Пример ODF показан на рисунке ниже.

Предлагаемые компанией ДЕПС 19-дюймовые оптические боксы марки CROSVER® отличаются количеством сплайс-кассет и, соответственно, высотой (1U, 2U и 3U). Максимальное количество соединений волокон – до 72. Кабельные вводы имеют конусно-зажимную конструкцию порта, обеспечивающую плотный ввод независимо от диаметра кабеля. К винтовым стойкам прикреплен заземляющий проводник с клеммой для подключения к корпусу всей стойки. В передней части боксов вырезаны проемы для крепления лицевых панелей под адаптеры с различными типами разъемов (FC, SC, LC либо других). Удобная поворотно-выдвижная конструкция бокса обеспечивает доступ к кассетам и волокнам после установки бокса в стойку. Полная комплектация бокса (гильзы, стяжки, шурупы, провод заземления, шурупы) соответствуют всем необходимым эксплуатационным запросам.

Оптические соединительные шнуры для PON

Оптические шнуры являются важным элементом PON, поскольку используются в большом количестве и обычно на участках, где происходят различные манипуляции по перекоммутации. Таким образом, от их параметров передачи и надежности во многом зависит качественная работа всей сети.

Для соединения между двумя оптическими портами оборудования используются соединительные шнуры, оконеченные с двух сторон (патч-корды) диаметром 3 мм. Поверх волокна накладывается слой арамидных волокон и плотная наружная оболочка из поливинилхлорида (PVC) или негорючего малодымного безгалогенного пластиката (LSZH).

Для подключения оптических кабелей к оконечному или распределительному оборудованию применяются шнуры с одним коннектором и одним свободным волокном (пигтейлы). В них используются волокна в плотном покрытии диаметром 0,9 мм без наружной оболочки.

Соединительные шнуры марки Cor-X имеют большое разнообразие конструкций и различные типы коннекторов (FC, SC, LC и другие), хотя на сетях PON чаще используются коннекторы типа SC. Коннекторы имеют два типа полировки торцов – обычный сферический физический контакт (PC, UPC) или угловой физический контакт (APC). Разъемы с коннекторами APC обладают значительно меньшими потерями на отражение за счет высвечивания отраженной мощности, падающей на границу раздела сердцевина/оболочка под углом больше критического. Это особенно важно для сетей, в которых оптический передатчик чувствителен к высокому уровню отраженной мощности. В сетях PON с организацией кабельного телевидения во всех местах соединений должны применяться только коннекторы с полировкой APC, корпус которых маркируется зеленым цветом. В качестве наружных оболочек в патч-кордах применяются материалы, не поддерживающие горение (PVC или LSZH).

Как правило, волоконно-оптическая измерительная техника имеет в оптических портах коннекторы с полировкой PC. Потому при тестировании пассивных оптических сетей нужно использовать комбинированные патч-корды, у которых один из коннекторов имеет полировку типа PC, а второй - APC.

При большой плотности портов и ограниченном пространстве для укладки шнуров в кроссовом или распределительном оборудовании патч-корды или пигтейлы могут быть уложены с радиусом изгиба меньше допустимых 30 мм. В месте такого критического изгиба могут возникнуть дополнительные потери в несколько дБ. Для использования в таких условиях рекомендуется использовать шнуры марки Cor-X Flex с волокнами, имеющими уменьшенные потери на изгибах (типа G.657). В таких шнурах, даже при изгибах с радиусом 15-20 мм, вносимые потери будут незначительными (несколько десятых дБ).

Патч-корд SC/PC - SC/PC Комбинированный патч-корд

FC/PC - SC/APC

Патч-корд SC/PC - SC/PC

с волокнами, имеющими малые потери на изгибах

Оптические разветвители для PON

При построении пассивных оптических сетей важнейшим элементом является оптический разветвитель. Именно эти элементы придают сети необходимую гибкость архитектуры, масштабируемость, максимальное соответствие системным требованиям, экономичность. В принципе ОР уже достаточно длительное время успешно применяется на магистральных участках в сетях кабельного телевидения, там, где необходимо создание разветвленной древовидной архитектуры с равномерным или неравномерным делением оптической мощности. Однако именно при внедрении PON разветвители проявили себя ключевым элементом сети.

В статье «Оптические разветвители в сетях доступа» рассмотрены их конструкции, параметры, технологии изготовления, сравнительные характеристики различных типов, а также даны рекомендации по использованию разветвителей.

Расчет параметров разветвителей при проектировании PON рассмотрен в статье «Практика проектирования пассивных оптических сетей (PON)».

Компания ДЕПС предлагает использовать для построения оптических сетей доступа оптические разветвители марки Cor-X сплавного и планарного типов, с равномерным или неравномерным делением оптической мощности.

Проектирование PON

Задача проектирования PON, после выбора активного оборудования, в общем, сводится к последовательности следующих операций: определение мест установки ONU, выбор топологии сети, выбор трасс прохождения кабеля и мест установки разветвителей, расчет бюджета потерь для каждой ветви и определение оптимальных коэффициентов деления всех разветвителей.

Последовательность расчетов, примеры расчетов вносимых потерь разветвителей и справочная информация приведены в статье «Практика проектирования пассивных оптических сетей (PON)».

Измерения в PON

Вопрос измерений параметров PON при проведении строительно-монтажных работ и эксплуатации является весьма важным и, по сравнению с другими типами оптических сетей, имеет ряд существенных отличий.

После окончания строительства при проведении приемо-сдаточных работ важно правильно провести измерения реальных параметров сети. Это позволит проверить соответствие результатам проектирования (например, бюджет потерь), определить возможности дальнейшего наращивания сети на определенных участках и упростит в дальнейшем эксплуатацию PON.

При возникновении локального повреждения на PON возникает специфическая задача быстрого нахождения повреждения при работе других сегментов древообразной сети, т.к. отключение всех пользователей экономически не целесообразно. Здесь необходимо верно определить участки для проведения измерений, схемы тестирования и правильно интерпретировать полученные результаты.

Измерительное оборудование для волоконной оптики достаточно дорогостоящее, а для PON желательно применять специализированное оборудование, учитывающие передачу трех длин волн, большую мощность ТВ-сигналов, импульсный режим работы передатчика ONU и т.д. Поэтому важно правильно выбрать типы и параметры измерительной техники для данной сети.

В статье «Измерения в PON» мы постарались ответить на ряд актуальных практических вопросов: где измерять, что измерять, по каким схемам, на каких длинах волн, какими приборами, какие параметры этих приборов важны для измерений в PON, какие проблемы могут возникнуть в процессе измерения и как их решать.

* * *

Технология пассивных оптических сетей, на сегодняшний день, является одной из наиболее развитых и совершенных для обеспечения абонентского доступа к трем основным типам информации (телефонии, передачи данных и телевидения). На сегодняшний день PON даже для Украины не является какой-то экзотической оптической технологией, а работает во многих областных и районных центрах страны. За последние несколько лет разработано достаточное количество надежных пассивных компонентов, а большой ассортимент активного оборудования OLT и ONU позволяет применять их для сетей различного типа, масштаба и передачи информации различных видов. Важно и то, что PON продолжает развиваться. Совершенствуется программное обеспечение OLT и его функциональные характеристики. Разрабатывается новый стандарт по расширенной версии PON (до 60 км).

Компания ДЕПС занимается продвижением оборудования PON уже не первый год. За это время накоплен достаточный опыт проектирования таких сетей. А внедрение нашего оборудования во многих городах Украины позволяет судить о работе различного активного и пассивного оборудования в различных условиях эксплуатации.

Мы всегда готовы подобрать заказчику оптимальный вариант оборудования с учетом особенностей его сети, помочь спроектировать оптимальную конфигурацию PON, порекомендовать методы строительства и монтажа с учетом минимизации затрат.

Отдел волоконно-оптических сетей

и кабельных технологий компании ДЕПС

сбалансированная PON

несбалансированная PON

Измерения в пассивных оптических сетях (PON)

13.05.2009 | Статьи

В статье рассмотрены особенности оптических измерений на сетях PON: виды измерений, факторы, влияющие на качество передачи, схемы проведения измерений и измеряемы параметры. Рассмотрены проблемы, возникающие при таких измерениях и пути их решения. Приведен перечень необходимого измерительного оборудования и его параметры, важные для применения на PON.

Умищем PON нам не понять,

Аршином общим не измерить…

Ф.И.Почти-Тютчев

Построение современной качественной оптической сети невозможно без высокого качества ее тестирования. Оно позволяет подтвердить основные параметры, обеспечивающие качество передачи информации, а при необходимости - помочь инсталлятору определить характер и место повреждения. В пассивных оптических сетях измерения связаны с достаточно большими затратами времени и средств. Поэтому измерительные приборы должны быть тщательно подобраны с учетом особенностей именно таких сетей, а этапы и методы измерений должны соответствовать международным стандартам для PON.

Виды измерений на PON

На различных этапах построения и использования PON могут проводиться следующие измерения:

– входной контроль;

– строительно-монтажные;

– приемо-сдаточные;

– эксплуатационные.

Входной контрольпараметров компонентов сети проводится перед началом строительства. Его задача – проверить соответствие параметров кабеля, шнуров, разветвителей и других устройств заявленным значениям. Однако, при строительстве небольших абонентских сетей это не всегда целесообразно, т.к. полноценный входной контроль всех составляющих PON потребует большого количества времени и достаточно дорогостоящего оборудования. Проще провести выборочный контроль (например, коэффициента затухания нескольких строительных длин кабеля) и довериться гарантийным обязательствам поставщика.

В процессе инсталляции сети производятся измерения, позволяющие оценить качество строительно-монтажных работ, например, подвеса отрезка воздушного оптического кабеля на опорах, сварного соединения оптических волокон и т.п.

Приемо-сдаточные измерения производятся после окончания строительно-монтажных работ для подтверждения заданных параметров сети, обеспечивающих качество передачи информации. Эксплуатационные измерения производятся в тех случаях, когда в процессе работы PON происходит ухудшение параметров сигналов или повреждение в какой-либо точке сети, а также после проведения ремонтно-восстановительных работ.

Строительно-монтажные измерения на PON

В процессе строительно-монтажных работ могут понадобиться измерения, связанные с контролем качества компонентов и качества самой инсталляции PON. К ним относятся измерения погонного затухания строительных длин оптического кабеля, потерь в сварных соединениях, затуханий и потерь на отражение пассивных компонентов (разъемов, разветвителей).

Для этой цели наилучшим образом подходит оптический рефлектометр, который подключается с одного конца линии и позволяет получить распределение отраженной мощности по ее длине. В результате измерений формируется графическая зависимость (рефлектограмма), которая характеризует распределение мощности оптического сигнала по длине линии. Таким образом, по наклону характеристики на линейных участках можно определить величину коэффициента затухания оптического кабеля (в дБ/км), а для локальных неоднородностей (сварные и разъемные соединения, изгибы волокон и т.п.) можно определить вносимые потери и потери на отражение (см. рисунок ниже).

По окончании строительно-монтажных работ на отдельных сегментах сети целесообразно сделать на них рефлектометрические измерения (если есть возможность, то на двух длинах волн) и сохранить опорные рефлектограммы. При дальнейшей эксплуатации для определения мест повреждения (или неоднородности) очень полезным будет наложение исходной опорной рефлектограммы на «аварийную» (многие модели рефлектометров имеют такую функцию). Иногда это позволяет быстрее понять характер неисправности и обнаружить ее местоположение.

Также рекомендуется снимать рефлектограммы при изменении топологии сети (подключения нового абонента, замены разветвителя и т.п.).

Факторы, влияющие на качество передачи в PON

При проведении приемо-сдаточных работ обычно производятся измерения параметров, характеризующих скорость передачи, отсутствие ошибок и другие показатели, характеризующие качество принимаемого сигнала. Основными факторами, действующими в линейном тракте (между передатчиком и приемником) и ограничивающими показатели качества являются: затухание, дисперсия (хроматическая и поляризационная) и нелинейные эффекты.

Затухание сигнала в оптических кабелях, шнурах, разъемах, разветвителях и других компонентах PON приводит к уменьшению уровня сигнала на входе фотоприемника и, соответственно, ухудшению соотношения сигнал/шум, увеличению коэффициента ошибок. Как было показано в статье «Практика проектирования пассивных оптических сетей (PON)», общее затухание зависит от длины линии, количества пассивных компонентов и затухания в них, а также количества разъемных и неразъемных соединений. Общее затухание в линейном тракте обязательно измеряется на соответствие рассчитанному бюджету потерь. Также могут производиться измерения потерь, вносимых отдельными компонентами сети (разъемами, разветвителями и т.п.).

Дисперсия оптических сигналов связана с различными скоростями распространения различных спектральных (хроматическая) или поляризационных (поляризационно-модовая) составляющих. Она приводит к уширению формы импульсов или фазовым искажениям аналоговых сигналов в оптических волокнах. Достаточно большая дисперсия приводит к ошибкам распознавания сигналов фотоприемником и, опять же, к ухудшению соотношения сигнал/шум, увеличению коэффициента ошибок или искажениям ТВ сигнала (SCO). Большая из двух составляющая – хроматическая дисперсия – зависит от длины линии, длины волны сигнала и параметров волокон. Такая дисперсия реально оказывает существенное влияние на форму сигнала на длинных линиях (десятки, сотни км) при высокой скорости передачи (более 1 Гбит/с), особенно на длине волны 1550 нм. Расчетное значение хроматической дисперсии может использоваться при проектных расчетах (особенно GPON), но измерения этого параметра при строительстве и эксплуатации, как правило, не проводятся.

Нелинейные эффекты в оптических волокнах возникают при достаточно большой величине оптической мощности, вводимой в волокно. Обычно это происходит при использовании в PON выделенной оптической несущей 1550 нм для передачи ТВ сигналов. При превышении некоторого порогового уровня мощности, вследствие нелинейных видов рассеяния сигнала (Мандельштама-Бриллюэна, Рамана) в волокне возникают новые частотные составляющие, имеющие встречное и попутное направления. По сути, происходит выведение части оптической мощности из детектируемого спектра, т.е. дополнительные потери сигнала, передаваемого на основной оптической несущей. А обратно распространяющийся паразитный сигнал способен ухудшить работу оптического передатчика. В этом случае происходит уменьшение соотношения несущая/шум ТВ сигнала. Однако проявление нелинейных эффектов происходит при уровнях мощности более 7 – 10 дБ, а современные оптические передатчики ТВ сигналов часто имеют систему подавления таких эффектов даже при уровнях до 18 дБм.

Приемо-сдаточные измерения на PON

Для приемо-сдаточных испытаний на PON принципиальными являются только измерения, связанные с распределением мощности в сети. Поэтому принципиально важно провести два вида измерений:

– измерение оптической мощности на выходе передающих устройств;

– измерение затухания в оптическом линейном тракте.

Для простоты можно произвести измерение оптической мощности передатчиков в кроссе после мультиплексора WDM на длине волны 1490 нм (излучатель OLT) и на 1550 нм (передатчик ТВ-сигналов)*. При несоответствии полученных значений проектным данным следует провести измерения непосредственно на выходе обоих передатчиков, а также на выходе оптического усилителя. Также целесообразно произвести измерение мощности на входе оптических приемников линейного и сетевого терминалов.

*Примечание. Мощность на выходе WDM нужно измерять прибором, имеющим встроенные фильтры для раздельного измерения каждой длины волны (см. дальше описание PON-тестера MT 3212), т.к. обычный измеритель мощности покажет некую суммарную величину, не характеризующую разные передатчики. Дело в том, что фотодетектор обладает достаточно хорошей широкополосностью и детектирует всю падающую оптическую мощность в диапазоне длин волн 1200 – 1650 нм. Однако чувствительность его на разных длинах волн неравномерна. Поэтому, если вы, например, установите на тестере длину волны 1550 нм, а подадите на его вход излучение с длиной волны 1310 нм, то на экране дисплея вы увидите какое-то значение мощности, но оно будет неправильным, т.к. ток на выходе детекторного узла будет пересчитан в мощность с учетом чувствительности фотодетектора на длине волны 1550 нм.

Обязательно необходимо провести измерения общего затухания в линейном тракте для всех ветвей пассивной оптической сети. А при получении значения потерь выше расчетного следует провести измерения величины потерь сигнала в отдельных характерных точках сети (см. рисунок ниже). Измерение затухания оптической сети или ее сегмента обычно производится методом вносимых потерь (IEC 61280-4-2, Method 1) с помощью калиброванного источника излучения и оптического измерителя мощности или оптического тестера, совмещающего оба таких устройства в одном корпусе**.

** Примечание. При отсутствии калиброванного источника излучения в виде отдельного прибора, в крайнем случае, для измерения затухания в различных точках линейного тракта можно использовать передатчик OLT (на 1490 нм) или оптический передатчик ТВ-сигнала (на 1550 нм). Считая их излучение практически непрерывным, нужно сначала измерить мощность на выходе передатчика, а затем - в заданной точке линейного тракта. Разность уровней (в дБ) и покажет затухание измеряемого участка сети.

Приемо-сдаточные измерения на PON

Для измерения уровней мощности и затухания в сетях PON обычно используются оптический источник излучения и оптический измеритель мощности. Компания ДЕПС может предложить инсталляторам целый ряд таких устройств, выпускаемых под торговой маркой Multitest. Компактные оптические источники излучения МТ3109 и МТ3104 отличаются рабочей длиной волны (1310 и 1550 нм), наличием источника видимого излучения (650 нм, 0 дБм), возможностью НЧ-модуляции выходного сигнала и другими параметрами. Измерители мощности Multitest МТ1108, МТ1106, МТ1105 и МТ1103 обладают различным диапазоном измеряемых мощностей, погрешностью измерения, возможностью распознавания НЧ-модулированного сигнала (270 Гц, 1 кГц, 2 кГц), объемом хранимой информации, типом батарей питания и т.п.

Оптический тестер Multitest МТ3204 интегрирует в себе фактически два прибора: измеритель оптической мощности и источник оптического излучения. Четыре модификации тестера имеют излучатели с калиброванными длинами волн 850 нм, 1300 нм, 1310 нм и 1550 нм и фотодетекторы с различными диапазонами измерения оптической мощности: от -70…+3 дБм (МТ3204А) до -20…+30 дБм (МТ3204D).

Тестер PON-сетей Multitest MT3212 является специализированной моделью измерителя оптической мощности, адаптированной к специфике полностью пассивных оптических сетей. Тестирование производится путем включения прибора в оптическую линию «на проход», с одновременным измерением мощности по трем длинам волн: 1310 нм для обратного потока и 1490/1550 нм для прямого потока. При этом обеспечивается высокая (>30 дБ) взаимная изоляция каналов на разных длинах волн. Прибор может производить измерение пиковой мощности сигналов в импульсном режиме на длине волны 1310 нм специально для тестирования передатчиков ONU. Динамический диапазон прибора составляет 45дБ на длинах волн 1310 нм и 1490 нм, и 70 дБ на длине волны 1550 нм. Прибор способен измерять высокий уровень мощности (до +20 дБм), что характерно для оптических передатчиков ТВ-сигналов, работающих на длине волны 1550 нм с дополнительным усилителем. Последние модели МТ 3212 имеют возможность хранения результатов измерений во внутренней памяти и порт для их вывода на компьютер.

Проблемы измерения оптической мощности и затухания на PON

Измерение оптической мощности или затухания в сетях PON может быть связано с некоторыми специфическими проблемами, характерными именно для этих сетей. Рассмотрим возникающие сложности, а также пути их преодоления.

Проблема 1. При передаче в PON широковещательного ТВ сигнала на длине волны 1550 нм используются передатчики с достаточно большой выходной мощностью (+8…+18 дБм). Традиционные оптические измерители мощности рассчитаны на излучатели, устанавливаемые в телекоммуникационных системах (не более 0…+3 дБм). Попытка измерить ими более мощный сигнал приведет либо к ошибочным результатам (фотодетектор выйдет из линейного режима) или даже к повреждению самого фотодиода.

Для измерений высоких уровней передачи следует выбирать специально предназначенные для этого модификации оптических измерителей мощности: МТ1108С (до +23 дБм), МТ1106С (до +26 дБ), МТ1105С (до +20 дБ), МТ1105D (до +30 дБ), МТ1103СR (до +20 дБ), МТ1103DR (до +30 дБ) или использовать тестер PON-сетей МТ3212 (до +20 дБ на длине волны 1550 нм).

Проблема 2. Измерения оптической мощности на выходе передатчика и на входе приемника, а также общего затухания в линейном тракте нужно проводить на трех длинах волн: 1310 нм, 1490 нм и 1550 нм. Обычные оптические измерители мощности, как правило, рассчитаны на длины волн 1310 нм и 1550 нм. В принципе, в таких приборах используются широкополосные фотодетекторы, но при детектировании оптической несущей 1490 нм в диапазоне 1550 нм приведет к ошибке до 0,5 дБ. Это связано с тем, что значение принимаемой мощности индицируется с учетом значения чувствительности детектора именно на калиброванной длине волны 1550 нм.

Единственный радикальный способ решения этой проблемы – применение тестера PON-сетей МТ3212, который может проводить измерения на всех трех длинах волн, причем одновременно. Если же большая точность не требуется, то можно использовать измерители мощности, работающие на длинах волн 1310 нм и 1550 нм, а погрешность измерения несущей 1490 нм в диапазоне 1550 нм можно учесть, если известна спектральная зависимость чувствительности фотодиода InGaAs (на которых обычно и строятся широкополосные оптические фотодетекторы оптических измерителей мощности).

Проблема 3. Каждый абонентский терминал ONU подключается к сети посредством одного волокна. Причем излучатель ONU работает только при получении служебных сигналов от станционного терминала OLT. Следовательно, невозможно измерить мощность излучателя ONU, подключив к нему непосредственно измеритель мощности. Возможно только подключение измерителя мощности, работающего «на проход» (см. схему ниже), т.к. только в этом случае до ONU доходит с OLT сигнал, разрешающий передачу.

Для измерений оптической мощности «на проход» потребуется измеритель, имеющий возможность выведения части излучения (например, на изгибе) и его детектирования на калиброванных длинах волн. Здесь опять понадобится тестер МТ3212 со встроенным разветвителем, производящий измерение сигналов как при оконечном подключении его к линии, так и «на проход» в режиме реального времени с внесением небольшого затухания (до 1,5…2 дБ) в оптический линейный тракт.

Проблема 4. Провести измерение мощности излучателя ONU даже через оптический разветвитель (см. схему ниже) не представляется возможным. Дело в том, что при временном разделении каналов в обратном потоке каждому ONU предоставляется только короткий временной интервал для передачи сигналов к OLT, в течение которого и должна быть измерена оптическая мощность. Обычные измерители мощности показывают среднее интегрированное значение мощности за определенный временной интервал. Поэтому на выходе работающего ONU будет показано значение на 20 – 30 дБ ниже реального значения.

Для измерения мощности излучателя ONU могут использоваться измерители на пиковых детекторах, для которых не будет иметь значение длительность передаваемых посылок, хотя такие приборы будут более чувствительны к шуму в канале и, соответственно, будут иметь несколько более высокую погрешность измерений. Более дорогостоящие приборы производят измерения средней мощности во время фаз активной передачи. Тестер PON-сетей МТ3212 может производить измерения пиковой мощности сигналов в импульсном режиме на длине волны 1310 нм с погрешностью ±0,5 дБ, что вполне приемлемо для PON.

Проблема 5. При включении в схему PON системы ТВ вещания оптический передатчик сигналов ТВ имеет выходной коннектор с полировкой торца типа APC (угловой физический контакт). Это связано с тем, что при использовании коннекторов с другими типами торцов в местах разъемного соединения волокон может появиться достаточно сильный отраженный сигнал, который способен ухудшить режим работы передатчика. В то же время практически все измерительные приборы имеют оптические порты с коннекторами РС (физический контакт).

Поэтому для измерений необходимо заранее запастись гибридными оптическими шнурами Cor-X АРС/РС с коннекторами соответствующих типов. Такие шнуры могут понадобиться и при подключении к портам разветвителей, опять же при построении PON с ТВ на выделенной длине волны.

Проблема 6. В принципе, измерение затухания в оптическом линейном тракте следует проводить в двух встречных направлениях по следующим причинам. Во-первых, соединение волокон с несколько отличающимися параметрами (показатели преломления, числовая апертура, диаметр сердцевины, диаметр модового поля) приводят к различным условиям прохождения света в разных направлениях. Во-вторых, затухание пассивных компонентов PON (особенно разветвители) также будет несколько отличаться в зависимости от направления передачи сигналов. Однако такой комплекс измерений потребует значительных затрат времени.

В большинстве реальных сетей отличие затуханий для встречных направлений передачи составляет не более 0,5…1 дБ. Существенные отличия суммарных потерь могут возникнуть только в протяженной сети с большим количеством разветвителей. Потому, предусмотрев на этапе проектирования запас по мощности порядка 3 дБ, можно учесть и возможные затраты на разность потерь при различных направлениях передачи.

Эксплуатационные измерения на PON

Обычно эксплуатационные измерения в оптических сетях связи делятся на плановые и аварийные. Плановые измерения проводятся периодически с целью контроля основных параметров сети и прогнозирования возможного ухудшения качества передачи.

Однако при реальной эксплуатации PON настоятельная потребность в измерениях возникает лишь в случае аварийной (или предаварийной) ситуации. В этом случае основная задача эксплуатационных измерений – быстро обнаружить причину ухудшения параметров сигнала или повреждения.

Зная характер повреждения обычно можно спрогнозировать ее причину, но не всегда. Например, уменьшение уровня сигнала на приеме может быть связано как с деградацией лазера оптического передатчика, так и с проблемами в линейном тракте: изгиб кабеля или патч-корда с недопустимо малым радиусом, избыточное натяжение волокон в воздушном кабеле и т.п.

Поэтому для начала нужно воспользоваться возможностями системы диагностики OLT и оптического передатчика КТВ. Оба устройства позволяют проконтролировать выходной уровень лазерного источника, его ток накачки, температуру и др. параметры. А система управления OLT также способна идентифицировать каждый абонентский терминал ONU и контролировать его работоспособность в сети. Выявив количество и местонахождение неработающих ONU, сразу можно локализовать поврежденный сегмент сети. Однако, нельзя забывать, что отключенный от сети питания терминал будет так же восприниматься системой управления OLT неработающим, как и ONU, неработающие из-за обрыва в сети.

Для поиска неисправности в линии, при отсутствии рефлектометра, можно просто провести измерения уровня мощности в отдельных точках сети измерителем мощности, используя источник излучения или передатчик OLT. Но такой метод не пригоден для сетей, в которых применяются безкорпусные оптические разветвители, а таких случаев – большинство, т.к. применение корпусных разветвителей с разъемными соединителями вносит в тракт достаточно большие потери. Наиболее точно установить место неисправности в линии можно только с помощью оптического рефлектометра (OTDR).

Измерения с помощью оптического рефлектометра

Общий принцип работы оптического рефлектометра (OTDR) заключается в том, что он посылает световые импульсы, которые отражаются от неоднородностей показателя преломления волокна (рэлеевское рассеяние) или от локальных неоднородностей в линейном тракте (сварные или разъемные соединения, деформации волокон и т.п.). В результате часть излучаемого импульса (отраженный сигнал) возвращается обратно и через разветвитель попадает на чувствительный детектор прибора.

Измерение временного интервала между моментами излучения импульса и прихода отраженного сигнала позволяет определить расстояние от точки ввода импульса в канал до неоднородности в нем.

Поскольку рэлеевское рассеяние происходит в каждой точке оптического волокна, то измерение уровня этого рассеяния позволяет определить затухание светового сигнала при его распространении по волокну. Френелевское отражение возникает в местах границы раздела сред, например, при обрыве волокна, в местах установки разъемов. На рефлектограмме это отражение будет изображаться в виде всплеска сигнала, что соответствует значительно большей мощности отраженного сигнала, чем при рэлеевском рассеянии.

Практически все специалисты, работающие с волоконной оптикой, имеют представление о работе OTDR и методах анализа рефлектограмм. Более подробное рассмотрение этих вопросов требует большого количества времени и места. Поэтому ограничимся рассмотрением некоторых интересных существующих моделей, а также их характеристиками и методами работы применительно к пассивным оптическим сетям.

Модели оптических рефлектометров

Для измерений на сетях PON компания ДЕПС предлагает оптические рефлектометры компаний Yokogawa и Radiantech. Модели отличаются различными техническими характеристиками, функциональными особенностями и программным обеспечением.

Например, FiberPal™ UFO-320 представляет собой оптический блок (приставку) для совместной работы с ноутбуком. Этот наиболее экономичный вариант OTDR имеет технические характеристики (динамический диапазон – 35 дБ, длительность импульса – от 10 нс и т.д.), приемлемые для работы с любыми оптическими сетями доступа (PON, оптический Ethernet в сетях доступа, сети кабельного ТВ и т.д.) и транспортными сетями средней протяженности. Устройство может питаться электроэнергией как от сетевого адаптера, так и через USB-порт, а потребляемая мощность рефлектометра не превышает 3,6 Ватт. Прибор полностью русифицирован и поставляется с руководством пользователя на русском языке.

Модель FiberPal™ OT-8810 – последняя разработка Radiantech, сочетающая в себе новый эргономичный дизайн, проверенное временем программное обеспечение и улучшенные технические характеристики. Миниатюрный прибор весом 2,5 кг оборудован 7-дюймовым сенсорным экраном высокого разрешения. Динамический диапазон до 38 дБ и высокая плотность выборки делают прибор применимым как на магистральных линиях, так и при тестировании локальных оптических сетей (FTTx, CATV, оптических LAN и т.п.) Перезаряжаемая Li-ion батарея обеспечивает автономность прибора на протяжении 3-х часов, а крепкий и герметичный корпус защитит от любых воздействий окружающей среды и случайных повреждений. Прибор имеет русское меню и руководство пользователя на русском языке.

Линейка рефлектометров AQ7270 фирмы Yokogawa представляет собой ряд технически совершенных моделей, имеющих некоторые функциональные отличия и особенности оптических блоков.

С точки зрения измерений на PON, оптимальным является прибор Yokogawa AQ7275. Повышенная стабильность лазерного источника позволяет проводить измерения в PON-сетях на оптических разветвителях с большим числом выходных портов (до 32), импульсы сверхмалой длительности (от 3 нс) увеличивают точность нахождения повреждения, внутренний перестраиваемый аттенюатор (до 15дБ) уменьшает влияние мертвой зоны, которая составляет рекордно малую величину (0,8 м – по отражению).

Прибором можно пользоваться в качестве оптического тестера, используя внутренний источник излучения с несколькими режимами НЧ-модуляции и измеритель мощности. Один из портов представляет собой встроенный источник видимого света для проверки оптических шнуров. Для оптимизации измерений на коротких участках используется встроенное компенсирующее волокно (до 100 м) и диапазон расстояний 0,5 и 1 км. Для удобства поиска неоднородностей можно использовать режим наложения рефлектограмм (А→В) и (В→А). AQ7275 поставляется с руководством пользователя на русском языке.

Параметры оптических рефлектометров для измерений на PON

При выборе модели рефлектометра важно понимать, какие параметры прибора являются важными (иногда даже критичными) для тестирования PON, а какие просто добавляют удобства оператору. Ведь эти приборы достаточно дорогостоящи и, в случае выбора OTDR с избыточными функциями вы просто заплатите излишнюю сумму за малую толику функциональных удобств, то «недобор» по параметрам будет значительно худшим вариантом. Потратив изрядную сумму на измерительный прибор, вы сможете лишь иногда использовать его надлежащим образом, а в остальных случаях арендовать дополнительное оборудование или тратить значительно больше средств, времени и усилий, например, для определения места повреждения.

Итак, рассмотрим основные характеристики рефлектометра с точки зрения применения их в пассивных оптических сетях.

Динамический диапазон (в дБ) – важный параметр, показывающий измерительные возможности рефлектометра. Его величина определяется как разность уровней излучаемого и детектируемого OTDR сигналов при соотношении сигнал/шум, равном единице. Учитывая динамический диапазон PON (26 – 29 дБ) и запас, необходимый для рефлектометра с минимальной погрешностью (2 – 3 дБ), можно рекомендовать величину 32 – 38 дБ для сетей протяженностью до 10 – 20 км. Использование рефлектометров с диапазоном меньше 30 дБ возможно, но должно учитывать проектные значения бюджета потерь.

Мертвая зона (в метрах) – характеризует временное «ослепление» фотодетектора при попадании на него большой отраженной мощности, особенно от разъемных соединений при подключении патч-кордом к линии. Мертвая зона по отражению представляет собой минимальное расстояние между двумя соседними отражающими неоднородностями, обнаруживаемыми с помощью рефлектометра. Величина, составляющая 2 – 3 м считается достаточно хорошей. Мертвая зона по затуханию обычно несколько больше. Она показывает минимальное расстояние, необходимое рефлектометру для обнаружения неотражающего события после сильного отражения. Для реальных измерений вполне подходит значение 8 – 10 м.

Рабочая длина волны (в нм) – определяет спектральный диапазон, в котором будут производиться измерения. Учитывая особенности (передача прямого и обратного каналов на разных длинах волн), необходимо иметь OTDR с излучателями на длинах волн 1310 нм и 1550 нм. Если позволяют материальные возможности, то неплохо иметь еще излучатель на 1625 нм. На этой волне можно производить измерения в действующей PON без перерыва связи, т.к. сигналы рефлектометрии будут разнесены по длине волны с информационными. Кроме того, на 1625 нм значительно лучше видны неоднородности, связанные с критическими изгибами волокон.

Длительность импульса (в микросекундах) – важный параметр с точки зрения определения места повреждения. Если повреждение происходит на начальных участках сети, то обычно используют импульсы малой длительности для большей точности определения повреждения. При повреждении на отдаленных участках сети используются импульсы с большей длительностью. Учитывая относительно небольшую длину PON, желательно использовать OTDR с минимальной длительностью импульса не более 10 нс.

Диапазон просмотра (в км) – это диапазон расстояний, в пределах которого рефлектометр собирает информацию об отраженной мощности в линии. Сам диапазон устанавливается оператором OTDR и, обычно, несколько превышает реальную длину линии. Ошибка в установлении диапазона может привести к большей погрешности измерения расстояния либо к появлению фантомных (ложных) всплесков на рефлектограмме. Наиболее совершенные модели рефлектометров в автоматическом режиме проводят предварительное сканирование линии и определяют оптимальный диапазон просмотра. Учитывая возможность измерения в PON коротких участков линий, желательно иметь в OTDR минимальный диапазон просмотра 2 – 6 км или меньше.

Режим реального времени– режим, в котором OTDR не производит длительного усреднения принятых значений, а сразу показывает текущие значения отраженной мощности. Очень удобен для контроля качества соединения при подключении рефлектометра через адаптер к оптическому волокну кабеля.

Автоматический режим измерений полезен для малоопытных пользователей – режим, в котором прибор сам подбирает длину волны, диапазон просмотра, длительность импульса и другие параметры.

Распознавание включенного на дальнем конце активного устройства – полезная функция при работе на действующей PON.

Составление отчета – функция, позволяющая вам подготовить в удобном виде всю информацию об измеренном сегменте сети (общая длина линии, общее затухание, потери на сварных соединениях, затухание отражения и т.д.), которую можно предоставить заказчику работ и/или сохранить для последующего использования при эксплуатации.

Встроенный источник красного света – лазерный излучатель с длиной волны 650 нм, имеющий отдельный выходной порт и используемый для визуального поиска повреждений в шнурах и соединениях волокон (см. последний раздел статьи). Функция удобна при отсутствии у инсталлятора отдельного прибора, но она несколько увеличивает стоимость прибора.

Режим одновременного просмотра нескольких рефлектограмм– полезен при поиске повреждений, особенно не критических, не связанных с обрывом волокна (некачественная сварка, изгиб с очень малым радиусом, микротрещина и т.п). Сравнивая на одном экране опорную (сделанную после строительства) и «аварийную» рефлектограммы, проще найти место повреждения. С помощью функции наложения очень полезно сравнивать рефлектограммы, сделанные на длинах волн 1310 нм и 1550 нм.

Работа в режиме оптического тестера с НЧ-модуляцией – возможность некоторых OTDR программно работать как пара приборов (калиброванный источник излучения + измеритель оптической мощности). Причем для идентификации отдельных цепей возможна НЧ-модуляция выходного излучения на нескольких частотах. Эта функция удобна при отсутствии у инсталляторов оптических тестеров и несколько увеличивает стоимость прибора.

Для каждого OTDR существует еще множество других параметров, определяющих его работу. Качественная работа рефлектометра также определяется особенностями контроля работы излучателя, схемой обработки фотоприемного узла, математическим обеспечением обработки сигналов и другими характеристиками, которые тяжело сравнивать количественно. Поэтому при выборе конкретной модели рекомендуем прислушаться к советам специалистов ДЕПС.

Вопросы, связанные с измерениями на PON рефлектометрами

При проведении рефлектометрических измерений на PON возникает ряд специфических вопросов.

Вопрос 1. С какой стороны проводить измерения при поиске повреждения на pon?

Логично было бы проводить такие измерения со стороны станции к абонентам. В таком случае рефлектометр просматривает всю сеть и, при оптимальных установках параметров сканирования, способен увидеть повреждение на любом участке. Однако такое подключение возможно только при отключении всех абонентов от оборудования OLT. К тому же, при достаточно разветвленной архитектуре с большим количеством разветвителей и, возможно, разъемных соединений, рефлектограмма будет представлять собой «сборную солянку» с информацией о затуханиях и отражениях на самых разных участках сети, идентифицировать которую будет крайне сложно.

Если поврежденный участок находится не далеко от одного или нескольких ONU, то есть смысл провести сканирование линии от абонентских терминалов к станции. Эксперименты показали, что рефлектометр достаточно успешно определяет характер повреждения и его место, если между OTDR и неоднородностью не более одного-двух разветвителей.

Очень удобно подключиться рефлектометром непосредственно к участку, на котором с помощью OLT идентифицировано повреждение. Но такое подключение возможно только в распределительных устройствах (шкафах, боксах), где есть разъемные подключения.

Вопрос 2. На какой длине волны проводить рефлектометрические измерения на pon?

В не действующей сети поиск мест повреждения рефлектометром лучше проводить на длине волны 1550 нм (на ней лучше видны критические изгибы) или 1310 нм. А коэффициент затухания волокон лучше определять на обеих этих длинах волн.

Рефлектометрические измерения в работающей сети PON на длинах волн 1310 нм и 1550 нм крайне проблематичны. Во-первых, мощные импульсы излучателя OTDR, попадая на фотоприемники ONU или OLT совместно с информационными сигналами, приведут к резкому увеличению битовых ошибок. С другой стороны, сигналы передатчиков 1310 нм и 1550 нм, попадая на фотодетектор рефлектометра, будут иметь достаточно большую амплитуду по сравнению со слабыми отраженными импульсами OTDR, что приведет к искажению рефлектограммы. Наиболее реальный выход – проводить измерения только в поврежденной ветви сети: от последнего разветвителя до ONU, куда определенно не поступает сигнал (см. рисунок) или от ONU до повреждения: если это обрыв волокна - сигнал дальше в сеть не пойдет.

В принципе, в рефлектометре под заказ могут установить источник излучения на 1650 нм, специально для тестирования PON без перерыва связи. Но, поскольку вам все равно понадобятся источники на 1310 нм и 1550 нм, стоимость прибора существенно возрастет. Кроме того, не исключено, что гармоники мощного сигнала рефлектометра частично продетектируются приемником ONU в диапазоне 1550 нм и несколько ухудшат качество принимаемого ТВ-сигнала.

Вопрос 3. Можно ли рефлектометром корректно измерить коэффициент затухания короткой длины кабеля (несколько десятков метров)?

Действительно, в рефлектометрии существуют проблемы измерения так называемых «короткомеров», связанные с тем, что фотоприемник OTDR является очень чувствительным, рассчитанным на прием отраженной мощности релеевского рассеяния, которая в несколько миллионов раз меньше мощности посылаемого импульса. В результате перепадов уровней фотоприемник может выйти из линейного режима. Если оптическое волокно измеряемого участка имеет сварные соединения в начале и в конце, то хороший OTDR позволит провести более-менее точные измерения. Но коэффициент затухания следует определять только на линейном участке рефлектограммы, подальше от соединений. А если волокна подключены через разъемы, то сильные отражения от соединений могут существенно исказить результаты. Поэтому при измерении, перед первым коннектором измеряемого участка, следует включить компенсационную катушку волокна (не менее 100-200 м).