3.4.6 Визначення коефіцієнта загасання методом lsa Loss / Distance (втрати на дистанції)

У вікні вибору режиму виміру затухання встановіть dB / km Loss LSA. Для вимірювання коефіцієнта загасання, користуючись для точної установки курсорів їх підсвічуванням і масштабуванням, необхідно:

* встановити курсор В в кінці лінії (25,0167 km);

* встановити курсор А наприкінці зростка (19, 8663 km) і у вікні вибору режиму виміру затухання і прочитати 0,343 dB;

* перемістити курсор A в початок дифузійного хвоста відбитого від неоднорідності імпульсу (14,7711 km) і прочитати 0,362 dB / km;

* Виміряти коефіцієнт загасання інших трьох ділянок (табл..3.3):

Таблиця 3.3 - Коефіцієнти загасання для різних ділянок лінії

Ділянка	Курсор В (км)	Курсор А (км)	Коефіцієнт загасання
3 2 1	14,5036 10,2640 5,5466	10,4233 5,6844 1,2764	0,363 0,348 0,355

3.4.7 Вимірювання зворотного загасання orl (Optical Return Loss)

Вимірювання ORL має велике значення, оскільки через відбиття у волоконно-оптичної лінії можуть поліпшуватися умови передачі і прийому сигналів, особливо у високошвидкісних системах передачі. Алгоритм РС-3000 передбачає пошук області нормальної відстані праворуч від курсора А та на ділянці, обмеженій курсором В.

Для підрахунку ORL необхідно:

* встановити у вікні вибору режиму виміру загасання напис ORL;

* встановлювати курсори А і В відповідно до табл. 3.4:

Таблиця 3.4 – Варіанти завдань для вимірювання зворотного загасання

№ виміру	Курсор А (км)	Курсор В (км)	Загасання ORL (dB)
1	18,8207	56,4622	46,76
2	0,0000	25,1964	 33,7S
3	0,6561	25,0167	 34,4S
4	1,2483	25,0167	33,72
5	1,2483	14,5031	33,95

Положення курсорів А і В встановлено за стандартом при виборі траси EXEMPLE2.TRC.

* натискати клавішу F6 «(MORE)», поки у вікні F2 не з'явиться напис Calculate ORL;

* натиснути клавішу F2 «Calculate ORL» (підрахунок ORL) і у вікні вибору режиму виміру затухання прочитати значення ORL: 46,76 dB;

Коментарі до результатів підрахунку ORL:

* п. 3.4.2 має найбільшу величину ORL тому, що курсор В розташований в області шумів в кінці траси;

* п. 3.4.3 та п. 3.4.4 має знак «  » (менше ніж) на початку результату і букву «S» наприкінці тому, що курсор А розташований перед імпульсами відображення заходять в область насичення;

* п. 3.3.4 і 3.4.5 П. характерні найменшими значеннями ORL, що обумовлено більшою довжиною вимірюваних ділянок. Чим більше довжина волокна, тим точки сполуки впливають менше на загальне значення ORL.

3.4.8 Вимірювання загасання зростків (зварювання)

Вимірювання загасання зростків здійснюється з установкою за замовчуванням режиму LSA. Інтервали LSA (яскраві лінії) розташовуються по обидві сторони від курсора А і повинні перебувати на однорідних ділянках рефлектограмм.

Для вимірювання необхідно:

* у вікні вибору режиму виміру затухання встановити напис Splice Loss (загасання зростка);

* розмістити курсор А біля початку зростка (5,5466 km).

Нагадування. Для точної установки положення курсора А користуйтеся підсвічуванням курсора А у вікні розташування курсорів і масштабуванням рефлекторами по горизонталі і вертикалі.

* прочитати результат вимірювань  0,140 dB.

Примітка. При необхідності корекції положення LSA інтервалів натисніть клавішу F5 «Loss Mode Setup» (установка режиму загасання). У вікнах F1 і F2 з'являться відповідно написи «Set Left Interval» і «Set Right Interval» (установка лівого і правого інтервалів). Натиснувши F1 курсором миші можна змінювати положення лівого SLA інтервалу, натиснувши F2 - правого.

3.4.9 Вимірювання відбиття (Reflectance)

При вимірюванні відбиття потужності від неоднорідностей (наприклад, з'єднувачів), вона порівнюється з вводиться у волокно потужністю і оцінюється в негативних децибелах.

Для вимірювання відображення необхідно:

* встановити курсор А в положення 14,3769 km;

* прочитати у вікні установки режиму затухання: Reflectanсe = - 33,26 dB;

* перемістити курсор А вправо і вліво і переконатися, що найбільше значення відображення відповідає положенню курсору А  14,5301. Зверніть увагу на те, що

- 33,26 dB  - 33,27 dB (А  14,5332 km).

3.5 Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися зі структурними та функціональними схемами рефлектометру OTDR – 3000.

2. Виміряти ряд параметрів зазначених викладачем для тренувальної траси (EXEMPLE2.TRC).

3. Провести деякі (за вибором викладача) вимірювання вже для заданої траси.

4. Зафіксувати вихідні дані, встановлені за замовчуванням: тривалість імпульсу, робочу довжину хвилі, час усереднення, тип передавального оптичного модуля.

3.6 Зміст звіту:

- структурна схема рефлектометру з описом призначення функціональних елементів;

- схема підключення рефлектометра до вимірюваному оптичному кабелю;

- рефлектограмма із зазначенням характерних точок;

- результати вимірювань.

3.6 Контрольні запитання та завдання:

1. Поясніть принцип дії рефлектометра.

2. Наведіть структурну схему рефлектометра.

3.Які особливості підключення рефлектометру до вимірюваному кабелю?

4. Призначення рефлектометра і його можливості.

5. Поясніть, чому при зміні в настройках приладу показника заломлення волокна змінюються результати вимірювань, хоча сам кабель залишається тим самим.

7. Який вид на рефлектограмі мають якісно та неякісно виконані зростки?

9. Охарактеризуйте досліджену в лабораторній роботі трасу.

10. Що є характерними точками рефлекторами?

11. У чому полягає аналіз рефлекторами?

4 ВИВЧЕННЯ МЕТОДИКИ ПРОЕКТУВАННЯ ТА РОЗРАХУНКУ ПАСИВНИХ ОПТИЧНИХ МЕРЕЖ

4.1 Мета роботи: освоєння та вивчення існуючих методик розрахунку пасивних оптичний мереж, побудова збалансованої оптичної мережі, розрахунок коефіцієнтів розподілу розгалужувачів.

4.2 Методичні вказівки для організації самостійної роботи студентів

Мережа доступу побудована на оптичних пасивних компонентах є більш економічно вигідна та дешевша у впровадженні і експлуатації порівняно з оптична мережею з використанням активного обладнання, тому при побудові оптичних мереж доступу широко впроваджуються різні варіанти технології PON (Passive Optical Network).

Для побудови PON використовують такі оптичні пасивні елементи:

• одномодові оптичні волокна та кабелі;

• стрічки з оптичними волокнами та кабелі стрічкової конструкції.

• оптичні розніми;

• разгалужувальні компоненти;

• оптичні атенюатори.

Ефективність PON базується на принципі розподілу потужності оптичного сигналу, котрий ділиться для надання послуг зв’язку багатьом користувачам. Тому потужність вихідного оптичного сигналу є ключовим параметром при побудові PON. Потужність повинна бути достатньою для безпомилкового прийому сигналу всіма користувачами, що під’єднані до мережі.

Оскільки збільшення оптичної потужності, що вводиться в оптичне волокно може призвести до виникнення нелінійних явищ у волокні та погіршення роботи мережі, задля забезпечення енергетичного балансу мережі потрібно намагатись зменшувати втрати потужності в елементах з котрих побудована PON, при цьому особливу увагу звертати на втрати на з’єднаннях компонентів мережі з волокном та при з’єднанні самих волокон.

Згідно з рекомендацією ITU-ТG.982 втрати в оптичному тракті визначають певні класи для оптичних систем:

Параметр /Клас	Клас A	Клас B	Клас C
Мінімальні втрати	5 дБ	10 дБ	15 дБ
Максимальні втрати	20 дБ	25 дБ	30 дБ
Зауваження: Вимоги визначені для певного класу можуть бути більш строгими для різних типів систем. Наприклад клас С більш строгий до систем з часовим мультипексуванням, оскільки такі системи матимуть разгаужувачі/об’єднувачі 1:2, що вноситиме додаткові втрати.

Узагальнена структура пасивної оптичної мережі приведена на рис.4.1.

Рис. 4.1 – Структура пасивної оптичної мережі

На рис. 4.1 показано станційний термінал OLT (Optical Line Terminal), якій містить у собі певну кількість портів PON (типово від 4 до 112) та порти Gigabit Ethernet або 10 Gigabit Ethernet для підключення до транспортної IP мережі; абонентський термінал ONT (Optical Network Terminal). ONT може бути розрахованим на одного користувача та мати порти Ethernet, POTS та RF TV, або на групу користувачів, або на організацію, та мати порти Ethernet, xDSL, POTS, E1, RF TV та повністю пасивна оптична розподільча мережа між ними, яка складається зі сплітерів з коефіцієнтом розділення від 1:2 до 1:64, що розташовані централізовано, або розподілено.

Найбільш складним у реалізації PON є вимога щодо забезпечення максимального розкиду втрат на відстані OLT-ONT, в першу чергу завдяки того, що оптичний приймач може працювати лише в певному діапазоні (-33 ..- 11дБм). Якщо рівень сигналу виходить за цей діапазон, то детектор не забезпечує заданий рівень помилок (BER=10^-10).

Втрати на відрізку OLT-ONTi складаються з втрат в кабелі, втрат в розгалужувачі, коннекторах, аттенюатора і «штрафу», який враховує погіршення прийому сигналу з-за різних факторів (деградації волокна, зовнішніх умов). Втрати в прямому (d) і зворотному (u) потоках розраховуються за формулою 4.5 та 4.6:

(4.5)

(4.6)

– L_i – довжина i-го каналу;

– α_d та α_u – кілометріческое загасання у волокні на довжині хвилі прямого і зворотного потоків;

– IL_i – втрати, що вносяться усіма розгалуджувачами в i-му каналі;

– СL_i – втрати на всіх коннекторах в i-му каналі;

– AL – послаблення сигналу на атенюаторі;

– ОВ – оптичний бюджет приймально передавальної системи;

– Запас_i – запас потужності на розвиток в і-му каналі.

Розкид втрат безпосередньо пов'язаний з неоднаковістю оптичних шляхів, тобто коли втрати на відрізку OLT-ONTi і OLT-ONTj різні. Слід врахувати і те, що оптичний бюджет системи обмежений, і нераціональний розподіл оптичної потужності веде до зниження можливості масштабованості мережі.

Єдиний доступний спосіб вирівнювання оптичних втрат при заданому розміщенні абонентів - це підбір коефіцієнтів розподілу розгалужувачів. Для невеликих мереж можуть бути обрані симетричні розгалужувачі або зроблений приблизний розрахунок їх параметрів. Неоптимальність рішення в даному випадку компенсується великим запасом за потужністю, що непридатне для великих мереж.

Методика розрахунку збалансованої оптичної мережі полягає в наступному: усім ONT присвоюється однакове значення вхідної потужності, мережа розраховується «знизу вгору» від ONT до OLT покроково, від найбільш віддаленого ONT (мірою віддаленості в цьому випадку служить не відстань, а кількість розгалужень на шляху OLT-ONT).

На кожній ітерації визначаються значення коефіцієнтів розподілу розгалужувачів, що забезпечують рівну потужність на вхідних портах ONT.

Вихідним результатом цього алгоритму є коефіцієнти розподілу розгалужувачів, що забезпечують збалансованість мережі, і оптичний радіус мережі.