XG-PON的传输受限距离如何计算

1 概述

《ODN光纤链路全程衰减如何计算》一文介绍了ODN光纤链路全程衰减的计算方法。ODN光纤链路的全程衰减A需小于PON允许的最大通道插入损耗P，并预留一定的线路维护余量M，如式1所示。

P ≥ A ＋ M ???????????????????（式1）

ODN光纤链路的全程衰减A与光纤链路的长度呈线性关系，根据式1就可计算出PON的传输受限距离L。

当前GPON正在向XG-PON演进，XG-PON普遍使用了Combo光模块，下文主要介绍XG-PON采用Combo光模块时传输受限距离的计算。?

2 PON允许的最大通道插入损耗P

Combo光模块包含了GPON和XG(S)PON两个通道（见《什么是XGS-PON？XGS-PON是如何与GPON、XG-PON共存的？》一文），下/上行采用了1490nm/1310nm、1577nm/1270nm共4个波长。每个波长允许的最大通道插入损耗P并不相同，由相应的光收/发光组件光功率参数决定，为“最小平均发送光功率Ps”－“接收灵敏度S”－“最大通道代价C”。Combo(Class C+)光模块在不同波长允许的最大通道插入损耗P如表1所示。

表1?Combo(Class C+)允许的最大通道插入损耗

参数	单位	GPON通道		XG-PON通道
		下行	上行	下行	上行
中心波长	nm	1490	1310	1577	1270
最小平均发送光功率Ps	dBm	3.0	0.5	5.0	2.0
接收灵敏度S（注）	dBm	-27.0	-32.0	-28.0	-30.5
最大通道代价(20km)C	dB	1.0	1.0	1.0	1.0
允许最大通道插入损耗P	dB	29.0	31.5	32.0	31.5

现网中，GPON光猫一般采用Class?B+光模块，所以表1中GPON通道下行方向接收灵敏度为光猫采用Glass?B+光模块时的值。若光猫采用Glass?C+光模块（现网并无相关产品），则接收灵敏度S为-30dBm，允许最大通道插入损耗P为32.0dB。

需要注意的是，由于Combo光模块的下行包含了1490nm和1577nm两个波长，当在ODN链路中用普通的光功率计测试PON的下行光功率时，测试结果是两个波长的光功率之和，要比单一波长的光功率大约3.0dB左右。例如，部分Combo(Class C+)口用普通光功率计测量的光功率值与网管值的区别如表2所示。

表2 Combo(Class C+)口的光功率

厂商	Combo 光模块通道	光功率(dBm)
		网管值	实测值
			1490nm	1550nm
F	GPON	4.88	7.88	7.91
	XG-PON	6.02
B	GPON	5.12	8.85	8.83
	XG-PON	5.72
注：光功率值均为5个PON口的平均值。

3 线路维护余量M

在YD/T 5206的附录中，提出了ODN中维护余量的取值要求，如表3所示。

表3 ?线路维护余量取值要求

传输距离（km）	线路维护余量取值（dB）
L≤5	≥1
5＜L≤10	≥2
＞10	≥3

但由于ODN光纤链路的全程衰减A是采用最坏值计算的，通常比实测值高1.0dB～2.0dB；PON允许的最大通道插入损耗P也是按最坏指标计算的，结果也要比设备实际性能小1.0dB～2.0dB；即使M取“0”值，系统依然有2.0dB～4.0dB的维护余量；所以，M不宜取值较大。

规范的附录一般作为技术参考，而不作为技术要求。老丁头认为，ODN的光纤链路长度一般不超过5.0km，最大不超过20.0km，线路维护余量统一取1.0dB即可，毕竟长途线路中继段的线路维护余量一般才取3.0dB。

4 XG-PON的传输受限距离的计算

根据式1和ODN光纤链路的全程衰减A的组成，可推导出式2，可通过式2计算xPON的传输受限距离L。?????????

?????????（式2）

式中：

As——光分路器插损(dB)

Ac——活动连接插损(dB)

Aa——附加损耗(dB)

M——线路维护余量（dB）

Af——每公里光纤及熔接衰减 (dB/km)

As、Ac、Aa和Af的参考值见《ODN光纤链路全程衰减如何计算》一文。虽然在1270nm波长光纤的衰减系数要明显高于Combo的其它工作波长，但由于Combo光模块在不同波长允许的最大通道插入损耗P不同，所以，需要分别计算1270nm、1310nm、1490nm和1577nm波长的传输受限距离，其中的最小值为Combo的传输受限距离。

图1?ODN光纤链路衰减参考模型

根据式2，可计算出如图1所示的ODN光纤链路参考模型（1:64分光）在不同工作波长的传输受限距离，如表4所示。

表4 ?Combo(Class C+)不同波长的传输受限距离

参数	单位	GPON通道		XG-PON通道
		下行	上行	下行	上行
中心波长	nm	1490	1310	1577	1270
允许最大通道插入损耗P	dB	29.0	31.5	32.0	31.5
光分路器插损As	dB	22.0	22.0	22.0	22.0
活动连接插损Ac	dB	3.0	3.0	3.0	3.0
附加损耗Aa	dB	1.0		2.0
线路维护余量M	dB	1.0	1.0	1.0	1.0
每公里光纤及熔接衰减Af	dB/km	0.26	0.38	0.24	0.43
传输受限距离L	km	7.7	14.5	16.7	12.8

从表4的计算结果可以看出：Combo光模块的传输受限距离取决于GPON通道的下行，通常，XG-PON通道的传输距离要大于GPON；可见，采用Combo光模块的XG(S)-PON可直接利用既有的ODN。

5 写在最后

由于XG-PON采用Combo光模块时，传输受限距离取决于GPON通道的下行，所以，计算系统的传输受限距离时，仅需计算GPON通道下行的传输受限距离。而Combo光模块GPON通道S/R参考点的光功率指标与GPON光模块是一致的（Combo光模块GPON通道的光功率参数比GPON光模块多了“最大通道代价(20km)”项，一般可忽略），因此，XG-PON采用Combo光模块时的传输受限距离，依然可以沿用之前GPON的计算方法和结果。

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参考文献

[1] GB/T 51380-2019?宽带光纤接入工程技术规范

[2]?YD/T?1688.8-2018 xPON光收发合一模块技术条件 第8部分

图/文：老丁头； ????审阅：黄文志 杨珩

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