不十分なファイバー曲げ半径がODNリンク減衰に与える影響

ODNリンクのダウンリンク減衰は一般的に異常である

GPON ネットワークは、ダウンストリームとアップストリームの両方に 1490nm/1310nm の波長を使用しますが、ODN (光配線ネットワーク) は主に G.652D および G.657A2 ファイバーを使用します。これらのファイバーは、図 0.23 に示すように、0.36nm/1490nm の波長でそれぞれ 1310dB/km と 1dB/km の減衰量を持ちます。したがって、通常の状況では、ODN リンクのダウンリンク減衰量は、アップリンク減衰量よりも約 0.13dB/km 低くなります。

 図1 アクセスケーブルの減衰指数

あるメトロポリタンエリアネットワークのODNリンクのダウンリンク/アップリンク減衰を分析したところ、使用中のODNリンクのダウンリンク減衰がアップリンク減衰を100％上回り、各リンクの平均増加率は約0.53dB/kmであることがわかりました。つまり、ダウンリンク損失は正常値を約0.53+0.13=0.66（dB/km）上回っています。一部のリンクの減衰を以下の表1に示します。

シリアルナンバー	ONU距離（メートル）	下方減衰（dB）	上方減衰（dB）	過度の減衰（dB/km）
1	4177	23.63	19.72	1.04
2	4190	27.33	23.27	1.10
5	4426	25.21	20.95	1.09
6	4077	26.81	23.02	1.06
7	3961	25.022	21.69	0.97
8	4479	24.98	21.15	0.99
9	4308	31.38	25.77	1.43
10	4451	26.23	22.90	0.88
11	4198	22.28	19.12	0.88
12	4475	25.61	22.75	0.77
13	4478	31.38	25.96	1.34
14	4735	24.43	21.77	0.69
15	4048	27.25	22.75	1.24
16	4178	23.22	21.41	0.56
17	4426	25.26	22.48	0.76
18	4307	27.4	23.98	0.92
19	4162	27.32	23.38	1.08
20	4043	24.12	20.7	0.98
22	4126	23.16	20.3	0.82
23	3890	26.48	23.48	0.9
25	4249	25.21	23.3	0.58
26	4786	24.09	20.45	0.89
27	4365	25.77	23.47	0.66
28	4367	26.29	24.24	0.6
29	4417	28.78	22.42	1.57
30	4761	23.76	21.54	0.6
31	4493	25.72	23.39	0.65
32	4587	27.9	21.48	1.53
33	4337	27.64	24.83	0.78

ODNリンクの減衰は長波長に対してより敏感である

1550nm/1310nm の波長の OTDR (使用した ODTR には 1490nm の波長がないため、代わりに 1550nm の波長を使用) を使用して光ファイバー リンクをテストしたところ、図 1550 に示すように、光ファイバー ケーブル接続部での 1310nm 波長の減衰が 2nm 波長の減衰よりも大幅に長いことがわかりました。

図2 例1 アクセスケーブルの後方散乱曲線

複数のジョイントを含む光ファイバー ケーブル セクションでは、図 3 に示すように、ほぼすべてのジョイントで同じ減衰現象が発生します。

図3 例2 アクセスケーブルの後方散乱曲線

既存の ODN リンクの減衰は波長に対する感度が大きく、波長が長くなると減衰が大きくなります。

減衰異常点のファイバー曲げ半径が著しく不十分である

ケーブル接合部における長波長による減衰の影響を受ける要因は何ですか?

光ファイバーのマクロ曲げ損失は長波長に敏感であることがわかっています。これは、ファイバーの曲げ半径が不十分なために発生する可能性があります。まず、図 4 に示すように、ケーブル ジョイント内の光ファイバーの巻き方を見てみましょう。

図4 ケーブル接合部におけるファイバーコアの保持

通信線路工事の施工および検収仕様によれば、G.652 ファイバーの予備半径は 30 mm 未満であってはなりません。しかし、ジョイント部の推定予備ファイバー半径はわずか 15 mm 程度です (図の矢印で示されています)。

他のファイバー巻き付けポイントにおける光ファイバーの曲げ半径を見てみましょう。ケーブルスプリッターボックスの終端を図 5 に示します。

図5: ファイバー分岐ボックスの端における光ファイバーの曲がり

光ファイバーケーブル接続箱の直接溶融トレイと融着統合モジュール内の光ファイバーの曲げ状況を図6に示します。

図6: ケーブルクロスキャビネット内の光ファイバの曲がり

ODNリンク全体において、光ファイバーケーブルに関わるすべての領域で、ファイバーの曲げ半径が仕様要件を満たさないという状況がよく見られます。主な原因は、施工プロセス中に光ファイバーの残りの長さを制御することが難しいことです。ファイバーボックスにいくつかの標準ループを巻き付けた後、光ファイバーの残りの長さは小さなループでしか巻き付けることができません。

追加損失テスト G.小さな曲げ半径の652Dファイバー

光ファイバーの曲げ半径が標準値以下の場合、波長によって追加損失にどのような違いがありますか?

G.652D 光ファイバーを異なる半径のシリンダーに巻き付け、図 7 に示すようにテストサイトで特定のテストを実施しました。 

図7 異なるファイバー曲げ半径でのG.652Dファイバーの追加損失テスト

直径40mm、30mm、20mmの円筒形を選択し、光ファイバをそれぞれ10回、20回、40回巻き付けます。追加損失テストの結果を表2に示します。

光ファイバー巻線数（巻）	テスト波長 (nm)	巻き半径（mm）
		20	15	10
10	1490	0.01	0.29	1.92
	1310	0.00	0.00	0.08
20	1490	0.02	0.84	5.22
	1310	0.00	0.04	0.37
40	1490	0.04	2.09	11.99
	1310	0.00	0.14	0.96

上記の表から、G.652D ファイバーの曲率半径が 15mm 未満の場合は、長波長での追加損失がより顕著になることがわかります。曲げ半径が小さいほど、コイルの数が多くなり、追加損失が大きくなります。

結論と提案

ファイバーのマクロ曲げ損失は長波長に敏感であるため、ODNダウンリンク減衰が正常値を大幅に超える場合、通常はファイバーの曲げ半径が仕様要件を満たしていないことが原因です。xG-PONを適用すると、ODNのダウンストリームは1577nmのより長い波長を使用し、ファイバーのマクロ曲げ損失が大きくなります。ファイバーの曲げ半径が不十分な場合、xG-PONの適用が制限される可能性があります。

光ファイバー接続部で規制要件を満たすために光ファイバーの余分な長さを巻き取ることが難しいため、低コストで低品質のアクセス ネットワーク プロジェクトでは、ファイバーの曲げ半径が不十分であるという問題を解消することが困難です。そのため、Lao Dingtou は次のことを提案しています。

（１）アクセスネットワークプロジェクトの完了時に、ダウンリンクとアップリンクの両方の対応する波長を使用してODNリンクの減衰テストを実施する必要がある。アップリンクの減衰は、ダウンリンクの減衰よりも少なくとも1dB/km高くなければならない。

（２）現在、G.2A657光ファイバとG.2D光ファイバの価格はほぼ同じであり、すべての有線アクセスネットワークケーブル回線はG.652A657光ファイバを使用する必要があります。

オリジナルリンク：

不十分なファイバー曲げ半径がODNリンク減衰に与える影響 - Yingda