FTTH などのブロードバンド光ファイバーアクセス プロジェクトの設計では、アプリケーション システムの対応する波長に基づいて、ODN 光ファイバー リンクの全減衰を計算する必要があります。これは、一方ではシステムの光パワー バジェット要件が満たされているかどうかを検証し、他方では、プロジェクト承認の参照指標として機能します。
ODN 光ファイバー リンクの全減衰とは、OLT から ONU までの光ファイバー リンクの S/R 参照ポイントと R/S 参照ポイント間の減衰を指します。ODN 光ファイバー リンク減衰の一般的な参照モデルを図 1 に示します。これには通常、ファイバーと固定接続の減衰 Af、光スプリッターの挿入損失 As、アクティブ接続の挿入損失 Ac、および追加損失 Aa が含まれます。
設計では、ODN 光ファイバリンクの減衰量の計算には、最悪値計算方式を採用する必要があります。つまり、関連指標は、実際の標準指標 (一流メーカーの対応する製品指標の平均値) ではなく、標準、仕様、入札文書の技術指標を使用する必要があります。たとえば、関連標準では、アクティブ接続の減衰指標は 0.5dB/個 (同じモデルの任意の 2 つのコネクタが相互接続されています) であり、一流メーカーの製品の標準指標は通常 0.25dB/個を超えません。計算するときは、0.5dB/個とする必要があります。
光ファイバー減衰および固定接続減衰 Af には、光ファイバー減衰および固定接続減衰が含まれます。
ファイバ減衰量 = ファイバ減衰係数 (dB/km) x ファイバ長 (km)。光ファイバの減衰係数は、システムで使用される波長に関係します。GPON および XG-PON のアップストリームおよびダウンストリーム波長における光ファイバの減衰係数の標準値を図 2 に示します。
固定接続は、機械式ジョイント（コールドジョイント）と融着ジョイントを含む可動接続に関連しています。図3に示すように、機械式終端は主にドロップケーブルの現場終端で使用されます。現場溶接の安定性は低く、ポータブル融着接続機の普及に伴い、徐々に融着終端方法に置き換えられてきました。
固定光ファイバー接続の平均減衰指数を表 1 に示します。
| スプライシング方法 | 減衰量（dB/個） | |
| 単繊維 | リボンファイバー | |
| 融合接合 | 0.06 | 0.12 |
| コールドスプライシング | 0.10 | – |
ODNでは、光ファイバリンク全体に光ファイバコネクタがいくつ含まれているかを把握することが難しい場合が多く、光ファイバ融着接続による減衰が光ファイバリンク全体の減衰に占める割合はごくわずかです。そのため、計算時には、光ファイバの減衰と融着接続による減衰を組み合わせて計算を簡素化することがよくあります。光ファイバと融着接続の1キロメートルあたりの減衰量の基準値を表2に示します。リンクに単芯コネクタと光ファイバリボンコネクタの両方がある場合は、単芯接続と光ファイバリボン接続の平均値を採用します。
| 波長 (nm) | ファイバー融着接続減衰量 (dB) | |
| 単繊維接合 | リボンファイバー接合 | |
| 1270 | 0.43 | 0.45 |
| 1310 | 0.38 | 0.40 |
| 1490 | 0.26 | 0.28 |
| 1550/1557 | 0.24 | 0.26 |
光ファイバと固定接続の減衰量 Af は、表 2 の基準値に光ファイバリンクの長さを乗じて計算できます。リンクにコールド接続が含まれる場合、コールド接続減衰量は接続ごとに 0.1dB で個別に計算できます。
ODNでは、等比分光スプリッターが主に使用されます。接続方法の違いにより、等比スプリッターは主に鋼管型（ブロックレス型）、ボックスモジュール型、プラグイン型（LGXカセット）の3種類に分けられます（図4参照）。ボックス型スプリッターは主に光ケーブル接続箱で使用され、パッチ型スプリッターは主に光ケーブルスプリッター箱で使用されます。
図4: 比例分割機能を備えた光スプリッタ（バランス型スプリッタ）
スプリッタの分岐比が 1 レベル増加するごとに、挿入損失は約 3dB 増加します。同じ分岐比のスプリッタの場合、表 3 に示すように、プラグイン型スプリッタの挿入損失はボックス型スプリッタよりも約 0.2dB 大きくなります。
| 分割比率 | 挿入損失 (dB) | |
| Absモジュール | LGXモジュール | |
| 1×2 | 4.2 | 4.4 |
| 1×4 | 7.8 | 8.0 |
| 1×8 | 10.9 | 11.1 |
| 1×16 | 13.9 | 14.1 |
| 1×32 | 17.2 | 17.4 |
| 1×64 | 20.9 | 21.2 |
しかし、FTTR、田舎、建物内などのシナリオでは、不等比分割の適用も増加しています。図 5 は、特定の建物シナリオにおける不等比分割による ODN 光ファイバー リンクの減衰の参照モデルを示しています。
不等比光スプリッタの主なモデルは 1×5 と 1×9 です。1×5 スプリッタには 1 つのカスケード ポートと 4 つの分岐ポートが含まれ、1×9 スプリッタには 1 つのカスケード ポートと 8 つの分岐ポートが含まれます。1×5 および 1×9 スプリッタの挿入損失の基準値を表 4 に示します。
| PLC分割比 | 挿入損失 (dB) | |
| カスケードポート | ブランチポート | |
| 1×5 | 1.8 | 15.7 |
| 1×9 | 2.4 | 16.3 |
ODN光ファイバーリンクでは、アクティブ接続は通常、ODF、バックボーン光スイッチ、および光スプリッターで使用されます。アクティブ接続の挿入損失は、接続ごとに0.5dBで計算されます。新品のアクティブコネクタの挿入損失は通常0.25dB/個を超えませんが、使用時間の増加、端面の汚れなどにより、挿入損失はある程度増加します。0.5dB/個で計算すると、過剰なリンク減衰は発生しません。
OLT、ONU、ODN もアクティブ接続を使用しますが、このアクティブ接続は S/R 参照ポイントと R/S 参照ポイントの間には含まれず、ODN 光ファイバー リンクには属しません。
通常、各光スプリッタには、ファイバーリンクへの 2 つのアクティブ接続があります。ただし、YD 2000.1-2014 のスプリッタ挿入損失のテスト原則によると、図 6 に示すように、光スプリッタの挿入損失値にはすでに 1 つのアクティブ接続の挿入損失が含まれています。したがって、Ac を計算するときは、各スプリッタに必要なアクティブ接続は 1 つだけです。
ODNでは、非標準的な構造と設置、および光ケーブルの入口セクションでの終端にG.652テールファイバーを使用しているため、ODNリンクで大きなマクロ曲げ損失が発生することがよくあります（記事を参照）。 「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」そして「G.657A2とG.652Dの違いは何ですか？」。例えば、ある都市のいくつかの家庭用光ケーブルのダウンリンク減衰テスト結果を図 7 に示します (図の各点は異なるユーザーを表します)。XG-PON ユーザーの平均減衰は 2.85dB と高く、GPON ユーザーの平均減衰も 1.98dB です。
追加のマクロ曲げ損失は主に非標準の建設と非標準の設置およびメンテナンスによって引き起こされますが、オペレータがこの問題を解決するための効果的な対策を講じることは困難です。そのため、ODN のマクロ曲げ損失によって引き起こされる追加損失は長期間存在することになります。追加損失 Aa は、表 5 を参照して決定できます。
| 中心波長(nm) | 追加損失Aa（dB） |
| 1270 | 0 |
| 1310 | 0 |
| 1490 | 1.0 |
| 1577 | 2.0 |
ODN 光ファイバーリンクの追加損失は主に入口セクションで発生します。ODN 光ファイバーリンクに入口セクションの光ケーブルラインが含まれていない場合、追加損失は記録されません。
上記の計算方法と関連する参照指標によれば、図 1 に示す比例分割と図 5 に示す不等分割の ODN ファイバー リンクの全減衰を計算できます。ODN リンクの長さが 5.0 km で、総分岐比が 1:64 の場合、GPON ダウンリンク ODN リンクの全減衰の計算を表 6 に示します。
| アイテム | 計算方法 | 計算結果（dB） | ||
| バランスのとれた分割 | 不均衡な分割 | |||
| アフ | 0.26dB/km×5.0km | 1.3 | 1.2 | |
| として | バランスのとれた | 10.9+11.1 | 22.0 | |
| 不均衡 | 4.2+2.4*2+16.3 | 25.3 | ||
| アク | バランスのとれた | 0.5×6 | 3.0 | |
| 不均衡 | 0.5×4 | 2 | ||
| ああ | 1.0 | 1.0 | ||
| プロセス全体にわたるリンク減衰 | 27.3 | 29.5 | ||
不等比光スプリッタを使用する場合、不等比スプリッタの分岐ポートの挿入損失は、同じ分岐数の等比スプリッタの挿入損失よりも 5.0dB 以上大きいことに注意してください。ODN フルリンク減衰を計算する場合、R/S ポイントは通常、リンクの遠端にある不等比スプリッタの最終段に接続された ONU で取得されます。
ODN光ファイバーリンクの減衰には最悪シナリオの計算方法を使用しているため、計算結果は測定値よりわずかに大きくなります。完了テスト中に、光ファイバーリンクの測定された減衰値が計算結果より大きい場合は、不合格と判断する必要があります。
FTTH などのブロードバンド光ファイバーアクセス プロジェクトの設計では、アプリケーション システムの対応する波長に基づいて、ODN 光ファイバー リンクの全減衰を計算する必要があります。これは、一方ではシステムの光パワー バジェット要件が満たされているかどうかを検証し、他方では、プロジェクト承認の参照指標として機能します。
ODN 光ファイバー リンクの全減衰とは、OLT から ONU までの光ファイバー リンクの S/R 参照ポイントと R/S 参照ポイント間の減衰を指します。ODN 光ファイバー リンク減衰の一般的な参照モデルを図 1 に示します。これには通常、ファイバーと固定接続の減衰 Af、光スプリッターの挿入損失 As、アクティブ接続の挿入損失 Ac、および追加損失 Aa が含まれます。
設計では、ODN 光ファイバリンクの減衰量の計算には、最悪値計算方式を採用する必要があります。つまり、関連指標は、実際の標準指標 (一流メーカーの対応する製品指標の平均値) ではなく、標準、仕様、入札文書の技術指標を使用する必要があります。たとえば、関連標準では、アクティブ接続の減衰指標は 0.5dB/個 (同じモデルの任意の 2 つのコネクタが相互接続されています) であり、一流メーカーの製品の標準指標は通常 0.25dB/個を超えません。計算するときは、0.5dB/個とする必要があります。
光ファイバー減衰および固定接続減衰 Af には、光ファイバー減衰および固定接続減衰が含まれます。
ファイバ減衰量 = ファイバ減衰係数 (dB/km) x ファイバ長 (km)。光ファイバの減衰係数は、システムで使用される波長に関係します。GPON および XG-PON のアップストリームおよびダウンストリーム波長における光ファイバの減衰係数の標準値を図 2 に示します。
固定接続は、機械式ジョイント（コールドジョイント）と融着ジョイントを含む可動接続に関連しています。図3に示すように、機械式終端は主にドロップケーブルの現場終端で使用されます。現場溶接の安定性は低く、ポータブル融着接続機の普及に伴い、徐々に融着終端方法に置き換えられてきました。
固定光ファイバー接続の平均減衰指数を表 1 に示します。
| スプライシング方法 | 減衰量（dB/個） | |
| 単繊維 | リボンファイバー | |
| 融合接合 | 0.06 | 0.12 |
| コールドスプライシング | 0.10 | – |
ODNでは、光ファイバリンク全体に光ファイバコネクタがいくつ含まれているかを把握することが難しい場合が多く、光ファイバ融着接続による減衰が光ファイバリンク全体の減衰に占める割合はごくわずかです。そのため、計算時には、光ファイバの減衰と融着接続による減衰を組み合わせて計算を簡素化することがよくあります。光ファイバと融着接続の1キロメートルあたりの減衰量の基準値を表2に示します。リンクに単芯コネクタと光ファイバリボンコネクタの両方がある場合は、単芯接続と光ファイバリボン接続の平均値を採用します。
| 波長 (nm) | ファイバー融着接続減衰量 (dB) | |
| 単繊維接合 | リボンファイバー接合 | |
| 1270 | 0.43 | 0.45 |
| 1310 | 0.38 | 0.40 |
| 1490 | 0.26 | 0.28 |
| 1550/1557 | 0.24 | 0.26 |
光ファイバと固定接続の減衰量 Af は、表 2 の基準値に光ファイバリンクの長さを乗じて計算できます。リンクにコールド接続が含まれる場合、コールド接続減衰量は接続ごとに 0.1dB で個別に計算できます。
ODNでは、等比分光スプリッターが主に使用されます。接続方法の違いにより、等比スプリッターは主に鋼管型（ブロックレス型）、ボックスモジュール型、プラグイン型（LGXカセット）の3種類に分けられます（図4参照）。ボックス型スプリッターは主に光ケーブル接続箱で使用され、パッチ型スプリッターは主に光ケーブルスプリッター箱で使用されます。
図4: 比例分割機能を備えた光スプリッタ（バランス型スプリッタ）
スプリッタの分岐比が 1 レベル増加するごとに、挿入損失は約 3dB 増加します。同じ分岐比のスプリッタの場合、表 3 に示すように、プラグイン型スプリッタの挿入損失はボックス型スプリッタよりも約 0.2dB 大きくなります。
| 分割比率 | 挿入損失 (dB) | |
| Absモジュール | LGXモジュール | |
| 1×2 | 4.2 | 4.4 |
| 1×4 | 7.8 | 8.0 |
| 1×8 | 10.9 | 11.1 |
| 1×16 | 13.9 | 14.1 |
| 1×32 | 17.2 | 17.4 |
| 1×64 | 20.9 | 21.2 |
しかし、FTTR、田舎、建物内などのシナリオでは、不等比分割の適用も増加しています。図 5 は、特定の建物シナリオにおける不等比分割による ODN 光ファイバー リンクの減衰の参照モデルを示しています。
不等比光スプリッタの主なモデルは 1×5 と 1×9 です。1×5 スプリッタには 1 つのカスケード ポートと 4 つの分岐ポートが含まれ、1×9 スプリッタには 1 つのカスケード ポートと 8 つの分岐ポートが含まれます。1×5 および 1×9 スプリッタの挿入損失の基準値を表 4 に示します。
| PLC分割比 | 挿入損失 (dB) | |
| カスケードポート | ブランチポート | |
| 1×5 | 1.8 | 15.7 |
| 1×9 | 2.4 | 16.3 |
ODN光ファイバーリンクでは、アクティブ接続は通常、ODF、バックボーン光スイッチ、および光スプリッターで使用されます。アクティブ接続の挿入損失は、接続ごとに0.5dBで計算されます。新品のアクティブコネクタの挿入損失は通常0.25dB/個を超えませんが、使用時間の増加、端面の汚れなどにより、挿入損失はある程度増加します。0.5dB/個で計算すると、過剰なリンク減衰は発生しません。
OLT、ONU、ODN もアクティブ接続を使用しますが、このアクティブ接続は S/R 参照ポイントと R/S 参照ポイントの間には含まれず、ODN 光ファイバー リンクには属しません。
通常、各光スプリッタには、ファイバーリンクへの 2 つのアクティブ接続があります。ただし、YD 2000.1-2014 のスプリッタ挿入損失のテスト原則によると、図 6 に示すように、光スプリッタの挿入損失値にはすでに 1 つのアクティブ接続の挿入損失が含まれています。したがって、Ac を計算するときは、各スプリッタに必要なアクティブ接続は 1 つだけです。
ODNでは、非標準的な構造と設置、および光ケーブルの入口セクションでの終端にG.652テールファイバーを使用しているため、ODNリンクで大きなマクロ曲げ損失が発生することがよくあります（記事を参照）。 「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」そして「G.657A2とG.652Dの違いは何ですか？」。例えば、ある都市のいくつかの家庭用光ケーブルのダウンリンク減衰テスト結果を図 7 に示します (図の各点は異なるユーザーを表します)。XG-PON ユーザーの平均減衰は 2.85dB と高く、GPON ユーザーの平均減衰も 1.98dB です。
追加のマクロ曲げ損失は主に非標準の建設と非標準の設置およびメンテナンスによって引き起こされますが、オペレータがこの問題を解決するための効果的な対策を講じることは困難です。そのため、ODN のマクロ曲げ損失によって引き起こされる追加損失は長期間存在することになります。追加損失 Aa は、表 5 を参照して決定できます。
| 中心波長(nm) | 追加損失Aa（dB） |
| 1270 | 0 |
| 1310 | 0 |
| 1490 | 1.0 |
| 1577 | 2.0 |
ODN 光ファイバーリンクの追加損失は主に入口セクションで発生します。ODN 光ファイバーリンクに入口セクションの光ケーブルラインが含まれていない場合、追加損失は記録されません。
上記の計算方法と関連する参照指標によれば、図 1 に示す比例分割と図 5 に示す不等分割の ODN ファイバー リンクの全減衰を計算できます。ODN リンクの長さが 5.0 km で、総分岐比が 1:64 の場合、GPON ダウンリンク ODN リンクの全減衰の計算を表 6 に示します。
| アイテム | 計算方法 | 計算結果（dB） | ||
| バランスのとれた分割 | 不均衡な分割 | |||
| アフ | 0.26dB/km×5.0km | 1.3 | 1.2 | |
| として | バランスのとれた | 10.9+11.1 | 22.0 | |
| 不均衡 | 4.2+2.4*2+16.3 | 25.3 | ||
| アク | バランスのとれた | 0.5×6 | 3.0 | |
| 不均衡 | 0.5×4 | 2 | ||
| ああ | 1.0 | 1.0 | ||
| プロセス全体にわたるリンク減衰 | 27.3 | 29.5 | ||
不等比光スプリッタを使用する場合、不等比スプリッタの分岐ポートの挿入損失は、同じ分岐数の等比スプリッタの挿入損失よりも 5.0dB 以上大きいことに注意してください。ODN フルリンク減衰を計算する場合、R/S ポイントは通常、リンクの遠端にある不等比スプリッタの最終段に接続された ONU で取得されます。
ODN光ファイバーリンクの減衰には最悪シナリオの計算方法を使用しているため、計算結果は測定値よりわずかに大きくなります。完了テスト中に、光ファイバーリンクの測定された減衰値が計算結果より大きい場合は、不合格と判断する必要があります。
