อุปกรณ์ Optical Line Terminal (OLT) แกนหลักของเครือข่ายการเข้าถึงแบบออปติก

การจัดการงบประมาณกำลังส่งสัญญาณแสงของ OLT ถือเป็นพื้นฐานสำคัญของการดำเนินงานเครือข่ายแสงแบบพาสซีฟ (PON) ที่เชื่อถือได้ เพื่อให้สัญญาณแสงสามารถเดินทางผ่านเครือข่ายได้ด้วยความเข้มข้นเพียงพอในการรักษาความสมบูรณ์ของข้อมูลระหว่างเทอร์มินัลสายแสง (OLT) และหน่วยเครือข่ายแสง (ONUs) งบประมาณกำลังส่งสัญญาณแสงแสดงถึงการสูญเสียสัญญาณสูงสุดที่ยอมรับได้ระหว่างพอร์ตส่งของ OLT และพอร์ตรับของ ONU คำนวณจากความแตกต่างระหว่างกำลังส่งขั้นต่ำของ OLT และความไวในการรับขั้นต่ำของ ONU รวมกับค่าเผื่อความปลอดภัยเพื่อชดเชยการสูญเสียที่เปลี่ยนแปลงได้ การจัดการงบประมาณนี้อย่างมีประสิทธิภาพมีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครือข่าย การขยายระยะการให้บริการ และการลดเวลาหยุดทำงาน ส่วนประกอบหลักที่มีผลต่องบประมาณกำลังส่ง ได้แก่ การสูญเสียของสายไฟเบอร์ออปติก การสูญเสียจากจุดเชื่อมต่อและตัวแยกสัญญาณ รวมถึงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และแรงกดดันทางกายภาพที่กระทำต่อไฟเบอร์ การสูญเสียของไฟเบอร์ออปติก ซึ่งมักวัดเป็นเดซิเบลต่อกิโลเมตร (dB/km) จะแตกต่างกันไปตามประเภทของไฟเบอร์ ไฟเบอร์แบบ single mode (SMF) ที่ใช้ใน PON มีการสูญเสียต่ำกว่า (ประมาณ 0.2 dB/km ที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร และ 0.18 dB/km ที่ 1550 นาโนเมตร) เมื่อเทียบกับไฟเบอร์แบบ multi mode จึงเหมาะสำหรับการส่งข้อมูลระยะไกล แต่ละจุดเชื่อมต่อหรือจุดต่อ splice จะเพิ่มการสูญเสียเพิ่มเติม—ตัวต่อแบบกลไกอาจเพิ่มการสูญเสีย 0.1–0.3 dB ในขณะที่การต่อแบบ fusion splice มีการสูญเสียต่ำกว่า (0.05–0.1 dB) ตัวแยกสัญญาณ ซึ่งทำหน้าที่แบ่งสัญญาณแสงให้กับ ONU หลายตัว มีส่วนทำให้เกิดการสูญเสียอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ตัวแยกสัญญาณแบบ 1:32 อาจทำให้เกิดการสูญเสียประมาณ 16 dB การจัดการงบประมาณกำลังส่งของ OLT เริ่มต้นด้วยการคำนวณที่แม่นยำในระหว่างการออกแบบเครือข่าย วิศวกรต้องคำนึงถึงการสูญเสียทั้งหมด: ความยาวสายรวมคูณกับค่าการสูญเสีย จำนวนจุด splice และตัวเชื่อมต่อคูณกับค่าการสูญเสียของแต่ละตัว และการสูญเสียจากตัวแยกสัญญาณตามอัตราส่วนการแบ่งสัญญาณ ค่าเผื่อความปลอดภัยประมาณ 3–5 dB จะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อรองรับการเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ในอนาคต การขยายเครือข่ายเพิ่มเติม หรือการสูญเสียที่ไม่คาดคิดจากการดัดโค้งหรือการเสื่อมสภาพของไฟเบอร์ ตัวอย่างเช่น ระบบ GPON (Gigabit PON) ทั่วไปอาจมีกำลังส่งของ OLT อยู่ระหว่าง +2 ถึง +7 dBm และความไวในการรับของ ONU อยู่ที่ 27 dBm ซึ่งจะให้ทฤษฎีงบประมาณที่ 29–34 dB แต่เมื่อหักค่าเผื่อความปลอดภัย 3 dB และการสูญเสียจากตัวแยกสัญญาณ 1:32 (16 dB) ไฟเบอร์ SMF 10 กิโลเมตร (2 dB) และตัวเชื่อมต่อ 5 ตัว (1 dB รวมกัน) งบประมาณที่เหลือจะเพียงพอสำหรับการดำเนินงานที่เชื่อถือได้ การจัดการแบบไดนามิกก็มีความสำคัญไม่แพ้กันในเครือข่ายที่ใช้งานแล้ว OLT ที่มีความสามารถในการตรวจสอบกำลังส่งและรับสัญญาณอย่างต่อเนื่อง ช่วยให้ผู้ดำเนินการสามารถตรวจจับความผิดปกติ เช่น การเพิ่มขึ้นของการสูญเสียจากจุด splice เสียหาย หรือตัวเชื่อมต่อไม่ตรงแนว ฟีเจอร์ปรับกำลังส่งอัตโนมัติใน OLT รุ่นใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพกำลังส่งเพื่อชดเชยการสูญเสียเล็กน้อย ขยายระยะการใช้งานของงบประมาณ นอกจากนี้ การทดสอบเป็นระยะๆ โดยใช้เครื่องวัด optical time domain reflectometer (OTDR) ช่วยระบุจุดที่เกิดการสูญเสีย เพื่อให้สามารถบำรุงรักษาได้ล่วงหน้า ความท้าทายในการจัดการงบประมาณกำลังส่ง ได้แก่ การสมดุลระหว่างระยะการให้บริการและความจุ อัตราการแบ่งสัญญาณที่สูงขึ้น (เช่น 1:64) จะเพิ่มการสูญเสีย ทำให้ระยะการส่งสัญญาณสูงสุดลดลง ในขณะที่อัตราการแบ่งต่ำกว่า (เช่น 1:8) รักษางบประมาณไว้มากกว่าสำหรับระยะทางไกล แต่จำกัดจำนวน ONU ที่เชื่อมต่อได้ ผู้ดำเนินการเครือข่ายยังต้องคำนึงถึงการสูญเสียเฉพาะตามความยาวคลื่น เนื่องจาก PON ใช้ความยาวคลื่นต่างกันสำหรับการส่งข้อมูลขาขึ้น (1310 nm) และขาลง (1550 nm) ซึ่งแต่ละความยาวคลื่นมีลักษณะการสูญเสียที่แตกต่างกัน อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงสามารถส่งผลต่อการสูญเสียของไฟเบอร์และประสิทธิภาพของตัวแยกสัญญาณ โดยการสูญเสียจะเพิ่มขึ้นในสภาพอากาศร้อนจัดหรือเย็นจัด จึงจำเป็นต้องออกแบบให้ตัวแยกสัญญาณสามารถชดเชยอุณหภูมิได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การจัดการงบประมาณกำลังส่งของ OLT อย่างมีประสิทธิภาพส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการให้บริการ ช่วยเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลได้สูงขึ้น รองรับ ONU ต่อ OLT ได้มากขึ้น และรับประกันการเชื่อมต่อที่สม่ำเสมอสำหรับบริการต่างๆ เช่น อินเทอร์เน็ตความเร็วสูง IPTV และ VoIP โดยการรวมการคำนวณการออกแบบที่แม่นยำ การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ และการบำรุงรักษาเชิงรุก ผู้ดำเนินการสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของงบประมาณกำลังส่ง ลดต้นทุนการดำเนินงาน และเพิ่มความน่าเชื่อถือโดยรวมของเครือข่าย PON ได้