Suy hao splitter (suy hao chia, splitting loss) là phần công suất quang bị chia sang các cổng ra của bộ chia quang. Giá trị lý thuyết là 10·log10(N) dB, khoảng 3 dB mỗi lần gấp đôi số cổng: 1:8 là 9,03 dB, 1:32 là 15,05 dB. Con số trên datasheet luôn cao hơn lý thuyết vì cộng hao phí chế tạo. Bài dành cho kỹ sư FTTH/GPON và nhà thầu cần số liệu tính quỹ công suất.

Suy hao splitter (suy hao chia, splitting loss) của bộ chia quang là gì?

Suy hao chia là phần công suất quang phân phối sang N cổng ra của splitter, tính theo công thức 10·log10(N) dB. Đây là mức hao tất yếu của việc chia ánh sáng, không phụ thuộc chất lượng chế tạo. Suy hao chèn (insertion loss) thực tế bằng suy hao chia cộng hao phí chế tạo (excess loss).

Ba con số hay bị lẫn khi tính tuyến: suy hao lý thuyết theo công thức, suy hao chèn tối đa ghi trên datasheet, và suy hao thực đo tại hiện trường. Khi thiết kế, quỹ công suất phải dùng con số tối đa trên datasheet, không dùng lý thuyết. Đặc tính truyền dẫn của linh kiện quang thụ động như splitter được đề cập trong khuyến nghị ITU-T G.671. Phần định nghĩa insertion loss ở mức tổng quát đã có trong bài insertion loss cáp quang.

Suy hao splitter theo tỉ lệ chia 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64 là bao nhiêu dB?

Suy hao chia lý thuyết của splitter 1:2 là 3,01 dB, tăng khoảng 3 dB mỗi lần gấp đôi số cổng, đến 18,06 dB ở 1:64. Giá trị ghi trên trang sản phẩm cassette ABS SC/APC của TCNET cao hơn lý thuyết, từ 3,6 dB (1×2) đến 21,0 dB (1×64).

Bộ chia quang 1x2 đầu SC/APC xanh lá, một cổng vào và hai cổng ra

Tỉ lệ chia	Lý thuyết 10·log10(N), dB	Suy hao chèn ghi trên trang sản phẩm TCNET, dB
1:2	3,01	3,6
1:4	6,02	7,0
1:8	9,03	10,5
1:16	12,04	14,0
1:32	15,05	17,5
1:64	18,06	21,0

Cột lý thuyết là kết quả tính theo công thức, không phải số chuẩn. Cột thứ ba lấy từ trang sản phẩm bộ chia quang cassette ABS 1×64 SC/APC, nơi chỉ nói rõ “tối đa 21,0 dB mỗi cổng” cho tỉ lệ 1×64; các tỉ lệ còn lại trang không ghi là tối đa hay điển hình. Vì vậy cột này được gọi chung là suy hao chèn ghi trên trang sản phẩm, và giá trị chính xác cần đối chiếu datasheet của từng lô hàng.

Khi tính suy hao splitter 1:8 hay 1:32 cho một tuyến cụ thể, hãy lấy giá trị ở cột thứ ba (hoặc datasheet hãng) làm căn cứ thiết kế, còn cột lý thuyết dùng để kiểm tra nhanh xem datasheet có hợp lý không. Chênh lệch khoảng 0,6-2,9 dB giữa hai cột ở bảng trên là phần hao phí chế tạo.

Tỉ lệ chia không đều (FBT, 90:10, 70:30) hao thế nào?

Với splitter không đối xứng, suy hao mỗi nhánh tính bằng 10·log10(tỉ lệ công suất của nhánh đó). Nhánh nhận 90% công suất hao 0,46 dB, nhánh nhận 10% hao 10 dB. Loại này thường dùng làm điểm lấy mẫu giám sát (tap) hoặc trong mạng CATV.

Tỉ lệ nhánh	Công suất nhánh	Suy hao, dB
90:10	90%	0,46
90:10	10%	10,00
70:30	70%	1,55
70:30	30%	5,23
50:50	50%	3,01

Ví dụ: lấy mẫu 10% công suất từ tuyến để đưa vào thiết bị giám sát thì nhánh chính chỉ mất 0,46 dB, nhưng nhánh giám sát mất 10 dB nên thiết bị đo phải đủ nhạy. Các số trong bảng là kết quả tính theo công thức, chưa gồm hao phí chế tạo của từng thiết bị cụ thể. Cấu tạo các loại splitter được so sánh ở bài các loại bộ chia quang.

Tiêu chuẩn nào quy định suy hao và thông số của splitter?

Theo trang sản phẩm cassette 1×64 của TCNET, splitter đối chiếu bốn tài liệu: ITU-T G.671, IEC 61753-1, Telcordia GR-1209-CORE và GR-1221-CORE. Các tài liệu này quy định đặc tính linh kiện, phân cấp hiệu năng và độ tin cậy; bài không khẳng định tài liệu nào đặt ngưỡng dB cụ thể cho từng tỉ lệ chia.

Chuẩn	Phạm vi	Thông số liên quan
ITU-T G.671	Đặc tính truyền dẫn của linh kiện quang thụ động	Suy hao chèn, đặc tính theo bước sóng
IEC 61753-1	Phân cấp hiệu năng của linh kiện quang thụ động	Mức hiệu năng của linh kiện
Telcordia GR-1209-CORE	Yêu cầu chung cho linh kiện quang thụ động	Yêu cầu chung
Telcordia GR-1221-CORE	Độ tin cậy của linh kiện quang thụ động	Độ bền, độ tin cậy

Các thông số trên cùng trang sản phẩm cassette 1×64: suy hao chèn (insertion loss, IL) tối đa 21,0 dB; độ đồng đều (uniformity, chênh lệch suy hao giữa các cổng ra) ≤ 1,0 dB; suy hao phụ thuộc phân cực (PDL, polarization dependent loss) ≤ 0,3 dB; suy hao phản xạ (return loss) ≥ 50 dB với đầu UPC và ≥ 60 dB với đầu APC; dải bước sóng 1260-1650 nm (gồm 1310, 1490 và 1550 nm); sợi G.652.D; nhiệt độ vận hành -40 đến +85 °C. Đây là số liệu của một sản phẩm cụ thể, chưa phải ngưỡng chung của cả ngành. Các mã splitter khác của TCNET có trong danh mục bộ chia quang splitter.

Tính suy hao splitter trong quỹ công suất tuyến GPON như thế nào?

Tuyến GPON đạt khi tổng suy hao thực tế, gồm splitter, sợi, đầu nối và mối hàn, nhỏ hơn suy hao cho phép của lớp ODN. Theo ITU-T G.984.2 (đối chiếu qua Wikipedia “GPON”), ODN lớp B+ cho phép 13-28 dB và lớp C+ cho phép 17-32 dB.

Hộp quang thuê bao nhỏ gắn tường trong nhà, dây cáp quang thuê bao đi vào gọn

Công nghệ GPON và thế hệ XGS-PON khác nhau ở nhiều điểm, xem bài so sánh GPON và XGS-PON nếu đang chọn công nghệ cho tuyến.

Ví dụ tính cho tuyến một tầng 1:32 (số liệu sợi và mối hàn là giả định minh họa, không phải số chuẩn):

Hạng mục	Giả định / nguồn	Suy hao, dB
Splitter 1:32	Theo trang sản phẩm TCNET (lý thuyết là 15,05)	17,5
Sợi G.652.D dài 10 km	Giả định 10 km; 0,36 dB/km tại 1310 nm là mức tối đa trên datasheet hãng cáp, không phải trích ITU-T	3,6
4 mối hàn	Giả định 4 mối, mỗi mối 0,1 dB	0,4
Tổng		21,5

Tổng 21,5 dB nằm trong giới hạn 28 dB của lớp B+. Khi thiết kế thật, thay giả định bằng chiều dài tuyến, số mối hàn và đầu nối thực tế. Nếu chia hai tầng, ví dụ 1:4 rồi 1:8, tổng suy hao xấp xỉ tổng từng tầng: 7,0 + 10,5 = 17,5 dB theo trang sản phẩm, tương đương một tầng 1:32, chưa tính thêm đầu nối giữa hai tầng.

Cách tính suy hao cho toàn tuyến được hướng dẫn ở bài cách tính suy hao trên tuyến cáp quang.

Chọn splitter theo suy hao: lưu ý gì khi mua?

Khi mua splitter, cần hỏi bốn điều trong datasheet: suy hao chèn tối đa (không phải giá trị điển hình), độ đồng đều giữa các cổng, loại đầu nối và dải bước sóng. Dải 1260-1650 nm phủ được cả 1310, 1490 và 1550 nm của hệ GPON.

IL tối đa: yêu cầu con số max theo từng tỉ lệ, dùng con số này để tính quỹ công suất.
Uniformity và PDL: uniformity ≤ 1,0 dB và PDL ≤ 0,3 dB là mức ghi trên trang cassette 1×64 của TCNET; sản phẩm khác cần đối chiếu riêng.
Loại đầu nối: SC/APC hay SC/UPC phải trùng với dây nhảy và adapter của tuyến. Cắm chéo APC với UPC làm hỏng mặt ferrule (đầu sứ của đầu nối) và gây suy hao lớn.
Dải bước sóng: 1260-1650 nm cho tuyến GPON dùng 1310 và 1490 nm.
Dạng lắp đặt: cassette hay dạng khác, chọn theo vị trí lắp đặt.

Chọn tỉ lệ chia theo số thuê bao và vị trí lắp được phân tích ở bài cách chọn bộ chia quang theo tỉ lệ và vị trí lắp đặt. Thao tác lắp đặt xem bài cách lắp đặt bộ chia quang splitter PLC.

Câu hỏi thường gặp

Splitter 1:8 hao bao nhiêu dB?

Lý thuyết là 9,03 dB theo công thức 10·log10(8). Giá trị suy hao chèn ghi trên trang sản phẩm cassette SC/APC của TCNET là 10,5 dB. Khi thiết kế, dùng con số tối đa trên datasheet của lô hàng thay vì giá trị lý thuyết.

Vì sao datasheet cao hơn con số lý thuyết?

Vì suy hao chèn thực tế gồm suy hao chia lý thuyết cộng hao phí chế tạo (excess loss), phát sinh trong quá trình chế tạo. Ở bảng trên, chênh lệch giữa hai cột nằm trong khoảng 0,6-2,9 dB tùy tỉ lệ chia.

Cascade 2 tầng splitter có tốn hơn 1 tầng cùng tỉ lệ không?

Về lý thuyết tổng bằng nhau: 1:4 rồi 1:8 cho 6,02 + 9,03 = 15,05 dB, đúng bằng 1:32. Thực tế hai tầng tốn thêm đầu nối hoặc mối hàn giữa các tầng và cộng hao phí chế tạo của cả hai bộ chia, nên tổng thường nhỉnh hơn.

Splitting loss có phụ thuộc bước sóng không?

Công thức 10·log10(N) không chứa bước sóng nên giá trị lý thuyết không đổi theo bước sóng. Suy hao thực đo của splitter được quy định trong cả dải làm việc, ví dụ 1260-1650 nm theo trang sản phẩm TCNET, nên cần xem datasheet để biết giá trị tại 1310, 1490 hoặc 1550 nm.

Đang tải đánh giá...