Iga kiudoptiline ühendus kaotab saatja ja vastuvõtja vahelise optilise võimsuse. Teadmine, kuidas seda kahjumit - arvutada ja võrrelda seda seadme võimsuseelarvega -, eristab usaldusväärselt töötavat linki lingist, mis reaalsetes -tingimustes ebaõnnestub. Selles juhendis kirjeldatakse kiudude kadude arvutamise valemit, samm-sammult--töödeldud näidet ja praktilisi kontrolle, mida kogenud insenerid kasutavad kõige levinumate eelarvevigade vältimiseks.
Mis on kiudude kadu ja miks see on oluline?
Kiudude kadu on optilise signaali võimsuse vähenemine, kui valgus liigub läbi fiiberoptilise lingi. Praktikas pärineb lingi kogukadu mitmest allikast: kiudkaabel ise, ühendatud pistikupaarid, ühenduskohad ja kõik passiivsed komponendid, näitekspoolitajadvõi sidurid teel.
Sageli näete seotud termineid, mida kasutatakse veidi erineval viisil.SumbumineTavaliselt viitab termin "kiu võimsuskadu" kiu pikkuseühiku kohta, väljendatuna ühikutes dB/km.Sisestuskaotuskirjeldab installitud lingi kaudu mõõdetud lõpp--otsa-kaod, sealhulgas kõik komponendid.Linki kadumineon kõigi kanali passiivsete kadude arvutatud või mõõdetud summa. Need eristused on olulised, sest nende segamine põhjustab eelarve koostamise vigu -, mida rõhutatakse mõlemas Corningikiudoptilise testimise juhised (LAN-1561-AEN)ja Fiber Optic Association'skahju eelarve viide. Sügavama võrdluse saamiseks vaadake meie juhenditsisestamise kadu vs tagasituleku kadu.
Toores kahjuarv iseenesest ütleb teile väga vähe. 3 dB näit võib olla täiesti vastuvõetav lühikese mitmerežiimilise ülikoolilinnaku lingi korral, kuid problemaatiline pika ühemoodilise magistraalvõrgu korral, mille rakenduspiirangud on ranged. Seetõttu hinnatakse kiu kadu alati kahe asja põhjal: lingi-kao eelarve (hinnanguline passiivne kogukadu) ja aktiivse seadme võimsuse eelarve (saatja väljundi ja vastuvõtja tundlikkuse erinevus).
Mis põhjustab kiudude kadu optilises lingis?
Neli peamist tegurit põhjustavad tüüpilise kiudkanali kadumist. Igaühe mõistmine aitab teil ennustamise asemel koostada täpse eelarve.
Kiudude sumbumine vahemaa tagant
Iga optiline kiud neelab ja hajutab levides veidi valgust. Sumbumiskoefitsient sõltub kiu tüübist ja lainepikkusest. Vastavalt standardile ANSI/TIA-568.3-D on planeerimise eesmärgil lubatud maksimaalsed sumbumise väärtused:
| Kiu tüüp | Lainepikkus | Maksimaalne sumbumine (dB/km) |
|---|---|---|
| 50/125 µm või 62,5/125 µm multirežiim | 850 nm | 3.5 |
| 50/125 µm või 62,5/125 µm multirežiim | 1300 nm | 1.5 |
| Ühemoodiline (sisekaabel) | 1310 nm / 1550 nm | 1.0 |
| Ühemoodiline (väliskaabel) | 1310 nm / 1550 nm | 0.5 |
Need on konservatiivse planeerimise maksimumid. Tootjad toodavad regulaarseltühemoodiline kiudsumbumisega tunduvalt alla 0,35 dB/km lainepikkusel 1310 nm ja alla 0,25 dB/km lainepikkusel 1550 nm. Kui teil on tegelik kaabli andmeleht, kasutage neid rangemaid väärtusi - standardvarud eksisteerivad halvima-juhtumi turvavõrguna, mitte parima hinnanguna.
Ühenduse paari kaotus
Kaotus tekib iga kord kaksfiiberoptilised pistikudpaaritatakse kokku. Eelarve koostamisel arvestate ühendatud konnektoripaare, mitte üksikuid pistikuotsi. Standard TIA-568.3-D seab maksimaalseks 0,75 dB paari kohta, kuid kvaliteetsed tehases poleeritud pistikud (tüüpi SC, LC, FC) saavutavad praktikas tavaliselt 0,3–0,5 dB paari kohta. See on kooskõlas Corningi soovitusega kasutada tegelikke pistikute spetsifikatsioone, mitte maksimaalset standardvaru, kui see on saadaval.
Lühikeste linkide puhul - öeldakse, et alla 500 meetri - pistiku kadu domineerib kogueelarves sageli rohkem kui kiusummutus. See on üks põhjus, miks pistikute kvaliteet japistiku tüübi valikruumide kaabeldus on väga oluline.
Splaissi kadu
Nii liitliited kui ka mehaanilised splaissid lisavad kadu. TIA-568.3-D maksimum on 0,3 dB ühenduskoha kohta. Südamiku õige joondusega liitliited saavutavad tavaliselt alla 0,1 dB, samas kui mehaanilised splaissid kipuvad langema vahemikku 0,2–0,5 dB. Kui koostate eelarves mitme ühenduspunktiga rajatisevälise marsruudi, lisanduvad need väikesed väärtused pikas perspektiivis kiiresti.
Painded, saastumine ja muud tegurid
Makro- ja mikropainded suurendavad sumbumist üle kaabli nimispetsifikatsiooni. Konnektori otspindade saastumine on üks levinumaid ootamatute kadude põhjusi väljal - FOA tuvastab määrdunud pistikud kui peamise testimistõrgete allika. Kaabli pingeline marsruut, halb kaablihaldus ja keskkonnastress võivad kõik mõõdetud kadu üle arvutada.
Mõned lingid sisaldavad ka passiivseid komponente, nagu optilised atenuaatorid, WDM-ühendused võiPLC jaoturid. Igal neist on oma täpsustatud sisestuskadu, mis tuleb eelarvesse lisada.
Kiudude kadumise arvutamise valem
Põhivalem lingi kogukao hindamiseks on lihtne:
Ühenduse kogukadu (dB)=(summutuskoefitsient × kiu pikkus) + (pistikupaaride arv × kadu paari kohta) + (liitmike arv × kaotus pleissi kohta) + muu passiivse komponendi kadu
See on sama struktuur, mida kasutatakse Corningislinkide kadumise eelarve kalkulaatorja FOA eelarvestamise metoodikas. Seejärel võrdlete seda kogusummat aktiivse seadme võimsuseelarvega:
Toiteeelarve (dB)=Saatja väljundvõimsus (dBm) – vastuvõtja tundlikkus (dBm)
Kasutusmarginaal (dB)=Toiteeelarve – lingi kogukadu
Positiivne tegevusmarginaal tähendab, et link peaks toimima. Ligikaudu 3 dB allapoole jäävat marginaali peetakse pikaajalise-töökindluse seisukohalt riskantseks, kuna saatjad vananevad, konnektorid koguvad saastet ning kaablite käsitsemisel või ümbersuunamisel võivad liitmikud laguneda. FOA soovitab säilitada vähemalt 3 dB marginaali, et võtta arvesse neid reaalseid -tegureid.
Üks oluline märkus:dBon suhteline ühik (väljendab suhet), samasdBmon absoluutne võimsustase (viide 1 mW). Nende kahe segi ajamine on üllatavalt levinud viga, mis muudab kogu võimsus-eelarve arvutuse kehtetuks isegi siis, kui kahjuhinnang ise on õige.
Kuidas arvutada kiudude kadu samm-sammult?
1. samm: dokumenteerige tegelikud lingi komponendid
Enne kalkulaatori avamist loetlege kanalis kõik: kiu tüüp, töölainepikkus, marsruudi kogupikkus (mitte ainult kaardi kaugus -, sealhulgas vertikaalsed jooksud, lõtvunud silmused ja marsruudi ümbersõidud), ühendatud konnektoripaaride arv, splaissimiste arv ja kõik passiivsed seadmed. Enamik eelarve koostamise vigu saab alguse siit, komponentide mittetäieliku loendusega.
2. samm: valige Loss Values
Kasutage komponendi tootja spetsifikatsioone, kui need on saadaval. Taastage TIA-568.3-D maksimumväärtused ainult siis, kui tegelikud tehnilised andmed pole teada. Nagu Fluke Networks oma ajakirjas märgibkahjueelarve arvutamise juhend, tagavad standardid minimaalse vastuvõetava jõudluse - tegelikud komponendid on tavaliselt paremad ja tootjaandmete kasutamine annab täpsema hinnangu.
3. samm: arvutage iga kahjukomponent
Korrutage sumbumiskoefitsient kiu pikkusega. Korrutage konnektoripaaride arv kaoga paari kohta. Korrutage splaissingu arv kaoga splaissi kohta. Lisage kõik passiivsete komponentide kaod. Summa kõik hinnangulise lingi kogukao jaoks.
4. samm: võrrelge energiaeelarvega
Leidke saatja väljundvõimsus ja vastuvõtja tundlikkus transiiveri andmelehelt. Need kaks numbrit on tavaliselt loetletud dBm-des. Erinevus on võimsuse eelarves. Kasutusmarginaali saamiseks lahutage voolueelarvest lingi kogukadu. Transiiveri spetsifikatsioonide kohta lisateabe saamiseks vaadake meie võrdlustühemoodiline SFP vs mitmerežiimiline SFP.
5. samm: veenduge, et marginaal on piisav
Positiivne marginaal on vajalik, kuid mitte alati piisav. Kui marginaal on alla 3 dB, on link tundlik komponentide vananemise, määrdunud otspindade, tulevaste remonditööde või temperatuuriga seotud sumbumise muutuste tõttu. Praktiliste juurutuste puhul lõpetavad insenerid, kes projekteerivad täpselt äärepealt, sageli rikete tõrkeotsingu aasta või kahe jooksul.
Töötatud näide: 10 km Singlemode Link 1310 nm juures
Mõelge välisele-tehase ühemoodilisele lingile, mis kulgeb 10 km lainepikkusel 1310 nm ja millel on kaks ühendatud konnektoripaari ja üks liitliide. TIA-568.3-D planeerimisväärtuste kasutamine väljaspool tehast ühemoodilise kaabli jaoks:
| Komponent | Count | Kahju ühiku kohta | Vahesumma (dB) |
|---|---|---|---|
| Kiudude sumbumine (OS2, 1310 nm) | 10 km | 0,5 dB/km | 5.0 |
| Paaritatud pistikupaarid | 2 | 0,75 dB/paar | 1.5 |
| Fusioonliitmik | 1 | 0,3 dB | 0.3 |
| Kogu hinnanguline lingi kadu | 6.8 |
Oletame nüüd, et transiiveri andmelehel on saatja väljund –15 dBm ja vastuvõtja tundlikkus –28 dBm:
Energiaeelarve=−15 − (−28) =13 dB
Töövaru=13 − 6.8 =6,2 dB
6,2 dB varuga läbib see link mugavalt. Isegi pärast 3 dB pikaajaliseks -kahjuseks reserveerimist on üle 3 dB vaba ruumi - piisavalt, et neelata tulevane splaissiparandus või konnektori vananemine, ilma et see langeks alla töökindlusläve.
Kui kasutaksite tegelikke kaabli spetsifikatsioone (näiteks 0,35 dB/km) ja tüüpilist pistikukadu (näiteks 0,5 dB/paar), langeks kogusumma umbes 4,8 dB-ni, mis annab veelgi suurema varu. Seetõttu on komponentide tegelike andmete kasutamine oluline - standardsed planeerimisväärtused on konservatiivsed.
Arvutatud kaotus vs mõõdetud kaotus: millal on igaühest piisav?
Arvutatud kahju on hinnanguline. See on kasulik projekteerimisel, tsiteerimisel, marsruudi võrdlemisel ja{1}}installieelsel valideerimisel. Kuid see ei ole sama mis välisertifikaat.
Paigaldatud linkide puhul on tööstusharu standardne lähenemisviis 1. astme testimine optilise kadude testimise komplektiga (OLTS), mis mõõdab kalibreeritud valgusallika ja võimsusmõõturi abil otse lingi sisestuskadu. Nii TIA-568.3-D standard kui ka Corningi testijuhised määratlevad OLTS-i testimise kui installitud kiudoptilise lingi toimivuse kõige täpsema iseloomustuse. Kui teil on vaja leida konkreetne tõrke - halb ühendus, kahjustatud pistik või tihe painutus, pakub optilise aja domeeni peegeldusmõõtur (OTDR) sündmuse tasemel üksikasju, mida OLTS ei suuda. Fluke Networks kirjeldab OTDR-i testimist kui2. taseme sertifikaat, mida soovitatakse koos OLTS-iga täieliku testimisstrateegia jaoks.
Kasutage arvutust, kui:kavandate uut marsruuti, võrdlete lingivalikuid või kontrollite, kas seadme võimsuse eelarve peaks olema piisav enne installimist.
Kasutage mõõtmist, kui:sertifitseerite installitud linki aktsepteerimiseks, ootamatute jõudlusprobleemide tõrkeotsinguks või kontrollimiseks, et mõõdetud kadu jääb arvutatud eelarvesse.
Praktikas on tavaline, et mõõdetud kadu erineb veidi arvutatud hinnangust. Kui mõõdetud kadu on eelarvest oluliselt suurem, tuleb kõigepealt kontrollida konnektori otsa-pinna saastumist, vale konnektoripaaride arvu ja ootamatuid kurve või kaablikahjustusi marsruudil.
Mis on vastuvõetav kiu kadu?
Pole ühest universaalset vastust - vastuvõetav kahju sõltub konkreetsest lingist ja sellel töötavast seadmest. Siiski on praktilisi juhiseid:
Link läbib kaoeelarve testi, kui kogu mõõdetud sisestamiskadu on selle konkreetse lingi arvutatud eelarve juures või sellest väiksem. Link läbib energiaeelarve testi, kui pärast kogukao lahutamist seadme võimsuseelarvest on endiselt positiivne tegevusmarginaal. Pikaajalise töökindluse tagamiseks on laialdaselt soovitatav kasutada vähemalt 3 dB minimaalset vastuvõtja tundlikkust kõrgemat töövaru.
Kiireks teabeks on TIA-568.3-D standardi tüüpilised planeerimissummutuse väärtused järgmised: mitmemoodiline kiud 850 nm juures ei tohiks ületada 3,5 dB/km; ühemoodiline väliskaabel 1310 nm juures ei tohiks ületada 0,5 dB/km; ja pistikupaar ei tohi kumbki ületada 0,75 dB. Kui teie mõõdetud väärtused komponendi kohta on nende piiride piires ja ühenduse kogukadu jääb piisava varuga alla võimsuse eelarve, on link üldiselt vastuvõetav.
Kust leida transiiveri andmelehel Tx-võimsust ja Rx-tundlikkust
Kaks numbrit, mida vajate võimsuseelarve arvutamiseks - saatja väljundvõimsus (Tx) ja vastuvõtja tundlikkus (Rx) -, on loetletud transiiveri mooduli andmelehel, tavaliselt tabelis "Optilised omadused" või "Saatja/vastuvõtja parameetrid". Otsige:
- Saatja väljundvõimsus (min/max):antud dBm-des. Kasutage halvimal juhul{1}}eelarve koostamiseks minimaalset väärtust.
- Vastuvõtja tundlikkus:antud dBm-des. See on nõrgim signaal, mida vastuvõtja suudab tuvastada, säilitades samal ajal nõutava bitivea määra.
- Vastuvõtja ülekoormus (või maksimaalne sisendvõimsus):tugevaim signaal, mida vastuvõtja suudab ilma vigadeta käsitleda. See on oluline väga lühikeste linkide puhul, kus kahju on minimaalne.
Toiteeelarve on minimaalse Tx väljundi ja Rx tundlikkuse vahe. Kui andmelehel on kirjas –8,2 dBm minimaalne Tx ja –14,4 dBm Rx tundlikkus, on võimsuse eelarve 6,2 dB -, jättes palju vähem ruumi lingi kadumiseks kui pika-katvusmooduli puhul, mille eelarve on 13 dB. Ühenduse kauguse jaoks õige transiiveri valimine on esimene samm toimiva eelarve poole. Laiema ülevaate saamiseks vaadake meie artiklittransiiverid vs transponderid.
Levinud kiukao arvutamise vead
Pistikute loendamine pistikupaaride asemel
Eelarvemeetodid loendavad ühendatud konnektoripaare - kaks omavahel ühendatud konnektorit - mitte eraldi otsad. Kui loendate kõik lahtised konnektoriotsad, siis üle- või alahinnate kahjumit, olenevalt sellest, kuidas rakendate ühiku -väärtust. Corningi testijuhised on selles küsimuses selged.
Ajab segamini dB ja dBm
dB on suhteline suhe. dBm on absoluutne võimsustase. Kui lahutate dBm väärtusest dBm väärtuse või võrdlete neid otse, on teie energiaeelarve tulemus mõttetu. Hoidke kadude väärtused dB-des ja võimsustasemed dBm-des ning ühendage need ainult õige valemi abil.
Standardsete maksimumide kasutamine, kui tegelikud andmed on saadaval
TIA planeerimise väärtused on halvima{0}}juhtumi varad, mitte tüüpilised väärtused. Kui teil on tootja kaabli ja pistiku spetsifikatsioonid, kasutage neid kitsamaid numbreid. Liigne-toetumine standardsetele maksimumidele võib viia üle-insenerimiseni (tellides suurema võimsusega-transiiivereid, mida te ei vaja) või, mis veelgi hullem, varjata tõelist probleemi, sest helde rahasumma jättis eelarve "hea" välja.
Kanalis puuduvad komponendid
Patch-paneelid, optilised atenuaatorid, sidurid, WDM-filtrid ja täiendavad väljalõksud põhjustavad kõik kahju. Lihtne on unustada patch-paneeli ühenduspunkt või summuti, mis lisati vastuvõtja ülekoormuse vältimiseks. Kõndige marsruudil, kontrollige-ehitatud jooniseid ja loendage kõik.
Lõpp{0}}näo saastumise ignoreerimine
Määrdunud pistiku otsapinnad on üks levinumaid põhjuseid, miks mõõdetud kadu ületab arvutatud eelarve. Mikroskoopilised tolmuosakesed võivad märkimisväärselt suurendada sisestuskadu ja tagasipeegeldust. FOA, Corning ja Fluke Networks rõhutavad pistikute kontrollimist ja puhastamist kui eeltingimust enne mis tahes kadude mõõtmist. Paljudel tegelikus-tõrkeotsingu juhtudel lahendab otspindade puhastamine probleemi uuesti-liitmise või kaabli vahetamiseta.
Arvutatud eelarve läheb mööda, kuid mõõdetud kahju ebaõnnestub - Mis nüüd?
Kui matemaatika ütleb, et link peaks töötama, kuid OLTS ütleb, et see ei tööta, on kõige tõenäolisemad põhjused järgmised: saastunud pistikud, vale konnektoripaaride arv eelarves, arvestamata ühendus- või plaastripaneel, liigne kaabli painutamine või kaabli kahjustus, mis paigaldamise ajal ei olnud nähtav. Alustage konnektori kontrollimisega, seejärel kontrollige komponentide arvu ja kasutage OTDR-i, et leida konkreetne kadujuhtum, kui puhastamine lünka ei lahenda.
Üksikrežiim vs mitmerežiim: peamised erinevused kahjumi eelarvestamisel
Ühe- ja mitmemoodilistel kiududel on erinevad sumbumisomadused, erinevad töölainepikkused ja erinevad tüüpilised lingikaugused -, mis kõik mõjutavad eelarve koostamist.
Mitmemoodiline kiud (OM1–OM5)töötab lainepikkustel 850 nm ja 1300 nm suurema sumbumisega kilomeetri kohta, kuid seda kasutatakse tavaliselt lühemate ühenduste jaoks hoonetes ja ülikoolilinnakutes. Kiirete -kiirete mitmerežiimiliste rakenduste (nt 10 GBASE-SR) võimsuse eelarve võib olla üsna kitsas - mõnikord vaid 2–3 dB -, mis tähendab, et lisapistikute või määrdunud otspindade jaoks pole peaaegu üldse ruumi.
Ühemoodiline kiud (OS1/OS2)töötab lainepikkustel 1310 nm ja 1550 nm palju väiksema sumbumisega, mistõttu on see standardvalik ülikoolilinnaku magistraalliinide, metroovõrkude ja pikamaa{2}}ühenduste jaoks. Toiteeelarved on tavaliselt suuremad, kuid pikemad vahemaad tähendavad suuremat kogukiudude sumbumist ja sageli rohkem ühendusi, seega võib eelarve pikendatud marsruutidel siiski kitsas olla.
Sobitage sumbumiskoefitsient alati õige kiutüübi ja lainepikkusega. Mitmerežiimilise väärtuse kasutamine ühemoodilises eelarves (või vastupidi) on viga, mida on projektide vahel vahetades üllatavalt lihtne teha.
Korduma kippuvad küsimused
Kuidas arvutate fiiberoptilise lingi kadu?
Liitke kaod kiudude sumbumisest (dB/km × pikkus), konnektoripaaridest (arv × kadu paari kohta), splaissidest (arv × kadu splaissi kohta) ja muudest passiivsetest komponentidest. Summa on teie hinnanguline lingi kogukadu. Võrrelge seda seadmete energiaeelarvega, et teha kindlaks, kas link peaks töötama.
Mis on kiudühenduse eelarve?
Kiudoptilise lingi eelarve (või lingi{0}}kao eelarve) on fiiberoptilise lingi passiivse kogukao arvutuslik hinnang. See hõlmab kõiki kaotuse kaasajaid - kiudaineid, konnektoreid, ühendusi ja passiivseid seadmeid. FOA kirjeldab seda kui hinnangut, mida võrreldakse seadmete energiaeelarvega, et kontrollida lingi elujõulisust, ja katsetulemustega, et kinnitada õiget paigaldamist.
Mis vahe on sisestuskao ja sumbumise vahel?
Sumbumine viitab konkreetselt optilisele võimsusele, mis kaob kiu kilomeetri kohta klaasis neeldumise ja hajumise tõttu. Sisestuskadu on laiem, otsast-ot-otsteni kogukao mõõtmine installitud lingi kaudu, sealhulgas kiu sumbumine pluss kõik pistikute, splaissimise ja komponentide kaod. Üksikasjaliku jaotuse saamiseks lugege meie artiklitsisestuskadu kiudoptilistes võrkudes.
Kui suur on vastuvõetav kiu kadu pistiku kohta?
ANSI/TIA-568.3-D standard lubab maksimaalselt 0,75 dB ühendatud konnektoripaari kohta. Kuid hästi valmistatud tehases poleeritud pistikud saavutavad tavaliselt 0,3–0,5 dB. Tegelike pistikute spetsifikatsioonide kasutamine maksimaalse standardvaru asemel annab realistlikuma eelarve.
Kui suur marginaal peaks fiiberlingil olema?
Minimaalne kasutusmarginaal 3 dB on laialdaselt järgitav tööstusharu suunis. See arvestab saatja vananemist, konnektori saastumist aja jooksul, võimalikke tulevasi ühendusparandusi ja temperatuuriga seotud sumbumise muutusi. Alla 3 dB varuga projekteeritud lingid vajavad suurema tõenäosusega hooldust või lähevad enneaegselt rikki.
Milliseid vahendeid kasutatakse kiudude kadumise mõõtmiseks?
Optilise kadude testimise komplekt (OLTS), mis koosneb kalibreeritud valgusallikast ja võimsusmõõturist, on ühenduslüli täieliku kadumise 1. taseme sertifikaadi standardinstrument. OTDR-i kasutatakse 2. astme testimiseks - see annab vahemaa-kaardistatud jälje, mis näitab kadu iga üksiku sündmuse (pistik, splaiss, painutus) piki kiudu.
Viited ja lisalugemine
- Fiber Optic Association - Fiiberoptiliste kadude eelarvete arvutamine
- Corningi - kiudoptilise testimise soovituslikud juhised (LAN-1561-AEN)
- Corningi - lingikaotuse eelarve kalkulaator
- Fluke Networks - Fiiberoptilise lingi kadumise eelarve arvutamine
- Fluke Networks - OLTS + OTDR: täielik fiiberoptilise testimise strateegia
- ANSI/TIA-568.3-D – kiudoptilise kaabli ja komponentide standard (saadaval alatesTIA)
