Làm thế nào để tính toán tổn thất db của cáp quang?

Tính toán tổn thất db của sợi quang: công thức tính toán lõi

 

Tổng tổn thất của một liên kết sợi quang là tổng tổn thất từ ​​tất cả các thành phần trong liên kết. Công thức cơ bản là:

 

Tổng tổn hao liên kết (LL)=Suy hao cáp quang + Suy hao đầu nối + Suy hao mối nối

Ở đâu:

Suy hao cáp quang (dB)​=Chiều dài sợi quang (km) × Hệ số suy giảm (dB/km)

Mất kết nối (dB)​=Số cặp đầu nối × Suy hao trên mỗi cặp đầu nối (dB)

Mất mối nối (dB)​=Số lượng mối nối × Suy hao trên mỗi mối nối (dB)

 

Để đảm bảo một thiết kế chắc chắn, điều cần thiết là phải thêm mộtBiên độ an toàn​ (còn gọi là biên độ liên kết) trên tổng tổn thất được tính toán. Điều này dẫn đến khả năng xuống cấp của các thành phần theo thời gian, những-uốn cong vi mô không mong muốn và các tổn thất không lường trước khác. Biên độ an toàn điển hình dao động từ 3 đến 10 dB.

 

Định nghĩa tham số và giá trị tiêu chuẩn

 

Để thực hiện tính toán, bạn cần sử dụng hệ số tổn thất tiêu chuẩn cho từng thành phần. Bảng sau đây cung cấp các giá trị tiêu biểu dựa trên tiêu chuẩn EIA/TIA, được chấp nhận rộng rãi trong ngành.

 

Thành phần	Hệ số tổn thất điển hình (dB)	Ghi chú
Sợi quang chế độ đơn{0}}​ (1310nm)	0,4dB/km	Suy hao thấp hơn, được sử dụng để liên lạc ở khoảng cách xa.
Sợi quang chế độ đơn{0}}​ (1550nm)	0,3dB/km	Suy hao thậm chí còn thấp hơn ở 1310 nm.
Sợi đa mode​ (850nm)	3,5 dB/km	Suy hao cao hơn, thường dành cho các ứng dụng có khoảng cách-ngắn.
Đầu nối​ (mỗi cặp, ví dụ: ST, LC)	0,75dB	Trong thực tế, hãy tham khảo thông số kỹ thuật của nhà cung cấp để biết giá trị chính xác.
Mối nối kết hợp​ (mỗi điểm)	0,3dB	Giá trị này được quy định trong tiêu chuẩn TIA/EIA . Trong một số thiết kế, có thể sử dụng giá trị 0,05 dB trên mỗi mối nối.

 

Phương pháp tính toán từng bước-từng-

 

Hãy làm theo các bước sau để tính toán tổn thất cho bất kỳ liên kết cáp quang nào.

 

Bước 1: Thu thập dữ liệu liên kết

 

Đầu tiên, xác định tất cả các tham số vật lý của liên kết:

Loại sợi: Chế độ-đơn hoặc Đa chế độ.

Bước sóng hoạt động: 850 nm, 1310 nm, hoặc 1550 nm.

Tổng chiều dài liên kết: Khoảng cách từ đầu đến cuối tính bằng km.

Số lượng kết nối: Đếm số lượng cặp đầu nối (ví dụ tại bảng vá lỗi, giao diện thiết bị).

Số lượng mối nối: Ước tính số lượng mối nối nhiệt hạch cần thiết, thường cần cho mỗi 2-4 km cáp hoặc tại các điểm nối.

 

Bước 2: Tính toán các thành phần tổn thất riêng lẻ

 

Sử dụng dữ liệu từ Bước 1 và các hệ số tiêu chuẩn, tính toán tổn thất cho từng loại.

Ví dụ về mất sợi: Đối với 10 km sợi quang đơn mode ở 1310 nm: 10 km × 0,4 dB/km=4.0 dB.

Ví dụ về mất kết nối: Đối với 2 cặp đầu nối: 2 cặp × 0,75 dB/cặp=1.5 dB.

Ví dụ về mất mối nối: Đối với 1 mối nối: 1 × 0,3 dB=0.3 dB.

 

Bước 3: Tính tổng các thành phần cho tổng số liên kết bị mất

 

Thêm tất cả các giá trị từ Bước 2, bao gồm cả giới hạn an toàn.

Ví dụ về tổng số tổn thất liên kết (LL): 4,0 dB (Sợi) + 1.5 dB (Đầu nối) + 0.3 dB (Mối nối) + 3.0 dB (Giới hạn an toàn)=8.8 dB.

 

Phân tích ngân sách điện và lợi nhuận

 

Tính toán tổn thất chỉ là một nửa nhiệm vụ. Bạn phải xác minh rằng tổn thất nằm trong khả năng của bộ thu phát quang.

 

Xác định ngân sách điện năng (PB): Ngân sách năng lượng là tổng lượng năng lượng ánh sáng có sẵn cho liên kết. Đó là sự khác biệt giữa công suất đầu ra của máy phát (PT) và độ nhạy của máy thu (PR).

Công thức: PB (dB)=PT (dBm) - PR (dBm)

Ví dụ: Nếu công suất của máy phát là -15 dBm và độ nhạy của máy thu là -28 dBm thì mức công suất là: -15 dBm - (-28 dBm)=13 dB.

Tính tỷ suất lợi nhuận (PM): Biên độ công suất là công suất còn lại sau khi trừ đi tổng tổn thất liên kết từ ngân sách điện năng. Nó cho biết “đệm” năng lượng sẵn có để liên kết hoạt động đáng tin cậy.

Công thức: PM (dB)=PB (dB) - LL (dB)

Ví dụ: 13 dB (PB) - 8.8 dB (LL)=4.2 dB.

Đánh giá kết quả:

chiều > 0: Liên kết sẽ hoạt động. Biên độ lớn hơn 3-5 dB thường được coi là tốt cho độ tin cậy lâu dài.

PM Nhỏ hơn hoặc bằng 0: Liên kết sẽ không hoạt động. Bạn phải thiết kế lại liên kết bằng cách sử dụng các thành phần suy hao-thấp hơn, rút ​​ngắn khoảng cách hoặc sử dụng bộ thu phát mạnh hơn.

 

Kỹ thuật đo lường nâng cao

 

Trong khi phương pháp trên được sử dụng đểthiết kế và quy hoạchcủa một liên kết sợi quang, việc kiểm tra vật lý sau khi lắp đặt được thực hiện bằng các thiết bị chuyên dụng.

 

OTDR (Thời gian quang học-Máy đo phản xạ miền): OTDR xác định đặc điểm của sợi bằng cách gửi xung ánh sáng và đo ánh sáng tán xạ và phản xạ trở lại. Nó tạo ra một dấu vết cho thấy suy hao theo hàm của khoảng cách, cho phép kỹ thuật viên xác định vị trí lỗi, đo suy hao mối nối và xác minh suy hao tổng thể của sợi quang.

 

OFDR (Tần số quang-Phản xạ miền): OFDR là công nghệ có độ phân giải cao hơn{0}}có thể chẩn đoán các liên kết rất ngắn với độ chính xác cao, chẳng hạn như mô tả đặc điểm của các thành phần riêng lẻ trong tủ mạng. Nó đặc biệt hữu ích khi phân tích các thành phần phức tạp như bộ ghép và kiểm tra các nhánh trong liên kết quang nhiều{2}}nhánh.

 

Hy vọng phương pháp có cấu trúc này cung cấp hướng dẫn rõ ràng cho việc tính toán suy hao cáp quang của bạn.