عند بناء شبكة اتصالات الألياف البصرية ، من المهم ضمان نقل إشارة مستقر وتجنب فشل الاتصالات بسبب فقدان إشارة مفرط.التقييم الدقيق لفقدان رابط الألياف والمسافة الإرسالية القصوى أمر ضروريتستكشف هذه المقالة طرق حساب فقدان وصلة الألياف وتقدم إرشادات عملية لتقدير المسافة للمساعدة في بناء أنظمة اتصال بصرية عالية الأداء وموثوقة.
تخيل بناء طريق سريع حيث يجب أن تتحرك المركبات (الإشارات البصرية) دون عوائق من البداية إلى النهاية.إذا كان الطريق غير متساوٍ (تخفيف الألياف) أو لديه العديد من التقاطعات (خسائر في الموصولات والتوصيل)، سوف تتأثر سرعة المركبات بشكل حتمي، وبعضها قد لا يصل إلى وجهته.تستهلك تدريجياً طاقة الإشارة البصرية وتتدهور في نهاية المطاف جودة الإشارة أو تسبب فشل الاتصال.
لذلك، أثناء تصميم ونشر شبكات الألياف البصرية،التقييم الدقيق والتحكم في فقدان الرابط ضروري لضمان وصول الإشارات البصرية إلى الطرف المتلقي بقوة كافية للاتصال الموثوق به.
تقييم فقدان الروابط الأليافية يتطلب أدوات وطرق احترافية مثلما يفعل الطبيب لتشخيص المرضالطريقة الأكثر مباشرة ودقة هي استخدام عداد انعكاسات مجال الزمن البصري (OTDR) للقياسيوفر OTDR قيم الخسارة الفعلية لجميع الأحداث في الرابط (الموصات ، التوصيلات ، تخفيف الألياف) ، مما يوفر بيانات دقيقة لتحسين الشبكة.
ومع ذلك ، فإن قياسات OTDR ليست قابلة للتنفيذ دائمًا. أثناء تحليل الجدوى الأول للمشروع أو استكشاف الأخطاء في الشبكات القائمة ، يجب استخدام طرق بديلة:
تعتمد كلتا الطريقتين على تقديرات معقولة لعوامل الخسارة المختلفة جنبا إلى جنب مع هوامش السلامة لتوجيه تصميم الشبكة وتحسينها.
إن فقدان الروابط الأليافية ليس ثابتًا، بل يتأثر بعوامل متعددة. إن فهمها يتيح تقديرًا أكثر دقة للخسائر وتدابير التخفيف المناسبة.
أنواع الألياف المختلفة (الأنماط الواحدة ، والأنماط المتعددة) وأطوال الموجات التشغيلية (850nm ، 1300nm ، 1310nm ، 1550nm) لها معامل تضخيم مميز. بشكل عام ،الألياف ذات الوضع الواحد لديها ضعف أقل من الألياف متعددة الوضع، والأطوال الموجية العالية تظهر انخفاض في الضبابية. يجب أن يوازن الاختيار بين مسافة الإرسال ومتطلبات عرض النطاق الترددي والتكلفة.
امتصاص الإشارة وانتشارها داخل الألياف هي الأسباب الأساسية للخسارة. يوفر المصنعون معامل التخفيف في ديسيبل / كم. يتم حساب الخسارة الإجمالية للألياف بناءً على الطول وهذا المعامل.
الموصلات التي تربط الألياف والمعدات تجلب خسائر إضافية من إدخال وعكس. الموصلات عالية الجودة والتركيب السليم تقلل من هذا.
يربط ربط التفاعل الدائم الألياف مع خسارة أقل عادةً من الاتصالات ، ولكن الجودة تعتمد على المعدات ومهارة الفنيين.
قد تزداد الخسارة بمرور الوقت بسبب شيخوخة الألياف أو تلوث الموصلات. بما في ذلك هامش السلامة (3-10 ديسيبل اعتمادًا على التطبيق) يضمن الاستقرار على المدى الطويل.
| نوع الألياف | طول الموجة | الضعف في الألياف / كم (1) | الضعف في الألياف / كم (2) | فقدان الجهاز | خسارة التوصيل |
|---|---|---|---|---|---|
| 50/125μm متعدد الوضع | 850nm | 3.5 ديسيبل | 2.5 ديسيبل | 0.75 ديسيبل | 0.1 ديسيبل |
| 50/125μm متعدد الوضع | 1300nm | 1.5 ديسيبل | 0.8 ديسيبل | 0.75 ديسيبل | 0.1 ديسيبل |
| متعدد الأوضاع 62.5/125μm | 850nm | 3.5 ديسيبل | 3.0 ديسيبل | 0.75 ديسيبل | 0.1 ديسيبل |
| متعدد الأوضاع 62.5/125μm | 1300nm | 1.5 ديسيبل | 0.7 ديسيبل | 0.75 ديسيبل | 0.1 ديسيبل |
| الوضع الواحد 9μm | 1310nm | 0.4 ديسيبل | 0.35 ديسيبل | 0.75 ديسيبل | 0.1 ديسيبل |
| الوضع الواحد 9μm | 1550nm | 0.3 ديسيبل | 0.22 ديسيبل | 0.75 ديسيبل | 0.1 ديسيبل |
ملاحظات:
| المعيار | معدل البيانات (Mbps) | نوع الكابل | المسافة القياسية لـ IEEE |
|---|---|---|---|
| 10BASE-FL | 10 | 850nm متعدد الأوضاع 50/125μm أو 62.5/125μm | 2 كم |
| 100BASE-FX | 100 | 1300nm متعدد الأوضاع 50/125μm أو 62.5/125μm | 2 كم |
| 100BASE-SX | 100 | 850nm متعدد الأوضاع 50/125μm أو 62.5/125μm | 300 متر |
| 1000BASE-SX | 1000 | 850nm متعددة الأوضاع 50/125μm | 550 متر |
| 1000BASE-SX | 1000 | 850nm متعددة الأوضاع 62.5/125μm | 220 متر |
| 1000BASE-LX | 1000 | 1300nm متعدد الأوضاع 50/125μm أو 62.5/125μm | 550 متر |
| 1000BASE-LX | 1000 | 1310nm أحادي الوضع 9/125μm | 5 كم |
| 1000BASE-LH | 1000 | 1550nm أحادي الوضع 9/125μm | 70 كم |
عندما يكون طول الألياف وعدد التوصيلات وعدد الموصلات معروفين، استخدم هذه الصيغة:
فقدان الرابط = [طول الألياف (كيلومتر) × ضعف الألياف/كيلومتر] + [خسارة التشابك × عدد التشابك] + [خسارة المرفق × عدد المرفق] + [هامش السلامة]
وصلة ذات وضع واحد بطول 40 كم عند 1310 نانومتر مع زوجين من الاتصالات وخمسة طوابق:
فقدان الرابط = [40km × 0.4dB/km] + [0.1dB × 5] + [0.75dB × 2] + [3.0dB] = 21.0dB
يتطلب هذا ~ 21.0dB من الطاقة البصرية لنقل موثوق به. تأكد دائما من الخسارة الفعلية بعد التثبيت.
عندما تكون ميزانية الطاقة البصرية، وعدد الموصلات، وعدد التوصيل معروفة:
طول الألياف = {[(حد أدنى لقوة جهاز الإرسال) - (حساسية المستقبل) ] - [خسارة التشابك × عدد التشابك] - [خسارة المرفق × عدد المرفق] - [هامش السلامة]} / [تخفيف الألياف / كم]
وصلة إثنتر سريعة ذات وضع واحد في 1310nm مع زوجين من الموصليات و 5 إقبالات. طاقة جهاز الإرسال: -8.0dB ، حساسية المستقبل: -34.0dB:
طول الألياف = {[(-8.0dB) - (-34.0dB) ] - [0.1dB × 5] - [0.75dB × 2] - [3.0dB]} / [0.4dB/km] = 52.5 كم
أقصى مسافة هي 52،5 كم تأكد من الخسارة الفعلية بعد التثبيت
تصميم أنظمة الألياف يتطلب موازنة عوامل متعددة يجب وضع معايير الأداء أولاً ثم تحقيقها تذكر أنه نظام متكامل
المكونات الرئيسية لحساب أداء النظام:
عادة ما يكون التأثير الأكثر أهمية. يقدم المصنعون قيم dB / km. الخسارة الإجمالية = المسافة × عامل الخسارة (باستخدام طول الكابل الإجمالي ، وليس مسافة الخريطة).
الوضع الواحد: 0.25-0.35 ديسيبيل/كيلومتر. الوضع المتعدد: ~ 2.5 (@850nm) و 0.8 (@1300nm) ديسيبيل/كيلومتر. الوضع المتعدد مع مصابيح LED يتناسب مع ≤1km ؛ الوضع الواحد مع الليزر يتعامل مع مسافات أطول.
نوعان أساسيان: ليزر (قوة عالية / متوسطة / منخفضة للمسافات الطويلة / المتوسطة / القصيرة) و LED (معظمها متعدد الأوضاع ، وبعض الأوضاع ذات الطاقة العالية).
الحد الأدنى للضوء المطلوب للعمل (على سبيل المثال، -28 ديسيبل).
التوصيلات الميكانيكية: 0.7-1.5 ديسيبل لكل منها. التوصيلات الاندماجية: 0.1-0.5 ديسيبل لكل منها (يفضل لخسارة أقل).
حاسمة لحساب الشيخوخة، والأجهزة المضافة، وإصلاح تلف الكابلات، الخ عادة 3-10 ديسيبل.
السيناريو: مركزين على بعد 8 أميال (طول الكابل الفعلي 9 أميال ≈ 14.5 كم) مع 4 إصلاحات الاندماج المخطط لها.
| مكون | الحسابات | القيمة |
|---|---|---|
| فقدان الألياف | 14.5 كم × 0.35 ديسيبل | -خمسة075 |
| خسارة التحالف | 4 × 0.2 ديسيبل | -صفر8 |
| موصلات المحطة | 2 × 1.0dB | - اثنين.0 |
| هامش | -خمسة0 | |
| خسارة الألياف الكلية | - اثنا عشر875 |
خيارات مصنع جهاز التوجيه للوضع الواحد:
| النطاق | إرسال الطاقة | حساسية المستقبل |
|---|---|---|
| قصيرة | -3dBm | -18 ديسيبل |
| متوسطة | 0dBm | -18 ديسيبل |
| طويله | +3dBm | -28 ديسيبل |
مقارنة خيارات الطاقة (طاقة الإرسال + خسارة الألياف مقابل حساسية المستقبل):
| النطاق | حساسية المستقبل | ميزانية الخسائر | الفرق |
|---|---|---|---|
| قصيرة | -18 | -15875 | +3.0 |
| متوسطة | -18 | - اثنا عشر875 | +60 |
| طويله | -28 | - تسعة.875 | +19.0 |
مع إدراج هامش 5.0dB ، يوفر خيار المدى القصير قدرة كافية ( هامش إجمالي 8.0dB).
