Η μελέτη αναδεικνύει βασικούς παράγοντες για την αξιοπιστία των δικτύων οπτικών ινών

Κατά την κατασκευή ενός δικτύου επικοινωνιών με οπτική ίνα, είναι κρίσιμο να εξασφαλίζεται σταθερή μετάδοση σήματος και να αποφεύγονται οι αστοχίες επικοινωνίας λόγω υπερβολικής απώλειας σήματος.Η ακριβής εκτίμηση της απώλειας σύνδεσης ινών και της μέγιστης απόστασης μετάδοσης είναι απαραίτητηΑυτό το άρθρο διερευνά μεθόδους υπολογισμού απώλειας σύνδεσης ινών και παρέχει πρακτικές κατευθυντήριες γραμμές για την εκτίμηση της απόστασης για να βοηθήσει στην κατασκευή υψηλής απόδοσης, αξιόπιστων οπτικών συστημάτων επικοινωνίας.

Φανταστείτε να χτίζετε έναν αυτοκινητόδρομο όπου τα οχήματα (οπτικά σήματα) πρέπει να ταξιδεύουν χωρίς εμπόδια από την αρχή ως το τέλος.Εάν ο δρόμος είναι ανώμαλος (αδυνάμωση των ινών) ή έχει πάρα πολλές διασταυρώσεις (απώλεια συνδέσμων και πλέγματος)Η απώλεια της σύνδεσης ινών λειτουργεί όπως αυτές οι ατέλειες του δρόμου,που καταναλώνουν σταδιακά την ενέργεια του οπτικού σήματος και τελικά υποβαθμίζουν την ποιότητα του σήματος ή προκαλούν αστοχία επικοινωνίας.

Επομένως, κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και της ανάπτυξης των δικτύων οπτικών ινών,Η ακριβής αξιολόγηση και ο έλεγχος της απώλειας σύνδεσης είναι απαραίτητες για να εξασφαλιστεί ότι τα οπτικά σήματα φτάνουν στο λήπτη με επαρκή ισχύ για αξιόπιστη επικοινωνία..

Η αξιολόγηση της απώλειας των ινών απαιτεί επαγγελματικά εργαλεία και μεθόδους, όπως ένας γιατρός που διαγιγνώσσει μια πάθηση.Η πιο άμεση και ακριβής μέθοδος είναι η χρήση ενός οπτικού ανακλαστικού μετρητή χρονικού πεδίου (OTDR) για τη μέτρησηΤο OTDR παρέχει πραγματικές τιμές απώλειας για όλα τα γεγονότα στη σύνδεση (συνδετήρες, σύνδεση, εξασθένιση της ινώδους ράχνης), προσφέροντας ακριβή δεδομένα για τη βελτιστοποίηση του δικτύου.

Κατά την αρχική ανάλυση σκοπιμότητας του έργου ή την αντιμετώπιση προβλημάτων σε υπάρχοντα δίκτυα, πρέπει να χρησιμοποιούνται εναλλακτικές μεθόδους:

1. Εκτίμηση της συνολικής απώλειας σύνδεσηςμε βάση τις γνωστές μεταβλητές μήκους και απώλειας ινών
2. Εκτίμηση μέγιστης απόστασης ινώνμε βάση τις μεταβλητές του προϋπολογισμού οπτικής ισχύος και της απώλειας

Και οι δύο μέθοδοι βασίζονται σε εύλογες εκτιμήσεις διαφόρων παραγόντων απώλειας σε συνδυασμό με περιθώρια ασφάλειας για να καθοδηγήσουν τον σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση του δικτύου.

Η απώλεια της σύνδεσης των ινών δεν είναι σταθερή, αλλά επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες.

Διαφορετικοί τύποι ινών (μοναδικές, πολυ-μοναδικές) και λειτουργικά μήκη κύματος (850nm, 1300nm, 1310nm, 1550nm) έχουν διακριτούς συντελεστές εξασθένισης.η ενιαία ίνα έχει χαμηλότερη εξασθένιση από ό,τι η πολυδιάστατη ίναΗ επιλογή πρέπει να εξισορροπεί την απόσταση μετάδοσης, τις απαιτήσεις εύρους ζώνης και το κόστος.

Η απορρόφηση σήματος και η διασπορά μέσα στην ίνα είναι οι κύριες αιτίες απώλειας..

Οι σύνδεσμοι που συνδέουν τις ίνες και τον εξοπλισμό προκαλούν επιπλέον απώλεια από την εισαγωγή και την αντανάκλαση.

Η σύντηξη με σύντηξη συνδέει μόνιμα τις ίνες με συνήθως μικρότερη απώλεια από τις συνδέσεις, αλλά η ποιότητα εξαρτάται από τον εξοπλισμό και την ικανότητα του τεχνικού.

Η απώλεια μπορεί να αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου λόγω γήρανσης των ινών ή μόλυνσης των συνδέσμων.

Σημειώσεις:

1. Οι τιμές συμμορφώνονται με την ΤΕΑ/ΕΕΑ και άλλα βιομηχανικά πρότυπα
2. Οι τιμές αντιπροσωπεύουν την επιτεύξιμη απόδοση για νέες εγκαταστάσεις ινών

Όταν είναι γνωστό το μήκος των ινών, ο αριθμός των πλέξεων και ο αριθμός των συνδέσμων, χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τύπος:

Η απώλεια σύνδεσης = [Μέρος ινών (χλμ) × Αδυνάμωση ινών/χλμ] + [Απώλεια σύνδεσης × Αριθμός σύνδεσης] + [Απώλεια συνδέσμου × Αριθμός συνδέσμου] + [Περίμετρο ασφάλειας]

Μια σύνδεση 40 χλμ. μονής λειτουργίας σε 1310nm με 2 ζεύγη συνδέσμων και 5 πλέγματα:

Η απώλεια σύνδεσης = [40km × 0,4dB/km] + [0,1dB × 5] + [0,75dB × 2] + [3,0dB] = 21,0dB

Αυτό απαιτεί ~ 21,0dB οπτικής ισχύος για αξιόπιστη μετάδοση.

Όταν είναι γνωστό το οπτικό προϋπολογισμό ισχύος, ο αριθμός των συνδέσμων και ο αριθμός των συγκόλλησεων:

μήκος ινών = {[(ελάχιστη ισχύς πομπός) - (ευαισθησία δέκτη) ] - [απώλεια πλέξης × αριθμός πλέξεων] - [απώλεια συνδέσμου × αριθμός συνδέσμου] - [περίοδος ασφάλειας]} / [αδυνάμωση ινών/χλμ]

Μια σύνδεση Fast Ethernet μονότυπου τρόπου σε 1310nm με 2 ζεύγη συνδετήρων και 5 πλέγματα.

Διάστημα ινών = {[(-8.0dB) - (-34.0dB) ] - [0.1dB × 5] - [0.75dB × 2] - [3.0dB]} / [0.4dB/km] = 52,5 km

Η μέγιστη απόσταση είναι 52,5 χλμ. Ελέγξτε την απώλεια μετά την εγκατάσταση.

• Πράγματιν συντελεστής εξασθένισης ινών
• Σχεδιασμός και ηλικία των ινών
• Ποιότητα συνδέσμων και πραγματική απώλεια
• Ποιότητα συγκόλλησης και πραγματική απώλεια
• Αριθμός συνδέσεων και συνδέσεων στη σύνδεση

Ο σχεδιασμός συστημάτων ινών απαιτεί ισορροπία πολλών παραγόντων. Τα πρότυπα απόδοσης πρέπει πρώτα να καθοριστούν, και μετά να επιτευχθούν.

Βασικά στοιχεία για τον υπολογισμό της απόδοσης του συστήματος:

Συνήθως η πιο σημαντική επίδραση. Οι κατασκευαστές παρέχουν τιμές dB/km. Συνολική απώλεια = απόσταση × συντελεστής απώλειας (χρησιμοποιώντας το συνολικό μήκος καλωδίου, όχι την απόσταση χάρτη).

Μονότροπος: 0,25-0,35 dB/km. Πολυτροπία: ~ 2,5 (@850nm) και 0,8 (@1300nm) dB/km. Πολυτροπία με LED ταιριάζει ≤1km. Μονότροπος με λέιζερ χειρίζεται μεγαλύτερες αποστάσεις.

Δύο βασικοί τύποι: LASER (υψηλής/μέσης/χαμηλής ισχύος για μεγάλες/μέσες/μικρές αποστάσεις) και LED (κυρίως πολυτρόπος, μερικοί με υψηλή ισχύ μονότροπος).

Το ελάχιστο φως που απαιτείται για λειτουργία (π.χ. -28dB).

Μηχανολογικές συγκόλλησεις: 0,7-1,5 dB η καθεμία.

Κρίσιμη για τον υπολογισμό της γήρανσης, των πρόσθετων συσκευών, των επισκευών ζημιών καλωδίων κλπ. Συνήθως 3-10dB.

Σενάριο: Δύο κέντρα 8 μίλια μακριά (πραγματικό μήκος καλωδίου 9 μίλια ≈ 14,5 χλμ.) με 4 σχεδιαζόμενες συγκόλλησεις σύντηξης.

Επιλογές κατασκευαστή δρομολογητή για μονό τρόπο:

Σύγκριση επιλογών ισχύος (δύναμη μετάδοσης + απώλεια ινών έναντι ευαισθησίας δέκτη):

Με το περιθώριο 5,0 dB συμπεριλαμβανομένο, η επιλογή μικρής εμβέλειας παρέχει επαρκή ικανότητα (συνολικό περιθώριο 8,0 dB).