Sorotan Studi pada Faktor Kunci dalam Keandalan Jaringan Fiber Optik

Ketika membangun jaringan komunikasi serat optik, memastikan transmisi sinyal yang stabil dan menghindari kegagalan komunikasi karena kehilangan sinyal yang berlebihan sangat penting.Mengevaluasi dengan akurat kehilangan link serat dan jarak transmisi maksimum sangat pentingArtikel ini mengeksplorasi metode perhitungan kehilangan link serat dan memberikan pedoman praktis untuk estimasi jarak untuk membantu membangun sistem komunikasi optik berkinerja tinggi dan andal.

Bayangkan membangun jalan raya di mana kendaraan (sinyal optik) harus berjalan tanpa hambatan dari awal hingga akhir.Jika jalan tidak merata (penurunan serat) atau memiliki terlalu banyak persimpangan (kerugian konektor dan splice), kecepatan kendaraan pasti akan terpengaruh, dan beberapa mungkin tidak mencapai tujuan mereka.secara bertahap mengkonsumsi energi sinyal optik dan akhirnya menurunkan kualitas sinyal atau menyebabkan kegagalan komunikasi.

Oleh karena itu, selama desain dan penyebaran jaringan serat optik,evaluasi yang tepat dan kontrol kehilangan link diperlukan untuk memastikan sinyal optik mencapai ujung penerima dengan kekuatan yang cukup untuk komunikasi yang dapat diandalkan.

Untuk mengevaluasi kehilangan ikatan serat membutuhkan alat dan metode profesional, seperti halnya dokter mendiagnosis suatu kondisi.Metode yang paling langsung dan akurat adalah menggunakan Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) untuk pengukuran. OTDR memberikan nilai kerugian aktual untuk semua peristiwa di link (konektor, splice, attenuasi serat), menawarkan data yang tepat untuk optimasi jaringan.

Namun, pengukuran OTDR tidak selalu layak. Selama analisis kelayakan proyek awal atau pemecahan masalah di jaringan yang ada, metode alternatif harus digunakan:

1. Perkiraan total kehilangan linkBerdasarkan panjang serat yang diketahui dan variabel kerugian
2. Perkiraan jarak serat maksimumberdasarkan anggaran daya optik dan variabel kerugian

Kedua metode ini bergantung pada perkiraan yang wajar dari berbagai faktor kerugian dikombinasikan dengan margin keamanan untuk memandu desain dan optimasi jaringan.

Kehilangan link serat tidak konstan; itu dipengaruhi oleh beberapa faktor. Memahami ini memungkinkan estimasi kerugian yang lebih akurat dan tindakan mitigasi yang tepat.

Jenis serat yang berbeda (single-mode, multi-mode) dan panjang gelombang operasi (850nm, 1300nm, 1310nm, 1550nm) memiliki koefisien peredupan yang berbeda.Serat mode tunggal memiliki attenuasi yang lebih rendah daripada multi-mode, dan panjang gelombang yang lebih tinggi menunjukkan attenuasi yang lebih rendah.

Penyerapan sinyal dan penyebaran dalam serat adalah penyebab utama kerugian. produsen memberikan koefisien peredupan dalam dB / km. Total kehilangan serat dihitung berdasarkan panjang dan koefisien ini.

Konektor yang menghubungkan serat dan peralatan menimbulkan kerugian tambahan dari penyisipan dan refleksi. Konektor berkualitas tinggi dan pemasangan yang tepat meminimalkan hal ini.

Fusion splicing secara permanen menghubungkan serat dengan kehilangan yang biasanya lebih rendah daripada konektor, tetapi kualitas tergantung pada peralatan dan keterampilan teknisi.

Kerugian dapat meningkat dari waktu ke waktu karena penuaan serat atau kontaminasi konektor.

Catatan:

1. Nilai sesuai dengan TIA/EIA dan standar industri lainnya
2. Nilai mewakili kinerja yang dapat dicapai untuk instalasi serat baru

Ketika panjang serat, jumlah splice, dan jumlah konektor diketahui, gunakan rumus ini:

Link Loss = [Length Fiber (km) × Fiber Attenuation/km] + [Splice Loss × Splice Count] + [Connector Loss × Connector Count] + [Safety Margin]

40km single-mode link pada 1310nm dengan 2 pasang konektor dan 5 splices:

Kerugian Link = [40km × 0,4dB/km] + [0,1dB × 5] + [0,75dB × 2] + [3,0dB] = 21,0dB

Ini membutuhkan ~ 21.0dB daya optik untuk transmisi yang dapat diandalkan.

Ketika anggaran daya optik, jumlah konektor, dan jumlah splice diketahui:

Panjang Serat = {[(Kekuatan Transmitter Minimal) - (Resepsibilitas Penerima) ] - [Rugi Splice × Jumlah Splice] - [Rugi Konektor × Jumlah Konektor] - [Margin Keamanan]} / [Atenuasi Serat/km]

Fast Ethernet single-mode link pada 1310nm dengan 2 pasang konektor dan 5 splice.

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

Jarak maksimum adalah sekitar 52,5 km.

• Koefisien attenuasi serat aktual
• Desain dan usia serat
• Kualitas konektor dan kerugian aktual
• Kualitas splice dan kerugian aktual
• Jumlah pemasangan dan konektor di link

Mendesain sistem serat membutuhkan keseimbangan beberapa faktor. standar kinerja harus ditetapkan pertama, kemudian dicapai. ingat, itu adalah sistem terintegrasi.

Komponen utama untuk perhitungan kinerja sistem:

Biasanya dampak yang paling signifikan. Produsen memberikan nilai dB/km. Total kerugian = jarak × faktor kerugian (menggunakan total panjang kabel, bukan jarak peta).

Single-mode: 0.25-0.35 dB/km. Multi-mode: ~2.5 (@850nm) dan 0.8 (@1300nm) dB/km. Multi-mode dengan LED sesuai ≤1km; single-mode dengan laser menangani jarak yang lebih jauh.

Dua jenis dasar: laser (kekuatan tinggi/sedang/rendah untuk jarak panjang/sedang/pendek) dan LED (kebanyakan multi-mode, beberapa daya tinggi mode tunggal).

Cahaya minimum yang diperlukan untuk operasi (misalnya, -28dB).

Splices mekanik: 0,7-1,5 dB masing-masing. Fusion splices: 0,1-0,5 dB masing-masing (lebih disukai untuk kehilangan yang lebih rendah).

Kritis untuk memperhitungkan penuaan, perangkat tambahan, perbaikan kerusakan kabel, dll. Biasanya 3-10dB.

Skenario: Dua pusat berjarak 8 mil (panjang kabel sebenarnya 9 mil ≈ 14,5 km) dengan 4 fusi splices direncanakan.

Opsi pabrikan router untuk mode tunggal:

Membandingkan pilihan daya (kekuatan transmisi + kehilangan serat vs sensitivitas penerima):

Dengan margin 5,0dB termasuk, opsi jarak pendek memberikan kapasitas yang cukup (margin total 8,0dB).