光ファイバー通信ネットワークを建設する際には,安定した信号伝送を確保し,過度の信号損失による通信障害を回避することが重要です.ファイバー リンク の 損失 と 最大 送信 距離 を 正確 に 評価 する こと が 必要 ですこの記事では,光ファイバーリンク損失計算方法を探求し,高性能で信頼性の高い光通信システムを構築するのに役立つ距離推定のための実践的なガイドラインを提供します.
自動車 (光信号) が 始末から終末まで 障害なく 移動しなければならない 高速道路を 建てるのを 想像してください道路が不均等 (繊維の弱さ) または交差点が多すぎた場合 (コネクタとスプライス損失)道路の不完全さのように ファイバリンクの喪失が作用します 道路の不完全さのように ファイバリンクの喪失が作用します徐々に光信号のエネルギーを消費し,最終的に信号の質を低下させたり,通信障害を引き起こす.
光ファイバーネットワークの設計と導入において接続損失の正確な評価と制御は,受信端に受信信号が信頼性の高い通信のために十分な強さで届くことを確保するために必要である..
繊維結合の喪失を評価するには 専門的なツールと方法が必要です 病気の診断をする医師と同じようにです最も直接的で正確な方法は,測定のために光学時間領域反射計 (OTDR) を使用することですOTDR は,リンク内のすべてのイベント (コネクタ,スペイル,ファイバー減衰) の実際の損失値を提供し,ネットワーク最適化のための正確なデータを提供します.
しかし,OTDR測定は必ずしも実行可能ではありません.初期プロジェクト可行性分析や既存のネットワークのトラブルシューティングでは,代替方法を使用する必要があります.
この2つの方法は,ネットワーク設計と最適化を導くために,様々な損失因子の合理的な推定と安全性限界を組み合わせて使用する.
繊維連結の損失は恒常ではなく 多数の要因によって影響を受けます これらの要因を理解することで より正確な損失推定と適切な緩和措置が可能です
異なるファイバータイプ (単モード,マルチモード) と動作波長 (850nm,1300nm,1310nm,1550nm) は異なる減衰係数を持っています.一般的に,シングルモードファイバーはマルチモードよりも弱くなる選択は,送信距離,帯域幅要件,コストをバランスする必要があります.
信号吸収と光ファイバー内の散乱は,損失の主な原因である.製造者は dB/km で衰弱係数を提供する.総光ファイバー損失は,長さとこの係数に基づいて計算される..
繊維 と 機器 を 繋ぐ 接続器 は,挿入 や 反射 に よっ て 追加の 損失 を 引き起こす.高品質 の 接続器 と 適切な 設置 は,これ を 最小 に する.
融合スプライシングは,通常,コネクタよりも少ない損失で繊維を永久に結合しますが,品質は機器と技術者のスキルに依存します.
繊維老化やコネクタ汚染により,時間の経過とともに損失が増加することがあります.安全限界 (3-10dBは,アプリケーションによって異なります) を含めることで,長期的な安定性が確保されます.
| 繊維の種類 | 波長 | 繊維の衰弱/km (1) | 繊維の衰弱/km (2) | 接続器の喪失 | スプライス損失 |
|---|---|---|---|---|---|
| 多モード 50/125μm | 850nm | 3.5 dB | 2.5 dB | 0.75 dB | 0.1 dB |
| 多モード 50/125μm | 1300nm | 1.5 dB | 0.8 dB | 0.75 dB | 0.1 dB |
| 多モード 62.5/125μm | 850nm | 3.5 dB | 3.0 dB | 0.75 dB | 0.1 dB |
| 多モード 62.5/125μm | 1300nm | 1.5 dB | 0.7 dB | 0.75 dB | 0.1 dB |
| シングルモード 9μm | 1310nm | 0.4 dB | 0.35 dB | 0.75 dB | 0.1 dB |
| シングルモード 9μm | 1550nm | 0.3 dB | 0.22 dB | 0.75 dB | 0.1 dB |
注記:
| スタンダード | データレート (Mbps) | ケーブルタイプ | IEEE標準距離 |
|---|---|---|---|
| 10BASE-FL | 10 | 850nm 多モード 50/125μm または 62.5/125μm | 2km |
| 100BASE-FX | 100 | 1300nm 多モード 50/125μm または 62.5/125μm | 2km |
| 100BASE-SX | 100 | 850nm 多モード 50/125μm または 62.5/125μm | 300m |
| 1000BASE-SX | 1000 | 850nm 多モード 50/125μm | 550m |
| 1000BASE-SX | 1000 | 850nm 多モード 62.5/125μm | 220m |
| 1000BASE-LX | 1000 | 1300nm 多モード 50/125μm または 62.5/125μm | 550m |
| 1000BASE-LX | 1000 | 1310nm シングルモード 9/125μm | 5km |
| 1000BASE-LH | 1000 | 1550nm シングルモード 9/125μm | 70km |
繊維の長さ,スプライス数,接続数を知ると,次の式を使用します.
リンク損失 = [ファイバルの長さ (km) ×ファイバルの衰弱/km] + [スプライス損失 × スプライス数] + [コネクタ損失 × コネクタ数] + [安全性限界]
接続器のペアが2つ,5つのスプライスで1310nmで40kmの単調リンク
リンク損失 = [40km × 0.4dB/km] + [0.1dB × 5] + [0.75dB × 2] + [3.0dB] = 21.0dB
これは,信頼性の高い送信のために~21.0dBの光電力を必要とします. インストール後に実際の損失を常に確認します.
光学電源予算,コネクタ数,スペイル数が知られた場合:
ファイバルの長さ = {[ (最小送信電源) - (受信機の感度) ] - [スプライス損失 × スプライス数] - [コネクタ損失 × コネクタ数] - [安全性限界]} / [ファイバルの衰弱/km]
Fast Ethernetシングルモードリンク 1310nm 2コネクタペアと5スペイッチ 送信電力: -8.0dB,受信機感度: -34.0dB
ファイバー長 = {[(-8.0dB) - (-34.0dB) ] - [0.1dB × 5] - [0.75dB × 2] - [3.0dB]} / [0.4dB/km] = 52.5 km
最大距離は52.5kmです 設置後に実際の損失を確認してください
ファイバーシステムの設計には 多様な要素のバランスが求められます 性能基準はまず設定し,その後達成しなければなりません 統合システムであることを忘れないでください
システム性能計算の主要要素:
通常は最も大きな影響です.製造者は dB/km の値を提供します.総損失 = 距離 × 損失因数 (地図距離ではなく,ケーブル全体の長さを使用します).
シングルモード: 0.25-0.35 dB/km. マルチモード: ~2.5 (@850nm) と 0.8 (@1300nm) dB/km. LED のマルチモードは≤1kmに適しており,レーザーによるシングルモードは長距離に対応する.
2つの基本タイプ:レーザー (長距離/中距離/短距離のための高/中低電力) とLED (主に多モード,一部の高電力シングルモード).出力 (例えば,5dB).
動作に必要な最小照明量 (例えば -28dB)
メカニカルスプライス:それぞれ0.7-1.5 dB. 融合スプライス:それぞれ0.1-0.5 dB (損失が少ない場合は好ましい).
老化,追加装置,ケーブル損傷の修理等を考慮する上で重要です.通常は3-10dBです.
シナリオ: 2つのセンターが8マイル離れたところ (実際のケーブル長さは9マイル≈14.5km) で,4つの融合スペイッチが計画されています.
| 構成要素 | 計算 | 価値 |
|---|---|---|
| 繊維 減少 | 14.5 km × 0.35dB | - 5つ075 |
| 融合スプライス損失 | 4 × 0.2dB | -0だった8 |
| 端末接続器 | 2 × 1.0dB | - 2つ0 |
| 利回り | - 5つ0 | |
| 繊維 総 損失 | -12歳875 |
単モードのルーター製造者のオプション:
| 範囲 | 送電力 | 受容器の感受性 |
|---|---|---|
| 短く | -3dBm | -18dBm |
| 中等 | 0dBm | -18dBm |
| 長い | +3dBm | -28dBm |
パワーオプションの比較 (送信電力+ファイバー損失対受信機感度):
| 範囲 | 受容器の感受性 | 損失予算 | 違い |
|---|---|---|---|
| 短く | -18歳 | -15歳だ875 | +3だ0 |
| 中等 | -18歳 | -12歳875 | +6だ0 |
| 長い | -28歳 | -9番目875 | +19. わかった0 |
5.0dBの限界を含めて,短距離オプションは十分な能力を提供します (総幅8.0dB).
