연구 는 광섬유 네트워크 신뢰성 의 핵심 요인 들 을 강조 한다

광섬유 통신 네트워크를 구축할 때, 안정적인 신호 전송을 보장하고 과도한 신호 손실로 인한 통신 장애를 방지하는 것이 중요합니다. 광섬유 링크 손실과 최대 전송 거리를 정확하게 평가하는 것이 필수적입니다. 이 기사에서는 광섬유 링크 손실 계산 방법을 살펴보고 고성능, 안정적인 광 통신 시스템 구축에 도움이 되는 실용적인 거리 추정 지침을 제공합니다.

시작부터 끝까지 방해받지 않고 이동해야 하는 차량(광 신호)이 있는 고속도로를 건설한다고 상상해 보십시오. 도로가 울퉁불퉁하거나(광섬유 감쇠) 교차로가 너무 많으면(커넥터 및 스플라이스 손실) 차량의 속도에 불가피하게 영향을 미치고 일부는 목적지에 도달하지 못할 수 있습니다. 광섬유 링크 손실은 이러한 도로 결함과 같이 광 신호의 에너지를 점차적으로 소모하여 궁극적으로 신호 품질을 저하시키거나 통신 장애를 일으킵니다.

따라서 광섬유 네트워크의 설계 및 배포 과정에서 광 신호가 안정적인 통신을 위해 충분한 강도로 수신단에 도달하도록 링크 손실을 정확하게 평가하고 제어해야 합니다.

광섬유 링크 손실을 평가하려면 의사가 상태를 진단하는 것과 마찬가지로 전문적인 도구와 방법이 필요합니다. 가장 직접적이고 정확한 방법은 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)을 사용하여 측정하는 것입니다. OTDR은 링크의 모든 이벤트(커넥터, 스플라이스, 광섬유 감쇠)에 대한 실제 손실 값을 제공하여 네트워크 최적화를 위한 정확한 데이터를 제공합니다.

그러나 OTDR 측정이 항상 가능한 것은 아닙니다. 초기 프로젝트 타당성 분석 또는 기존 네트워크 문제 해결 시 대체 방법을 사용해야 합니다.

1. 총 링크 손실 추정 알려진 광섬유 길이 및 손실 변수를 기반으로
2. 최대 광섬유 거리 추정 광 전력 예산 및 손실 변수를 기반으로

두 가지 방법 모두 네트워크 설계 및 최적화를 안내하기 위해 다양한 손실 요소를 합리적으로 추정하고 안전 여유를 결합하는 데 의존합니다.

광섬유 링크 손실은 일정하지 않으며 여러 요인의 영향을 받습니다. 이를 이해하면 보다 정확한 손실 추정 및 적절한 완화 조치를 취할 수 있습니다.

서로 다른 광섬유 유형(단일 모드, 다중 모드) 및 작동 파장(850nm, 1300nm, 1310nm, 1550nm)은 고유한 감쇠 계수를 갖습니다. 일반적으로 단일 모드 광섬유는 다중 모드보다 감쇠가 낮고 파장이 높을수록 감쇠가 낮습니다. 전송 거리, 대역폭 요구 사항 및 비용의 균형을 맞춰야 합니다.

광섬유 내 신호 흡수 및 산란이 주요 손실 원인입니다. 제조업체는 dB/km 단위의 감쇠 계수를 제공합니다. 총 광섬유 손실은 길이와 이 계수를 기준으로 계산됩니다.

광섬유와 장비를 연결하는 커넥터는 삽입 및 반사로 인해 추가 손실을 발생시킵니다. 고품질 커넥터와 적절한 설치는 이를 최소화합니다.

융착 접합은 일반적으로 커넥터보다 손실이 적은 광섬유를 영구적으로 연결하지만 품질은 장비 및 기술자 기술에 따라 달라집니다.

광섬유 노후화 또는 커넥터 오염으로 인해 손실이 시간이 지남에 따라 증가할 수 있습니다. 안전 여유(응용 분야에 따라 3-10dB)를 포함하면 장기적인 안정성이 보장됩니다.

참고:

1. 값은 TIA/EIA 및 기타 산업 표준을 준수합니다.
2. 값은 새로운 광섬유 설치에 대한 달성 가능한 성능을 나타냅니다.

광섬유 길이, 스플라이스 수 및 커넥터 수가 알려진 경우 다음 공식을 사용하십시오.

링크 손실 = [광섬유 길이(km) × 광섬유 감쇠/km] + [스플라이스 손실 × 스플라이스 수] + [커넥터 손실 × 커넥터 수] + [안전 여유]

1310nm에서 2개의 커넥터 쌍과 5개의 스플라이스가 있는 40km 단일 모드 링크:

링크 손실 = [40km × 0.4dB/km] + [0.1dB × 5] + [0.75dB × 2] + [3.0dB] = 21.0dB

이는 안정적인 전송을 위해 ~21.0dB의 광 전력이 필요합니다. 설치 후 항상 실제 손실을 확인하십시오.

광 전력 예산, 커넥터 수 및 스플라이스 수가 알려진 경우:

광섬유 길이 = {[(최소 송신기 전력) - (수신기 감도)] - [스플라이스 손실 × 스플라이스 수] - [커넥터 손실 × 커넥터 수] - [안전 여유]} / [광섬유 감쇠/km]

1310nm에서 2개의 커넥터 쌍과 5개의 스플라이스가 있는 Fast Ethernet 단일 모드 링크. 송신기 전력: -8.0dB, 수신기 감도: -34.0dB:

광섬유 길이 = {[(-8.0dB) - (-34.0dB)] - [0.1dB × 5] - [0.75dB × 2] - [3.0dB]} / [0.4dB/km] = 52.5km

최대 거리는 ~52.5km입니다. 설치 후 실제 손실을 확인하십시오.

• 실제 광섬유 감쇠 계수
• 광섬유 설계 및 수명
• 커넥터 품질 및 실제 손실
• 스플라이스 품질 및 실제 손실
• 링크의 스플라이스 및 커넥터 수

광섬유 시스템을 설계하려면 여러 요인의 균형을 맞춰야 합니다. 먼저 성능 표준을 설정한 다음 이를 달성해야 합니다. 기억하세요. 이는 통합 시스템입니다.

시스템 성능 계산을 위한 주요 구성 요소:

일반적으로 가장 큰 영향을 미칩니다. 제조업체는 dB/km 값을 제공합니다. 총 손실 = 거리 × 손실 계수(총 케이블 길이 사용, 맵 거리가 아님).

단일 모드: 0.25-0.35dB/km. 다중 모드: ~2.5(@850nm) 및 0.8(@1300nm)dB/km. LED가 있는 다중 모드는 ≤1km에 적합하고 레이저가 있는 단일 모드는 더 긴 거리를 처리합니다.

두 가지 기본 유형: LASER(장/중/단 거리를 위한 고/중/저 전력) 및 LED(대부분 다중 모드, 일부 고전력 단일 모드). 출력으로 평가됨(예: -5dB).

작동에 필요한 최소 광량(예: -28dB).

기계적 스플라이스: 각 0.7-1.5dB. 융착 스플라이스: 각 0.1-0.5dB(손실이 적으므로 선호).

노후화, 추가 장치, 케이블 손상 수리 등을 고려하는 데 중요합니다. 일반적으로 3-10dB.

시나리오: 8마일 떨어진 두 센터(실제 케이블 길이 9마일 ≈ 14.5km)에 4개의 융착 스플라이스가 계획되어 있습니다.

단일 모드용 라우터 제조업체 옵션:

전력 옵션 비교(전송 전력 + 광섬유 손실 vs. 수신기 감도):

5.0dB 여유를 포함하면 단거리 옵션이 충분한 기능을 제공합니다(총 여유 8.0dB).