Hvernig á að reikna út trefjatap og athuga orkukostnað

Sérhver ljósleiðarahlekkur tapar einhverju ljósafli á milli sendis og móttakara. Að vita hvernig á að reikna þetta tap - og bera það saman við orkukostnað búnaðarins - er það sem skilur tengil sem virkar áreiðanlega frá þeim sem bilar við raunverulegar-aðstæður. Þessi leiðarvísir fer í gegnum formúlu fyrir útreikninga á trefjatapi, skref-fyrir-skref dæmi og hagnýtar athuganir sem reyndir verkfræðingar nota til að forðast algengustu mistök við fjárhagsáætlunargerð.
 

Hvað er trefjatap og hvers vegna skiptir það máli?

Trefjatap er minnkun á ljósmerkjaorku þegar ljós fer í gegnum ljósleiðaratengil. Í reynd kemur heildartap yfir tengil frá nokkrum aðilum: ljósleiðaranum sjálfum, tengdum tengipörum, splæsum og óvirkum íhlutum eins ogklofnareða tengi í leiðinni.

Þú munt oft sjá tengd hugtök notuð á aðeins mismunandi vegu.Dempunvísar venjulega til innbyggts afltaps á hverja lengdareiningu trefjarins, gefið upp í dB/km.Innsetningartaplýsir heildartapinu-til-enda mælt yfir uppsettum hlekk, þar með talið alla íhluti.Tap á hlekkjumer reiknuð eða mæld summa allra óvirkra tapa í rásinni. Þessi aðgreining skipta máli vegna þess að blanda þeim saman leiðir til villna í fjárhagsáætlun - sem er lögð áhersla á í bæði Corning'sLeiðbeiningar um ljósleiðarapróf (LAN-1561-AEN)og Ljósleiðarafélagsinsviðmiðun tapsfjárlaga. Fyrir dýpri samanburð, sjáðu handbókina okkar uminnsetningartap vs ávöxtunartap.

Hrá tapstala ein og sér segir þér mjög lítið. 3 dB lestur gæti verið fullkomlega ásættanleg á stuttum multimode háskólasvæðistengli en erfiður á löngum singlemode skottinu með þröngum notkunarmörkum. Þess vegna er trefjatap alltaf metið út frá tvennu: tengingar-tapskostnaðarhámarki (áætlað heildar aðgerðalaus tap) og aflfjárhagsáætlun virka búnaðarins (munurinn á útgangi sendis og móttakaranæmi).

Hvað veldur trefjatapi í sjóntengli?

Fjórir meginþættir stuðla að tapi í dæmigerðri trefjarás. Að skilja hvern og einn hjálpar þér að byggja upp nákvæma fjárhagsáætlun í stað þess að giska.

Trefjadempun yfir fjarlægð

Sérhver ljósleiðari gleypir og dreifir smá ljósi þegar hann breiðist út. Dempunarstuðullinn fer eftir trefjagerð og bylgjulengd. Samkvæmt ANSI/TIA-568.3-D staðlinum eru hámarks leyfileg dempunargildi í skipulagsskyni:

Þetta eru íhaldssöm hámark áætlanagerðar. Framleiðendur framleiða reglulegasinglemode trefjarmeð dempun vel undir 0,35 dB/km við 1310 nm og undir 0,25 dB/km við 1550 nm. Ef þú ert með raunverulegt kapalgagnablað skaltu nota þessi strangari gildi - staðlaðar heimildir eru til sem versta-öryggisnet, ekki sem besta mat.

Tengipartap

Tap á sér stað í hvert skipti tvöljósleiðaratengieru pöruð saman. Í fjárhagsáætlunargerð telur þú tengd tengipör, ekki einstaka tengienda. TIA-568.3-D staðallinn setur að hámarki 0,75 dB fyrir hvert par, en hágæða verksmiðjuslípuð tengi (SC, LC, FC gerðir) ná venjulega 0,3–0,5 dB á par í reynd. Þetta er í samræmi við ráðleggingar Corning um að nota raunverulegar tengiforskriftir frekar en hámarks staðlaða heimild þegar það er tiltækt.

Í stuttum hlekkjum - segjum við að undir 500 metra - tengitap ræður oft meira kostnaðarhámarki en ljósleiðaradeyfing. Það er ein ástæðan fyrir því að tengi gæði ogval á tengigerðskipta svo miklu í kapalrásum í húsnæði.

Splice Tap

Samruna- og vélrænar skeytir bæta báðar við tapi. TIA-568.3-D hámarkið er 0,3 dB á hverja skeyta. Samrunasamskipti með rétta kjarnajöfnun ná venjulega undir 0,1 dB, á meðan vélrænar skeytir hafa tilhneigingu til að falla á bilinu 0,2–0,5 dB. Ef þú ert að gera ráð fyrir utanaðkomandi verksmiðjuleið með mörgum tengipunktum, bætast þessi litlu gildi fljótt upp á langri leið.

Beygjur, mengun og aðrir þættir

Makróbeygjur og örbeygjur auka dempun umfram einkunnaforskrift kapalsins. Mengun á endahliðum tengisins er ein algengasta orsök óvænts taps á sviði - FOA greinir óhrein tengi sem leiðandi uppsprettu bilana í prófunum. Þröng kapalleiðing, léleg kapalstjórnun og umhverfisálag geta allt ýtt mældu tapi yfir reiknað mat.

Sumir tenglar innihalda einnig óvirka hluti eins og sjóndeyfara, WDM tengi, eðaPLC skiptarar. Hvert þeirra hefur sitt tilgreinda innsetningartap sem þarf að bæta við fjárhagsáætlun.

Formúla til að reikna trefjatap

Kjarnaformúlan til að meta heildartap tengla er einföld:

Heildartengingartap (dB)=(deyfingarstuðull × trefjalengd) + (Fjöldi tengipöra × tap á pari) + (Fjöldi skeyta × tap á skeyti) + Annað óvirkt tap íhluta

Þetta er sama uppbygging og notuð var í Corningreiknivél fyrir hlekkjatapog í aðferðafræði fjárlagagerðar FOA. Þú berð þá heildartölu saman við aflfjárhagsáætlun virka búnaðarins:

Aflkostnaðarhámark (dB)=Úttaksstyrkur sendis (dBm) − Móttökunæmi (dBm)

Rekstrarframlegð (dB)=Aflfjárhagsáætlun − Heildartap á hlekkjum

Jákvæð rekstrarframlegð þýðir að hlekkurinn ætti að virka. Framlegð undir u.þ.b. 3 dB er talin áhættusöm fyrir -áreiðanleika til lengri tíma, vegna þess að sendar eldast, tengi safnast fyrir mengun og samskeyti geta rýrnað ef snúrur eru meðhöndlaðar eða þær færðar aftur. FOA mælir með að viðhalda að minnsta kosti 3 dB framlegð til að taka tillit til þessara raunverulegu þátta í-heiminum.

Ein mikilvæg athugasemd:dBer afstæð eining (það gefur til kynna hlutfall), á meðandBmer algjört aflstig (vísað til 1 mW). Að rugla þessu tvennu saman er furðualgeng villa sem ógildir allan orkuútreikning-fjárhagsáætlunar, jafnvel þó tapmatið sjálft sé rétt.
 

Hvernig reiknarðu út trefjatap skref fyrir skref?

Skref 1: Skráðu raunverulega hlekkihluti

Áður en reiknivél er opnuð skaltu skrá allt í rásinni: gerð trefja, rekstrarbylgjulengd, heildarleiðarlengd (ekki bara vegalengd kortsins - innifalin lóðrétt hlaup, slakar lykkjur og krókaleiðir), fjölda tengdra tengipöra, fjölda samtenginga og óvirk tæki. Flestar fjárhagsáætlunarvillur byrja hér, með ófullnægjandi íhlutatalningum.

Skref 2: Veldu Tap Values

Notaðu forskriftir framleiðanda íhluta þegar þær eru tiltækar. Farðu aftur í TIA-568.3-D hámark aðeins þegar raunverulegar upplýsingar eru ekki þekktar. Eins og Fluke Networks bendir á í sínumleiðbeiningar um útreikninga á tapi, staðlar veita lágmarksásættanlegt afköst - raunverulegir íhlutir eru venjulega betri og notkun framleiðanda gefur nákvæmara mat.

Skref 3: Reiknaðu hvern tapþátt

Margfaldaðu deyfingarstuðulinn með lengd trefja. Margfaldaðu tengiparfjölda með tapi á pari. Margfaldaðu talningu skeyta með tapi á hverja skeyta. Bættu við öllum óvirkum íhlutatapum. Leggðu allt saman fyrir áætlað heildartap tengla.

Skref 4: Bera saman á móti orkuáætluninni

Finndu úttaksstyrk sendisins og móttakaranæmi úr gagnablaði senditækisins. Þessar tvær tölur eru venjulega skráðar í dBm. Munurinn er orkufjárveitingin. Dragðu heildartapið frá orkuáætluninni til að fá framlegð. Fyrir frekari upplýsingar um senditæki, sjá samanburð okkar ásinglemode SFP vs multimode SFP.

Skref 5: Staðfestu að framlegðin sé fullnægjandi

Jákvæð framlegð er nauðsynleg en ekki alltaf næg. Ef spássían er undir 3 dB er tengillinn viðkvæmur fyrir niðurbroti frá öldrun íhlutum, óhreinum endaflötum, frekari skeytingum frá framtíðarviðgerðum eða hitastigstengdum breytingum á deyfingu. Í hagnýtum dreifingum lenda verkfræðingar sem hanna rétt á brún oft á því að leysa bilanir innan eins árs eða tveggja.

Unnið dæmi: 10 km Singlemode Link við 1310 nm

Lítum á utanaðkomandi-einstillingartengil sem keyrir 10 km á 1310 nm, með tveimur tengdum tengipörum og einni samrunaskipun. Notkun TIA-568.3-D áætlanagerðargilda fyrir einhliða kapal utan álversins:

Gerum nú ráð fyrir að gagnablað senditækisins sýni sendandaúttak upp á -15 dBm og móttakaranæmi upp á -28 dBm:

Rafmagnsáætlun=−15 − (−28) =13 dB

Framlegð=13 − 6.8 =6,2 dB

Með 6,2 dB framlegð fer þessi hlekkur þægilega framhjá. Jafnvel eftir að hafa geymt 3 dB fyrir langtíma-rýrnun, þá er enn yfir 3 dB af loftrými - nóg til að taka við framtíðarviðgerð á skeyti eða einhverri öldrun tengis án þess að fara niður fyrir áreiðanleikamörkin.

Ef þú notaðir raunverulegar snúruforskriftir (segjum 0,35 dB/km) og dæmigerð tengitap (segjum 0,5 dB/par), myndi heildartalan lækka í um 4,8 dB, sem gefur enn meiri framlegð. Þess vegna skiptir notkun raunverulegra íhlutagagna - stöðluð áætlanagerð gildi íhaldssamt í hönnun.
 

Reiknað tap vs mælt tap: Hvenær er hverjum einum nóg?

Reiknað tap er mat. Það er gagnlegt við hönnun, tilvitnun, samanburð á leiðum og for-staðfestingu fyrir uppsetningu. En það er ekki það sama og vettvangsvottun.

Fyrir uppsetta tengla er staðalaðferðin í iðnaðinum Tier 1 prófun með Optical Loss Test Set (OLTS), sem mælir beint heildarinnsetningartap tengisins með því að nota kvarðaðan ljósgjafa og aflmæli. Bæði TIA-568.3-D staðallinn og prófunarleiðbeiningar Corning benda til þess að OLTS prófun sé nákvæmasta lýsingin á frammistöðu uppsetts ljósleiðaratengils. Ef þú þarft að staðsetja ákveðna bilun - slæma tengingu, skemmd tengi eða þétta beygju - Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) gefur upplýsingar um atburðastig sem OLTS getur ekki. Fluke Networks lýsir OTDR prófunum semTier 2 vottun, mælt með samhliða OLTS fyrir fullkomna prófunarstefnu.

Notaðu útreikning þegar:þú ert að hanna nýja leið, bera saman tengimöguleika eða sannreyna að orkuáætlun búnaðarins ætti að vera nægjanleg fyrir uppsetningu.

Notaðu mælingu þegar:þú ert að votta uppsettan hlekk fyrir samþykki, bilanaleita óvænt frammistöðuvandamál eða staðfesta að mæld tap falli innan reiknaðs fjárhagsáætlunar.

Í reynd er algengt að metið tap sé örlítið frábrugðið útreiknuðu mati. Ef mæld tap er umtalsvert hærra en kostnaðaráætlun er það fyrsta sem þarf að athuga er andlitsmengun-andlits tengis, rangur fjöldi tengipara og óvæntar beygjur eða skemmdir á kapal á leiðinni.
 

Hvað er ásættanlegt trefjatap?

Það er ekkert eitt algilt svar - ásættanlegt tap fer eftir tilteknum hlekk og búnaðinum sem starfar á honum. Hins vegar eru hagnýtar leiðbeiningar:

Tengillinn stenst kostnaðarhámarksprófið ef heildarmælt innsetningartap er við eða undir útreiknuðu kostnaðarhámarki fyrir viðkomandi tengil. Tengillinn stenst aflkostnaðarprófið ef það er enn jákvætt rekstrarframlegð eftir að heildartap hefur verið dregið frá orkuáætlun búnaðarins. Fyrir langtíma áreiðanleika er almennt mælt með rekstrarmörkum sem er að minnsta kosti 3 dB yfir lágmarksnæmni móttakara.

Til fljótlegrar tilvísunar eru dæmigerð skipulagsdeyfingargildi frá TIA-568.3-D staðlinum: multimode trefjar við 850 nm ætti ekki að fara yfir 3,5 dB/km; singlemode útistrengur við 1310 nm ætti ekki að fara yfir 0,5 dB/km; og tengipör ættu ekki að fara yfir 0,75 dB hvert. Ef mæld gildi þín fyrir hvern íhlut eru vel innan þessara marka og heildartap er undir orkuáætluninni með fullnægjandi framlegð, er tengingin almennt viðunandi.

Hvar á að finna Tx Power og Rx næmni á gagnablaði fyrir senditæki

Tölurnar tvær sem þú þarft fyrir útreikning á orkukostnaði - útgangsafl sendis (Tx) og móttakaranæmi (Rx) - eru skráðar á gagnablaði senditækiseiningarinnar, venjulega í töflu sem er merkt "Optical Characteristics" eða "Sendandi/móttakarafæribreytur." Leitaðu að:

• Úttaksstyrkur sendis (mín/hámark):gefið upp í dBm. Notaðu lágmarksgildið fyrir -verstu tilfelli fjárhagsáætlunargerð.
• Móttökunæmi:gefið upp í dBm. Þetta er veikasta merkið sem móttakandinn getur greint á meðan hann heldur nauðsynlegum bitavilluhlutfalli.
• Ofhleðsla móttakara (eða hámarksinntaksafl):sterkasta merkið sem móttakarinn ræður við án villna. Þetta skiptir máli á mjög stuttum hlekkjum þar sem tap er í lágmarki.

Aflfjárhagsáætlun er mismunurinn á milli lágmarks Tx framleiðsla og Rx næmi. Ef gagnablað sýnir −8,2 dBm lágmarks Tx og −14,4 dBm Rx næmni, er orkuáætlunin 6,2 dB - sem skilur eftir miklu minna pláss fyrir tap á hlekkjum en lang-eining með 13 dB kostnaðarhámarki. Að velja rétta senditækið fyrir tengilengdina er fyrsta skrefið að hagkvæmu fjárhagsáætlun. Fyrir víðtækari sýn, sjá grein okkar umsenditæki vs transponders.

Algeng mistök við útreikning á trefjatapi

Telja tengi í stað tengipöra

Fjárhagsáætlunaraðferðir telja tengd tengipör - tvö tengi tengd saman - ekki einstakir enda. Ef þú telur alla lausa tengienda muntu ofmeta eða vanmeta tapið eftir því hvernig þú notar gildi á-einingu. Prófunarleiðbeiningar Corning eru skýrar um þetta atriði.

Að rugla saman dB og dBm

dB er hlutfallslegt hlutfall. dBm er algjört aflstig. Ef þú dregur dBm gildi frá dB gildi, eða ber saman þau beint, verður niðurstaðan fyrir orkukostnaðaráætlun þína tilgangslaus. Haltu tapsgildum í dB og aflstigum í dBm og sameinaðu þau aðeins með réttri formúlu.

Nota staðlað hámark þegar raunverulegar upplýsingar eru tiltækar

TIA áætlunargildi eru versta-tilfelli, ekki dæmigerð gildi. Ef þú ert með snúru og tengiforskriftir framleiðanda skaltu nota þessar strangari tölur. Of-að treysta á staðlað hámark getur leitt til of-verkfræði (pantaðu hærra-knúna senditæki sem þú þarft ekki) eða, það sem verra er, dulið raunverulegt vandamál vegna þess að rausnarleg vasapening lét fjárhagsáætlunina líta út fyrir að vera "fín".

Vantar íhluti í rásina

Plásturspjöld, sjóndeyfingar, tengi, WDM-síur og auka sviðslok stuðla allir að tapi. Auðvelt er að gleyma tengipunkti fyrir plásturspjald eða deyfingu sem var bætt við til að koma í veg fyrir ofhleðslu móttakara. Gakktu leiðina, athugaðu -sem byggðar teikningar og teldu allt.

Hunsa End-andlitsmengun

Óhreinar endahliðar tengisins eru ein algengasta ástæða þess að mæld tap fer yfir reiknaða fjárhagsáætlun. Smásæjar rykagnir geta aukið innsetningartap og bakspeglun verulega. FOA, Corning og Fluke netkerfin leggja öll áherslu á skoðun og hreinsun tengis sem forsenda fyrir tapsmælingu. Í mörgum raunverulegum-vandaleitartilfellum leysir það að þrífa endahliðarnar án þess að endur-skeyta eða skipta um snúru.

Reiknað kostnaðarhámark stenst en mælt tap mistekst - Hvað núna?

Þegar stærðfræðin segir að hlekkurinn ætti að virka en OLTS segir að svo sé ekki, eru líklegastar orsakir: menguð tengi, rangur tengipörfjöldi í kostnaðaráætlun, ótilgreind splæsing eða plásturspjald, óhófleg beyging af kapal eða skemmdir á kapal sem ekki sáust við uppsetningu. Byrjaðu á tengiskoðun, staðfestu síðan fjölda íhluta og notaðu OTDR til að finna tiltekna tapatburðinn ef hreinsun leysir ekki bilið.

Singlemode vs Multimode: Lykilmunur fyrir fjárhagsáætlunargerð taps

Singlemode og multimode trefjar hafa mismunandi dempunareiginleika, mismunandi rekstrarbylgjulengdir og mismunandi dæmigerða tengilengd - sem allt hefur áhrif á fjárhagsáætlun.

Multimode trefjar (OM1–OM5)starfar á 850 nm og 1300 nm með meiri dempun á kílómetra en er venjulega notað fyrir styttri tengla inni í byggingum og háskólasvæðum. Rafmagnsáætlanir fyrir há-fjölstillingarforrit (eins og 10GBASE-SR) geta verið frekar þröng - stundum aðeins 2–3 dB - sem þýðir að það er nánast ekkert pláss fyrir aukatengi eða óhreina endahliða.

Singlemode trefjar (OS1/OS2)starfar á 1310 nm og 1550 nm með mun minni dempun, sem gerir það að staðalvali fyrir burðarrás háskólasvæðis, neðanjarðarlestarkerfi og langlínutengingar-. Rafmagnsáætlanir eru venjulega stærri, en lengri vegalengdir þýða meiri heildardeyfingu trefja og oft fleiri skeytir, þannig að fjárhagsáætlunin getur enn verið þröng á lengri leiðum.

Passaðu alltaf deyfingarstuðulinn við rétta trefjagerð og bylgjulengd. Að nota multimode gildi í singlemode fjárhagsáætlun (eða öfugt) er villa sem er furðu auðvelt að gera þegar skipt er á milli verkefna.

Algengar spurningar

Hvernig reiknar þú tap á ljósleiðaratengi?

Leggðu saman tapið frá trefjadeyfingu (dB/km × lengd), tengipör (talning × tap á pari), splæsingum (talning × tap á skeyti) og öðrum óvirkum íhlutum. Summan er áætlað heildartap þitt á hlekkjum. Berðu það saman við orkukostnað búnaðarins til að ákvarða hvort hlekkurinn ætti að virka.

Hvað er fjárhagsáætlun fyrir trefjatengingu?

Fjárhagsáætlun fyrir ljósleiðaratengingu (eða tengi-tapskostnaðaráætlun) er reiknað mat á heildar óvirku tapi yfir ljósleiðaratengil. Það felur í sér alla - tjónavalda, trefjar, tengi, skeyti og óvirk tæki. FOA lýsir því sem matinu sem er borið saman við orkukostnað búnaðarins til að sannreyna hagkvæmni tengingarinnar og á móti prófunarniðurstöðum til að staðfesta rétta uppsetningu.

Hver er munurinn á innsetningartapi og dempun?

Dempun vísar sérstaklega til ljósaflsins sem tapast á hvern kílómetra af trefjum vegna frásogs og dreifingar í glerinu. Innsetningartap er víðtækari mæling frá enda-til-enda á heildartapi yfir uppsettan tengil, þar með talið trefjadeyfingu auk allra tapa á tengjum, splæsingum og íhlutum. Fyrir nákvæma sundurliðun, lestu grein okkar uminnsetningartap í ljósleiðaranetum.

Hvað er ásættanlegt trefjatap á hvert tengi?

ANSI/TIA-568.3-D staðallinn leyfir að hámarki 0,75 dB fyrir hvert tengd tengipar. Hins vegar ná vel gerð verksmiðjuslípuð tengi venjulega 0,3–0,5 dB. Með því að nota raunverulegar tengiforskriftir frekar en hámarks staðlaða heimild gefur það raunhæfara fjárhagsáætlun.

Hversu mikla framlegð ætti ljósleiðarahlekkur að hafa?

Að lágmarki 3 dB af rekstrarframlegð er almennt fylgt leiðbeiningum iðnaðarins. Þetta gerir grein fyrir öldrun sendisins, mengun tengisins með tímanum, hugsanlegum framtíðar viðgerðum á skeyta og hitastigs-tengdum breytingum á deyfingu. Tenglar sem eru hannaðir með minna en 3 dB framlegð eru líklegri til að þurfa viðhald eða bila of snemma.

Hvaða verkfæri eru notuð til að mæla trefjatap?

Optical Loss Test Set (OLTS), sem samanstendur af kvarðaðri ljósgjafa og aflmæli, er staðlað tæki fyrir Tier 1 vottun á heildartapi tengla. OTDR er notað fyrir Tier 2 prófun - það veitir fjarlægð-kortaðri ummerki sem sýnir tapið við hvern einstakan atburð (tengi, splæsingu, beygju) meðfram trefjaranum.

Heimildir og frekari lestur

• Ljósleiðarasamtök - Reikna út kostnaðarhámark fyrir ljósleiðaratap
• Corning - Leiðbeiningar um ljósleiðaraprófun (LAN-1561-AEN)
• Corning - Link Loss Budget Reiknivél
• Fluke Networks - Fiber Optic Link Tap Budget útreikningur
• Fluke Networks - OLTS + OTDR: Fullkomin ljósleiðaraprófunarstefna
• ANSI/TIA-568.3-D - ljósleiðarakaplar og íhlutir staðall (fáanlegt fráTIA)