光ファイバーのdb損失を計算するにはどうすればよいですか?

光ファイバーのdb損失の計算：コアの計算式

 

光ファイバー リンクの総損失は、リンク内のすべてのコンポーネントからの損失の合計です。基本的な式は次のとおりです。

 

合計リンク損失 (LL)=ファイバー ケーブルの減衰 + コネクタの損失 + 接続損失

どこ：

ファイバーケーブルの減衰 (dB)= ファイバ長 (km) × 減衰係数 (dB/km)

コネクタ損失 (dB)= コネクタ ペアの数 × コネクタ ペアごとの損失 (dB)

接続損失 (dB)= 接続数 × 接続あたりの損失 (dB)

 

堅牢な設計を保証するには、安全マージン(リンクマージンとも呼ばれます) を計算された総損失に換算します。これにより、コンポーネントの時間の経過による潜在的な劣化、予期せぬ微小な曲がり、その他の予期せぬ損失が考慮されます。-一般的な安全マージンの範囲は 3 ～ 10 dB です。

 

パラメータの定義と標準値

 

計算を実行するには、各コンポーネントの標準損失係数を使用する必要があります。次の表は、業界で広く受け入れられている EIA/TIA 規格に基づく一般的な値を示しています。

 

成分	代表的な損失係数 (dB)	注意事項
シングルモードファイバー-(1310nm)	0.4dB/km	損失が少なく、長距離通信に使用されます。-
シングルモードファイバー-(1550nm)	0.3dB/km	1310nmよりも損失がさらに低くなります。
マルチモードファイバー(850nm)	3.5dB/km	通常、短距離アプリケーションの場合、損失が大きくなります。{0}}
コネクタ(ペアごと、例: ST、LC)	0.75dB	実際には、正確な値についてはサプライヤーの仕様を参照してください。
融着接続(1点あたり)	0.3dB	この値は TIA/EIA 規格で指定されています 。一部の設計では、スプライスごとに 0.05 dB の値が使用される場合があります。

 

-ステップバイ-計算方法

 

特定の光ファイバー リンクの損失を計算するには、次の手順に従います。

 

ステップ 1: リンク データを収集する

 

まず、リンクのすべての物理パラメータを定義します。

ファイバーの種類: シングル-モードまたはマルチモード。

動作波長：850nm、1310nm、または1550nm。

総リンク長: 端から端までの距離 (キロメートル単位)。{0}}

コネクタの数: コネクタ ペアの数を数えます (パッチ パネル、機器インターフェイスなど)。

スプライスの数: 必要な融着接続の数を見積もります。通常は、ケーブルの 2 ～ 4 km ごと、または接続点で必要です。

 

ステップ 2: 個別の損失成分を計算する

 

ステップ 1 のデータと標準係数を使用して、各カテゴリの損失を計算します。

ファイバー損失の例: 1310 nm での 10 km のシングルモード ファイバの場合: 10 km × 0.4 dB/km=4.0 dB。

コネクタの紛失例: 2 コネクタペアの場合: 2 ペア × 0.75 dB/ペア=1.5 dB。

接続損失の例: 1 スプライスの場合: 1 × 0.3 dB=0.3 dB。

 

ステップ 3: 合計リンク損失の成分を合計する

 

安全マージンを含む、ステップ 2 のすべての値を加算します。

総リンク損失 (LL) の例: 4.0 dB (ファイバー) + 1.5 dB (コネクタ) + 0.3 dB (スプライス) + 3.0 dB (安全マージン)=8.8 dB。

 

電力バジェットとマージンの分析

 

損失の計算は作業の半分にすぎません。損失が光トランシーバーの能力の範囲内であることを確認する必要があります。

 

電力バジェット (PB) を決定する: パワー バジェットは、リンクで利用可能な光パワーの合計量です。送信機の出力電力 (PT) と受信機の感度 (PR) の差です。

式: PB (dB)=PT (dBm) - PR (dBm)

例: 送信機の電力が -15 dBm で、受信機の感度が -28 dBm の場合、電力バジェットは -15 dBm - (-28 dBm)=13 dB です。

電力マージン (PM) の計算: 電力マージンは、電力バジェットから合計リンク損失を差し引いた残りの電力です。これは、リンクが確実に動作するために利用できる電力の「クッション」を示します。

式: PM (dB)=PB (dB) - LL (dB)

例: 13 dB (PB) - 8.8 dB (LL)=4.2 dB。

結果を評価する:

午後 > 0: リンクは機能するはずです。一般に、長期的な信頼性には 3-5 dB を超えるマージンが良好であると考えられます。

PM 0以下：リンクは機能しません。損失の低いコンポーネントを使用したり、距離を短縮したり、より強力なトランシーバーを使用したりして、リンクを再設計する必要があります。-

 

高度な測定技術

 

上記の方法論は、デザインと企画ファイバーリンクの設置後の物理検証は、専用の機器を使用して行われます。

 

OTDR (光時間-ドメイン反射計): OTDR は、光パルスを送信し、散乱および反射された光を測定することにより、ファイバーの特性を評価します。これにより、損失を距離の関数として示すトレースが作成され、技術者が障害の場所を特定し、接続損失を測定し、ファイバ全体の損失を検証できるようになります。

 

OFDR (光周波数-ドメイン反射率測定): OFDR は、ネットワーク キャビネット内の個々のコンポーネントの特性評価など、非常に短いリンクを高精度で診断できる高解像度テクノロジーです。{0}これは、カプラーなどの複雑なコンポーネントを分析したり、複数分岐光リンクの分岐をテストしたりする場合に特に役立ちます。-

 

この構造化された方法論が光ファイバーの損失計算の明確なガイドとなることを願っています。