Fiber Optic Link Költségvetés: Számítsa ki a veszteséget a telepítés előtt

A száloptikás kapcsolat csak akkor valósítható meg, ha az optikai veszteség a valódi kábelútban a kiválasztott adó és vevő működési határain belül marad. A számítás során tehát össze kell hasonlítani a kapcsolat két oldalát: mekkora optikai veszteséget tud elviselni az aktív berendezés, és mekkora veszteséget várhatóan a telepített száloptikai út okoz.

Az alapvető kapcsolatok a következők:

Rendelkezésre álló energiaköltség=minimális adóteljesítmény − vevőérzékenység

Becsült kapcsolatvesztés=szálveszteség + csatlakozóvesztés + illesztési veszteség + egyéb passzív veszteségek

Fennmaradó teljesítménytartalék=rendelkezésre álló energiaköltség – becsült kapcsolatvesztés

A pozitív árrés fontos első ellenőrzés, de nem az egész terv. A kapcsolatnak meg kell felelnie az adó-vevő száltípusának, hullámhosszának, elérésének, csatornabeillesztési-vesztési határértékének, diszperziós követelményeinek és maximális vételi teljesítményhatárának is. Ez utóbbi pont azért számít, mert az optikai kapcsolat meghibásodhat túl kevés vételi teljesítmény mellett, míg néhány nagy teljesítményű, nagy hatótávolságú optikát használó rövid kapcsolat túlterhelheti a vevőt.

Fiber Optic Link költségvetés

Telepítés előtt gyűjtse össze az aktuális adó-vevő optikai specifikációit, és térképezze fel az útvonal minden passzív elemét. Legalább azonosítsa:

• Minimális garantált adóteljesítmény
• Vevő érzékenysége
• Maximális vételi teljesítmény, ha meg van adva
• Maximális csatornabeillesztési veszteség, ha meg van adva
• A szál típusa, hullámhossza, útvonal hossza és csillapítása
• Minden egyesített csatlakozás, toldás, kazetta, elosztó, csillapító vagy egyéb passzív eszköz
• A projekt, a gyártó vagy az alkalmazandó szabvány által megkövetelt mérnöki ráhagyás

Használja ezeket az értékeket a legrosszabb energiaköltségvetés és a várható passzív útveszteség kiszámításához. Ha az alkalmazás vagy az adó-vevő dokumentációja szigorúbb csatornavesztési határt ad, mint egy egyszerű Tx-Rx számítás, akkor a szigorúbb határértéknek kell szabályoznia a tervezést.

A Power Budget és a Link Loss Budget különbözik

Sok link-költségvetési hiba abból indul ki, hogy ezt a két mennyiséget felcserélhetőként kezeli. Összefüggenek, de ugyanazon optikai út különböző oldalait írják le.

Optikai teljesítmény költségvetés

Az optikai teljesítmény költségvetés azt írja le, hogy az adó és a vevő együttesen mekkora jelveszteséget tud elviselni. A legrosszabb eset tervezéséhez:

Energiatakarékosság (dB)=Minimális átviteli teljesítmény (dBm) − Vevő érzékenysége (dBm)

Használja a garantált minimális Tx értéket a tipikus vagy maximális kimeneti érték helyett. Borókaszáloptikai energia-költségvetés tervezési útmutatóugyanezt a legrosszabb eset megközelítését alkalmazza: a minimális adóteljesítményt összehasonlítják a vevő minimális érzékenységével, mielőtt kivonják a kapcsolatvesztést.

Kiválasztáskorszáloptikai adó-vevők, ne hagyatkozzon csak a terméknévben feltüntetett névleges távolságra. A tényleges optikai specifikációban szereplő Tx és Rx határértékek azok a számok, amelyek számítanak a link-költségvetés kiszámításához.

Kábelgyár veszteség költségvetése

A kábelgyár veszteség költségvetése megbecsüli, hogy a passzív út mennyi optikai energiát fog fogyasztani. A következőket tartalmazhatja:

• Szálcsillapítás
• Párosított csatlakozó elvesztése
• Fúziós vagy mechanikai illesztési veszteség
• Patch panelek és adapterek
• MPO/MTP kazetták és kitörő szerelvények
• PLC-osztók vagy hullámhossz-szelektív komponensek
• Fix optikai csillapítók
• Egyéb passzív eszközök a jelútban

Az általános kapcsolat a következő:

Becsült kapcsolatvesztés=szálvesztés + kapcsolatvesztés + illesztésvesztés + egyéb passzív veszteség

Ez a szám a fizikai kábelgyártó üzemet írja le. Ez nem azonos az aktív berendezés rendelkezésre álló energiaköltségkeretével.

Fennmaradó teljesítményhatár

Ha mindkét oldal ismert:

Fennmaradó árrés=Elérhető energiaköltségvetés – Becsült kapcsolatvesztés

A fennmaradó margó az az optikai fejtér, amely még azelőtt maradt, hogy a vett jel eléri a számításban használt alsó működési határt. Előfordulhat, hogy a projekt fenntartja a mozgástér egy részét az alkatrészek változásai, a mérési bizonytalanság, a jövőbeni újrakonfigurálás, a kötések javítása, a szennyeződés, az öregedés vagy a környezeti változások számára.

Ne alkalmazzon minden hálózatra egyetlen rögzített margin értéket. Használja a projekt specifikációjában, a berendezés dokumentációjában vagy a vonatkozó műszaki szabványban meghatározott követelményeket.

Hogyan olvassa el az adó-vevő adatlapot a számítás előtt

A megbízható link-költségvetés a tényleges optikai specifikációval kezdődik, nem pedig egy általános internetes értékkel. Az adó-vevő adatlap kulcssorai általában tartalmazzák a minimális Tx teljesítményt, a maximális Tx teljesítményt, a vevő érzékenységét vagy minimális vételi teljesítményét, a maximális vételi teljesítményt, a hullámhosszt és néha egy meghatározott csatorna beillesztési-veszteségi határt.

Minimális adóteljesítmény

A minimális Tx teljesítmény a konzervatív kiindulópont annak ellenőrzéséhez, hogy elegendő fény ér-e el a távoli vevőegységet. A modulok bárhol működhetnek a megadott kimeneti tartományon belül, így a tipikus vagy maximális teljesítmény használatával egy marginális kapcsolat egészségesebbnek tűnik, mint a garantált legrosszabb eset.

Vevő érzékenysége

A vevő érzékenysége határozza meg az energia-költségvetés kiszámításához használt alacsony fogyasztási határt. Ha a minimális Tx és a vevő érzékenysége egyaránt dBm-ben van kifejezve, ezek kivonása dB-ben adható meg.

Maximális vételi teljesítmény

A maximális vételi teljesítmény határozza meg a felső optikai bemeneti határt. Cisco10GBASE SFP+ modul adatlaplistázza a minimális és maximális adási és vételi szinteket a támogatott optikához. A nagy teljesítményű, nagy hatótávolságú modulok túlterhelési szempontjait is dokumentálja, ezért a rövid optikai út nem hagyható jóvá csak a vevő érzékenységének ellenőrzésével.

Ez különösen fontos a hosszú távú áttekintésnélSFP adó-vevőksokkal rövidebb telepített útvonalhoz.

Maximális csatornabeillesztési veszteség

Ha az Ethernet-alkalmazás vagy az adó-vevő dokumentációja maximális csatornabeillesztési veszteséget ír elő, akkor ezt tekintse alkalmazási korlátnak, ahelyett, hogy azt feltételezné, hogy a teljes Tx-Rx különbséget a csatlakozók és az optikai szálak felhasználhatják.

Nagyobb adatsebesség esetén a kapcsolat elérését a diszperzió, a modulációs büntetések, a reflektancia, a sávarchitektúra, az FEC-követelmények vagy más olyan paraméterek is korlátozhatják, amelyeket egy egyszerű optikai teljesítmény kivonás nem képvisel.

Milyen passzív veszteségeket kell számolni?

Fiber Attenuation

A szálcsillapítást általában dB/km-ben adják meg egy adott hullámhosszon:

Szálvesztés=szálhossz × csillapítási együttható

Használja a tényleges szál, hullámhossz, kábelspecifikáció és projektigény értéket. Az 1310 nm-es kapcsolatot nem szabad olyan csillapítási értékkel számítani, amely csak egy másik hullámhosszon érvényes.

Egy rövid adatközponti csatorna esetében a csatlakozók és a kazetták a teljes költségvetés nagyobb részét fogyaszthatják, mint maga az üvegszál. Egy hosszú, üzemen kívüli egymódusú útvonalon a szálcsillapítás válhat az egyik domináns kifejezéssé.

Párosított kapcsolatok

Számolja a teljes optikai utat, ne csak a hosszú kábelhosszt. A rack-rack kapcsolat áthaladhat adaptereken, javítópaneleken, keresztcsatlakozókon és rövid jumpereken, amelyeket az egyszerűsített hálózati diagramon könnyű figyelmen kívül hagyni.

Ha a számítás párosított páronkénti veszteségértéket használ, számolja meg a párosított interfészek ugyanazt a módszert, amelyet a gyártó vagy a projekt specifikációja használt. Ne keverje össze a csatlakozónkénti értéket a páronkénti számmal.

Szabványos LC, SC, FC vagy más javítási rendszerek esetén a vonatkozó összeszerelési adatoknak a tényleges adatokból kell származniukszálkábel szerelvényekés a csatlakozási komponensek meghatározása.

Illesztések

Vegyen fel minden tervezett illesztést, és tegyen különbséget a splice típusok között, ha a megengedett veszteségeik eltérnek. A terepi javítási pontokkal vagy közbenső lezárásokkal rendelkező útvonalon több illesztési esemény is lehet, mint amennyit az alaphálózati rajz javasol.

MPO/MTP kazetták és nagy sűrűségű csatlakozások

A párhuzamos optika és a nagy sűrűségű kábelezés több csatlakozási pontot, trönket, kazettát és kitörési egységeket adhat a csatornához. Ne feltételezze, hogy minden MPO/MTP összetevő azonos beszúrási-vesztési engedéllyel rendelkezik.

Amikor többMPO/MTP kábelszerelvényekvagy a kazetták lépcsőzetesek, minden meghatározott veszteséget egyedileg számítson ki. Ez gyakran hasznosabb, mintha a teljes nagy sűrűségű útvonalat egyetlen általános csatlakozási engedményként kezelnénk.

Elosztók, WDM-komponensek és csillapítók

A passzív eszközök, mint például a PLC-elosztók, szűrők, mux/demux egységek, optikai leágazók vagy rögzített csillapítók sokkal nagyobb veszteségeket okozhatnak, mint egy hagyományos párosított kapcsolat. Használja a tényleges eszköz megadott beillesztési veszteségét.

Anoptikai csillapítószándékosan is szükséges lehet, ha a vett optikai szint egyébként meghaladná a vevő megengedett maximumát.

Hogyan számoljuk ki a száloptikai kapcsolat költségvetését lépésről lépésre

1. lépés: Számítsa ki a legrosszabb eset optikai energiaköltségkeretét

Határozza meg a minimális garantált Tx teljesítményt és a vevő érzékenységét:

Teljesítményköltség=Minimális Tx − Vevő érzékenysége

Rögzítse a megadott maximális csatornabeillesztési veszteséget egyidejűleg. Ha ez szigorúbb, mint a nyers Tx-Rx különbség, használja a szigorúbb alkalmazási korlátot.

2. lépés: Számítsa ki a szálcsillapítást

Fiber Loss=Length in km × Attenuation in dB/km

3. lépés: Adjon hozzá minden társított kapcsolatot

Számolja meg az összes releváns patch-panelt, adaptert, keresztcsatlakozót, kazettát és berendezés interfészt a specifikációban használt számlálási módszer szerint:

Connection Loss=Number of Counted Connections × Allowed Loss per Connection

4. lépés: Adja hozzá az illesztési veszteséget

Összeillesztési veszteség=Összekötések száma × kötésenkénti megengedett veszteség

Use separate allowances if fusion and mechanical splices are treated differently in the project.

Step 5: Add Other Passive Components

Adja hozzá a megadott beillesztési veszteséget bármely elosztóhoz, WDM-eszközhöz, kazettához, csaphoz, csillapítóhoz vagy más passzív optikai alkatrészhez.

6. lépés: Adja hozzá a szükséges tervezési tartalékot

Alkalmazza a tervezési specifikáció vagy a berendezés dokumentációja által megkövetelt margót. Az árrés a bizonytalanságra és a jövőbeni változásokra való ráhagyás; nem helyettesíti a pontos alkatrészadatokat.

7. lépés: Hasonlítsa össze a számított veszteséget a megengedett határértékkel

Becsült kapcsolatvesztés + kötelező árrés kisebb vagy egyenlő, mint az engedélyezett optikai veszteség

Ha ez a feltétel nem teljesül, a telepítés előtt vizsgálja felül a tervet. A lehetőségek között szerepelhet a szükségtelen párosítási pontok csökkentése, kisebb veszteségű szerelvények használata, az útvonal lerövidítése, az optikai architektúra megváltoztatása vagy a megfelelő kapcsolati specifikációval rendelkező adó-vevő kiválasztása.

8. lépés: Ellenőrizze a vevő túlterhelési állapotát

Ha a maximális vételi teljesítmény van megadva, becsülje meg a lehetséges legmagasabb vételi optikai szintet is:

Várható maximális Rx teljesítmény=Maximális Tx teljesítmény − Minimális várható kapcsolatvesztés

Az eredménynek a vevő megengedett bemeneti tartományán belül kell maradnia. Ez az ellenőrzés különösen akkor válik fontossá, ha nagy teljesítményű, nagy hatótávolságú optikát szerelnek fel rövid szálútvonalakra.

Működő példa: Az energiaköltségvetéstől a fennmaradó árrésig

Hasznos teljes példa található a Juniper hivatalos hálózati kábel és adó-vevő tervezési dokumentációjában. A Juniper először –15 dBm minimum adóteljesítmény és –28 dBm vevőérzékenység alapján 13 dB-es energiaköltségvetést számol ki. Ezután ezt a költségvetést egy feltételezett 2 km-es többmódusú kapcsolatra alkalmazza.

A példa értéke nem az, hogy minden projektnek ugyanazt a csatlakozót, illesztést vagy szálveszteséget kell használnia. A Juniper kifejezetten becsült értékekként jeleníti meg ezeket a mintaszámításai során, és a felhasználókat a szállítói dokumentációhoz irányítja a tényleges berendezés- és alkatrészvesztésre vonatkozóan. A módszer az, amit át kell vinni egy valódi tervezésbe:

Aktuális adó-vevő korlátok → tényleges útvonal → tényleges komponens veszteségek → szükséges tartalék → végső elfogadás/meghiúsítás

Miért nem elég az adó-vevő távolságbesorolása?

A 10 km-re, 20 km-re, 40 km-re vagy más névleges hatótávra címkézett modul nem jelenti azt, hogy minden ennél rövidebb út automatikusan megfelel az optikai alkalmazásnak.

Két linknek lehet azonos száltávolsága, de nagyon eltérő passzív veszteséggel:

• Közvetlen futás két összekapcsolt csatlakozással, közbenső toldás nélkül
• Ugyanaz a távolság több patch panelen, keresztcsatlakozáson, kazettán és javító toldalékon keresztül

A második útvonal több optikai költséget igényel, annak ellenére, hogy a földrajzi távolság változatlan.

Az ellenkező probléma is fennáll. A nagyon rövid úton használt nagy hatótávolságú modul több optikai teljesítményt szolgáltathat, mint amennyit a vevő fogadni szándékozik. A távolság ezért csak egy része a kapcsolat számításának.

Amikor az egyszerű Tx-Rx képlet nem elég

Minimális Tx − Vevő érzékenységehasznos energiaköltség-számítás, de nem írhatja felül a szabványos alkalmazáskorlátot vagy az adó-vevő-specifikus csatornakövetelményt.

Az optikai technológiától függően a használható csatornát a következők is korlátozhatják:

• Modális vagy kromatikus diszperzió
• Távadó és diszperziós büntetés
• Az optikai moduláció követelményei
• Reflexió
• Többsávos optikai architektúra
• FEC-hez kapcsolódó alkalmazási korlátok

Ez egyre fontosabbá válik a 40G, 100G, 400G és nagyobb sebességű kapcsolatok tervezésekor. Ezekben a rendszerekben az adó-vevő alkalmazásspecifikációját kell végső jogosultságként kezelni, nem pedig azt feltételezni, hogy a Tx és a vevő érzékenysége közötti minden dB elérhető a passzív kábelezés számára.

A hivatkozás ellenőrzése a telepítés után

A link-költségvetés számítása előrejelzi, hogy a telepített útvonalnak mit kell támogatnia. Az átvételi tesztelés ellenőrzi, hogy valójában mi épült.

Használja az OLTS-t a végpontok közötti beillesztési veszteséghez

Az optikai elvesztésteszt-készlet méri a telepített kapcsolat végpontok közötti beillesztési veszteségét. Ezt az eredményt össze lehet hasonlítani a projektben meghatározott veszteséghatárral vagy alkalmazási szükséglettel.

Az OTDR segítségével keresse meg az egyes veszteségeseményeket

Egy OTDR jellemzi az eseményeket az üvegszál útvonala mentén. Segíthet megtalálni a nagy veszteségű kapcsolatokat, az illesztési problémákat, a váratlan kanyarokat, a tükröződő eseményeket és a nem dokumentált csatlakozási pontokat.

Fluke NetworksOLTS és OTDR tesztelési útmutatóa két módszert egymást kiegészítőként írja le: az OLTS ellenőrzi a teljes beillesztési veszteséget, míg az OTDR segít azonosítani, hol fordulnak elő egyéni veszteségek.

Helyszíni telepítéshez és hibaelhárításhoz az oldalszáloptikás szerelő és tesztelő eszközöka tervezési szakasz számítása után megfelelő következő lépést nyújtson.

Használja a DOM/DDM-et működési ellenőrzésként, ne tanúsítványhelyettesítőként

A támogatott optikai modulok a DOM/DDM-en keresztül működési információkat jelenthetnek, például Tx teljesítményt, Rx teljesítményt, hőmérsékletet és előfeszítési áramot. Ezek az értékek hasznosak az élő hibaelhárításhoz és a trendfigyeléshez, de nem helyettesítik a meghatározott telepítési átvételi tesztet.

Gyakori Fiber Link költségvetési hibák

Tipikus vagy maximális Tx teljesítmény használata a legrosszabb eset eléréséhez

Egy tipikus leolvasás a várható viselkedést írja le, nem pedig a garantált alsó kimeneti határt. A konzervatív elérési tervezéshez használja a minimális Tx értéket, hacsak a vonatkozó specifikáció más módszert nem határoz meg.

Zavaros dB és dBm

A dBm egy abszolút optikai teljesítményszint. dB különbség, veszteség vagy nyereség. A Tx és Rx szintek általában dBm-ben vannak feltüntetve; szál, csatlakozó, splice és rendszer veszteségei dB-ben vannak kifejezve.

A hosszú szál futás számlálása, de hiányzó állványszintű csatlakozások

A sűrű foltozási környezetekben az egyszerű számítások gyakran kudarcot vallanak. Egy viszonylag rövid csatorna még mindig jelentős veszteséget halmozhat fel több pár, kazetta, keresztcsatlakozás vagy kiszakító egység révén.

Minden csatlakozót azonos veszteségként kezel

Használja a tényleges csatlakozó vagy szerelvény specifikációját. A normál veszteségű és az alacsony veszteségű interfészekhez nem szabad ugyanazt az értéket hozzárendelni támogató adatok nélkül.

Egy fix biztonsági határ használata mindenhol

Ne másoljon általános margót minden tervbe. Az árrésnek követnie kell az adott projektre és alkalmazásra vonatkozó jóváhagyott műszaki követelményeket.

A vevő túlterhelés figyelmen kívül hagyása

A vevő érzékenysége csak a kis teljesítményű határt ellenőrzi. Ha a modul maximális vételi teljesítményt is megad, ellenőrizze a felső határt is.

A sikeres számítás feltételezése garantálja a sikeres telepítést

A számítás feltételezi, hogy a telepített alkatrészek megfelelnek a tervnek és a specifikáción belül teljesítenek. Szennyeződés, rossz toldások, túlzott kanyarodás, rossz alkatrészek vagy dokumentálatlan útvonal-módosítások növelhetik a tényleges veszteséget. Tesztelje a kész linket.

Gyakran Ismételt Kérdések

Mi a különbség az optikai teljesítmény költségvetése és az üvegszál-veszteség költségvetése között?

Az optikai teljesítmény költségvetés azt írja le, hogy az adó és a vevő mekkora jelveszteséget tud elviselni. Az üvegszálas vagy kábel-üzem veszteség-költségvetése megbecsüli, mekkora veszteséget okoz a passzív útvonal. Egy érvényes terv összehasonlítja a kettőt ahelyett, hogy azonos számként kezelné őket.

Mekkora biztonsági tartalékot kell tartalmaznia az üvegszálas kapcsolat költségvetésének?

Nincs egyetlen margó, amelyet vakon kellene alkalmazni minden hivatkozásra. Használja a projektspecifikáció, a berendezés dokumentációja, az alkalmazandó szabvány és a várható jövőbeni változtatások által megkövetelt értéket.

Lehet, hogy egy fiber linknek túl kicsi a vesztesége?

Igen. Ha egy nagy teljesítményű adó nagyon rövid, kis veszteségű úton van csatlakoztatva, a vett optikai szint meghaladhatja a modulban megadott maximumot. Ellenőrizze a maximális vételi teljesítményt, és csak akkor használjon csillapítást, ha azt a berendezés specifikációja megköveteli.

Az MPO/MTP kábelezés több optikai költségkeretet fogyaszt?

Ez az illesztési pontok, kazetták, kitörő szerelvények számától és a tényleges alkatrészek behelyezési-veszteségi specifikációitól függ. A nagy sűrűségű MPO/MTP csatornát komponensenként kell kiszámítani, nem pedig egyetlen általános veszteségi értéket hozzárendelni.

A DOM/DDM helyettesítheti az OLTS tesztelést?

Nem. A DOM/DDM hasznos az élő adó-vevő Tx és Rx szintjének megfigyelésére, míg az OLTS segítségével ellenőrizhető a telepített kábelút végpontok közötti beillesztési vesztesége egy meghatározott teszthatárhoz képest.

Utolsó elvitel

A megbízható száloptikai kapcsolat költségvetése nem egyszerűen a száltávolság számítása, és nem egyszerűen a Tx teljesítmény mínusz a vevő érzékenysége.

Az adó-vevő határozza meg az optikai működési határokat. A telepített kábelgyár határozza meg, hogy ebből a költségvetésből mennyit használnak fel. A teljes telepítés előtti döntés tehát a következőket kérdezi:

A valós szálút, beleértve az összes csatlakozást, splice-t, passzív komponenst és a szükséges tartalékot, a kiválasztott adó-vevő optikai korlátain belül maradhat anélkül, hogy a vevő érzékenysége alá csökkenne vagy meghaladná a maximális vételi teljesítményt?

Ha a válasz igen, és az alkalmazás-specifikus csatornakövetelmények is teljesülnek, a terv készen áll a telepítésre. A telepítés után ellenőrizze az eredményt a szükséges optikai vizsgálati módszerrel, ne hagyatkozzon egyedül a számításra.