Genaue Messungen und Tests bei der Installation von Glasfaserkabeln sind entscheidend, um die Integrität und Leistung des gesamten Netzwerks sicherzustellen. Ein erheblicher Signalverlust in der Glasfaser kann zu einer unzuverlässigen Übertragung führen. Wie können wir den Wert der Verluste auf der Glasfaserverbindung ermitteln? Lesen Sie weiter, dieser Beitrag zeigt Ihnen, wie Sie die Verluste in Glasfaser berechnen und die Leistung der Glasfaserverbindung beurteilen.
Arten von Verlusten in Glasfasern
Was ist Glasfaserverlust? Glasfaserverlust kann auch als Glasfaserdämpfung oder Dämpfungsverlust bezeichnet werden und gibt die Menge des Lichtverlusts zwischen Eingang und Ausgang an. Glasfaserverlust kann verschiedene Faktoren verursachen, wie z. B. inhärente Materialabsorption, Biegung, Verbindungsverlust usw.
Verluste in Glasfasern können in intrinsische Glasfaserverluste und extrinsische Glasfaserverluste unterteilt werden, je nachdem, ob der Verlust durch intrinsische Fasereigenschaften oder Betriebsbedingungen verursacht wird. Intrinsische Glasfaserverluste umfassen Absorptionsverluste, Dispersionsverluste und Streuverluste, die durch strukturelle Defekte verursacht werden. Extrinsische Glasfaserverluste umfassen Spleißverluste, Verbindungsverluste und Biegeverluste. Detaillierte Informationen zu diesen optischen Verlusten und wie sie reduziert werden können, finden Sie unter „Wie können verschiedene Arten von Verlusten in Glasfasern reduziert werden?“
Normen für Glasfaserverlust
Die Telecommunications Industry Association (TIA)/Electronic Industries Alliance (EIA) entwickelt TIA/EIA-Standards, die Leistungs- und Übertragungsanforderungen für Glasfaserkabel, Steckverbinder usw. festlegen und in der Glasfaserindustrie weithin akzeptiert und verwendet werden. Die maximale Dämpfung ist eigentlich der Dämpfungskoeffizient des Glasfaserkabels, der in dB/km ausgedrückt wird. Es ist einer der wichtigsten Parameter zur Messung des Glasfaserverlusts. Gemäß TIA/EIA-568 wird die maximale Dämpfung für verschiedene Arten von Glasfaserkabeln in der folgenden Grafik angezeigt:
| Kabelart | Kabeltyp Wellenlänge (nm) | Maximale Dämpfung (dB/km) | Minimale Übertragungskapazität (MHz * km) |
|---|---|---|---|
| 50/125 Mikron Multimode | 850 | 3.5 | 500 |
| 1300 | 1.5 | 500 | |
| 62,5/125 Mikron Multimode | 850 | 3.5 | 160 |
| 1300 | 1.5 | 500 | |
| Singlemode-Innenanlagenkabel | 1310 | 1.0 | N / A |
| 1550 | 1.0 | N / A | |
| Singlemode-Außenanlagenkabel | 1310 | 0,5 | N / A |
| 1550 | 0,5 | N / A |
Wie berechnet man Verluste in Glasfasern?
Um festzustellen, ob die Verbindung ordnungsgemäß funktioniert, sollte folgende Berechnung durchgeführt werden.
Berechnung der Verluste bei optischen Fasern
Bei der Installation eines Glasfaserkabels muss häufig der maximale Signalverlust über eine bestimmte Glasfaserverbindung berechnet werden. Zunächst sollten Sie die Formel für den Glasfaserverlust kennen:
Der Gesamtverbindungsverlust = Kabeldämpfung + Steckerverlust + Spleißverlust
Kabeldämpfung (dB) = Maximaler Kabeldämpfungskoeffizient (dB/km) × Länge (km)
Anschlussdämpfung (dB) = Anzahl der Anschlusspaare × zulässige Anschlussdämpfung (dB)
Spleißdämpfung (dB) = Anzahl der Spleiße × Toleranz der Spleißdämpfung (dB)
Wie diese Formeln zeigen, ist der Gesamtverlust die maximale Summe der schlechtesten Variablen innerhalb eines Glasfasersegments. Es muss beachtet werden, dass der auf diese Weise berechnete Gesamtverlust nur eine Schätzung ist, die die möglichen Werte der Komponentenverluste annimmt, sodass der tatsächliche Verlust je nach verschiedenen Faktoren höher oder niedriger sein kann.
Nehmen wir einen praktischen Fall als Beispiel, um die Berechnungsschritte zu demonstrieren. Zwischen zwei Gebäuden ist ein Singlemode-Glasfaserkabel installiert, mit einer Entfernung von 10 km und einer optischen Wellenlänge von 1310 nm. Das Kabel hat 2 ST-Steckerpaare und 1 Spleiß.
Abbildung 1: Verbindungsverlust über 10 km SMF berechnen
-
Berechnen Sie den Dämpfungsverlust des Glasfaserkabels. Gemäß der oben stehenden Standardtabelle beträgt die Lichtdämpfung eines 1310 nm SM-Glasfaserkabels im Außenbereich 0,5 dB/km. Daher beträgt die Gesamtdämpfung des Kabels 0,5 dB/km × 10 km = 5 dB.
-
Berechnen Sie den gesamten Steckerverlust. Nehmen Sie den maximalen TIA/EIA-Verlust pro Paar als 0,75 an, und der gesamte Steckerverlust beträgt 0,75 dB × 2 = 1,5 dB. Bei der praktischen Berechnung kann der tatsächliche Steckerverlust auf den Wert in den von den Lieferanten bereitgestellten Glasfaserkabelspezifikationen bezogen werden.
-
Berechnen Sie den gesamten Spleißverlust. Nehmen Sie den maximalen TIA/EIA-Verlust von 0,3 pro Spleiß an, und der gesamte Spleißverlust beträgt 0,3 dB × 1 = 0,3 dB.
-
Berechnen Sie den Verlust anderer Komponenten, wenn andere Komponenten wie beispielsweise Dämpfungsglieder vorhanden sind.
-
Addieren Sie Kabelverlust, Steckerverlust und Spleißverlust und erhalten Sie den Gesamtverbindungsverlust. Der Gesamtverlust für diese Verbindung beträgt 5 dB + 1,5 dB + 0,3 dB = 6,8 dB.
Beachten Sie, dass es sich bei den Schätzungen lediglich um Annahmen handelt. Die einfachste und genaueste Methode besteht darin, die OTDR-Verfolgung einer tatsächlichen Verbindung zu verwenden.
Berechnen des Energiebudgets
Welche Bedeutung hat dieser Verbindungsverlustwert für die gesamte Übertragung? Hier müssen wir einen anderen, eng damit verbundenen Begriff erwähnen – das Leistungsbudget. Es wird zum Vergleich mit dem berechneten Gesamtverlust verwendet, um sicherzustellen, dass die Kabelanlage richtig installiert wurde. Die Verbindung funktioniert nur dann normal, wenn der Verbindungsverlust innerhalb des Verlustbudgets liegt. Das Leistungsbudget (P B ) errechnet sich aus der Differenz zwischen der Empfindlichkeit des Empfängers (P R ) und der Leistung des Senders in die Glasfaser (P T ). Die Berechnungsformel lautet P B = P T – P R . Angenommen, die durchschnittliche Ausgangsleistung des Senders beträgt –15 dBm und die Empfängerempfindlichkeit beträgt –28 dBm, dann beträgt das Leistungsbudget –15 dB – (-28 dB) = 13 dB.
Berechnung der Leistungsreserve
Nachdem Sie den Verbindungsverlust und das Leistungsbudget berechnet haben, können Sie die Leistungsreserve berechnen, die auch als Sicherheitsreserve bezeichnet wird. Sie stellt die Menge an Leistung dar, die nach Abzug des Verbindungsverlusts vom Leistungsbudget verfügbar ist. Die Formel lautet P M = P B - LL.
Abbildung 2: Leistungsbudget, Verbindungsverlust und Leistungsreserve
Nehmen wir als Beispiel den 10 km langen SMF-Fall. Das Leistungsbudget beträgt 13 dB und der Verbindungsverlust ist mit 6,8 dB bekannt. Somit beträgt das Sicherheitsbudget 13 dB - 6,8 dB = 6,2 dB. Ein Wert größer als Null gibt an, dass die Verbindung über ausreichend Leistung für die Übertragung verfügt.