光纖損耗的概念和計算

發布日期:
2021-10-25

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在光纖施工過程中,對光纖鏈路進行準確的測量和計算是驗證網絡完整性和確保網絡性能非常重要的步驟,光纖內會因光吸收和散射等造成明顯的信號損失(即光纖損耗),從而影響光傳輸網絡的可靠性,那么光纖損耗如何計算的呢?

一、光纖損耗的標準

根據電信工業聯盟(TIA)和電子工業聯盟(EIA)攜手制定了EIA/TIA標準,規定了光纜、連接器的性能和傳輸要求,如今在光纖行業中被廣泛接受和使用。EIA/TIA標準明確了最大衰減是光纖損耗測量時最重要的參數之一。實際上,最大衰減是光纜的衰減系數,以dB/km為單位。下圖顯示了在EIA/TIA-568規范標準中不同類型光纜的最大衰減。

光纖損耗的概念和計算

二、如何計算光纖損耗

若想檢測光纖鏈路是否能正常運行,那么就需要計算光纖損耗、功率預算以及功率裕度,計算方式如下。

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1、光纖損耗的計算公式

在光纖布線中,經常需要在一條確定長度的線路上計算最大損耗。光纖損耗計算公式:

總鏈路損耗(LL)=光纜衰減+連接器衰減+熔接衰減(如果還有其他組件(如衰減器),可將其衰減值疊加)

光纜衰減(dB)=最大光纖衰減系數(dB / km)×長度(km)

連接器衰減(dB)=連接器對數×連接器損耗(dB)

熔接衰減(dB)=熔接個數×熔接損耗(dB)

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如上述公式所示,總鏈路損耗是一段光纖內最壞變量的最大總和。需要注意的是,以該種方式計算出的總鏈路損耗只是一種假設值,因為它假定了組件損耗的可能值,也就是說光纖實際的損耗取決于各種因素,損耗值可能會更高或更低。

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2、下面以實際案例為例演示如何計算光纖損耗。

兩棟建筑之間安裝了單模光纖,傳輸距離為10km,波長為1310nm。同時,該光纖擁有2個ST連接器和1個熔接頭。

光纖損耗的概念和計算

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光纜衰減——根據上述的標準表格,波長為1310nm的室外單模光纜的最大衰減值為0.5dB / km,因此光纜衰減值為0.5dB / km×10km=5dB。

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連接器衰減——因為使用了2個ST連接器,而每個ST連接器的最大損耗為0.75dB,因此連接器衰減為0.75dB×2=1.5dB。在實際計算中,連接器的插損可參考供應商提供的規格值。

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熔接衰減——在TIA/EIA標準中規范了,熔接的最大損耗為0.3dB,因此熔接衰減為0.3dBx1=0.3dB。

由此可得出,該光纖鏈路的總損耗為5dB+1.5dB+0.3dB=6.8dB。

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三、功率預算的計算


上述提及的鏈路損耗值對整個鏈路的傳輸有何影響?這里就不得不得提到與之密切相關的另外一個參數——功率預算。該參數值主要用于對比計算出的鏈路損耗值,以確保正確安裝設備,只有當鏈路損耗值在功率預算之內時,鏈路才能正常運行。功率預算(PB)是接收器的靈敏度(PR)與發射器耦合進光纖的功率(PT)的差值,也就是說PB=PT-PR。假設發射器的平均光功率為-15dBm,接收器的靈敏度為-28dBm,則功率預算為-15dB-(-28dB)= 13dB。



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功率裕度的計算

計算完鏈路損耗和功率預算后,就需要計算功率裕度(PM),它是指從功率預算中除去鏈路損耗之后的可用功率,即PM=PB-LL。

光纖損耗的概念和計算

同樣以10km的室內單模光纜為例,由上述計算所得,它的功率預算為13dB,鏈路損耗為6.8dB,因此功率裕度為13dB-6.8dB=6.2dB。該計算所得值大于零,表示鏈路還有足夠的傳輸功率。


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