تلفات فیبر نوری
در پروسه نصب کابل فیبرنوری، تست و اندازه گیری دقیق بسیار ضروری است زیرا یکپارچگی و عملکرد کلی شبکه را تضمین می‌کند. تلفات قابل ملاحظه سیگنال در فیبر نوری بیانگر انتقال غیر صحیح و نادرست است. چگونه می‌توانیم مقدار تلفات فیبر نوری را محاسبه کنیم؟ این پست به شما نحوه محاسبه تلفات فیبر نوری و قضاوت در مورد عملکرد پیوند فیبر نوری را می‌آموزد.
تلفات فیبر نوری
اول از همه لازم است بدانیم تلفات فیبر نوری انواع مختلفی دارد، برای آشنایی با انواع تلفات فیبرنوری این بخش را مطالعه کنید. تلفات فیبر نوری چیست؟ تلفات فیبر نوری را می‌توان تضعیف یا میرایی فیبر نوری نیز نامید که میزان افت نور بین ورودی و خروجی را اندازه گیری می‌کند. عوامل متعددی باعث ایجاد تلفات در فیبر می‌شوند، مانند جذب ذاتی مواد، خم شدن، تلفات بوجود آمده توسط کانکتورها و … .
تلفات فیبر نوری را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: تلفات ذاتی فیبر نوری و تلفات بیرونی فیبر نوری.
بسته به اینکه این تلفات ناشی از ویژگی‌های ذاتی فیبر یا شرایط عملیاتی آن باشد می‌توان نوع تلفات را مشخص کرد. تلفات ذاتی فیبر نوری شامل تلفات جذب، تلفات پراکندگی و شکست نور ناشی از نقص ساختاری است. تلفات بیرونی فیبرهای نوری شامل تلفات ناشی از جوش و اتصال، تلفات ناشی از اتصال کانکتورها و تلفاات ایجاد شده پس از خم کردن فیبر است.
استانداردهای تلفات فیبر نوری
اتحادیه صنایع ارتباطات مخابرات (TIA) / اتحادیه صنایع الکترونیکی (EIA) وظیفه توسعه استانداردهای TIA / EIA را دارند که الزامات عملکرد و انتقال کابل‌های فیبر نوری، کانکتورها و غیره را مشخص می‌کند. این استانداردها به طور گسترده‌ای در صنعت فیبر نوری پذیرفته شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. حداکثر میرایی در واقع ضریب میرایی کابل فیبر نوری است که در واحد dB / km بیان می‌شود. این فاکتور یکی از مهمترین پارامترهای اندازه گیری تلفات فیبر نوری است. طبق TIA / EIA-568، حداکثر میرایی برای انواع مختلف کابل‌های فیبر نوری در نمودار زیر نشان داده شده است:
| نوع کابل | نوع کابل طول موج (nm) | حداکثر میرایی (دسی بل / کیلومتر) | حداقل ظرفیت انتقال (مگاهرتز * کیلومتر |
| 50/125 مالتی مود | 850 | 3.5 | 500 |
| 50/125 مالتی مود | 1300 | 1.5 | 500 |
| 62.5 / 125 مالتی مود | 850 | 3.5 | 160 |
| 62.5 / 125 مالتی مود | 1300 | 1.5 | 500 |
| Singlemode داخل ساختمانی | 1310 | 1.0 | N/A |
| Singlemode داخل ساختمانی | 1550 | 1.0 | N/A |
| سینگل مود خارج ساختمانی | 1310 | 0.5 | N/A |
| سینگل مود خارج ساختمانی | 1550 | 0.5 | N/A |
نحوه محاسبه تلفات فیبر نوری
برای تشخیص اینکه آیا پیوند به درستی کار می‌کند یا خیر، باید محاسبات زیر را انجام داد.
معمولاً محاسبه حداکثر افت سیگنال در یک پیوند فیبر نوری، هنگام نصب کابل نوری انجام می‌شود. نحوه محاسبه تلفات فیبر نوری مطابق فرمول زیر است:
تلفات کل پیوند = میرایی کابل + تلفات کانکتورها + تلفات جوش‌ها و اتصالات
میرایی کابل (dB) = حداکثر ضریب میرایی کابل (dB / km) × طول (km)
تلفات کانکتورها (dB) = تعداد کانکتورهای جفتی × تلفات مجاز کانکتور (dB)
تلفات جوش‌ها و اتصالات (dB) = تعداد جوش‌ها × تلفات مجاز جوش (dB)
همانطور که این فرمول‌ها نشان می‌دهند، تلفات کل، حداکثر مجموع بدترین حالت هر متغیر در یک بخش فیبر نوری است. لازم به ذکر است که کل تلفات محاسبه شده از این طریق فقط برآوردی است که مقادیر احتمالی تلفات هر بخش را در نظر می‌گیرد، بنابراین تلفات واقعی بسته به عوامل مختلف می‌تواند بیشتر یا کمتر باشد.
بیایید برای نشان دادن مراحل محاسبه، یک مورد عملی را مثال بزنیم. یک کابل فیبر نوری سینگل مود با فاصله 10 کیلومتر و طول موج نوری 1310 نانومتر بین دو ساختمان نصب شده است. این کابل دارای 2 جفت کانکتور ST و یک جوش است.
- افت میرایی کابل فیبر نوری را محاسبه کنید. مطابق نمودار استاندارد فوق، میرایی نور 1310nm در فیبرنوری تک مود خارج ساختمانی 0.5dB / km است، بنابراین میرایی کامل کابل 0.5dB / km × 10km = 5dB است.
- تلفات کل کانکتور را محاسبه کنید. اگر حداکثر تلفات هر جفت را طبق استاندارد TIA / EIAبرابر 0.75 بگیریم، کل تلفات ناشی از اتصال کانکتورها 0.75dB × 2 = 1.5dB است. البته در محاسبات عملی، این مقدار ممکن است باتوجه به کیفیت فیوژن بین فیبر و کانکتور کمتر یا بیشتر باشد. عموما در کارهای عملی تلفات ناشی از هر یک کانکتور را 0.5 دسی بل و هرجفت را 1 دسی بل می‌گیریم.
- تلفات کل جوش را محاسبه کنید. با درنظر گرفتن حداکثر افت 0.3 در هر جوش، مطابق استاندارد TIA / EIA ، تلفات کل اتصال 0.3dB × 1 = 0.3dB است.
- در صورت وجود اجزای دیگر از جمله تضعیف کننده‌ها، تلفات مولفه دیگر را محاسبه کنید.
- تلفات کابل، تلفات کانکتورها و تلفات جوش‌های فیبر را باهم جمع بزنید و تلفات کل پیوند را بدست آورید. کل افت برای این پیوند 5dB + 1.5dB + 0.3dB = 6.8dB است.
توجه داشته باشید که این تخمین‌ها فقط در حد فرضیات اند، ساده‌ترین و دقیق‌ترین راه استفاده از تست OTDR در یک پیوند واقعی است.
محاسبه بودجه قدرت
حال باید دید این مقدار تلفات کل چه اهمیتی در انتقال دارد؟ در اینجا لازم است به یکی دیگر از اصطلاحات مرتبط اشاره کنیم: بودجه قدرت. بودجه قدرت در واقع میزان تلفاتی است که یک لینک می‌تواند تحمل کند. از این پارامتر برای ارزیابی تلفات محاسبه شده استفاده می شود تا بتوان از صحت اجرای پیوند فیبرنوری اطمینان حاصل کرد. لینک فقط زمانی کار می‌کند که تلفات اتصال در بازه بودجه تلفات فیبر نوری باشد. بودجه قدرت (PB) حاصل تفاضل حساسیت گیرنده (PR) و خروجی فرستنده به فیبر (PT) است. فرمول محاسبه PB = PT – PR است. فرض کنید متوسط توان خروجی فرستنده -15dBm ، و حساسیت گیرنده -28dBm باشد ، بودجه قدرت برابر -15dB – (-28dB) = 13dB- خواهد بود.
محاسبه حاشیه قدرت
بعد از محاسبه افت پیوند و بودجه قدرت، می‌توانید حاشیه قدرت را محاسبه کنید که به آن حاشیه ایمنی نیز می‌گویند. این پارامتر مقدار توان موجود پس از کسر تلفات لینک از بودجه قدرت را نشان می‌دهد. فرمول PM = PB – LL است.
