Километрическое (погонное) затухание оптического кабеля – понятие, значение, измерение
Километрическое, или погонное затухание оптического кабеля (затухание в оптическом волокне на километр) — это величина затухания мощности оптического сигнала на 1 километре оптического волокна.
Затухание в оптическом волокне на километр измеряется в дБ/км (децибел / километр). Оно имеет различные значения в зависимости от длины волны, на которой измеряется: 850 нм, 1300 нм, 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм, 1625 нм.
Типичные значения километрического затухания (нормы затухания) на различных длинах волн.
| Длина волны | Нормы затухания в оптическом кабеле |
| 850 нм | 3 дБ/км |
| 1300 нм | 0,75 дБ/км |
| 1310 нм | 0.33 дБ/км |
| 1380 нм | 0.50 дБ/км |
| 1490 нм | 0.24 дБ/км |
| 1550 нм | 0.22 дБ/км |
| 1625 нм | 0.23 дБ/км |
Указанные в таблице значения могут отличаться в небольших пределах. Так, для сигнала, передающегося на длине волны 1550 нм нормальным считается километрическое затухание в пределах 0,18 – 0,23 дБ/км, а для сигнала на длине волны 1310 нм – допустимым будет затухание 0,32 – 0,36 дб/км.
Кроме того, километрическое затухание кабеля находящегося длительное время в эксплуатации зачастую будет больше аналогичного значения нового кабеля в катушке. К этому приводит совокупность причин: попадание воды в муфты и кабель, превышение допустимых радиусов изгиба кабеля и волокон в сплайс кассете и т д.
Измерить значение километрического затухания можно при помощи оптического рефлектометра. Для этого нужно выставить маркеры по краям ровного участка (между соседними событиями). Многие рефлектометры автоматически рассчитывают километрическое (погонное значение). Если такой возможности нет, то необходимо вручную определить расстояние между маркерами и потери в волокне между маркерами. После этого найти погонное значение по формуле:
А километрическое – километрическое затухание
Аab – потери на участке волокна, выделенном маркерами
Lab – протяженность участка волокна, выделенного маркерами
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:
- Механизмы возникновения потерь и отражений сигнала в оптическом волокне
- Окно прозрачности оптического волокна
- Производство оптических волокон. Основные этапы технологического процесса.
- Типы полировки оптических коннекторов (UPC и APC)
- Перевод дБм в дБ (dBm в dB), взаимозависимость между мощностью и затуханием
- Оптический бюджет ВОЛС. Понятие, расчет, практическое применение.
Методика измерения оптического затухания в классических ВОЛС и активных PON сетях
Затухание (потери) оптического сигнала – это параметр, который показывает насколько уменьшился уровень сигнала на выходе оптической линии в сравнении с уровнем на ее входе. Измеряется затухание в деци Беллах (дБ). В зависимости от того, в каких единицах измерения выражены входной и выходной уровень сигнала, для вычисления затухания используются различные формулы. Более подробно об этом описано в статье «Взаимозависимость между мощностью и затуханием».
В связи с тем, что чаще всего мощность сигнала измеряется в дБм, затухание определяется по формуле:
.jpg)
Рисунок 1 – Формула для определения затухания оптического сигнала
Исходя их формулы, делаем вывод, что для определения затухания в линии, достаточно и необходимо знать мощность сигнала на входе в линию (Pвх) и мощность сигнала на выходе из нее (Pвых).
Что же такое мощность сигнала на входе в линию и чем она отличается от выходной мощности передатчика? Ответ очень прост. Выходная мощность передатчика – это действительно паспортная величина, которая указывается в соответствующих документах. Она учитывает мощность используемого лазера (или светодиода) и средние потери на разъеме. Для оценки характеристик прибора – этого вполне достаточно. Однако ввиду того, что обе эти характеристики не постоянны
- потери на разъеме зависят от его качества полировки, чистоты, усилия коммутации и др.
- мощность лазера уменьшается в следствие старения
для измерений паспортное значение выходной мощности использовать нельзя. Именно поэтому, мощность сигнала на входе в линию (Рвх) необходимо измерять. Для этого:
- Соедините источник и измеритель оптической мощности патч кордом, как показано на рисунке.
Перед соединением следует произвести чистку коннекторов патч корда и адаптеров измерительных приборов при помощи специальных приспособлений.
Рисунок 2 – Определение опорного уровня оптического сигнала
- включите источник и измеритель мощности, установите рабочую длину волны, на которой будут проводится измерения. (850нм, 1300нм, 1310нм, 1490нм, 1550нм, 1625нм)
- Запишите показания измерителя мощности. Измеренное значение также называют опорной мощностью оптического сигнала. Учитывая то, что потери на коннекторе источника уже учтены в значении опорной мощности, а потери на коннекторе измерителя равны нулю, – можно считать, что измеренное значение – это истинное значение мощности оптического сигнала на входе в оптическую линию.
Рисунок 3 – Порты источника (слева) и измерителя (справа) оптической мощности без адаптеров FC, SC, ST, LC
На рисунке 3 изображены порты измерительных приборов: источника и измерителя мощности. Порт источника (UCI) выполнен в виде металлической ферулы диаметром 2,5 мм. В этом случае соединение волокон выполняется путем совмещения ферулы измерительного прибора с ферулой коннектора. Естественно, даже небольшая погрешность в совмещении приведет к дополнительным потерям на соединении. Порт измерителя мощности (SOC) представляет собой свето чувствительную площадку, диаметром примерно 2 мм. При подключении коннектора к измерителю мощности, непосредственного контакта с площадкой не возникает, вместе с тем все излучение без потерь попадает в измеритель мощности.
- Отключите патч корд от порта измерителя мощности и подключите его ко входу измеряемой линии. (Во избежание изменения вносимых потерь на соединении патч корда и источника, это соединение нарушать не рекомендуется).
- Подключите измеритель мощности к выходу линии при помощи дополнительного патч корда, запишите показания мощности на выходе линии – P вых
- По формуле, приведенной на рисунке 1, рассчитайте потери в оптической линии. Рассчитанное значение будет включать в себя:
- потери на первом и последнем коннекторе (и других имеющихся на линии коннекторах)
- потери на линейных участках ВОЛС
- потери на сварных соединениях
Измерение потерь рекомендуется проводить в направлениях А-Б, Б-А с последующим вычислением среднего значения по формуле
Рисунок 4 – Формула определения среднего значения потерь на участке ВОЛС
Среднее значение определяется вследствие неравномерности затухания в различных направлениях из-за неоднородности диаметров оптического волокна.
Рисунок 5 – Измерение потерь в направлениях А-Б и Б-А при помощи оптических тестеров
Вследствие различных диаметров сердцевин оптического волокна, потери сигнала распространяющегося слева направо будут меньше, чем в обратном направлении. Различие же диаметров волокон обусловлено процессами производства оптического волокна, которые более подробно описаны в статье “Производство оптических волокон”
Для повышения удобства выполнения двусторонних тестов, используют тестеры. Они в одном корпусе совмещают и источник и измеритель мощности, а иногда еще и измеритель ORL.
Рисунок 6 – Двустороннее измерение потерь в оптической линии при помощи тестеров
В случае измерения потерь в работающей PON сети, измерения проводятся на длине волны 1625нм. Кроме того, перед ONT устанавливаются фильтры, отсекающие сигналы на этой длине волны.
Рисунок 7 – Измерение оптических потерь в активной PON сети
Измерение затухания классической оптической линии (видео)
Вебинар на тему “Методики измерения параметров в классических ВОЛС и PON”
Чтобы задать вопрос докладчику вебинара отправьте письмо на адрес: info@fibertop.ru
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:
- Измерение оптической мощности в FTTx и PON
- Механизмы возникновения потерь и отражений сигнала в оптическом волокне
- Производство оптических волокон. Основные этапы технологического процесса.
- Окна прозрачности оптического волокна
Затухание в оптической ЛВС
Монтажная организация, выполнившая монтаж и сертификацию оптической ЛВС, утверждает, что полученное в результате тестовых измерений затухание в сегменте, равное 7 дБ, является типичным случаем. Тестируемый сегмент: SC pigtail — 200 м кабеля (ОКВО-М12(0,9)Т-50-0,8-4) — SC pigtail. Можно ли верить такому утверждению и каковы практические значения потерь в местах сварки, в pigtail-ах и SC-коннекторах?
Прежде всего необходимо определиться, о каком сегменте идет речь: горизонтальном, магистральном или сегменте централизованной волоконно-оптической системы. Рассмотрим все эти случаи.
Горизонтальный волоконно-оптический сегмент
Поскольку в горизонтали длина сегмента не превышает 90 м, телекоммуникационным стандартом TIA/EIA-568-B.1 установлено абсолютное значение максимально допустимого затухания в линии независимо от длины волны, на которой проводится измерение. Для линии без консолидационной точки оно составляет 2 дБ; эта величина учитывает и затухание в кабеле, и затухание в двух парах коннекторов – на рабочем месте и в телекоммуникационном помещении. Если в линии присутствует консолидационная точка, то максимально допустимое значение затухания составляет 2.75 дБ.
Магистральный волоконно-оптический сегмент
В магистрали может встретиться значительный разброс и в длине сегмента, и в количестве муфт или пар коннекторов. Телекоммуникационные стандарты нормируют максимально допустимое значение потерь как в коннекторах, так и в муфтах, и предлагают методику расчета бюджета волоконно-оптической линии в зависимости от элементов, ее составляющих. Согласно стандарту TIA/EIA-568-B.1, суммарное предельно допустимое затухание рассчитывается как сумма затухания в собственно кабеле, в коннекторах и муфтах:
Link Attenuation = Cable Attenuation + Connector Insertion loss + Splice Insertion loss
Затухание в кабеле рассчитывается как произведение коэффициента затухания на длину. Обратите внимание на размерность коэффициента (дБ на километр), что требует, чтобы и длина кабеля указывалась в километрах:
Cable Attenuation (dB) = Attenuation Coefficient (dB/km) x Length (km)
Коэффициент затухания для каждого вида оптического волокна обязательно указывается производителями в каталогах, но для справки можно использовать следующие значения:
3.5 дБ/км для многомодового волокна при длине волны 850 нм
1.5 дБ/км для многомодового волокна при длине волны 1300 нм
0.5 дБ/км для одномодового волокна внешней прокладки при длине волны 1310 нм
0.5 дБ/км для одномодового волокна внешней прокладки при длине волны 1550 нм
1.0 дБ/км для одномодового волокна внутренней прокладки при длине волны 1310 нм
1.0 дБ/км для одномодового волокна внутренней прокладки при длине волны 1550 нм
Потери в коннекторах определяются из расчета 0.75 дБ на каждую пару коннекторов, а потери в каждой муфте нормированы величиной 0.3 дБ:
Connector Insertion loss (dB) = Number of connector pairs x Connector loss (dB) =
= Number of connector pairs x 0.75 (dB)
Splice Insertion loss (dB) = Number of splices x Splice loss (dB) =
= Number of splices x 0.3 (dB)
Таким образом, зная количество пар коннекторов в магистральной линии, количество муфт, тип и длину кабеля, вы можете самостоятельно рассчитать максимально допустимое затухание. Пример обратного расчета вы можете посмотреть в ответе на вопрос 83 в нашем разделе консультаций.
Централизованная волоконно-оптическая система
Если используется так называемая централизованная волоконно-оптическая система, требования к которой несколько отличны по длине сегмента от горизонтали, то максимально допустимое затухание также нормируется стандартом в абсолютном выражении: в отсутствие консолидационной точки оно составляет 3.3 дБ, при ее наличии – 4.1 дБ. Оба случая подразумевают, что потери вносятся тремя парами коннекторов (на рабочем месте, в точке межсоединения, в центральном кроссе).
Если результаты измерений показывают значительно большие значения потерь, чем ожидается, то причина может заключаться и в некачественных волоконно-оптических перемычках, которыми подключается тестовое оборудование, и в плохо выполненной заделке и полировке коннекторов, и в неряшливо проведенной сварке или механическом соединении муфты, и в дефекте волоконно-оптического кабеля, и даже просто в загрязненных чем-либо торцевых поверхностях световодов.
Памятка по затуханиям на каждый спектральный канал CWDM
Строительство оптической сети (и особенно – её магистрального участка) – дело хлопотное и очень затратное. При проектировании оптической сети на плечи инженера, кроме всего прочего, ложится также и подбор оборудования, на базе которого в последствии будут построены все узлы сети.
Основным критерием подбора активного оптического оборудования (читай как «трансиверов»), помимо скорости передачи данных и форм-фактора, также является оптический бюджет системы передачи данных, который при неверных расчётах может сыграть злую шутку с бюджетом денежным.
Бюджет потерь CWDM системы обычно рассчитывается для сигнала на тех длинах волн, которые имеют наибольшие погонные затухания (например, для длины волны 1310нм). Эту информацию можно найти в спецификации на используемый кабель (обычно в спецификации на кабель указывается погонное затухание на длинах волн 1310нм, 1490нм, 1550нм). Однако, иногда требуется знать погонное затухание на конкретной длине волны из спектрального диапазона CWDM.
Распределение погонных затуханий для SMF G.652 в спектральном диапазоне CWDM.
В лаборатории компании IC-Line были проведены практические эксперименты с лабораторным волокном G.652 D, в результате которых были получены данные по погонным затуханиям на каждом спектральном канале CWDM:
| Длина волны, нм | Погонное затухание, дБ/км |
| 1270 | 0,42 |
| 1290 | 0,38 |
| 1310 | 0,36 |
| 1330 | 0,33 |
| 1350 | 0,325 |
| 1370 | 0,32 |
| 1390 | 0,29 |
| 1410 | 0,28 |
| 1430 | 0,265 |
| 1450 | 0,26 |
| 1470 | 0,25 |
| 1490 | 0,24 |
| 1510 | 0,24 |
| 1530 | 0,23 |
| 1550 | 0,22 |
| 1570 | 0,225 |
| 1590 | 0,23 |
| 1610 | 0,235 |
Данные, полученные в результате лабораторных экспериментов, могут отличаться от реальных погонных затуханий в уже проложенной магистрали, поэтому текущие данные можно использовать только при теоретическом расчете бюджета потерь.
Для исключения ошибок проектирования, реальный бюджет потерь на необходимых длинах волн рекомендуется измерять на каждой отдельно взятой ВОЛС перед заказом любого активного оптического оборудования!
- Модули A-GEAR
- SFP
- SFP WDM
- X2
- GBIC
- XENPAK
- XFP
- XFP WDM
- SFP+
- SFP+ WDM
- QSFP
- QSFP LR4
- QSFP SR4
- SFP+ – SFP+
- XFP – XFP
- SFP+ – XFP
- QSFP – QSFP
- QSFP – 4xSFP+
- SFP WDM
- Мультиплексоры
- Трансиверы
- SFP
- SFP+
- GBIC
- XFP
- Предусилители EDFA
- Линейные усилители EDFA
- Мощные усилители (бустеры) EDFA
- Модули компенсации
- Мультиплексоры
- Трансиверы
- SFP
- SFP+
- XFP
- Делители PLC
- Делители FBT
- OLT GEPON
- ONU GEPON
- Трансиверы GEPON
- Оптические FTTX патчкорды
- GPON OLT
- BDCOM GPON OLT
- ZTE GPON OLT
- HUAWEI GPON OLT
- 4G 10G Медиаконвертеры
- Медиаконвертеры под SFP
- Одноволоконные медиаконвертеры
- Бескорпусные медиаконвертеры
- Блоки питания
- Зажимы поддерживающие/анкерные
- Патчкорды оптические
- Пигтейлы оптические
- Оптические адаптеры
- IPTV стримеры
- DVB-C карты
- DVB-T2/T карты
- DVB-S2/S карты
- Мультистандартные DVB PCI-E карты