光纤 : Synchronous Digital Hierarchy (SDH)

光纤, dB、衰减和评定简介

2016 年 10 月 25 日 - 机器翻译
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简介

本文是对某些公式和重要相关的信息的一个快速参考对光技术。本文着重分贝(dB),分贝每毫瓦特(dbm),衰减和评定,并且提供介绍给光纤。

先决条件

要求

本文档没有任何特定的要求。

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始(默认)配置。如果您使用的是真实网络,请确保您已经了解所有命令的潜在影响。

规则

有关文档规则的详细信息,请参阅 Cisco 技术提示规则

什么是一分贝?

一分贝(dB)是用于的单元用信号强度表示相对差异。一分贝表示,两个信号电源的比率的基础10对数,如显示此处:

dB = 10 x Log10 (P1/P2)

那里Log10基础10对数和P1和P2是电源比较。

注意: Log10是与Neparian对数(Ln或LN)基础e对数不同。

您能用dB也表示信号幅度。电源与信号的振幅的square是按比例。所以, dB表示如下:

dB = 20 x Log10 (V1/V2)

那里V1和V2是将比较的振幅。

1铃状图标(不当前使用) = Log10 (P1/P2)

1分贝(dB) = 1铃状图标/10 = 10 * Log10 (P1/P2)

dBr = dB (相对) = dB = 10 * Log10 (P1/P2)

基础10对数规则

  • Log10 (AxB) = Log10(A) + Log10(B)

  • Log10 (A/B) = Log10(A) - Log10(B)

  • Log10 (1/A) = - Log10(A)

  • Log10 (0,01) = - Log10(100) = -2

  • Log10 (0,1) = - Log10(10) = - 1

  • Log10 (1) = 0

  • Log10 (2) = 0,3

  • Log10 (4) = 0,6

  • Log10(10) = 1

  • Log10 (20) = 1,3

    Log10 (2 x 10) = Log10 (2) + Log10(10) = 1 + 0,3

  • Log10(100) = 2

  • Log10 (1000) = 3

  • Log10 (10000) = 4

dB

此表列出对数和dB (分贝)电源比率:

电源比率 dB = 10 x Log10 (电源比率)
AxB x dB = 10 x Log10(A) + 10 x Log10(B)
A/B x dB = 10 x Log10(A) - 10 x Log10(B)
1/A x dB = + 10 x Log10 (1/A) = - 10 x Log10(A)
0,01 -20dB = - 10 x Log10(100)
0,1 - 10 dB = 10 x Log10 (1)
1 0 dB = 10 x Log10 (1)
2 3 dB = 10 x Log10 (2)
4 6 dB = 10 x Log10 (4)
10 10 dB = 10 x Log10(10)
20 13 dB = 10 x (Log10(10) + Log10 (2))
100 20 dB = 10 x Log10(100)
1000 30 dB = 10 x Log10 (1000)
10000 40 dB = 10 x Log10 (10000)

分贝以毫瓦特(dbm)

dbm = dB毫瓦特= 10 x Log10 (电源在兆瓦/1兆瓦)

电源 比率 dbm = 10 x Log10 (电源在兆瓦/1兆瓦)
1 mW 1 mW/1mW=1 0 dbm = 10 x Log10 (1)
2兆瓦 2 mW/1mW=2 3 dbm = 10 x Log10 (2)
4兆瓦 4 mW/1mW=4 6 dbm = 10 x Log10 (4)
10兆瓦 10 mW/1mW=10 10 dbm = 10 x Log10(10)
0,1 W 100 mW/1mW=100 20 dbm = 10 x Log10(100)
1个W 1000 mW/1mW=1000 30 dbm = 10 x Log10 (1000)
10 W 10000mW/1mW=10000 40 dbm = 10 x Log10 (10000)

参考一瓦特的分贝(dbw)

dbw = dB瓦特= 10 x Log10 (电源与1 W)

电源 比率 dbm = 10 x Log10 (电源在兆瓦/1兆瓦)
1个W 1与1 W = 1 0 dbw = 10 x Log10 (1)
2 W 2与1 W = 2 3 dbw = 10 x Log10 (2)
4 W 4与1 W = 4 6 dbw = 10 x Log10 (4)
10 W 10与1 W = 10 10 dbw = 10 x Log10(10)
100 mW 0,1与1 W = 0,1 -10 dbw = -10 x Log10(10)
10兆瓦 0,01与1 W = 1/100 -20 dbw = -10 x Log10(100)
1 mW 0,001W/1W=1/1000 -30 dbw = -10 x Log10 (1000)

电源/电压收益

此表比较电源和电压收益:

dB 电源比率 电压比率 dB 电源比率 电压比率
0 1,00 1,00 10 10,00 3,16
1 1,26 1,12 11 12,59 3,55
2 1,58 1,26 12 15,85 3,98
3 2,00 1,41 13 19,95 4,47
4 2,51 1,58 14 25,12 5,01
5 3,16 1,78 15 31,62 5,62
6 3,98 2,00 16 39,81 6,31
7 5,01 2,24 17 50,12 7,08
8 6,31 2,51 18 63,10 7,94
9 7,94 2,82 19 79,43 8,91
10 10,00 3,16 20 100,00 10,00

有此信息,您能定义衰减的公式和获取:

衰减(dB) = 10个x日志10(P in/P) = 20xLog10(V in/V)

增益(dB) = 10个x日志10(P out/P) = 20个x日志10(V out/V)

光纤结构

光纤是传播信息的介质。光纤由基于silica的玻璃制成,并且包括涂层包围的核心。光纤的中央部分,呼叫核心,有N1折射率。涂层包围的核心有N2一个更低折射率。当灯输入光纤时,涂层限制灯对光纤核心,并且灯由内部反射移动光纤在核心的限定范围和涂层之间。

图1 –光纤结构

db_290005.gif

光纤类型

单模(SM)和多模(MM)光纤是制作和被销售的今天的主流光纤。图2在这两种光纤类型提供信息。

图2 – SM和MM光纤

db_290006.gif

波长

少量的灯被注入光纤。这落入可视波长(从400nm到700nm)和最近的红外线波长(从700nm到1700nm)在电磁波频谱里(请参见图3)

图3 –电磁波频谱

db_290007.gif

有您能使用光纤发射与低光损失级别,此表列出的四个特殊波长:

Windows 波长 损耗
第1个波长 850nm 3dB/km
第2个波长 1310nm 0.4dB/km
第3个波长 1550nm (C波段) 0.2dB/km
第4个波长 1625nm (L波段) 0.2dB/km

光功率

为了测量光损失,您能使用两个单元,即, dbm和dB。当dbm是以毫瓦特时代表的实际功率电平, dB (分贝)是电源之间的差异。

图4 –如何测量光功率

db_290008.gif

如果光输入功率是P1 (dbm),并且光输出功率是P2 (dbm),断电是P1 - P2 dB。为了看到多少电源失去在输入和输出之间,在此电源转换转换表里参考dB值:

dB 电源作为电源% 失去的电源% 注释
1 79% 21% --
2 63% 37% --
3 50% 50% 1/2电源
4 40% 60% --
5 32% 68% --
6 25% 75% 1/4电源
7 20% 80% 1/5电源
8 16% 84% 1/6电源
9 12% 88% 1/8电源
10 10% 90% 1/10电源
11 8% 92% 1/12电源
12 6.3% 93.7% 1/16电源
13 5% 95% 1/20电源
14 4% 96% 1/25电源
15 3.2% 96.8% 1/30电源

例如,当直线(LD)时光输入到光纤里是0dBm和输出功率是-15dBm,光纤的光损失计算如下:

Input   Output    Optical Loss 
0dBm -  (-15dBm)  =15dB 

在电源转换转换表里,光损失的15dB等于失去的光功率的96.8百分比。所以,当游遍光纤,仅光功率的3.2百分比保持。

了解插入损失

在所有光纤互连,若干损耗发生。连接器或接续的插入损失是在您看到的电源的差异,当您插入设备到系统时。例如,请采取一个长度光纤并且通过光纤测量光功率。注释读(P1)。现在剪切在半的光纤,中断光纤并且连接他们,并且再测量电源。注释二读(P2)。在一读(P1)和第二之间的区别(P2)是插入损失或者发生光功率的损耗,当您插入连接器到线路。这被测量如下:

IL (dB) = 10 Log10 (P2/P1)

您必须了解关于插入损失的这两件重要事情:

  • 指定的插入损失是为相同的光纤

    如果核心直径(或NA传送的)侧数据大于接收数据光纤的NA,有另外的损耗。

    Ldia = 10 Log10 (diar/diat) 2

    LNA = 10 Log10 (NAr/nat) 2

    where:

    • Ldia =损耗直径

    • diar =直径接收

    • diat =直径传输

    • 在光纤的LNA =损耗

    另外的损耗能从菲涅耳反射发生。这些发生,当两个光纤被分离时,以便间断性在折射率存在。对于空气隔断分离的两玻璃纤维,菲涅耳反射是0.32 dB。

  • 损耗取决于启动

    插入损失取决于启动,并且接收在加入的两个光纤的条件。在一短的启动中,您能过度充填与光学能量的光纤输入了涂层和核心。在距离,此过剩能丢失,直到光纤到达叫作平衡模式分配的情况(EMD)。在一长启动中,光纤已经到达了EMD,因此过剩能已经剥离的离开并且不是存在连接器。

    点燃交叉互连的光纤到光纤接合能再过度充填光纤同超额涂层模式。这些迅速丢失。这是短距离接收情况。如果测量短距离接收光纤的功率输出,您能看到额外的能量。然而,不传播额外的能量。因此读不正确。同样地,如果接收光纤的长度是足够长到达EMD,插入损失读可以更加高,但是反射实际应用程序情况。

    您能容易地模拟EMD (长启动和接收)。对于此,您必须在轴附近包裹光纤五次。这剥离涂层模式。

计算功率预算

您能做粗略估计链路功率预算。对于此,您必须允许0.75 dB每光纤连接,并且假设,光纤损失关于在光纤的长度是按比例。

对于以有3.5 dB/km损耗的三个配线面板和62.5/125光纤运行的100公尺,总损失是2.6 dB,如显示此处:

光纤:3.5 dB/km = 0.35 dB 100米

配线面板1 = 0.75 dB

配线面板2 = 0.75 dB

配线面板3 = 0.75 dB

托塔尔= 2.6 dB

被测量的损耗通常是较少。例如,安培SC连接器的平均的插入损失是0.3 dB。在这种情况下,链路丢失只是1.4 dB。不管您是否运行以太网在10 Mbps或ATM在155 Mbps,损耗是相同的。

光学时间域反射计(OTDR)是光纤系统的一个普遍的证明方法。OTDR注入灯光纤,用图形然后显示检测的back-reflected灯结果。OTDR测量转接时间反射光计算对不同的事件的距离。可视显示允许损耗的接续和连接器的确定每个单位长度,评估和故障定位。OTDR放大到链路的部分特写镜头图片的某些位置。

当您能使用功率表和为许多链路证明和评估时发信号注射器, OTDRs提供强大的诊断工具获得链路的一张全面的图片。但是OTDR要求更多培训和若干技能解释显示。


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