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فارسی Berechnung des Leistungsbudgets
Ein Leistungsbudget ist die eine Berechnung, nach der jeder Glasfaser-Link ausgelegt und an der jeder ausfallende Link gemessen wird: Übersteigt das Licht, das den Sender verlässt, abzüglich allem, was die Anlage kostet, noch das, was der Empfänger braucht — mit Spielraum für Alterung, Reparaturen und einen verschmutzten Steckverbinder? Diese Seite liefert die Gleichung und ihre Terme, die Standardzuschläge für jeden Verlust, die Strafterme, die keine Verluste sind, sich aber so verhalten, eine Reservepolitik, vier durchgerechnete Beispiele und das gegenteilige Problem: zu viel Licht.
Die Gleichung
Verbleibende Reserve = Leistungsbudget − Anlagenverlust − Strafterme − Alterung / Reparatur, wobei Leistungsbudget = Tx-Leistung (min) − Rx-Empfindlichkeit (worst-case). Alle Terme sind in dB; Ziel ist eine Reserve von mindestens 3 dB.
Woher die Zahlen kommen:
| Term | Quelle | Typisch (10GBASE-LR) |
|---|---|---|
| Tx-Leistung min | Moduldatenblatt / IEEE-Klausel (mittlere Leistung, min) | −8,2 dBm |
| Rx-Empfindlichkeit worst-case | Datenblatt bei der angegebenen BER (1e-12; Pre-FEC ab 25G) | −14,4 dBm |
| Leistungsbudget | Differenz | 6,2 dB |
| Faser | Länge × Dämpfungskoeffizient (Planungs-Max.) | 10 km × 0,35 = 3,5 dB (Dämpfung) |
| Steckverbinder | Anzahl gesteckter Paare × Zuschlag | 4 × 0,5 = 2,0 dB (Planung) |
| Spleiße | Anzahl × Zuschlag | 4 × 0,1 = 0,4 dB |
| Strafterme | im IEEE-Budget für die Standardreichweite bereits enthalten; bei nicht standardmäßigen Links zusätzlich ansetzen | 0,5–1,5 dB |
| Alterung | Laserleistung sinkt über die Lebensdauer um 1–2 dB; für Reparaturen zusätzlich ansetzen | 1 dB |
Zuschläge nach Norm
| Gremium/Dokument | Steckverbinderpaar | Spleiß | Faser (SMF 1310 / 1550) | Faser (MMF 850) |
|---|---|---|---|---|
| TIA-568.3-D | 0,75 dB | 0,3 dB | 0,5 / 0,5 dB/km (Innenbereich), 0,4 Außenbereich | 3,5 dB/km |
| ISO/IEC 14763-3 | 0,75 (Grade C) / 0,25 (Grade B) | 0,3 | 0,4 / 0,4 (OS2) | 3,5 |
| ITU-T-G.652.D-Kabelspezifikation | — | — | 0,35–0,4 / 0,21–0,3 | — |
| IEEE-802.3-Link-Modell | 2 Paare enthalten (≈ 1,5 dB MMF, 2 × 0,5 SMF) | — | Worst-Case laut Klausel | laut Klausel |
| Praxisnahe Planung | 0,5 | 0,1 | 0,35 / 0,22 | 3,0 |
Den strengeren Wert aus der Kundennorm und den Praxiszahlen verwenden; dokumentieren, welcher es ist.
Strafterme, die keine Verluste sind
| Strafterm | Ursache | Größe | Wann relevant |
|---|---|---|---|
| Dispersion (TDP) | Pulsverbreiterung schließt das Augendiagramm | 1–3 dB | lange SMF-Strecken ab 10G, MMF nahe ihrer Reichweitengrenze (Dispersion) |
| Reflexionen / Rückflussdämpfung | ins Innere eines DFB-Lasers zurückgeworfenes Licht destabilisiert ihn; mehrfache Reflexionen interferieren | 0,5–1 dB | UPC-Steckverbinder auf langen Links; APC bei PON und DWDM |
| Modenrauschen | Speckle-Muster ändert sich an MMF-Steckverbindern | 0,5–1 dB | Multimode mit Lasern, versetzte Steckverbinder |
| Extinktionsverhältnis | niedriges ER = weniger „1“-Leistung bei gleichem Mittelwert | 0,5–2 dB | günstige DMLs |
| Übersprechen | benachbarte WDM-Kanäle | 0,5–1 dB | CWDM-/DWDM-Multiplexer |
| Polarisation | PDL/PMD | < 0,5 dB | lange kohärente Links |
IEEE-PMD-Budgets enthalten die Strafterme für die Standardreichweite auf Standardfaser bereits; eigene Zuschläge nur bei nicht standardmäßigen Kombinationen ansetzen.
Reservepolitik
| Verbleibende Reserve | Urteil |
|---|---|
| ≥ 3 dB | Planung besteht |
| 1–3 dB | besteht mit Auflagen: saubere Steckverbinder geprüft, keine künftigen Splitter, Überwachungsalarme aktiv |
| 0–1 dB | funktioniert am ersten Tag, versagt beim ersten verschmutzten Steckverbinder oder heißen Tag — neu planen (bessere Faser, weniger Steckverbinder, Modul mit größerer Reichweite) |
| < 0 | kein Link; ER-Modul wählen, Verstärker hinzufügen oder Strecke verkürzen |
Durchgerechnete Beispiele
1. 10GBASE-LR über 10 km SMF, 4 Steckverbinderpaare, 4 Spleiße
| Posten | dB |
|---|---|
| Budget (−8,2 − (−14,4)) | 6,2 |
| Faser 10 × 0,35 | −3,5 |
| Steckverbinder 4 × 0,5 | −2,0 |
| Spleiße 4 × 0,1 | −0,4 |
| Reserve | 0,3 — nach Planungszuschlägen knapp; mit typischen Steckverbindern (4 × 0,2) beträgt die Reserve 1,5 dB. Urteil: gemessenen Anlagenverlust ≤ 3,5 dB verifizieren oder 10GBASE-ER mit einem Dämpfungsglied verwenden |
2. 10GBASE-ER über 35 km SMF bei 1550 nm, 6 Paare, 20 Spleiße
| Posten | dB |
|---|---|
| Budget (−4,7 − (−15,8)) | 11,1 (IEEE ER: −4,7 min Tx, −15,8 Empfindlichkeit, Budget 15 bei 40 km mit 0,25 und Strafterme) |
| Faser 35 × 0,22 | −7,7 |
| Steckverbinder 6 × 0,5 | −3,0 |
| Spleiße 20 × 0,1 | −2,0 |
| Reserve | −1,6 nach Zuschlägen → bei gemessener Anlage (Steckverbinder 0,2, Spleiße 0,05) beträgt der Verlust 9,9 → Reserve 1,2 dB. Urteil: vor der Festlegung messen, oder ZR (Budget ~23 dB) mit einem 5-dB-Dämpfungsglied verwenden |
3. 100GBASE-SR4 über 90 m OM4, 2 MPO-Paare
| Posten | dB |
|---|---|
| Budget (−8,4 OMA min Tx − (−10,3) Empfindlichkeit OMA) | 1,9 (IEEE-Zuschlag für Kanal-Einfügedämpfung 1,9 dB für 100 m inkl. 1,5 dB Steckverbinder) |
| Faser 0,09 × 3,0 | −0,27 |
| MPO 2 × 0,5 | −1,0 |
| Reserve | 0,6 — innerhalb des IEEE-Modells; die tatsächliche Grenze ist die modale Bandbreite, nicht die Leistung (Reichweitentabellen) |
4. GPON Klasse B+ über 18 km, 1:32-Split, 5 Paare, 8 Spleiße
| Posten | dB |
|---|---|
| Budget Klasse B+ (min. 13, max. 28 dB) | 28 |
| Faser 18 × 0,35 (1310 Upstream ist der schlechteste Fall) | −6,3 |
| Splitter 1:32 | −17,5 |
| Steckverbinder 5 × 0,5 | −2,5 |
| Spleiße 8 × 0,1 | −0,8 |
| Reserve | 0,9 — knapp; Klasse C+ (32 dB) oder 1:16-Split empfohlen (ODN-Klassen und Budget) |
Zu viel Licht: Übersteuerung und Dämpfungsglieder
Empfänger haben eine maximale Eingangsleistung (Übersteuerung, −1 … +3 dBm bei PIN, niedriger bei APD). Ein 40-km-ER-Modul auf einem 2-km-Link liefert −5 dBm an einen auf +1 spezifizierten Empfänger — unbedenklich; ein ZR-Modul mit +4 dBm Tx auf einem Patchkabel liefert +3,5 dBm an eine auf −7 spezifizierte APD — Fehler oder Schäden.
| Situation | Abhilfe |
|---|---|
| Long-Reach-Modul auf einem kurzen Link | festes Dämpfungsglied 5–15 dB am Empfängerende, so gewählt, dass Rx in der Fenstermitte liegt |
| DWDM-/EDFA-Ausgang in ein Modul | VOA bei der Inbetriebnahme eingestellt |
| PON-ONU nahe am OLT | klassenabhängig; wegen des Splitters meist innerhalb des Bereichs |
| Beide Richtungen | jede Richtung separat dämpfen; Dämpfungsglieder gelten je Faser |
Beide Enden müssen geprüft werden: Budgets gelten je Richtung, und die Module an den beiden Enden können sich unterscheiden (Rx-Leistung und Budget).
Von der Planung zur Abnahme
- Planung mit Zuschlägen → Reserve ≥ 3 dB.
- Installieren; Einfügedämpfung messen mit LSPM bei den Betriebswellenlängen (Testen).
- Gemessene Dämpfung mit der Planungsdämpfung vergleichen; jeden Steckverbinder > 0,5 dB untersuchen.
- Den Link in Betrieb nehmen; Tx- und Rx-DDM an beiden Enden aufzeichnen — der Link-Pass (Überwachung).
- Reserve = Rx-Leistung − Empfindlichkeit; Alarm, wenn sie gegenüber dem Pass um 2 dB sinkt.
In CodingBox
Schritt 4 beginnt auf der Werkbank: die Tx-Leistung und die Schwellwerte jedes Moduls vor dem Einbau auslesen, und nach dem Einbau die Rx-Werte am Switch — das Zahlenpaar ist das gemessene Budget. CodingBox speichert die Werte des Moduls mit seiner Seriennummer, sodass der Pass einen Modultausch übersteht (DDM in der App, Code-Datenbank).
Die Zahlen auf einer Seite — Dämpfung, Zuschläge, Reflexionsdämpfung, Geometrie, Dispersion, Budgets gängiger Schnittstellen: Typische Werte; die Formeln mit durchgerechneten Beispielen: Formeln und Berechnungen; die Modulseite des Budgets — Sendeleistung, Empfindlichkeit, Übersteuerung, FEC: Transceiver im Link; wenn das Budget aufgebraucht ist — Verstärker, OSNR und Regeneration: Verstärker und Regeneration.