Rx-Leistung und das Leistungsbudget
Empfangsleistung ist der eine DDM-Wert, der fast immer real ist, und er steht am Ende einer einfachen Gleichung: das, was das Fernende ausgesendet hat, minus das, was der Pfad verloren hat. Lesen Sie beide Enden, und Sie haben den gemessenen Verlust der Strecke; vergleichen Sie ihn mit dem, was die Anlage eigentlich verlieren sollte, und Sie wissen, ob die Faser, die Steckverbinder oder das Modul das Problem sind — und wie viel Reserve bleibt, bevor die Verbindung ausfällt.
Die Gleichung
Rx(hier) = Tx(Fernende) − Verlust(Pfad)
Verlust(Pfad) = Faserdämpfung × Länge + Σ Steckverbinder + Σ Spleiße + Σ passive Bauteile
Reserve = Rx(hier) − Empfindlichkeit(dieser Empfänger)
Sowohl Tx als auch Rx stammen aus dem DDM (Parameter); die Verlustanteile stammen aus der Anlagendokumentation oder aus diesen typischen Werten:
| Element | Typischer Verlust | Hinweise |
|---|---|---|
| SMF bei 1310 nm | 0,32–0,35 dB/km | G.652 |
| SMF bei 1550 nm | 0,18–0,22 dB/km | — |
| SMF bei 1610 nm (CWDM-Rand) | 0,22–0,25 dB/km | Wasserpeak bei 1383 nm liegt bei alter Faser bei 0,3–0,5 dB/km |
| MMF bei 850 nm | 2,5–3,5 dB/km | OM3/OM4 |
| Steckverbinderpaar (LC/SC, UPC oder APC) | 0,2–0,5 dB (0,75 max. nach TIA) | verschmutzt: +0,5 … +3 dB oder mehr |
| MPO/MTP-Paar | 0,35–0,75 dB | Polarität und Pinning zählen mehr als der Verlust |
| Fusionsspleiß | 0,05–0,1 dB | — |
| Mechanischer Spleiß | 0,2–0,5 dB | — |
| CWDM-Mux + -Demux (pro Kanal) | 2,5–4 dB insgesamt | plus 1–2 dB pro Durchgangsband |
| DWDM-Mux/Demux (AWG) | 3–6 dB pro Paar | — |
| PON-Splitter 1:2 / 1:4 / 1:8 | ≈ 3,5 / 7,2 / 10,5 dB | — |
| PON-Splitter 1:16 / 1:32 / 1:64 | ≈ 13,7 / 17,2 / 20,5 dB | — |
| Inline-Dämpfungsglied | wie beschriftet ±0,5 dB | — |
Ausführliche Budgetmethode für CWDM: CWDM-Mux/Demux & Leistungsbudget; Einheitenumrechnung: Einheiten & Umrechnungen.
Durchgerechnetes Beispiel: 10GBASE-LR, 12 km
- Tx am Fernende (DDM): −2,5 dBm
- Erwarteter Verlust: 12 km × 0,35 = 4,2 dB + 4 Steckverbinderpaare × 0,4 = 1,6 dB + 6 Spleiße × 0,1 = 0,6 dB → 6,4 dB
- Erwartete Rx: −2,5 − 6,4 = −8,9 dBm
- Empfindlichkeit (10GBASE-LR, Durchschnitt): etwa −14,4 dBm → erwartete Reserve ≈ 5,5 dB
| Gemessene Rx | Interpretation |
|---|---|
| −8 … −10 dBm | wie geplant |
| −12 dBm | 3 dB fehlen — ein verschmutzter oder beschädigter Steckverbinder, eine Makrobiegung oder ein Spleiß; reinigen und inspizieren, dann OTDR |
| −14 dBm | an der Empfindlichkeitsgrenze — die Verbindung kann stehen, aber mit Fehlern und Flattern |
| −40 dBm | kein Licht — Faser, falscher Port, Tx am Fernende aus (Kein Link) |
| −3 dBm | Fernende sendet mehr als erwartet, oder der Pfad ist viel kürzer als dokumentiert |
Beide Richtungen
Messen Sie A→B und B→A. Der Faserverlust ist bis auf wenige Zehntel dB symmetrisch; eine Abweichung, die größer als die DDM-Genauigkeit ist (±3 dB, in der Praxis > 2 dB), bedeutet, dass die Asymmetrie an einem Ende liegt, nicht im Pfad:
| Beobachtung | Bedeutung |
|---|---|
| Beide Richtungen um denselben Betrag niedrig | gemeinsamer Pfad: Länge, Spleiße, ein Mux, verschmutzte Steckverbinder in beiden Fasern |
| Eine Richtung niedrig | verschmutzter/beschädigter Steckverbinder auf dieser Faser, schwacher Tx auf der Sendeseite, Wellenlängen-Fehlanpassung für diese Richtung (BiDi/CWDM) |
| Eine Richtung dunkel | gebrochene Faser des Paares, Tx deaktiviert oder tot, Tx/Rx vertauscht |
| Beide in Ordnung, trotzdem Fehler | kein Leistungsproblem — Dispersion, FEC, Polarität bei paralleler Optik (VDM & FEC) |
Bei paralleler Optik pro Lane: die vier oder acht Rx-Werte zuerst untereinander vergleichen, bevor Sie sie mit einer Spezifikation vergleichen (Diagnose je Lane).
Übersteuerung: zu viel Licht
Jeder Empfänger hat eine maximale Eingangsleistung; oberhalb davon sättigt die Fotodiode oder der TIA, und es treten Fehler auf, obwohl „das Signal stark ist“. Typische Übersteuerungspunkte: −1 … 0 dBm bei 10G-SR/LR-PIN-Empfängern, −3 dBm bei 1G, −7 … −9 dBm bei APD-Empfängern in ZR/DWDM-Modulen, +2 … +4 dBm bei PAM4. Ein Modul für große Reichweite an einer kurzen Strecke braucht ein Dämpfungsglied: so dimensionieren, dass Rx in der Mitte des Fensters liegt (Typische Werte, Empfänger).
Leistung ist nicht alles: Dispersion und Strafterme
IEEE-Budgets reservieren mehrere dB für Strafterme — Dispersion, Reflexionen, Jitter —, die sich nicht als verlorene Leistung zeigen. Für 10GBASE-LR beträgt das Budget 9,4 dB, wovon nur 6,2 dB Kanal-Einfügedämpfung sind; der Rest ist für Strafterme reserviert. Eine Verbindung kann also „3 dB Reserve“ bei der Rx-Leistung zeigen und trotzdem an ihrer Grenze liegen — bei einer langen Strecke auf 1550 nm, bei CWDM auf 1610 nm oder bei OM1-Faser mit 10G. Symptome sind Fehler und Flattern bei guten Pegeln (Link-Flattern); die Abhilfe ist ein dispersionstolerantes Modul (EML, kürzere Reichweite, niedrigere Rate) statt mehr Leistung.
Reservepolitik
| Reserve (Rx − Empfindlichkeit) | Urteil |
|---|---|
| > 6 dB | gesund; Spielraum für Alterung und einen verschmutzten Steckverbinder |
| 3–6 dB | akzeptabel; überwachen und eine Baseline führen |
| 1–3 dB | grenzwertig; an heißen Tagen oder nach jedem Eingriff ist mit Flattern zu rechnen |
| < 1 dB | jetzt beheben — reinigen, neu spleißen, verkürzen oder die Reichweitenklasse wechseln |
Neue Strecken für mindestens 3 dB Reserve nach Alterung planen (0,5–1 dB für die Laseralterung über die Lebensdauer, 0,5 dB pro künftigen Reparaturspleiß).
Aufzeichnung
Tx und Rx bei der Installation an beiden Enden aufzeichnen — der Link-Pass (Überwachung). Spätere Messungen sind dann Deltas, die von der absoluten Genauigkeit des DDM von ±3 dB unberührt bleiben (Genauigkeit & Grenzen).
In CodingBox
Der Bildschirm DDM zeigt Tx und Rx mit den moduleigenen Schwellwerten und protokolliert sie über die Zeit; beide Module einer Strecke vor dem Einbau auf der Werkbank zu lesen liefert die Sendeleistungen für das obige Budget. Bei einem Modul aus einer ausgefallenen Verbindung zeigt die protokollierte Rx-Historie, ob der Verlust langsam gewachsen ist (Anlage) oder die Tx-Leistung des Moduls gesunken ist (Tx-Bias & Laseralterung).
Budgets mit Splittern und Klassenfenstern: ODN-Klassen und Budget. Verstärkte Strecken, bei denen Rauschen, nicht Leistung, die Grenze ist: Verstärkung & OSNR.
Details aus Sicht der Planung — Zuschläge nach Norm, Strafterme, Reservepolitik und vier durchgerechnete Budgets: Leistungsbudget-Engineering; den Anlagenverlust mit LSPM und OTDR messen statt ihn aus DDM abzuleiten: Messtechnik.