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Caratterizzazione della fibra: CD, PMD, attenuazione spettrale, ORL, latenza

Un test di perdita dice se una fibra fa passare la luce. Non dice se la fibra può portare 10G su 80 km, quaranta canali DWDM o un segnale 400ZR — queste domande dipendono dalla dispersione cromatica, dalla dispersione di modo di polarizzazione, dall’attenuazione su tutta la banda, dalle riflessioni e talvolta dalla latenza. Misurarle è la caratterizzazione della fibra. Questa pagina dice quando serve, quale test risponde a quale domanda, come si esegue ogni misura, quali devono essere i numeri per ciascun servizio, e cosa rivelano i risultati su una fibra vecchia o sconosciuta prima di spendere in ricetrasmettitori.

Quando serve la caratterizzazione

SituazioneTest oltre al test di perdita standard e all’OTDR
Nuova tratta, ≤ 10G, ≤ 40 km, G.652.D modernanessuno — bastano la perdita Tier 1 a 1310/1550 nm e un OTDR bidirezionale (Test e misura)
10G su 60–80 km, 10G DWDM a rilevazione direttadispersione cromatica (il limite è 1 000–1 600 ps/nm), ORL
40G NRZ o DPSK legacy a rilevazione direttaPMD (molto sensibile), CD con pianificazione della compensazione
100G+ coerente, 400ZR/ZR+perdita e ORL; CD per identificare il tipo di fibra (G.653/G.655 cambiano il piano non lineare); PMD per confermare che sia entro la finestra del DSP; attenuazione spettrale per la piattezza della banda C; latenza se il servizio lo richiede
Affitto di fibra spenta o accettazione di una coppia in affittola suite completa, entrambe le direzioni, tre lunghezze d’onda, più identificazione del tipo di fibra, mappa della riflettanza e immagini delle facce — il passaporto della fibra
Fibra vecchia (installata prima del 2000) prima di un upgradeprima il PMD (può essere il fattore killer), CD per identificare il tipo, attenuazione spettrale per il picco dell’acqua e l’idrogeno (Affidabilità e invecchiamento)
CWDM su tutti i 18 canaliattenuazione spettrale 1 270–1 610 nm — il picco dell’acqua a 1383 nm decide tre canali
Overlay PON (1490/1577/1625 nm)attenuazione a quelle lunghezze d’onda, ORL ≥ 32 dB (Riflessioni e perdita di ritorno)
Fronthaul, sincronizzazione temporalelatenza e asimmetria di lunghezza tra le due fibre di una coppia — l’accuratezza del PTP ne dipende

I test

TestMetodoRisultatoStrumento tipico
Attenuazione spettralesorgente a banda larga e analizzatore di spettro ottico, laser sintonizzabile a scansione con power meter, o un OTDR multi-lunghezza d’onda (1310/1383/1490/1550/1625/1650 nm)dB/km rispetto alla lunghezza d’onda su 1 260–1 650 nm; il picco dell’acqua a 1383 nm, l’idrogeno, la perdita per curvatura che sale verso 1 625 nm, la piattezza della banda COSA con sorgente, o un OTDR di caratterizzazione
Dispersione cromatica (CD)phase-shift o differential phase-shift (IEC 60793-1-42), o metodo a quattro lunghezze d’onda basato su OTDR che adatta la curva di dispersioneD(λ) in ps/(nm·km), lunghezza d’onda a dispersione zero λ₀, pendenza S₀, dispersione totale del collegamento in ps/nm (Dispersione e larghezza di banda)analizzatore CD o modulo OTDR con sorgente remota
Dispersione di modo di polarizzazione (PMD)interferometrico (TINTY/GINTY), scansione in lunghezza d’onda ad analizzatore fisso, matrice di Jones; P-OTDR distribuito per individuare il tratto difettosoPMD totale in ps (DGD medio) e coefficiente in ps/√km; una grandezza statistica — ripetere e annotare la temperaturaanalizzatore PMD con sorgente a banda larga polarizzata all’estremità remota
Perdita di ritorno ottica e riflettanzaOCWR o OTDRORL in dB, riflettanza per eventoORL meter, OTDR
Perdita di inserzionesorgente luminosa e power meter a ogni lunghezza d’onda di servizio, entrambe le direzioni (Tier 1)dB per fibraOLTS
Latenza e lunghezzalunghezza da OTDR, o un tester di latenza con loopback all’estremità remota (andata e ritorno ÷ 2)µs e metri; 4,9 µs/km; asimmetria tra le fibre di una coppia dalla differenza di lunghezza allo stesso indiceOTDR, tester Ethernet con funzione di latenza
Identificazione del tipo di fibrada λ₀ e D(1550) del test CD, gradini di backscatter alle giunzioni, archiviG.652 / G.653 / G.655 / G.654 / G.657, epoca di produzione (Tipi di fibra)analizzatore CD più OTDR
Larghezza di banda modale multimodaledifferential mode delay / effective modal bandwidth su un campioneconferma della classe OMlaboratorio; raramente sul campo

Limiti per servizio

Cifre tipiche; i valori esatti provengono dal ricetrasmettitore o dallo standard.

ServizioTolleranza di dispersione cromaticaTolleranza PMD (DGD medio)Perdita / ORL
1G, 10G fino a 40 km (LR, ER)non limitante su G.652 (40 km × 17 = 680 ps/nm, limite ≈ 1 000–1 600)≤ 10 ps (10 % del bit da 100 ps)bilancio 6–15 dB; ORL ≥ 12 dB
10G 80 km (ZR) e 10G DWDM a rilevazione diretta≤ 1 600 ps/nm senza compensazione; 80 km × 17 = 1 360 ps/nm — al limite≤ 10 psbilancio 23–24 dB; ORL ≥ 24 dB
40G NRZ / DPSK legacy≤ 60–100 ps/nm — richiede compensazione della dispersione≤ 2,5 psORL ≥ 24 dB
100G coerente DP-QPSK± 50 000 ps/nm (migliaia di km)25–30 ps e oltrelimitato dall’OSNR; ORL ≥ 24 dB (Lungo raggio coerente)
400ZR (OIF)± 2 400 ps/nm (≈ 120 km di G.652)≈ 10 pssenza amplificazione: perdita ≤ 11 dB (≈ 40 km); amplificato: 120 km con OSNR ≥ 26 dB
400ZR+, 800ZR± 20 000 … ± 50 000 ps/nmtollerantelimitato dall’OSNR
CWDM 10G, 18 canalicome 10G per canale≤ 10 psattenuazione per canale incluso il picco dell’acqua (Mux e bilancio CWDM)
GPON / XGS-PONnon limitantenon limitantebilancio di classe (B+ 28, C+ 32, N1 29, N2 31, E1 33, E2 35 dB); ORL ≥ 32 dB; riflettanza ≤ −35 dB

Aritmetica del PMD: DGD medio = coefficiente PMD × √L. La G.652.D moderna a ≤ 0,1 ps/√km dà 1 ps su 100 km — irrilevante; la fibra degli anni 1980 a 1–2 ps/√km dà 10–20 ps su 100 km — la fine del 10G NRZ su quella tratta a meno di usare il coerente (Formule e calcoli).

Interpretare i risultati: identità e età della fibra

MisuratoConclusione
λ₀ = 1 300–1 324 nm, D(1550) = 16–18 ps/(nm·km)G.652; picco a 1383 nm basso → G.652.C/D, alto → G.652.A/B
D(1550) = 2–6 ps/(nm·km), λ₀ intorno a 1 450–1 520 nmG.655 a dispersione spostata non nulla; verificare il segno; il four-wave mixing richiede attenzione nel DWDM denso (Effetti non lineari)
D(1550) ≈ 0G.653 a dispersione spostata — nessun DWDM in banda C senza spaziatura dei canali diseguale o la banda L
D(1550) = 18–22 ps/(nm·km), attenuazione ≈ 0,17 dB/kmG.654 a core in silice pura
Coefficiente PMD > 0,5 ps/√kmfibra da prima del 1995 circa; il 10G oltre 100 km è rischioso; il coerente va bene
Picco dell’acqua a 1383 nm sopra 0,5 dB/kmniente CWDM in banda E (canali 1 371–1 411 nm); tutto il resto utilizzabile
Pendenza dell’attenuazione in aumento rispetto alla baseline, peggiore a 1 383 e sopra 1 550 nminvecchiamento da idrogeno o acqua — un tratto da sostituire
Perdita in forte aumento verso 1 625–1 650 nmmacro- o microcurvatura lungo la tratta
Asimmetria di lunghezza di una coppia > 10–20 merrore di temporizzazione PTP di 50–100 ns se non compensato

Procedura e rendicontazione

FasePrassi
Preparazionestrumenti a entrambe le estremità con un’unità remota o una seconda squadra; bretelle di riferimento ispezionate e pulite (Ispezione e pulizia delle facce dei connettori); la fibra spenta — CD e PMD non si possono misurare su una fibra attiva
Condizioniannotare data, ora e temperatura — il PMD cambia con esse; testare tutte le fibre della coppia e le riserve
Tempo30–60 minuti per fibra per la suite completa con una squadra esperta
Consegneper fibra: perdita a tutte le lunghezze d’onda in entrambe le direzioni, ORL, tracce OTDR in entrambe le direzioni (.sor), curva CD con λ₀ e dispersione totale, PMD, curva di attenuazione spettrale, latenza e lunghezza, mappa della riflettanza, immagini delle facce; pass/fail rispetto al servizio previsto
Archiviazionefile nativi dello strumento con le impostazioni, non solo PDF (Documentazione ed etichettatura)
StandardIEC 61280-4-2 (attenuazione e ORL dei collegamenti monomodali installati), IEC 61280-4-4 (PMD dei collegamenti installati), IEC 61280-4-1 (collegamenti multimodali installati), IEC 60793-1-42 (CD), TIA FOTP-175 (CD), ISO/IEC 14763-3 e TIA-568.3-D (accettazione) (Mappa degli standard)

Checklist di accettazione della fibra spenta: tipo di fibra dichiarato e confermato dal CD; perdita per km a 1310/1550/1625 entro l’offerta; ogni giunzione ≤ 0,1 dB e ogni connettore ≤ 0,5 dB in entrambe le direzioni; ORL ≥ 27 dB (≥ 32 dB per il PON); PMD entro il limite del servizio; curva spettrale senza segnatura di idrogeno; lunghezza e latenza registrate; documentazione e coordinate consegnate.

In CodingBox

Un modulo coerente caratterizza la fibra gratuitamente una volta acceso: il CMIS VDM riporta dispersione cromatica, DGD, PDL, OSNR e il tasso di variazione della polarizzazione così come li vede il DSP. CodingBox mostra quali di questi osservabili un modulo dichiara e ne legge le pagine DDM, così il rapporto di collaudo della fibra e la vista del modulo sullo stesso collegamento si possono confrontare — un disaccordo indica una permutazione, un connettore sporco o uno scambio di fibra dopo il rilievo (Metriche VDM e FEC, Check transceiver).


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