Potenza Rx e bilancio di potenza

La potenza di ricezione è l’unico valore DDM che è quasi sempre reale, ed è il risultato di un’equazione semplice: quanto ha lanciato l’estremità lontana meno quanto ha perso il percorso. Leggi entrambe le estremità e ottieni la perdita misurata del collegamento; confrontala con quanto l’impianto dovrebbe perdere e sai se il problema è la fibra, i connettori o il modulo — e quanto margine resta prima che il collegamento fallisca.

L’equazione

Rx(here) = Tx(far end) − loss(path)
loss(path) = fibre attenuation × length + Σ connectors + Σ splices + Σ passive components
margin     = Rx(here) − sensitivity(this receiver)

Sia Tx sia Rx provengono dal DDM (Parametri); gli elementi di perdita provengono dal registro dell’impianto o da queste cifre tipiche:

Metodo dettagliato di bilancio per il CWDM: Mux/demux e bilancio di potenza; conversioni di unità: Unità e conversioni.

Esempio pratico: 10GBASE-LR, 12 km

• Tx dell’estremità lontana (DDM): −2,5 dBm
• Perdita attesa: 12 km × 0,35 = 4,2 dB + 4 coppie di connettori × 0,4 = 1,6 dB + 6 giunzioni × 0,1 = 0,6 dB → 6,4 dB
• Rx attesa: −2,5 − 6,4 = −8,9 dBm
• Sensibilità (10GBASE-LR, media): circa −14,4 dBm → margine atteso ≈ 5,5 dB

Entrambe le direzioni

Misura A→B e B→A. La perdita in fibra è simmetrica entro pochi decimi di dB; una differenza maggiore della precisione del DDM (±3 dB, in pratica > 2 dB) significa che l’asimmetria è a un’estremità, non nel percorso:

Per lane sulle ottiche parallele: confronta i quattro o otto valori Rx tra loro prima di confrontarli con una specifica (Diagnostica per lane).

Sovraccarico: troppa luce

Ogni ricevitore ha un ingresso massimo; oltre di esso il fotodiodo o il TIA satura e compaiono errori anche se «il segnale è forte». Punti di sovraccarico tipici: −1 … 0 dBm per i ricevitori PIN 10G SR/LR, −3 dBm per 1G, −7 … −9 dBm per i ricevitori APD nei moduli ZR/DWDM, +2 … +4 dBm per PAM4. Un modulo a lunga portata su un collegamento corto richiede un attenuatore: dimensionalo in modo che l’Rx cada al centro della finestra (Valori tipici, Ricevitori).

La potenza non è tutto: dispersione e penalità

I bilanci IEEE riservano diversi dB alle penalità — dispersione, riflessioni, jitter — che non si manifestano come potenza persa. Per il 10GBASE-LR il bilancio è di 9,4 dB, di cui solo 6,2 dB è perdita di inserzione del canale; il resto è allocazione per penalità. Quindi un collegamento può mostrare «3 dB di margine» in potenza Rx ed essere comunque al limite su una tratta lunga a 1550 nm, su CWDM 1610 nm, o su fibra OM1 a 10G. I sintomi sono errori e flap con livelli buoni (Flapping del collegamento); la cura è un modulo tollerante alla dispersione (EML, portata minore, rate inferiore) piuttosto che più potenza.

Politica del margine

Progetta i nuovi collegamenti con almeno 3 dB di margine dopo l’invecchiamento (0,5–1 dB per l’invecchiamento del laser nel corso della vita, 0,5 dB per ogni futura giunzione di riparazione).

Registrazione

Registra Tx e Rx a entrambe le estremità all’installazione — il passaporto del collegamento (Monitoraggio). Le letture successive diventano quindi dei delta, immuni alla precisione assoluta ±3 dB del DDM (Precisione e limiti).

In CodingBox

La schermata DDM mostra Tx e Rx con le soglie proprie del modulo e le registra nel tempo; leggere entrambi i moduli di un collegamento sul banco prima dell’installazione fornisce le potenze di lancio per il bilancio sopra. Per un modulo estratto da un collegamento guasto, lo storico Rx registrato mostra se la perdita è cresciuta lentamente (impianto) o se è calato il Tx del modulo (Corrente di bias Tx e invecchiamento del laser).

Bilanci con splitter e finestre di classe: Classi ODN e bilancio PON. Collegamenti amplificati dove il limite è il rumore, non la potenza: Amplificazione e OSNR.

Dettaglio lato progettazione — margini per standard, penalità, politica del margine e quattro bilanci risolti: Ingegneria del bilancio di potenza; misurare la perdita d’impianto con LSPM e OTDR invece di dedurla dal DDM: Test e misure.