Unità e conversioni

Il lavoro in ottica mescola potenza logaritmica, lunghezze d’onda, frequenze, bit rate e baud rate. Questa pagina raccoglie le conversioni che servono al banco, con le scorciatoie mentali che gli ingegneri usano davvero.

dB e dBm

• dB è un rapporto: 10 · log10(P₁/P₂). Descrive un guadagno o una perdita.
• dBm è una potenza assoluta riferita a 1 mW: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
• Sommare una perdita in dB a un livello in dBm dà un livello in dBm: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. Non sommare mai due valori in dBm.

La potenza grezza DDM è memorizzata in passi da 0,1 µW: grezzo = µW × 10 (0 dBm → 10 000). Dettagli in Parametri e unità del DDM.

Aritmetica del bilancio di potenza

Budget          = potenza Tx (min)  −  sensibilità Rx                [dB]
Perdite         = fibra (km × dB/km) + connettori + giunzioni + mux/demux + margine
Margine residuo = Budget − Perdite                    (deve restare ≥ 0, idealmente ≥ 3 dB)

Esempio svolto e perdite dei componenti: Mux/demux CWDM e bilancio di potenza.

Lunghezza d’onda ↔ frequenza

λ · f = c, con c ≈ 299 792 458 m/s. Forme comode:

λ (nm)   = 299 792,458 / f (THz)
f (THz)  = 299 792,458 / λ (nm)

Nella banda C 100 GHz ≈ 0,8 nm e 50 GHz ≈ 0,4 nm. Numerazione dei canali e griglia completa: DWDM e la griglia ITU, Bande di lunghezza d’onda e piani di canale.

Bit rate, baud e codifica di linea

Il numero sull’etichetta (10G, 25G, 100G) è la velocità payload. Sulla fibra il segnale corre più veloce a causa della codifica di linea e del FEC, e il PAM4 porta due bit per simbolo.

Regole: 64b/66b aggiunge il 3,125 % (×66/64); RS(544,514) aggiunge un altro ~5,8 % (×544/514); il PAM4 dimezza la velocità di simbolo a parità di bit rate. Ecco perché una lane «100G» funziona a 53,125 GBd e perché i byte velocità di segnalazione nominale del DDM riportano 103 (×100 Mb/s) per il 10GbE, non 100. Approfondimento: FEC e training del collegamento.

Tasso di errore sui bit

Unità grezze del DDM

Distanze e unità di fibra

• I campi lunghezza del modulo: SMF in km (byte 14) e 100 m (byte 15); multimodale in unità di 10 m (byte 16–19) o metri per il rame — vedi Guida rapida alla mappa di memoria.
• 1 dB di perdita extra ≈ 3 km di monomodale a 1310 nm, ≈ 5 km a 1550 nm, ≈ 300 m di multimodale a 850 nm.

In CodingBox

CodingBox esegue tutte le conversioni DDM e mostra i valori in unità ingegneristiche nella schermata DDM, con i byte grezzi disponibili nell’EEPROM editor quando serve verificare una conversione a mano.

Applicare queste conversioni a un collegamento live — perdita attesa, margine, entrambe le direzioni: Potenza Rx e bilancio di potenza; finestre attese con cui confrontare: Valori tipici.

Portate standard per PMD e grado di fibra da inserire nel bilancio: Tabelle di portata; come i datasheet indicano potenza Tx, sensibilità e BER — e come normalizzarli: Lettura di un datasheet.

Il metodo di progettazione completo dietro questa aritmetica — margini per standard, penalità, politica dei margini, esempi svolti, attenuatori: Ingegneria del bilancio di potenza.

Il resto dell’aritmetica della fibra con esempi svolti — parametri di guida, dispersione, bilanci, riflessioni, distanza OTDR, latenza, sollecitazione da curvatura: Formule e calcoli.