Engineering van het linkbudget
Een linkbudget is de berekening waarmee elke glasvezellink wordt ontworpen en waaraan elke falende link wordt getoetst: is het licht dat de zender verlaat, na aftrek van alles wat de infrastructuur wegneemt, nog steeds sterker dan wat de ontvanger nodig heeft — met reserve voor veroudering, reparaties en een vuile connector? Deze pagina behandelt de vergelijking en haar termen, de standaardtoeslagen voor elk verlies, vermogenspenalty's die geen verliezen zijn maar zich zo gedragen, een margebeleid, vier uitgewerkte voorbeelden en het omgekeerde probleem: te veel licht.
De vergelijking
Resterende marge = vermogensbudget − infrastructuurverlies − vermogenspenalty's − veroudering / reparatie, waarbij vermogensbudget = Tx-vermogen (min) − Rx-gevoeligheid (slechtste geval). Alle termen zijn in dB; het doel is een marge van ten minste 3 dB.
Herkomst van de getallen:
| Term | Bron | Typisch (10GBASE-LR) |
|---|---|---|
| Tx-vermogen min | moduledatasheet / IEEE-clausule (gemiddeld vermogen, min) | −8,2 dBm |
| Rx-gevoeligheid slechtste geval | datasheet bij de opgegeven BER (1e-12; pre-FEC voor 25G+) | −14,4 dBm |
| Vermogensbudget | verschil | 6,2 dB |
| Glasvezel | lengte × dempingscoëfficiënt (ontwerpmaximum) | 10 km × 0,35 = 3,5 dB (Demping) |
| Connectoren | aantal gekoppelde paren × toeslag | 4 × 0,5 = 2,0 dB (ontwerp) |
| Lassen | aantal × toeslag | 4 × 0,1 = 0,4 dB |
| Vermogenspenalty's | IEEE-budget bevat ze al voor het standaardbereik; voeg toe bij niet-standaardlinks | 0,5–1,5 dB |
| Veroudering | laseruitgang daalt 1–2 dB gedurende de levensduur; voeg toe voor reparaties | 1 dB |
Toeslagen volgens standaard
| Instantie / document | Connectorpaar | Las | Glasvezel (SMF 1310 / 1550) | Glasvezel (MMF 850) |
|---|---|---|---|---|
| TIA-568.3-D | 0,75 dB | 0,3 dB | 0,5 / 0,5 dB/km (binnen), 0,4 buiten | 3,5 dB/km |
| ISO/IEC 14763-3 | 0,75 (klasse C) / 0,25 (klasse B) | 0,3 | 0,4 / 0,4 (OS2) | 3,5 |
| ITU-T G.652.D-kabelspecificatie | — | — | 0,35–0,4 / 0,21–0,3 | — |
| IEEE 802.3-linkmodel | 2 paren inbegrepen (≈ 1,5 dB MMF, 2 × 0,5 SMF) | — | slechtste geval per clausule | per clausule |
| Praktisch ontwerp | 0,5 | 0,1 | 0,35 / 0,22 | 3,0 |
Gebruik de strengste waarde van de standaard van de klant en de praktische waarden; documenteer welke.
Vermogenspenalty's die geen verliezen zijn
| Vermogenspenalty | Oorzaak | Grootte | Wanneer van belang |
|---|---|---|---|
| Dispersie (TDP) | pulsverbreding sluit het oog | 1–3 dB | lange SMF bij 10G+, MMF nabij zijn bereik (Dispersie) |
| Reflecties / retourverlies | teruggekaatst licht destabiliseert een DFB-laser; meervoudige reflecties interfereren | 0,5–1 dB | UPC-connectoren op lange links; APC voor PON en DWDM |
| Modale ruis | spikkelpatroon verandert bij MMF-connectoren | 0,5–1 dB | multimode met lasers, verschoven connectoren |
| Extinctieverhouding | lage ER = minder vermogen voor ‘1’ bij hetzelfde gemiddelde | 0,5–2 dB | goedkope DMLs |
| Overspraak | aangrenzende WDM-kanalen | 0,5–1 dB | CWDM/DWDM-muxen |
| Polarisatie | PDL/PMD | < 0,5 dB | lange coherente links |
IEEE-PMD-budgetten bevatten de vermogenspenalty's voor het standaardbereik op standaardglasvezel al; voeg alleen eigen waarden toe voor niet-standaardcombinaties.
Margebeleid
| Resterende marge | Oordeel |
|---|---|
| ≥ 3 dB | ontwerp voldoet |
| 1–3 dB | voldoet onder voorwaarden: schone connectoren gecontroleerd, geen toekomstige splitters, monitoringwaarschuwingen aan |
| 0–1 dB | werkt op dag één, faalt bij de eerste vuile connector of warme dag — herontwerp (betere glasvezel, minder connectoren, module met groter bereik) |
| < 0 | maakt geen link; kies een ER-module, voeg een versterker toe of verkort het pad |
Uitgewerkte voorbeelden
1. 10GBASE-LR over 10 km SMF, 4 connectorparen, 4 lassen
| Onderdeel | dB |
|---|---|
| Budget (−8,2 − (−14,4)) | 6,2 |
| Glasvezel 10 × 0,35 | −3,5 |
| Connectoren 4 × 0,5 | −2,0 |
| Lassen 4 × 0,1 | −0,4 |
| Marge | 0,3 — marginaal volgens ontwerptoeslagen; met typische connectoren (4 × 0,2) is de marge 1,5 dB. Oordeel: controleer gemeten infrastructuurverlies ≤ 3,5 dB of gebruik 10GBASE-ER met een verzwakker |
2. 10GBASE-ER over 35 km SMF bij 1550 nm, 6 paren, 20 lassen
| Onderdeel | dB |
|---|---|
| Budget (−4,7 − (−15,8)) | 11,1 (IEEE ER: −4,7 min Tx, −15,8 gevoeligheid, budget 15 met 40 km bij 0,25 en vermogenspenalty's) |
| Glasvezel 35 × 0,22 | −7,7 |
| Connectoren 6 × 0,5 | −3,0 |
| Lassen 20 × 0,1 | −2,0 |
| Marge | −1,6 volgens toeslagen → met gemeten infrastructuur (connectoren 0,2, lassen 0,05) is het verlies 9,9 → marge 1,2 dB. Oordeel: meet vóór u zich vastlegt, of gebruik ZR (budget ~23 dB) met een verzwakker van 5 dB |
3. 100GBASE-SR4 over 90 m OM4, 2 MPO-paren
| Onderdeel | dB |
|---|---|
| Budget (−8,4 OMA min Tx − (−10,3) gevoeligheid OMA) | 1,9 (IEEE-toeslag voor invoegverlies van kanaal 1,9 dB voor 100 m incl. 1,5 dB connectoren) |
| Glasvezel 0,09 × 3,0 | −0,27 |
| MPO 2 × 0,5 | −1,0 |
| Marge | 0,6 — binnen het IEEE-model; de werkelijke grens is modale bandbreedte, niet vermogen (Bereiktabellen) |
4. GPON klasse B+ over 18 km, 1:32-split, 5 paren, 8 lassen
| Onderdeel | dB |
|---|---|
| Budget klasse B+ (min 13, max 28 dB) | 28 |
| Glasvezel 18 × 0,35 (1310 upstream is het slechtste geval) | −6,3 |
| Splitter 1:32 | −17,5 |
| Connectoren 5 × 0,5 | −2,5 |
| Lassen 8 × 0,1 | −0,8 |
| Marge | 0,9 — krap; klasse C+ (32 dB) of 1:16-split aanbevolen (ODN-klassen en budget) |
Te veel licht: overbelasting en verzwakkers
Ontvangers hebben een maximale ingang (overbelasting, −1 … +3 dBm voor PIN, lager voor APD). Een ER-module van 40 km op een link van 2 km levert −5 dBm aan een ontvanger die is gespecificeerd tot +1 — goed; een ZR-module met +4 dBm Tx op een patchkabel levert +3,5 dBm aan een APD die is gespecificeerd tot −7 — fouten of schade.
| Situatie | Oplossing |
|---|---|
| Module met groot bereik op een korte link | vaste verzwakker van 5–15 dB bij het ontvangereinde, gekozen zodat Rx midden in het venster ligt |
| DWDM/EDFA-uitgang naar een module | VOA ingesteld bij inbedrijfstelling |
| PON ONU dicht bij de OLT | afhankelijk van klasse; gewoonlijk binnen bereik door de splitter |
| Beide richtingen | verzwak elke richting afzonderlijk; verzwakkers gelden per glasvezel |
Beide uiteinden moeten worden gecontroleerd: budgetten gelden per richting en de modules aan beide uiteinden kunnen verschillen (Rx-vermogen en budget).
Van ontwerp naar acceptatie
- Ontwerp met toeslagen → marge ≥ 3 dB.
- Installeer; meet invoegverlies met LSPM op de werkgolflengten (Testen).
- Vergelijk gemeten verlies met ontwerpverlies; onderzoek elke connector > 0,5 dB.
- Breng de link in gebruik; leg Tx en Rx DDM aan beide uiteinden vast — het linkpaspoort (Bewaking).
- Marge = Rx-vermogen − gevoeligheid; waarschuw als deze 2 dB onder het paspoort zakt.
In CodingBox
Stap 4 begint op de werkbank: lees vóór installatie het Tx-vermogen en de drempels van elke module, en lees na installatie de Rx-waarden op de switch — het getallenpaar is het gemeten budget. CodingBox bewaart de waarden van de module met het serienummer, zodat het paspoort een modulewissel overleeft (DDM in de app, Code database).
De getallen op één pagina — demping, toeslagen, reflectantie, geometrie, dispersie, budgetten van gangbare interfaces: Typische waarden; de formules met uitgewerkte voorbeelden: Formules en berekeningen; de modulekant van het budget — zendvermogen, gevoeligheid, overbelasting, FEC: Transceivers in de link; wanneer het budget op is — versterkers, OSNR en regeneratie: Versterkers en regeneratie.