Eenheden en omrekeningen
Bij optisch werk komen logaritmisch vermogen, golflengten, frequenties, bitrates en baudrates samen. Deze pagina verzamelt de omzettingen die u aan de werkbank nodig hebt, met de vuistregels die engineers daadwerkelijk gebruiken.
dB en dBm
- dB is een verhouding: 10 · log10(P₁/P₂). Dit beschrijft versterking of verlies.
- dBm is een absoluut vermogen ten opzichte van 1 mW: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
- Een verlies in dB bij een niveau in dBm optellen geeft een niveau in dBm: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. Tel nooit twee dBm-waarden op.
| dB | Vermogensverhouding | Vuistregel |
|---|---|---|
| 0 | ×1 | — |
| 1 | ×1,26 | ongeveer een kwart meer |
| 3 | ×2 | dubbel / half |
| 6 | ×4 | — |
| 10 | ×10 | één decade |
| 20 | ×100 | — |
| 30 | ×1000 | — |
| dBm | mW | µW | Typische betekenis |
|---|---|---|---|
| +10 | 10 | 10 000 | boosteruitvoer, DWDM-zendvermogen |
| +3 | 2 | 2 000 | sterke LR/ER-zender |
| 0 | 1 | 1 000 | typische singlemode-Tx |
| −3 | 0,5 | 500 | typische Tx voor kort bereik |
| −10 | 0,1 | 100 | gezonde Rx op een korte link |
| −18 | 0,016 | 16 | gevoeligheid van PIN-ontvanger (10G) |
| −24 | 0,004 | 4 | gevoeligheid van APD-ontvanger |
| −30 | 0,001 | 1 | zeer zwak — controleer de link |
| −40 | 0,0001 | 0,1 | DDM-resolutiegrens: ‘geen licht’ |
Ruw DDM-vermogen wordt opgeslagen in stappen van 0,1 µW: raw = µW × 10 (0 dBm → 10 000). Details in DDM-parameters en -eenheden.
Rekenkunde voor het linkbudget
Budget = Tx power (min) − Rx sensitivity [dB]
Losses = fibre (km × dB/km) + connectors + splices + mux/demux + margin
Margin left = Budget − Losses (should stay ≥ 0, ideally ≥ 3 dB)
Uitgewerkt voorbeeld en verliezen van componenten: CWDM-mux/demux en linkbudget.
| Onderdeel | Typisch verlies |
|---|---|
| Singlemodeglasvezel, 1310 nm | 0,33–0,35 dB/km |
| Singlemodeglasvezel, 1550 nm | 0,18–0,22 dB/km |
| Multimodeglasvezel, 850 nm | 2,5–3,5 dB/km |
| Connectorpaar (schoon) | 0,1–0,3 dB |
| Fusielas | 0,05–0,1 dB |
| Mechanische las | 0,2–0,5 dB |
| 1:2-splitter | ~3,5 dB; elke volgende verdubbeling +3–3,5 dB |
| CWDM-mux (8 ch) | 1,0–2,5 dB |
| DWDM-AWG-mux (40 ch) | 4–7 dB |
Golflengte ↔ frequentie
λ · f = c, met c ≈ 299 792 458 m/s. Handige vormen:
λ (nm) = 299 792.458 / f (THz)
f (THz) = 299 792.458 / λ (nm)
| Golflengte | Frequentie | Opmerking |
|---|---|---|
| 850 nm | 352,7 THz | multimode-VCSEL |
| 1310 nm | 228,8 THz | O-band |
| 1490 nm | 201,2 THz | GPON-downstream |
| 1528,77 nm | 196,1 THz | bovenkant C-band (C61) |
| 1550 nm | 193,4 THz | midden C-band |
| 1552,52 nm | 193,1 THz | ITU-anker (C31) |
| 1563,86 nm | 191,7 THz | onderkant C-band (C17) |
In de C-band geldt 100 GHz ≈ 0,8 nm en 50 GHz ≈ 0,4 nm. Kanaalnummering en het volledige raster: DWDM en het ITU-raster, Golflengtebanden en kanaalplannen.
Bitrate, baud en lijncodering
Het getal op het label (10G, 25G, 100G) is de payload-rate. Op de glasvezel loopt het signaal sneller door lijncodering en FEC, en PAM4 draagt twee bits per symbool.
| Nominaal | Lijncodering / FEC | Signaalsnelheid | Modulatie | Symboolsnelheid |
|---|---|---|---|---|
| 1 GbE | 8b/10b | 1,25 Gb/s | NRZ | 1,25 GBd |
| 10 GbE | 64b/66b | 10,3125 Gb/s | NRZ | 10,3125 GBd |
| 8GFC | 8b/10b | 8,5 Gb/s | NRZ | 8,5 GBd |
| 16GFC | 64b/66b | 14,025 Gb/s | NRZ | 14,025 GBd |
| 25 GbE (per lane) | 64b/66b + RS-FEC | 25,78125 Gb/s | NRZ | 25,78 GBd |
| 32GFC | 64b/66b + FEC | 28,05 Gb/s | NRZ | 28,05 GBd |
| 50G-lane | RS(544,514) | 53,125 Gb/s | PAM4 | 26,5625 GBd |
| 100G-lane | RS(544,514) | 106,25 Gb/s | PAM4 | 53,125 GBd |
| 200G-lane | RS(544,514) | 212,5 Gb/s | PAM4 | 106,25 GBd |
Regels: 64b/66b voegt 3,125 % toe (×66/64); RS(544,514) voegt nog eens ~5,8 % toe (×544/514); PAM4 halveert de symboolsnelheid voor een gegeven bitrate. Daarom loopt een ‘100G’-lane op 53,125 GBd en lezen de DDM-bytes voor nominal signalling rate 103 (×100 Mb/s) voor 10GbE, niet 100. Achtergrond: FEC en linktraining.
Bitfoutenratio
| BER | Betekenis | Tijd tussen fouten bij 10 Gb/s |
|---|---|---|
| 10⁻⁹ | slecht | 0,1 s |
| 10⁻¹² | klassiek foutvrij doel (NRZ-optica) | ~100 s |
| 10⁻¹⁵ | post-FEC-doel voor 25G+ | ~28 h |
| 2,4×10⁻⁴ | typische pre-FEC-drempel voor RS(544,514) | — gecorrigeerd naar <10⁻¹⁵ |
Ruwe DDM-eenheden
| Monitor | Ruwe eenheid | Omzetten |
|---|---|---|
| Temperatuur | 1/256 °C, met teken | °C = raw / 256 |
| Vcc | 100 µV | V = raw × 0.0001 |
| Tx-bias | 2 µA | mA = raw × 0.002 |
| Tx- / Rx-vermogen | 0,1 µW | mW = raw × 0.0001; dBm = 10·log10(mW) |
Afstanden en glasvezeleenheden
- Velden voor lengte van modules: SMF in km (byte 14) en 100 m (byte 15); multimode in eenheden van 10 m (bytes 16–19) of meters voor koper — zie Beknopt overzicht van de geheugenkaart.
- 1 dB extra verlies ≈ 3 km singlemode bij 1310 nm, ≈ 5 km bij 1550 nm, ≈ 300 m multimode bij 850 nm.
In CodingBox
CodingBox voert alle DDM-omzettingen uit en toont waarden in technische eenheden op het scherm DDM, met de ruwe bytes beschikbaar in de EEPROM editor wanneer u een omzetting handmatig moet controleren.
Deze omzettingen toepassen op een actieve link — verwacht verlies, marge, beide richtingen: Rx-vermogen en linkbudget; verwachte vensters ter vergelijking: Typische waarden.
Standaardbereiken per PMD en glasvezelklasse voor het budget: Bereiktabellen; hoe datasheets Tx-vermogen, gevoeligheid en BER aangeven — en hoe u deze normaliseert: Een datasheet lezen.
De volledige ontwerpmethode achter deze rekenkunde — toegestane afwijkingen per standaard, penalties, margebeleid, uitgewerkte voorbeelden, verzwakkers: Linkbudgetengineering.
De overige glasvezelrekenkunde met uitgewerkte voorbeelden — richtparameters, dispersie, budgetten, reflecties, OTDR-afstand, latentie, buigrek: Formules en berekeningen.