Jednostki i przeliczenia

Praca z optyką łączy moc logarytmiczną, długości fali, częstotliwości, szybkości transmisji bitowej i szybkości transmisji symbolowej (baud). Ta strona zbiera przeliczenia potrzebne na stanowisku, wraz ze skrótami myślowymi, których inżynierowie naprawdę używają.

dB i dBm

• dB to stosunek: 10 · log10(P₁/P₂). Opisuje wzmocnienie albo stratę.
• dBm to moc bezwzględna odniesiona do 1 mW: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
• Dodanie straty w dB do poziomu w dBm daje poziom w dBm: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. Nigdy nie dodawaj dwóch wartości w dBm.

Surowa moc DDM jest przechowywana w krokach 0,1 µW: surowa = µW × 10 (0 dBm → 10 000). Szczegóły w Parametry i jednostki DDM.

Arytmetyka budżetu łącza

Budżet      = moc Tx (min)  −  czułość Rx            [dB]
Straty      = światłowód (km × dB/km) + złącza + spawy + mux/demux + zapas mocy
Pozostały zapas mocy = Budżet − Straty                                (powinien pozostać ≥ 0, najlepiej ≥ 3 dB)

Przykład obliczeniowy i straty poszczególnych komponentów: Multiplekser/demultiplekser CWDM i budżet łącza.

Długość fali ↔ częstotliwość

λ · f = c, gdzie c ≈ 299 792 458 m/s. Wygodne formy:

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

W paśmie C 100 GHz ≈ 0,8 nm, a 50 GHz ≈ 0,4 nm. Numeracja kanałów i pełna siatka: DWDM i siatka ITU, Pasma długości fali i plany kanałów.

Szybkość bitowa, baud i kodowanie liniowe

Liczba na etykiecie (10G, 25G, 100G) to szybkość danych użytkowych. Na światłowodzie sygnał biegnie szybciej z powodu kodowania liniowego i FEC, a PAM4 niesie dwa bity na symbol.

Zasady: 64b/66b dodaje 3,125 % (×66/64); RS(544,514) dodaje kolejne ~5,8 % (×544/514); PAM4 zmniejsza o połowę szybkość symbolową przy danej szybkości bitowej. Dlatego linia „100G” pracuje przy 53,125 GBd i dlatego bajty DDM nominalnej szybkości sygnalizacji pokazują 103 (×100 Mb/s) dla 10GbE, a nie 100. Kontekst: FEC i trenowanie łącza.

Bitowa stopa błędów

Surowe jednostki DDM

Odległości i jednostki światłowodu

• Pola długości modułu: SMF w km (bajt 14) i 100 m (bajt 15); wielomodowe w jednostkach 10 m (bajty 16–19) albo w metrach dla miedzi — zobacz Skrócona mapa pamięci.
• 1 dB dodatkowej straty ≈ 3 km światłowodu jednomodowego 1310 nm, ≈ 5 km przy 1550 nm, ≈ 300 m światłowodu wielomodowego 850 nm.

W CodingBox

CodingBox wykonuje wszystkie przeliczenia DDM i pokazuje wartości w jednostkach inżynierskich na ekranie DDM, a surowe bajty są dostępne w EEPROM editor, gdy trzeba sprawdzić przeliczenie ręcznie.

Zastosowanie tych przeliczeń do działającego łącza — oczekiwana strata, zapas mocy, w obu kierunkach: Moc Rx i budżet łącza; oczekiwane okna do porównania: Typowe wartości.

Standardowe zasięgi według PMD i klasy światłowodu do wykorzystania w budżecie: Tabele zasięgu; jak karty katalogowe podają moc Tx, czułość i BER — i jak je normalizować: Czytanie karty katalogowej.

Pełna metoda projektowa stojąca za tą arytmetyką — normy według standardu, kary, polityka zapasu, rozwiązane przykłady, tłumiki: Inżynieria budżetu łącza.

Reszta arytmetyki światłowodowej z rozwiązanymi przykładami — parametry prowadzenia światła, dyspersja, budżety, odbicia, odległość OTDR, opóźnienie, naprężenie zgięciowe: Wzory i obliczenia.