Birimler ve dönüşümler · Referans · Optik alıcı-vericiler ve kablolar · Belgeler · CodingBox
CodingBox Belgeler

Birimler ve dönüşümler

Optik çalışmalar logaritmik gücü, dalga boylarını, frekansları, bit hızlarını ve baud hızlarını bir arada kullanır. Bu sayfa tezgâhta ihtiyaç duyduğunuz dönüşümleri, mühendislerin gerçekte kullandığı pratik kısayollarla birlikte toplar.

dB ve dBm

  • dB, bir orandır: 10 · log10(P₁/P₂). Kazancı veya kaybı ifade eder.
  • dBm, 1 mW’a göre tanımlanmış mutlak bir güçtür: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
  • dB cinsinden bir kaybı dBm cinsinden bir seviyeye eklemek, dBm cinsinden bir seviye verir: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. İki dBm değerini asla toplamayın.
dBGüç oranıPratik kural
0×1—
1×1,26yaklaşık dörtte bir fazla
3×2iki katı / yarısı
6×4—
10×10bir dekat
20×100—
30×1000—
dBmmWµWTipik anlamı
+101010 000yükselteç çıkışı, DWDM giriş gücü
+322 000güçlü LR/ER vericisi
011 000tipik tek modlu Tx
−30,5500tipik kısa erişimli Tx
−100,1100kısa bir bağlantıda sağlıklı Rx
−180,01616PIN alıcı hassasiyeti (10G)
−240,0044APD alıcı hassasiyeti
−300,0011çok zayıf; bağlantıyı kontrol edin
−400,00010,1DDM çözünürlük tabanı: “ışık yok”

Ham DDM gücü 0,1 µW adımlarla saklanır: raw = µW × 10 (0 dBm → 10 000). Ayrıntılar için bkz. DDM parametreleri ve birimleri.

Bağlantı bütçesi aritmetiği

Bütçe       = Tx gücü (min)  −  Rx hassasiyeti              [dB]
Kayıplar    = fiber (km × dB/km) + konektörler + ekler + çoğullayıcı/ayırıcı + marj
Kalan marj  = Bütçe − Kayıplar                               (≥ 0 kalmalı, ideal olarak ≥ 3 dB)

Çözümlü örnek ve bileşen kayıpları: CWDM çoğullayıcı/ayırıcı ve bağlantı bütçesi.

BileşenTipik kayıp
Tek modlu fiber, 1310 nm0,33–0,35 dB/km
Tek modlu fiber, 1550 nm0,18–0,22 dB/km
Çok modlu fiber, 850 nm2,5–3,5 dB/km
Konektör çifti (temiz)0,1–0,3 dB
Füzyon ek0,05–0,1 dB
Mekanik ek0,2–0,5 dB
1:2 splitter~3,5 dB; her ek ikiye katlamada +3–3,5 dB
CWDM çoğullayıcısı (8 kanal)1,0–2,5 dB
DWDM AWG çoğullayıcısı (40 kanal)4–7 dB

Dalga boyu ↔ frekans

λ · f = c, burada c ≈ 299 792 458 m/s. Kullanışlı biçimler:

λ (nm)   = 299 792.458 / f (THz)
f (THz)  = 299 792.458 / λ (nm)
Dalga boyuFrekansNot
850 nm352,7 THzçok modlu VCSEL
1310 nm228,8 THzO-band
1490 nm201,2 THzGPON aşağı yönü
1528,77 nm196,1 THzC-band’ın üst ucu (C61)
1550 nm193,4 THzC-band’ın merkezi
1552,52 nm193,1 THzITU referans noktası (C31)
1563,86 nm191,7 THzC-band’ın alt ucu (C17)

C-band’da 100 GHz ≈ 0,8 nm ve 50 GHz ≈ 0,4 nm. Kanal numaralandırması ve tam ızgara için bkz. DWDM ve ITU ızgarası, Dalga boyu bantları ve kanal planları.

Bit hızı, baud ve hat kodlaması

Etiket üzerindeki sayı (10G, 25G, 100G) veri yükü hızıdır. Fiber üzerinde sinyal, hat kodlaması ve FEC nedeniyle daha hızlı akar; PAM4 ise sembol başına iki bit taşır.

NominalHat kodlaması / FECSinyalleme hızıModülasyonSembol hızı
1 GbE8b/10b1,25 Gb/sNRZ1,25 GBd
10 GbE64b/66b10,3125 Gb/sNRZ10,3125 GBd
8GFC8b/10b8,5 Gb/sNRZ8,5 GBd
16GFC64b/66b14,025 Gb/sNRZ14,025 GBd
25 GbE (şerit başına)64b/66b + RS-FEC25,78125 Gb/sNRZ25,78 GBd
32GFC64b/66b + FEC28,05 Gb/sNRZ28,05 GBd
50G şeritRS(544,514)53,125 Gb/sPAM426,5625 GBd
100G şeritRS(544,514)106,25 Gb/sPAM453,125 GBd
200G şeritRS(544,514)212,5 Gb/sPAM4106,25 GBd

Kurallar: 64b/66b, 3,125 % ekler (×66/64); RS(544,514) ~5,8 % daha ekler (×544/514); PAM4, belirli bir bit hızı için sembol hızını yarıya indirir. “100G” bir şeridin 53,125 GBd’de çalışmasının ve 10GbE için DDM nominal sinyalleme hızı baytlarının 100 değil 103 (×100 Mb/s) okumasının nedeni budur. Arka plan için bkz. FEC ve bağlantı eğitimi.

Bit hata oranı

BERAnlamı10 Gb/s’de hatalar arası süre
10⁻⁹zayıf0,1 s
10⁻¹²klasik hatasız hedef (NRZ optikler)~100 s
10⁻¹⁵25G+ için FEC sonrası hedef~28 h
2,4×10⁻⁴RS(544,514) için tipik FEC öncesi eşik<10⁻¹⁵’e düzeltilir

DDM ham birimleri

Ölçülen değerHam birimDönüşüm
Sıcaklık1/256 °C, işaretli°C = raw / 256
Vcc100 µVV = raw × 0,0001
Tx bias2 µAmA = raw × 0,002
Tx / Rx gücü0,1 µWmW = raw × 0,0001; dBm = 10·log10(mW)

Mesafeler ve fiber birimleri

  • Modül uzunluk alanları: SMF için km (bayt 14) ve 100 m (bayt 15); çok modlu için 10 m birimleriyle (bayt 16–19) veya bakır için metre cinsinden; ayrıntılar için bkz. Bellek haritası hızlı referansı.
  • 1 dB’lik ek kayıp, 1310 nm tek modlu fiberde ≈ 3 km’ye, 1550 nm’de ≈ 5 km’ye, 850 nm çok modlu fiberde ≈ 300 m’ye karşılık gelir.

CodingBox’ta

CodingBox tüm DDM dönüşümlerini yapar ve değerleri DDM ekranında mühendislik birimleriyle gösterir; bir dönüşümü elle kontrol etmeniz gerektiğinde ham baytlara EEPROM editor üzerinden ulaşabilirsiniz.

Bu dönüşümlerin canlı bir bağlantıya uygulanması: beklenen kayıp, marj, her iki yön; bkz. Rx gücü ve bağlantı bütçesi; karşılaştırma için beklenen aralıklar: Tipik değerler.

Bütçeye eklenecek PMD ve fiber sınıfı başına standart erişim mesafeleri: Erişim tabloları; veri sayfalarının Tx gücünü, hassasiyeti ve BER’i nasıl belirttiği ve bunların nasıl normalleştirileceği: Veri sayfası okuma.

Bu aritmetiğin arkasındaki tam tasarım yöntemi: standarda göre paylar, cezalar, marj politikası, çözümlü örnekler, atenüatörler; bkz. Bağlantı bütçesi mühendisliği.

Çözümlü örneklerle fiber aritmetiğinin geri kalanı: kılavuz parametreler, dispersiyon, bütçeler, yansımalar, OTDR mesafesi, gecikme, bükülme gerilimi; bkz. Formüller ve hesaplamalar.


Bu materyalde bir yanlışlık veya hata bulursanız ilgili bölümü seçin ve Ctrl+Enter tuşlarına basarak .