المعرفه

مسافة الإرسال ليست خاصية للكابل وحده. إنه نتيجة لميزانية النظام: الألياف التي تقوم بتركيبها، ومعدل البيانات التي تقوم بتشغيلها، والطول الموجي الذي تستخدمه أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بك، والخسارة التي تضيفها الموصلات والوصلات، والتشتت الذي تتراكمه الإشارة في الطريق. قم بتغيير أي واحد من هذه الأشياء وسيتغير الحد الأقصى للمسافة معها.

ولهذا السبب يمكن أن يعمل الرابطان المبنيان بكابل متطابق بشكل مختلف تمامًا - أحدهما يعمل لمسافة 40 كيلومترًا بدون خطأ، والآخر يفشل عند 300 متر. يشرح هذا الدليل المتغيرات التي تحدد الحد الأقصى، وكيفية حساب الحد الأقصى للرابط الخاص بك، وما يجب التحقق منه عندما يكون الرابط أقل من الوصول المقدر له.

المسافة هي ميزانية الارتباط، وليست مواصفات الكابل

قبل النظر إلى العوامل الفردية، من المفيد معرفة كيفية ترتيب القطع. بالنسبة للارتباط المصمم بشكل طبيعي، يتم تحديد المسافة القصوى بهذا الترتيب تقريبًا:

• نوع الألياف ودرجتهاالوضع - الفردي- أو الوضع المتعدد، والفئة داخل كل منهما
• معدل البيانات ومعيار الواجهة البصرية- 1تتصرف G، و10G، و100G، و400G بشكل مختلف تمامًا على نفس الألياف
• مواصفات جهاز الإرسال والاستقبال- قوة الإطلاق، حساسية جهاز الاستقبال، الوصول المقدر
• إجمالي فقدان الارتباط- توهين الألياف بالإضافة إلى كل موصل ووصلة ومقسم في المسار
• تشتت- التشتت المشروط على الأوضاع المتعددة، والتشتت اللوني على مدى الوضع الفردي الطويل-
• جودة البيئة والتركيب- غالبًا ما تكون مشكلة تتعلق بالموثوقية والهامش، وليست حدودًا لمسافة الطلب الأول-.

الظروف البيئية تنتمي إلى هذه القائمة، ولكن ليس في الأعلى. تؤدي درجة الحرارة والرطوبة والإجهاد الميكانيكي إلى تآكل جسمك بشكل أساسيهامِشوالموثوقية-على المدى الطويل. نادرًا ما يقررون ما إذا كان الرابط المصمم بشكل صحيح يصل إلى 10 كم أو 40 كم.

نوع الألياف وعرض النطاق الترددي المشروط

تحمل الألياف ذات الوضع الواحد-وضع انتشار واحدًا، لذا فهي تتجنب التشتت المشروط تمامًا، كما أنها الخيار الواقعي الوحيد الذي يتجاوز بضع مئات من الأمتار. تحمل الألياف متعددة الأوضاع العديد من الأوضاع التي تصل في أوقات مختلفة قليلاً، وهذا الانتشار - وليس التوهين - هو ما يحد من وصولها بمعدلات بيانات عالية.

هذا هو السبب في تحديد الوضع المتعدد بواسطةعرض النطاق الترددي مشروط فعالوليس بالمسافة. تم تصنيف OM3 عند 2000 ميجا هرتز · كم عند 850 نانومتر و OM4 عند 4700 ميجا هرتز · كم؛ الرقم الأعلى هو بالضبط السببألياف OM4يدعم قنوات 10G و100G أطول من OM3 على أجهزة مماثلة. إذا كنت لا تزال تقرر بين العائلتين، فسيتم تناول المفاضلات-في التكلفة وسعر جهاز الإرسال والاستقبال ومساحة الترقية في هذامقارنة بين الوضع الفردي-والوضع المتعدد.

في الوضع الفردي-، تكون الفئة أقل أهمية بالنسبة للمسافة الأولية مما يفترضه الأشخاص.ألياف G.652.Dهو الاختيار السائد، المحدد فيتوصية الاتحاد الدولي للاتصالات-T G.652مع توهين سلكي لا يزيد عن 0.4 ديسيبل/كم عند 1310 نانومتر و0.3 ديسيبل/كم عند 1550 نانومتر. ثني-درجات G.657 غير الحساسة، المحددة فيالاتحاد الدولي للاتصالات-T G.657، لا ترسل مسافة أبعد في مسافة مستقيمة -، فهي ببساطة تفقد قدرًا أقل عندما يفرض المسار انحناءات ضيقة.

فماذا يحدث بالفعل إذا اخترت الألياف الخاطئة؟ نادرًا ما يكون "نقص المسافة" نظيفًا. في أغلب الأحيان يكون الأمر واحدًا مما يلي: لن يتم ربط جهاز الإرسال والاستقبال على الإطلاق لأن وحدة النمط -المفردة لا يمكن أن تقترن بشكل صحيح بنواة بحجم 50 ميكرومتر؛ يظهر الرابط ولكن توجد أخطاء تحت التحميل لأن النطاق الترددي المشروط غير كافٍ للمعدل؛ أو أن جهاز الاستقبال محمل بشكل زائد لأن النطاق أقصر بكثير مما تم تصميم الوحدة من أجله.

معدل البيانات والطول الموجي والتشتت

تدعم نفس الألياف مسافات مختلفة جدًا اعتمادًا على ما تقوم بتشغيله فوقها. تعني معدلات الرموز الأعلى فترات بت أقصر، لذا فإن كمية معينة من انتشار النبض تستهلك جزءًا أكبر من العين. والنتيجة هي النمط الذي يلاحظه كل مهندس شبكات في نهاية المطاف: انخفاض الوصول مع ارتفاع المعدل.

لاحظ أن OM4 يشتري لك 100 متر عند 10 جيجا ولكن 30 مترًا فقط عند 100 جيجا. لا يمكن أن تعوض درجة الألياف عن السعر إلى أجل غير مسمى.

الطول الموجي يعمل في اتجاهين في وقت واحد. عند 1550 نانومتر، يكون التوهين الأدنى - عادةً حوالي 0.19–0.21 ديسيبل/كم على G.652.D مقابل 0.32–0.35 ديسيبل/كم عند 1310 نانومتر - وهذا هو السبب في أن أنظمة المسافات الطويلة وأنظمة DWDM تعيش في النطاق C-. ولكن 1550 نانومتر هو أيضًا المكان الذي تظهر فيه الألياف ذات الوضع الفردي القياسي-ما يقرب من 17 ps/nm·km منتشتت لوني، بينما يقع 1310 نانومتر بالقرب من نقطة التشتت الصفرية-. على رابط 10G أو 25G بعد حوالي 60-80 كم، يصبح التشتت، وليس الطاقة، هو القيد الملزم، وتحتاج إلى تعويض أو واجهة متماسكة بدلاً من جهاز إرسال أكثر سخونة.

ميزانية الطاقة الضوئية

هذا هو الحساب الذي يحول المناقشة أعلاه إلى رقم. ابدأ بما يقدمه لك جهاز الإرسال والاستقبال:

ميزانية الطاقة المتاحة (ديسيبل)=الحد الأدنى لطاقة خرج جهاز الإرسال (ديسيبل ميلي واط) − حساسية جهاز الاستقبال (ديسيبل ميلي واط)

ثم اطرح كل ما يستهلكه الرابط:

• توهين الألياف: معامل التوهين (ديسيبل/كم) × الطول (كم)
• خسارة الموصل: عدد الأزواج المتزاوجة × الخسارة لكل زوج (عادةً 0.2–0.5 ديسيبل في المجال؛ يسمح TIA بما يصل إلى 0.75 ديسيبل)
• خسارة الوصلة: عدد وصلات الدمج × الخسارة لكل لصق (عادةً أقل من 0.1 ديسيبل، مع 0.3 ديسيبل حد قبول مشترك)
• فقدان المكونات السلبية: مقسمات PON، ولوحات التصحيح، ومرشحات WDM
• هامش النظام: 3 ديسيبل هو البدل التقليدي للتقادم والإصلاحات وعدم اليقين في القياس

مثال عملي لرابط وضع فردي- بطول 10 كيلومتر عند 1310 نانومتر، باستخدام قيم ورقة البيانات التمثيلية - استبدل دائمًا الأرقام من ورقة بيانات الوحدة الخاصة بك:

• الحد الأدنى لإخراج جهاز الإرسال: −8.0 ديسيبل ميلي واط؛ حساسية جهاز الاستقبال: −18.0 ديسيبل →الميزانية 10.0 ديسيبل
• الألياف: 10 كم × 0.36 ديسيبل/كم=3.6 ديسيبل
• الموصلات: 4 أزواج متزاوجة × 0.5 ديسيبل=2.0 ديسيبل
• التوصيلات: 2 × 0.1 ديسيبل=0.2 ديسيبل
• إجمالي فقدان الارتباط=5.8 ديسيبل؛ الهامش المتبقي=4.2 ديسيبل

فوق 3 ديسيبل من الهامش، يكون الارتباط سليمًا. أسفله، يوجد موصل واحد متسخ أو وصلة إصلاح واحدة بعيدًا عن الأخطاء. وإذا نجحت العملية الحسابية ولكن الارتباط لا يزال يفشل، فإن الحد ليس الطاقة - فانظر إلى التشتت أو إلى عدم تطابق المعدل/الواجهة.

الموصلات والوصلات والانحناء

في المختبر، تهيمن الألياف على ميزانية الخسارة. في الميدان، عادة ما تفعل الأحداث المنفصلة. أربعة أزواج من الموصلات عند 0.5 ديسيبل تكلف كل منها نفس تكلفة 5.5 كيلومتر من ألياف G.652.D عند 1310 نانومتر - وعدد الموصلات هو المتغير الذي يتم الاستهانة به غالبًا في مرحلة التصميم.

هناك ثلاثة أوضاع للفشل تمثل معظم النقص بين الخسارة المحسوبة والمقاسة:

• وجوه النهاية الملوثة.يمكن لجسيم واحد على الطويق أن يضيف أي شيء بدءًا من جزء من الديسيبل إلى فشل الارتباط الكامل، وهو أول شيء يجب فحصه على أي رابط يتدهور دون تغيير مادي.
• وصلات الانصهار سيئة.تظهر اختلال المحاذاة الأساسية وأخطاء زاوية الانقسام والتلوث على أنها مرتفعةفقدان لصق. يجب إعادة إنشاء الوصلة التي تزيد قوتها باستمرار عن 0.3 ديسيبل-بدلاً من قبولها.
• الانحناء.يظهر Macrobending - كبل يتم سحبه حول زاوية صينية أكثر إحكامًا من الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء - كخطوة محلية على تتبع OTDR ويعتمد بقوة على الطول الموجي -، وهو أسوأ عند 1550 نانومتر منه عند 1310 نانومتر. يعد الانحناء الدقيق الناتج عن سحق روابط الكابلات أو أكثر-إحكامًا أكثر انتشارًا ويصعب تحديد موقعها. السلوك فقدان الانحناء للألياف G.657هو ما يجعل الأمر يستحق التحديد في-مسارات البناء وFTTH حيث لا يمكن للقائمين بالتركيب ضمان أنصاف أقطار كبيرة.

الوصول إلى جهاز الإرسال والاستقبال والتوافق

المسافة المطبوعة على الوحدة الضوئية هي تصنيف نظام مشتق من معيار الواجهة، وليست وعدًا بشأن مسارك المحدد. ويفترض وجود نوع معين من الألياف، وطول موجي محدد، وخسارة إدخال القناة التي يحددها المعيار. ثلاثة فحوصات قبل الالتزام:

• يجب أن يتطابق نوع الألياف والطول الموجي في كلا الطرفين.إن وحدة 850 نانومتر وامتداد الوضع الفردي-غير متوافقين ببساطة، ولن تتفاعل وحدة 1310 نانومتر مع وحدة 1550 نانومتر.
• يجب أن تكون خسارة الارتباط المحسوبة أقل من الحد المسموح به لخسارة إدخال قناة الواجهة، والذي تم تحديده لكل نوع PHY بواسطةIEEE 802.3 فريق العمل.
• تحقق من نقطة التحميل الزائد لجهاز الاستقبال، وليس فقط الحساسية.إن وضع وحدة ER بطول 40 كيلومترًا على وصلة بطول 500 متر يمكن أن يؤدي إلى تشبع جهاز الاستقبال وإنتاج أخطاء تبدو تمامًا مثل الخسارة المفرطة. تناسب المخفف.

بالنسبة للشراء، تتمثل القاعدة العملية في مطالبة الموردين بالأرقام الثلاثة التي تتيح لك التحقق من المطالبة بنفسك: الحد الأدنى من طاقة خرج جهاز الإرسال، وحساسية جهاز الاستقبال، وخسارة إدخال القناة المقدرة. لا يمكن التحقق من "وحدة 20 كم" المقتبسة بدون هذه الأرقام مقابل مسارك.

الظروف البيئية وظروف التثبيت

تؤثر البيئة على المسافة بشكل غير مباشر، من خلال تآكل الهامش وتدهور الكابل بمرور الوقت. تحتاج الكابلات الخارجية إلى هياكل -عازلة للماء، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية-، وقوية ميكانيكيًا لأن دخول الرطوبة إلى الغلاف التالف أو إغلاق الوصلة، والتحميل الساحق الذي يؤدي إلى الانحناء الدقيق، هو ما يدفع الوصلة إلى الخروج من الميزانية لسنوات بعد التشغيل. تكون درجات الحرارة الدورية القصوى مهمة بشكل رئيسي عند حدود نطاق التشغيل المحدد وخلال فترة زمنية طويلة-، وليس كمتغير مسافة يوم-إلى-يوم.

هناك تصحيح واحد يستحق القيام به صراحةً، لأنه يظهر باستمرار في أدب الكابلات:تصنيفات مقاومة اللهب-والنار-لا تزيد من مسافة الإرسال.وهي موجودة لتلبية قوانين مكافحة الحرائق في المباني، والحد من انتشار اللهب والتحكم في انبعاث الدخان والهالوجين. تؤثر المرونة وأداء الانحناء بشكل حقيقي على الخسارة المثبتة؛ تصنيف اللهب لا. حدد كليهما، لكن لا تخلط بينهما.

الأسئلة المتداولة

ما المدى الذي يمكن أن ترسله الألياف ذات الوضع الفردي-فعليًا؟

ذلك يعتمد على الواجهة وليس الألياف. واجهات Ethernet القياسية في الوضع الفردي- تمتد لمسافة 10 كم (LR) و40 كم (ER) و80 كم (فئة ZR-، البائع- المحدد). من خلال تعويض التضخيم والتشتت، تعمل أنظمة النقل البحري وأنظمة النقل لمسافات طويلة-آلاف الكيلومترات عبر نفس فئة الألياف. الألياف ليست أبدًا العنصر المحدد.

لماذا تدعم نفس الألياف مسافة أقل بمعدلات بيانات أعلى؟

سببين. تعمل المعدلات الأعلى على تقصير فترة البت، وبالتالي فإن كمية ثابتة من النبض المنتشر من التشتت تستهلك مساحة أكبر من العين بشكل متناسب. وتحتاج أجهزة الاستقبال ذات المعدل الأعلى- عمومًا إلى المزيد من الطاقة الضوئية لنفس معدل الخطأ، مما يؤدي إلى تقليص ميزانية الطاقة. كلا التأثيرين يدفعان في نفس الاتجاه.

هل 1310 نانومتر أم 1550 نانومتر أفضل للمسافات الطويلة؟

يتمتع 1550 نانومتر بتوهين أقل، لذا فهو يفوز بميزانية الطاقة على مدى فترات طويلة. لكن 1310 نانومتر يقع بالقرب من طول موجة التشتت الصفري- للألياف القياسية ذات الوضع الفردي-، لذا فهي أكثر تسامحًا مع الروابط ذات المعدل العالي-. للحصول على نطاق محدود للخسارة-، اختر 1550 نانومتر؛ بالنسبة لتشتت محدود-، 1310 نانومتر أو واجهة مع تعويض التشتت.

الرابط الخاص بي موجود ضمن المسافة المقدرة للوحدة ولكن لا تزال هناك أخطاء. لماذا؟

الأسباب الأكثر شيوعًا، بالترتيب: أوجه نهاية الموصل الملوثة، أو وجود أزواج موصلات أكثر في المسار عما تفترضه الميزانية، أو وصلة ذات خسارة عالية-، أو انحناء ينتهك الحد الأدنى من نصف القطر، أو التحميل الزائد على جهاز الاستقبال على رابط قصير مع وحدة وصول -طويلة. قياس الخسارة أولا - فهو يفصل مشاكل الطاقة عن كل شيء آخر.

هل تعمل الكابلات ذات الفقد المنخفض أو الكابلات "المميزة" على تمديد المسافة بشكل مفيد؟

في بعض الأحيان، ولكن التأثير محدود ويحتاج إلى قياس كمي. الانتقال من 0.35 ديسيبل/كم إلى 0.19 ديسيبل/كم عند 1550 نانومتر يوفر 1.6 ديسيبل على مسافة 10 كم - حقيقية، ولكنه أصغر من ثلاثة موصلات غير متقنة. تحصل الألياف ذات الخسارة-المنخفضة-}بسعرها على مسافات طويلة غير متكررة، وليس على روابط الحرم الجامعي. اسأل دائمًا عن الطول الموجي الذي يشير إليه رقم التوهين المقتبس، وتذكر أن المدى المقدر لجهاز الإرسال والاستقبال لا يزال يحد من الارتباط بغض النظر عن مدى جودة الألياف.

ملخص

يتم تحديد مسافة نقل الألياف الضوئية بواسطة نظام، وليس بواسطة كابل. أصلح معدل البيانات ومعيار الواجهة أولاً، ثم نوع الألياف ودرجتها، ثم احسب ميزانية الطاقة مقابل الموصل الحقيقي وعدد الوصلات، وأخيرًا تحقق من التشتت لمدى معدل- طويل أو مرتفع. تعامل مع المواصفات البيئية باعتبارها قرارًا يتعلق بالموثوقية والهامش - ضروريًا، ولكنه سؤال مختلف عن متناول اليد.

إذا كنت تحدد كبلًا لمسار بطول ومعدل معروفين، فإن الخطوة التالية المفيدة هي العمل بشكل عكسي: خذ بدل فقدان إدخال قناة الواجهة، واطرح 3 ديسيبل من الهامش، واطرح ميزانية الموصل والوصلة، وانظر ما هو معامل التوهين الذي يتطلبه الرقم المتبقي من الألياف. هذا الرقم، وليس مسافة التسويق، هو ما يجب أن يحرك المواصفات.