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如何计算光纤损耗?

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浏览:- 发布日期:2021-09-23 09:12:51【
       光纤损耗的类型

        光纤损耗也被成为光的衰减,是指光纤发射端和接收端之间的光损耗量。造成光纤损耗的原因有多种,如光纤材料对光能的吸取/散射、弯曲损耗、连接器损耗等。

        总而言之,造成光纤损耗主要有两大原因:内部因素(即光纤固有的特性)和外部因素(即光纤操作不当引起的),由此光纤损耗可分为本征光纤损耗和非本征光纤损耗。本征光纤损耗是光纤材料固有的一种损耗,主要包含了因结构缺陷引起的吸取损耗、色散损耗和散射损耗;而非本征光纤损耗主要包含了熔接损耗、连接器损耗和弯曲损耗。

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        光纤损耗的标准

        电信工业联盟(TIA)和电子工业联盟(EIA)携手制定了EIA/TIA标准,该标准规定了光缆、连接器的性能和传输要求,如今在光纤行业中被广泛接受和使用。EIA/TIA标准明确了最大衰减是光纤损耗测量时最重要的参数之一。实际上,最大衰减是光缆的衰减系数,以dB/km为单位。下图显示了在EIA/TIA-568规范标准中不同类型光缆的最大衰减。

        光缆类型波长(nm)最大衰减(dB / km)最小带宽(Mhz * km)50/125μm多模8503.550013001.550062.5/125μm多模8503.516013001.5500室内单模光缆13101.0——15501.0——室外单模光缆13100.5——15500.5——

        如何计算光纤损耗?

        若想检测光纤链路是否能正常运行,那么就需要计算光纤损耗、功率预算以及功率裕度,计算方式如下。

        光纤损耗的计算

        在光纤布线中,经常需要在一条确定长度的线路上计算最大损耗。光纤损耗计算公式:

        总链路损耗(LL)=光缆衰减+连接器衰减+熔接衰减【注:如果还有其他组件(如衰减器),可将其衰减值叠加】

        光缆衰减(dB)=最大光纤衰减系数(dB / km)×长度(km)

        连接器衰减(dB)=连接器对数×连接器损耗(dB)

        熔接衰减(dB)=熔接个数×熔接损耗(dB)

        如上述公式所示,总链路损耗是一段光纤内最坏变量的最大总和。需要注意的是,以该种方式计算出的总链路损耗只是一种假设值,因为它假定了组件损耗的可能值,也就是说光纤实际的损耗取决于各种因素,损耗值可能会更高或更低。

        下面以实际案例为例演示如何计算光纤损耗。如下图,两栋建筑之间安装了单模光纤,传输距离为10km,波长为1310nm。同时,该光纤拥有2个ST连接器和1个熔接头。

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        光缆衰减——根据上述的标准表格,波长为1310nm的室外单模光缆的最大衰减值为0.5dB / km,因此光缆衰减值为0.5dB / km×10km=5dB。

        连接器衰减——因为使用了2个ST连接器,而每个ST连接器的最大损耗为0.75dB,因此连接器衰减为0.75dB×2=1.5dB。在实际计算中,连接器的插损可参考供应商提供的规格值。

        熔接衰减——在TIA/EIA标准中规范了,熔接的最大损耗为0.3dB,因此熔接衰减为0.3dBx1=0.3dB。

        由此可得出,该光纤链路的总损耗为5dB+1.5dB+0.3dB=6.8dB。请注意,上述计算方法只是一个假设值,若想获得最准确的损耗值,可使用光时域反射仪OTDR进行测量。

        功率预算的计算

        上述提及的链路损耗值对整个链路的传输有何影响?这里就不得不得提到与之密切相关的另外一个参数——功率预算。该参数值主要用于对比计算出的链路损耗值,以确保正确安装设备,只有当链路损耗值在功率预算之内时,链路才能正常运行。功率预算(PB)是接收器的灵敏度(PR)与发射器耦合进光纤的功率(PT)的差值,也就是说PB=PT-PR。假设发射器的平均光功率为-15dBm,接收器的灵敏度为-28dBm,则功率预算为-15dB-(-28dB)= 13dB。

        功率裕度的计算

        计算完链路损耗和功率预算后,就需要计算功率裕度(PM),它是指从功率预算中除去链路损耗之后的可用功率,即PM=PB-LL。

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        同样以10km的室内单模光缆为例,由上述计算所得,它的功率预算为13dB,链路损耗为6.8dB,因此功率裕度为13dB-6.8dB=6.2dB。该计算所得值大于零,表示链路还有足够的传输功率。

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