Перед тем, как подробно поговорить о бюджете оптических модулей, мы расскажем о том, что такое дБм (децибел-милливатт) и о том, как мощность может измеряться в децибелах. Ситуация, когда мощность излучения измеряется в ваттах, а затухания и усиления измеряются в децибелах, не очень удобна. Сложно сравнивать оптические бюджеты оптических линий и параметры передатчиков и приемников оборудования. Чтобы было удобно производить расчеты, используется специальная единица измерения, называемая дБм (децибел-милливатт).
Это очень простая единица измерения, она показывает, во сколько раз измеряемая мощность больше или меньше 1 милливатта. Покажем это в таблицах:
| Мощность выражена в дБм | Мощность выражена в мВт | |
| 0 дБм | 1 милливатт | Мощность равна 1 милливатту |
| 3 дБм | 2 милливатта | Мощность в 2 раза больше 1 милливатта |
| 7 дБм | 5 милливатт | Мощность в 5 раз больше 1 милливатта |
| 10 дБм | 10 милливатт | Мощность в 10 раз больше 1 милливатта |
| 17 дБм | 50 милливатт | Мощность в 50 раз больше 1 милливатта |
| 20 дБм | 100 милливатт | Мощность в 100 раз больше 1 милливатта |
| 27 дБм | 500 милливатт | Мощность в 500 раз больше 1 милливатта |
| 30 дБм | 1000 милливатт | Мощность в 1000 раз больше 1 милливатта |
Как вы увидели, ничего страшного в этой единице измерения нет, все просто. Прелесть децибела по сравнению с милливаттами - в замене умножения и деления на сложение и вычитания (в тех случаях, когда надо умножать или делить). Таких случаев много, поэтому измерение в децибелах часто удобно. К примеру, если сигнал мощностью 10 дБм был ослаблен на 4 дБ, то его мощность будет равна 6 дБм. Однако, есть расчеты, при которых уровни энергии надо именно складывать, а не умножать. Например, для расчета суммарной мощности группового сигнала на выходе мультиплексора нужно складывать уровни входящих сигналов, выраженных в милливаттах.
В случае, когда мощность сигнала меньше 1 милливатта, величина в децибелах будет отрицательной:
| Мощность выражена в дБм | Мощность выражена в мВт | |
| 0 дБм | 1 милливатт | Мощность равна 1 милливатту |
| -3 дБм | 0,5 милливатта | Мощность в 2 раза меньше 1 милливатта |
| -7 дБм | 0,2 милливатт | Мощность в 5 раз меньше 1 милливатта |
| -10 дБм | 0,1 милливатт | Мощность в 10 раз меньше 1 милливатта |
| -17 дБм | 0,02 милливатт (20 микроватт) | Мощность в 50 раз меньше 1 милливатта |
| -20 дБм | 0,01 милливатт (10 микроватт) | Мощность в 100 раз меньше 1 милливатта |
| -27 дБм | 0,002 милливатт (2 микроватта) | Мощность в 500 раз меньше 1 милливатта |
| -30 дБм | 0,001 милливатт (1 микроватт) | Мощность в 1000 раз меньше 1 милливатта |
Обращаем ваше внимание - отрицательное значение мощности в децибелах не означает, что сама мощность отрицательна. Отрицательные децибелы означают, что измеряемый сигнал меньше опорного.
Чтобы показать, как удобно пользоваться децибел-милливаттом, мы решим простую задачу в дБм и в разах.
| Условия: Оптический сигнал мощностью 7,4 дБм подан в линию, которая вносит затухание в 4,8 дБ. Определите, может ли уверенно работать линия связи с чувствительностью приемника 1,4 дБм? | Условия: Оптический сигнал мощностью 5,5 мВт подан в линию, которая вносит затухание в 3 раза. Определите, может ли уверенно работать линия связи с чувствительностью приемника 1,5 мВт? |
| Решение: 7,4 (мощность) - 4,8 (затухание) = 2,6 (выходная мощность) Так как выходная мощность 2,6 дБм больше чем чувствительность 1,4 дБм то работать будет. | Решение: 5,5 / 3 = ........ не хочется лезть за калькулятором, проще было с дБм посчитать в уме. |
Как вы видите, считать мощности в децибел-милливаттах проще и удобнее, в большинстве случаев простые задачи можно решить в уме. В сложных задачах удобство заключается в том, что операции сложения и вычитания не дают большого количества знаков после запятой, а в операциях деления они возникают постоянно, это неудобно.
С сфере оптических линиях связи все мощности указываются в дБм. Теперь мы готовы рассказать, что такое оптический бюджет модуля.
Оптический бюджет - это величина затухания в линии, при которой сигнал еще достаточно мощный, чтобы приемник модуля мог его принять без ошибок.
Бюджет оптического модуля = мощности передатчика - чувствительность приемника.
Обе эти величины можно легко найти в спецификациях на оборудование. Например, у модуля должна быть подробная спецификация. К примеру:
Как вы видите, мощность передатчика этого модуля может варьироваться от 0 до +4 дБм. Любой модуль на заводе признается годным, если результат измерения находится в этих пределах. Если мощность модуля ниже, к примеру -1 или -2 дБм, то такой модуль бракуется.
Чувствительность приемника также указана в спецификации. Для этого модуля она равна -24 дБм.В результате:
Гарантированный бюджет модуля = 0 (мощность передатчика) - (-24) (чувствительность приемника) = 24 дБ.
Если ваша оптическая линия имеет общее затухание менее 24 дБ, то работать модуль MT-PP-55192-ZR на такой линии будет. Если затухание линии имеет затухание более 24дБ, то этот модуль на такой линии может не заработать или работать с ошибками.
При измерении чувствительности модуля есть еще несколько нюансов:
Чувствительность 10Г модулей зависит от скорости передачи: для STM-64 (9.9Гбит/с) она больше, для 10GBase-ZR (10.3Гбит/с) она меньше. Чувствительность модуля измеряется при определенном допустимом уровне ошибок (обычно - 10-12)). Если допускается больший уровень ошибок (например, если за трансивером стоит FEC-декодер), то чувствительность модуля будет на несколько децибел больше. Это допущение на жаргоне называется FEC Coding Gain.
Итак, мы рассказали об измерении мощности в децибел-милливаттах и о том, что такое оптический бюджет трансивера. С помощью этой статьи теперь вы сможете лучше понимать таинственные цифры спецификаций и правильно выбирать трансиверы для своих линий связи.
Источник: http://www.modultech.ru/node/293
Комментариев нет:
Отправить комментарий