何为损耗预算?




您可能听过CFO站在资金的角度抱怨不要超出经费预算,但从光纤角度来看,不超出损耗预算将对网络性能产生更大影响——最终会成功避免停机而对收益产生积极影响。

但是,究竟如何定义损耗预算以及如何确保不会超出预算?本期我们将逐步为你解答关于损耗预算的问题。



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何为损耗预算?


损耗预算用分贝(dB)表示,是指沿整根电缆发生的信号损耗。这是任何类型的传输(电或数据)都会发生的一种自然现象。电缆越长,损耗越大。损耗还会发生在电缆沿线的任何连接点上,例如连接器或接头。


在讨论损耗预算时,大多数情况下指的是“损耗”,因此在术语上可能会引起混淆。该参数的全称是“插入损耗”,但插入损耗有时也被称为衰减——这更加令人感到困惑。事实上,标准曾经将损耗称为“衰减”,但是由于这种叫法更像是指信号强度下降的通用术语,因此最终术语变更为插入损耗。


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不同的光纤应用具有不同的最大插入损耗要求,以确保损耗不会太高,以至于阻碍信号正确传递至远端。损耗预算应在设计初期确定,以确保电缆设备不超过应用的最大指标要求。


如何计算?


损耗预算由通道内的所有元件组成,包括光纤、连接器、接头、分路器和耦合器。由于发射器和接收器之间存在差异,设备制造商的技术指标不尽相同,因此还要将有源设备考虑在内,并考虑由于发射器随时间老化可能导致功率损耗。


由于插入损耗与长度直接相关(这就解释了为何每个应用都有基于标准的距离限制),通道内所有电缆的长度都需要包含在预算之中。电缆长度越短,损耗越小。例如,OM4激光优化多模电缆在850nm波长下的典型传输损耗约为3dB/km,即0.003dB每米。因此,如果电缆长度是50米,那么电缆损耗大约是0.15dB,而在100米处,损耗为0.3dB。

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损耗预算中包含的各种元件.来源:FOA

您还需要将布线设备中所有连接的损耗包括在内。制造商会提供其连接器的技术指标。请注意,该数值基于将连接器连接至高质量参考连接器时的出厂测试,因此将连接器与同等质量的连接器对接非常重要。虽然TIA标准规定连接器的最大插入损耗为0.75dB,但大多数制造商的连接器典型插入损耗为0.2至0.5dB。


电缆规划中的所有接头作为损耗预算的组成部分也需要进行计算。多模接头可低至0.1dB,但TIA标准规定最大值为0.3dB。计算损耗预算时最好采用该数值,因为由于技术人员的专业水平不同,接头质量也参差不齐。


如何知道是否在预算之内?


首先,需要知道计划运行的应用以及未来可能在同一个布线设备上运行的应用的最大插入损耗。带宽越高的应用,其损耗要求也越严格。例如,在400米OM4多模光纤上运行10 Gb/s多模(10GBASE-SR)应用时,其最大通道插入损耗为2.9dB;而在只有150米的OM4上运行40 Gb/s多模(40GBASE-SR4)应用时,其最大通道插入损耗为1.5dB。对于这些更为严格的要求,保持在损耗预算之内比以往任何时候都更加重要。


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请看下面的例子。光纤损耗为3.0dB/km时,150米长的OM4光纤的损耗约等于0.45dB。对于10GBASE-SR应用,为连接器、接头和其他元件留出的损耗为2.45dB (2.9dB - 0.45dB)。对于40GBASE-SR应用,留出的损耗为1.05dB (1.5dB – 0.45dB)。如果通道内增加4个0.3dB连接器,那么10GBASE-SR应用的总预算将为1.65dB(0.45dB + 1.2dB),这将留下足够的1.25dB余量。然而,对于40GBASE-SR4应用,电缆加连接器共计1.65dB的损耗将超出预算0.15dB。这种情况下,需要考虑减少通道中的连接器数量,或者选择低损耗的0.2dB连接器。


此外,损耗预算应始终留有调整空间,因此最好保守一些,留出裕量——特别是正在考虑进行现场端接或拼接时,可能存在会导致损耗的安装变量,例如气隙或纤芯对接不良。还应该考虑额外裕量,以适应电缆设备内的重新配置、修复或接头退化。同样需要记住的是通道两端的连接器需要包含在损耗预算之中——进行通道测试时,可以将测试参考线连接至这些连接器,以将损耗包含在内。


光纤应用标准还规定了各种光纤类型的距离限制。因此,除了应用损耗限值以外,还需要符合长度限制要求。了解更多相关信息,请点击文末“阅读全文”。


不管您如何计算损耗预算,确保在预算范围内的唯一的方法是在完成设施安装之后,通过Fluke Networks的CertiFiber® Pro等光纤损耗测试仪进行1级测试,从而测试通道的插入损耗。不断改进损耗预算的最佳方法是始终将设计阶段计算得出的结果与实际的测试结果进行比较。






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