Calcolare l'attenuazione massima per i collegamenti in fibra ottica

Introduzione

Questo documento spiega come calcolare l'attenuazione massima per una fibra ottica. È possibile applicare questa metodologia a qualsiasi tipo di fibra ottica per stabilire la distanza massima utilizzata dal sistema.

Prerequisiti

Requisiti

Nessun requisito specifico previsto per questo documento.

Componenti usati

Il documento può essere consultato per tutte le versioni software o hardware.

Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.

Cos'è l'attenuazione?

L'attenuazione è una misura della perdita di potenza del segnale o di potenza luminosa che si verifica quando gli impulsi di luce si propagano attraverso una serie di fibre ottiche multimodali o monomodali. Le misurazioni sono in genere definite in termini di decibel o dB/km.

Nota: eseguire sempre le misurazioni sul campo.

Lunghezza d'onda

Le lunghezze d'onda di picco più comuni sono 780 nm, 850 nm, 1310 nm, 1550 nm e 1625 nm. Inizialmente è stata usata la regione a 850 nm, altrimenti detta prima finestra, perché in grado di supportare la tecnologia originale con LED e rivelatore. Oggi la regione a 1310 nm è più diffusa perché riduce nettamente perdita e dispersione.

È anche possibile utilizzare la regione a 1550 nm, che evita la necessità di ripetitori. In genere, le prestazioni e i costi aumentano proporzionalmente alla lunghezza d'onda.

Le fibre multimodali e monomodali si differenziano per tipologia o dimensione. Ad esempio, la fibra monomodale utilizza 9/125 um e quella multimodale 62,5/125 o 50/125. Le fibre registrano perdite ottiche in dB/km diverse in base alla dimensione. Le perdite della fibra ottica dipendono in larga misura dalla lunghezza d'onda operativa. Nella pratica, le fibre registrano la perdita più bassa a 1550 nm e la perdita più elevata a 780 nm a prescindere dalle dimensioni fisiche (ad esempio, 9/125 o 62,5/125).

Per calcolare le distanze massime di un collegamento ottico attenersi alle tabelle 1 e 2:

Tabella 1 – Lunghezza d'onda 1310 nm

Tabella 2 – Lunghezza d'onda 1550 nm

Questo è l'esempio di una situazione tipica sul campo:

Stimare l'attenuazione sul collegamento ottico

Ora è possibile calcolare l'attenuazione per questo collegamento. Si può arrivare all'attenuazione totale (TA) di una sezione di cavo elementare come segue:

TA = n x C + c x J + L x a + M

dove:

• n: numero di connettori

• C: attenuazione per un connettore ottico (dB)

• c: numero di giunzioni nella sezione del cavo elementare

• J: attenuazione per una giunzione (dB)

• M - margine di sistema (cavi patch, piegatura dei cavi, eventi di attenuazione ottica imprevedibili e così via, possono essere considerati intorno a 3 dB)

• a: attenuazione per cavo ottico (dB/km)

• L: lunghezza totale del cavo ottico

Applicando questa formula all'esempio e presumendo determinati valori per le schede ottiche, si ottengono questi risultati:

Lunghezza d'onda 1310 nm: normale

TA = n x C + c x J + L x a + M = 2 x 0,6 dB + 4 x 0,1dB + 20,5 km x 0,38 dB/km + 3 dB = 12,39 dB

Lunghezza d'onda 1310 nm: caso peggiore

TA = n x C + c x J + L x a + M = 2 x 1 dB + 4 x 0,2 dB + 20,5 km x 0,5 dB/km + 3 dB = 16,05 dB

Lunghezza d'onda 1550 nm: normale

TA = n x C + c x J + L x a + M = 2 x 0,35 dB+ 4 x 0,05 dB + 20,5 km x 0,22 dB/km + 3 dB = 8,41 dB

Lunghezza d'onda 1550 nm: caso peggiore

TA = n x C + c x J + L x a + M = 2 x 0,7 dB+ 4 x 0,1 dB + 20,5 km x 0,4 dB/km + 3 dB = 13 dB

Supponiamo che la scheda ottica abbia queste specifiche:

Tx = da -3 dBm a 0 dBm a 1310 nm

Rx = da -20 dBm a -27 dBm a 1310 nm

In questo caso, il budget energetico è compreso tra 27 dB e 17 dB.

Se si considera la scheda peggiore, con un budget energetico di 17 db a 1310 nm e la situazione peggiore per il collegamento ottico di 16,05 dB a 1310 nm, è possibile stimare che il collegamento ottico funziona senza alcun problema. Per esserne certi si deve misurare il collegamento.