الوحدات والتحويلات

يمزج العمل البصري بين القدرة اللوغاريتمية، والأطوال الموجية، والترددات، ومعدلات البتات، ومعدلات الباود. تجمع هذه الصفحة التحويلات التي تحتاجها على منصة الاختبار، مع الاختصارات الذهنية التي يستخدمها المهندسون فعلًا.

dB وdBm

dB نسبة: 10 · log10(P₁/P₂). يصف كسبًا أو فقدًا.
dBm قدرة مطلقة منسوبة إلى 1 mW: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
جمع فقد بوحدة dB إلى مستوى بوحدة dBm يعطي مستوى بوحدة dBm: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. لا تجمع أبدًا قيمتي dBm.

dB	نسبة القدرة	القاعدة التقريبية
0	×1	—
1	×1.26	أكثر بربع تقريبًا
3	×2	الضعف / النصف
6	×4	—
10	×10	عقد واحد
20	×100	—
30	×1000	—

dBm	mW	µW	المعنى النموذجي
+10	10	10 000	خرج المعزِّز، وإطلاق DWDM
+3	2	2 000	مرسل LR/ER قوي
0	1	1 000	Tx نموذجي أحادي النمط
−3	0.5	500	Tx نموذجي قصير المدى
−10	0.1	100	Rx سليم على وصلة قصيرة
−18	0.016	16	حساسية مستقبل PIN (10G)
−24	0.004	4	حساسية مستقبل APD
−30	0.001	1	ضعيفة جدًا — تحقّق من الوصلة
−40	0.0001	0.1	أرضية دقة DDM: «لا ضوء»

تُخزَّن قدرة DDM الخام بخطوات 0.1 µW: raw = µW × 10 (0 dBm → 10 000). التفاصيل في معلمات DDM ووحداتها.

حساب ميزانية الوصلة

الميزانية      = قدرة Tx (الدنيا)  −  حساسية Rx                        [dB]
الفقد          = الليف (km × dB/km) + الموصلات + اللحامات + المضمّم/المفكِّك + الهامش
الهامش المتبقي = الميزانية − الفقد               (يجب أن يبقى ≥ 0، ويُفضَّل ≥ 3 dB)

مثال محلول وفقد كل عنصر: مضمّم/مفكِّك CWDM وميزانية الوصلة.

العنصر	الفقد النموذجي
ليف أحادي النمط، 1310 nm	0.33–0.35 dB/km
ليف أحادي النمط، 1550 nm	0.18–0.22 dB/km
ليف متعدد الأنماط، 850 nm	2.5–3.5 dB/km
زوج موصلات (نظيف)	0.1–0.3 dB
لحام بالانصهار	0.05–0.1 dB
لحام ميكانيكي	0.2–0.5 dB
مقسم 1:2	~3.5 dB؛ وكل تضاعف إضافي +3–3.5 dB
مضمّم CWDM (8 قنوات)	1.0–2.5 dB
مضمّم DWDM AWG (40 قناة)	4–7 dB

الطول الموجي ↔ التردد

λ · f = c، حيث c ≈ 299 792 458 m/s. صيغ مفيدة:

λ (nm)   = 299 792.458 / f (THz)
f (THz)  = 299 792.458 / λ (nm)

الطول الموجي	التردد	ملاحظة
850 nm	352.7 THz	VCSEL متعدد الأنماط
1310 nm	228.8 THz	نطاق O
1490 nm	201.2 THz	اتجاه هابط GPON
1528.77 nm	196.1 THz	أعلى نطاق C (C61)
1550 nm	193.4 THz	مركز نطاق C
1552.52 nm	193.1 THz	مرساة ITU (C31)
1563.86 nm	191.7 THz	أسفل نطاق C (C17)

في نطاق C: 100 GHz ≈ 0.8 nm و50 GHz ≈ 0.4 nm. ترقيم القنوات والشبكة الكاملة: DWDM وشبكة ITU، النطاقات الموجية ومخططات القنوات.

معدل البت والباود وترميز الخط

الرقم على الملصق (10G، 25G، 100G) هو معدل الحمولة. وعلى الليف تسري الإشارة أسرع بسبب ترميز الخط وFEC، ويحمل PAM4 بتّين لكل رمز.

الاسمي	ترميز الخط / FEC	معدل الإشارة	التضمين	معدل الرموز
1 GbE	8b/10b	1.25 Gb/s	NRZ	1.25 GBd
10 GbE	64b/66b	10.3125 Gb/s	NRZ	10.3125 GBd
8GFC	8b/10b	8.5 Gb/s	NRZ	8.5 GBd
16GFC	64b/66b	14.025 Gb/s	NRZ	14.025 GBd
25 GbE (لكل مسار)	64b/66b + RS-FEC	25.78125 Gb/s	NRZ	25.78 GBd
32GFC	64b/66b + FEC	28.05 Gb/s	NRZ	28.05 GBd
مسار 50G	RS(544,514)	53.125 Gb/s	PAM4	26.5625 GBd
مسار 100G	RS(544,514)	106.25 Gb/s	PAM4	53.125 GBd
مسار 200G	RS(544,514)	212.5 Gb/s	PAM4	106.25 GBd

القواعد: يضيف 64b/66b نسبة 3.125 % (×66/64)؛ ويضيف RS(544,514) نحو 5.8 % إضافية (×544/514)؛ ويُنصِّف PAM4 معدل الرموز لمعدل بت معطى. لهذا يسري مسار «100G» عند 53.125 GBd، ولهذا تقرأ بايتات معدل الإشارة الاسمي في DDM القيمة 103 (×100 Mb/s) لـ10GbE، لا 100. الخلفية: FEC وتدريب الوصلة.

معدل الخطأ في البتات

BER	المعنى	الفاصل الزمني بين الأخطاء عند 10 Gb/s
10⁻⁹	ضعيف	0.1 s
10⁻¹²	الهدف الكلاسيكي الخالي من الأخطاء (بصريات NRZ)	~100 s
10⁻¹⁵	الهدف بعد FEC لـ25G وما فوق	~28 h
2.4×10⁻⁴	العتبة النموذجية قبل FEC لـRS(544,514)	— تُصحَّح إلى <10⁻¹⁵

وحدات DDM الخام

القيمة المقيسة	الوحدة الخام	التحويل
الحرارة	1/256 °C، بإشارة	°C = raw / 256
Vcc	100 µV	V = raw × 0.0001
انحياز Tx	2 µA	mA = raw × 0.002
قدرة Tx / Rx	0.1 µW	mW = raw × 0.0001؛ dBm = 10·log10(mW)

المسافات ووحدات الليف

حقول الطول في الوحدة: SMF بوحدة km (البايت 14) و100 m (البايت 15)؛ ومتعدد الأنماط بوحدات 10 m (البايتات 16–19) أو بالمتر للنحاس — راجع خريطة الذاكرة.
1 dB من الفقد الإضافي ≈ 3 km من أحادي النمط عند 1310 nm، و≈ 5 km عند 1550 nm، و≈ 300 m من متعدد الأنماط عند 850 nm.

في CodingBox

يُجري CodingBox كل تحويلات DDM ويعرض القيم بالوحدات الهندسية في شاشة DDM، مع إتاحة البايتات الخام في EEPROM editor عندما تحتاج إلى التحقق من تحويل يدويًا.

تطبيق هذه التحويلات على وصلة حية — الفقد المتوقع، والهامش، وكلا الاتجاهين: قدرة Rx وميزانية الوصلة؛ والنوافذ المتوقعة للمقارنة بها: القيم النموذجية.

مديات الإرسال القياسية حسب PMD وفئة الليف لإدخالها في الميزانية: جداول مدى الإرسال؛ وكيف تذكر أوراق البيانات قدرة Tx والحساسية وBER — وكيفية توحيدها: قراءة ورقة البيانات.

طريقة التصميم الكاملة وراء هذا الحساب — المخصصات حسب المعيار، والعقوبات، وسياسة الهامش، وأمثلة محلولة، والمخفِّفات: هندسة ميزانية الوصلة.

بقية حسابات الألياف مع أمثلة محلولة — معلمات التوجيه، والتشتت، والميزانيات، والانعكاسات، ومسافة OTDR، والكمون، وإجهاد الانحناء: الصيغ والحسابات.

إذا وجدت معلومة غير دقيقة أو خطأً في هذه المادة، فحدِّد المقطع المعني واضغط Ctrl+Enter .