लिंक बजट इंजीनियरिंग

लिंक बजट वह एक कैलकुलेशन है जिससे हर फ़ाइबर लिंक डिज़ाइन किया जाता है और हर फ़ेल होते लिंक को परखा जाता है: क्या ट्रांसमीटर से निकलने वाली लाइट, प्लांट के लिए गए हर हिस्से को घटाने के बाद भी, रिसीवर की ज़रूरत से ज़्यादा रहती है — एजिंग, मरम्मत और किसी गंदे कनेक्टर के लिए गुंजाइश के साथ? यह पेज इक्वेशन और उसके टर्म, हर लॉस के लिए स्टैंडर्ड अलाउंस, वे पेनल्टी जो लॉस नहीं हैं लेकिन लॉस जैसा बर्ताव करती हैं, एक मार्जिन पॉलिसी, चार वर्क्ड उदाहरण, और उलटी समस्या — बहुत ज़्यादा लाइट — देता है।

इक्वेशन

लिंक बजट इक्वेशन का डायग्राम: Tx पावर मिन और Rx संवेदनशीलता वर्स्ट के बीच का पावर बजट प्लांट लॉस, पेनल्टी और एजिंग/मरम्मत के रिज़र्व को कवर करता है; जो बचता है वही मार्जिन है, लक्ष्य ≥ 3 dB

बचा मार्जिन = पावर बजट − प्लांट लॉस − पेनल्टी − एजिंग / मरम्मत, जहाँ पावर बजट = Tx पावर (मिन) − Rx संवेदनशीलता (वर्स्ट)। सभी टर्म dB में हैं; लक्ष्य कम से कम 3 dB मार्जिन है।

ये नंबर कहाँ से आते हैं:

टर्म	सोर्स	सामान्य (10GBASE-LR)
Tx पावर मिन	मॉड्यूल डेटाशीट / IEEE क्लॉज़ (एवरेज पावर, मिन)	−8.2 dBm
Rx संवेदनशीलता वर्स्ट	तय BER पर डेटाशीट (1e-12; 25G+ के लिए pre-FEC)	−14.4 dBm
पावर बजट	अंतर	6.2 dB
फ़ाइबर	लंबाई × क्षीणन कोएफ़िशिएंट (डिज़ाइन मैक्स)	10 km × 0.35 = 3.5 dB (क्षीणन)
कनेक्टर	मेटेड पेयर की गिनती × अलाउंस	4 × 0.5 = 2.0 dB (डिज़ाइन)
स्प्लाइस	गिनती × अलाउंस	4 × 0.1 = 0.4 dB
पेनल्टी	स्टैंडर्ड रीच के लिए IEEE बजट में ये पहले से शामिल हैं; नॉन-स्टैंडर्ड लिंक के लिए जोड़ें	0.5–1.5 dB
एजिंग	लेज़र आउटपुट पूरी उम्र में 1–2 dB गिरता है; मरम्मत के लिए जोड़ें	1 dB

स्टैंडर्ड के हिसाब से अलाउंस

संस्था / डॉक्यूमेंट	कनेक्टर पेयर	स्प्लाइस	फ़ाइबर (SMF 1310 / 1550)	फ़ाइबर (MMF 850)
TIA-568.3-D	0.75 dB	0.3 dB	0.5 / 0.5 dB/km (इनडोर), 0.4 आउटडोर	3.5 dB/km
ISO/IEC 14763-3	0.75 (ग्रेड C) / 0.25 (ग्रेड B)	0.3	0.4 / 0.4 (OS2)	3.5
ITU-T G.652.D केबल स्पेक	—	—	0.35–0.4 / 0.21–0.3	—
IEEE 802.3 लिंक मॉडल	2 पेयर शामिल (≈ 1.5 dB MMF, 2 × 0.5 SMF)	—	प्रति क्लॉज़ वर्स्ट-केस	प्रति क्लॉज़
प्रैक्टिकल डिज़ाइन	0.5	0.1	0.35 / 0.22	3.0

कस्टमर के स्टैंडर्ड और प्रैक्टिकल नंबर में से जो ज़्यादा सख़्त हो उसे इस्तेमाल करें; यह दर्ज करें कि कौन-सा इस्तेमाल किया।

पेनल्टी जो लॉस नहीं हैं

पेनल्टी	वजह	साइज़	कब मायने रखता है
डिस्पर्शन (TDP)	पल्स स्प्रेडिंग eye को बंद कर देती है	1–3 dB	10G+ पर लंबी SMF, अपनी रीच के पास MMF (डिस्पर्शन)
रिफ़्लेक्शन / रिटर्न लॉस	DFB लेज़र में वापस बाउंस हुई लाइट उसे अस्थिर कर देती है; कई रिफ़्लेक्शन आपस में इंटरफ़ेयर करते हैं	0.5–1 dB	लंबे लिंक पर UPC कनेक्टर; PON और DWDM के लिए APC
मोडल नॉइज़	MMF कनेक्टर पर स्पेकल पैटर्न बदलता है	0.5–1 dB	लेज़र के साथ मल्टी-मोड, ऑफ़सेट कनेक्टर
एक्सटिंक्शन रेशियो	कम ER = एक जैसी एवरेज के लिए कम “1” पावर	0.5–2 dB	सस्ते DML
क्रॉसटॉक	पड़ोसी WDM चैनल	0.5–1 dB	CWDM/DWDM मल्टीप्लेक्सर
पोलराइज़ेशन	PDL/PMD	< 0.5 dB	लंबे कोहेरेंट लिंक

IEEE PMD बजट में स्टैंडर्ड फ़ाइबर पर स्टैंडर्ड रीच के लिए पेनल्टी पहले से शामिल होती हैं; अपनी पेनल्टी सिर्फ़ नॉन-स्टैंडर्ड कॉम्बिनेशन के लिए जोड़ें।

मार्जिन पॉलिसी

बचा मार्जिन	नतीजा
≥ 3 dB	डिज़ाइन पास
1–3 dB	शर्तों के साथ पास: साफ़ कनेक्टर वेरिफ़ाई किए गए, भविष्य में कोई स्प्लिटर नहीं, मॉनिटरिंग अलर्ट ऑन
0–1 dB	पहले दिन काम करता है, पहले गंदे कनेक्टर या गर्म दिन पर फ़ेल — रीडिज़ाइन करें (बेहतर फ़ाइबर, कम कनेक्टर, ज़्यादा रीच वाला मॉड्यूल)
< 0	लिंक नहीं होता; ER मॉड्यूल चुनें, एम्प्लिफ़ायर जोड़ें या पाथ छोटा करें

वर्क्ड उदाहरण

1. 10 km SMF पर 10GBASE-LR, 4 कनेक्टर पेयर, 4 स्प्लाइस

आइटम	dB
बजट (−8.2 − (−14.4))	6.2
फ़ाइबर 10 × 0.35	−3.5
कनेक्टर 4 × 0.5	−2.0
स्प्लाइस 4 × 0.1	−0.4
मार्जिन	0.3 — डिज़ाइन अलाउंस के हिसाब से मार्जिनल; सामान्य कनेक्टर (4 × 0.2) के साथ मार्जिन 1.5 dB है। नतीजा: नापा गया प्लांट लॉस ≤ 3.5 dB वेरिफ़ाई करें या अटेन्युएटर के साथ 10GBASE-ER इस्तेमाल करें

2. 1550 nm पर 35 km SMF पर 10GBASE-ER, 6 पेयर, 20 स्प्लाइस

आइटम	dB
बजट (−4.7 − (−15.8))	11.1 (IEEE ER: −4.7 मिन Tx, −15.8 संवेदनशीलता, 0.25 पर 40 km और पेनल्टी के साथ बजट 15)
फ़ाइबर 35 × 0.22	−7.7
कनेक्टर 6 × 0.5	−3.0
स्प्लाइस 20 × 0.1	−2.0
मार्जिन	अलाउंस के हिसाब से −1.6 → नापे गए प्लांट (कनेक्टर 0.2, स्प्लाइस 0.05) के साथ लॉस 9.9 है → मार्जिन 1.2 dB। नतीजा: कमिट करने से पहले नापें, या 5 dB अटेन्युएटर के साथ ZR (बजट ~23 dB) इस्तेमाल करें

3. 90 m OM4 पर 100GBASE-SR4, 2 MPO पेयर

आइटम	dB
बजट (−8.4 OMA मिन Tx − (−10.3) संवेदनशीलता OMA)	1.9 (100 m के लिए IEEE चैनल इंसर्शन-लॉस अलाउंस 1.9 dB, 1.5 dB कनेक्टर सहित)
फ़ाइबर 0.09 × 3.0	−0.27
MPO 2 × 0.5	−1.0
मार्जिन	0.6 — IEEE मॉडल के भीतर; असली सीमा मोडल बैंडविड्थ है, पावर नहीं (रीच टेबल)

4. 18 km पर GPON क्लास B+, 1:32 स्प्लिट, 5 पेयर, 8 स्प्लाइस

आइटम	dB
क्लास B+ बजट (मिन 13, मैक्स 28 dB)	28
फ़ाइबर 18 × 0.35 (1310 अपस्ट्रीम सबसे ख़राब है)	−6.3
स्प्लिटर 1:32	−17.5
कनेक्टर 5 × 0.5	−2.5
स्प्लाइस 8 × 0.1	−0.8
मार्जिन	0.9 — टाइट; क्लास C+ (32 dB) या 1:16 स्प्लिट की सलाह (ODN क्लास और बजट)

बहुत ज़्यादा लाइट: ओवरलोड और अटेन्युएटर

रिसीवर का एक मैक्सिमम इनपुट होता है (ओवरलोड, PIN के लिए −1 … +3 dBm, APD के लिए कम)। 2 km लिंक पर 40 km ER मॉड्यूल +1 पर रेटेड रिसीवर को −5 dBm देता है — ठीक है; पैच कॉर्ड पर +4 dBm Tx वाला ZR मॉड्यूल −7 पर रेटेड APD को +3.5 dBm देता है — एरर या डैमेज।

स्थिति	समाधान
छोटे लिंक पर लॉन्ग-रीच मॉड्यूल	रिसीवर छोर पर 5–15 dB का फ़िक्स्ड अटेन्युएटर, इस तरह चुना गया कि Rx विंडो के बीच में रहे
किसी मॉड्यूल में DWDM/EDFA आउटपुट	कमिशनिंग के दौरान सेट किया गया VOA
OLT के पास PON ONU	क्लास पर निर्भर; स्प्लिटर की वजह से आमतौर पर रेंज के भीतर
दोनों दिशाएँ	हर दिशा को अलग-अलग एटेन्युएट करें; अटेन्युएटर प्रति फ़ाइबर होते हैं

दोनों छोर जाँचे जाने चाहिए: बजट प्रति दिशा होते हैं और दोनों छोर के मॉड्यूल अलग हो सकते हैं (Rx पावर और बजट)।

डिज़ाइन से एक्सेप्टेंस तक

अलाउंस के साथ डिज़ाइन करें → मार्जिन ≥ 3 dB।
इंस्टॉल करें; वर्किंग तरंगदैर्ध्य पर LSPM से इंसर्शन लॉस नापें (टेस्टिंग)।
नापे गए लॉस की डिज़ाइन लॉस से तुलना करें; 0.5 dB से ज़्यादा वाले किसी भी कनेक्टर की जाँच करें।
लिंक पर लाइट डालें; दोनों छोर पर Tx और Rx DDM रिकॉर्ड करें — यही लिंक पासपोर्ट है (मॉनिटरिंग)।
मार्जिन = Rx पावर − संवेदनशीलता; पासपोर्ट से 2 dB गिरने पर अलर्ट करें।

CodingBox में

स्टेप 4 बेंच पर शुरू होता है: इंस्टॉल से पहले हर मॉड्यूल की Tx पावर और थ्रेशोल्ड पढ़ें, और इंस्टॉल के बाद स्विच पर Rx वैल्यू पढ़ें — यह नंबरों की जोड़ी ही नापा गया बजट है। CodingBox मॉड्यूल की वैल्यू उसके सीरियल के साथ स्टोर करता है ताकि मॉड्यूल बदलने पर भी पासपोर्ट बना रहे (ऐप में DDM, Code database)।

एक पेज पर सभी नंबर — क्षीणन, अलाउंस, रिफ़्लेक्टेंस, ज्योमेट्री, डिस्पर्शन, आम इंटरफ़ेस के बजट: सामान्य मान; वर्क्ड उदाहरणों के साथ फ़ॉर्मूला: फ़ॉर्मूला और कैलकुलेशन; बजट का मॉड्यूल वाला पक्ष — लॉन्च पावर, संवेदनशीलता, ओवरलोड, FEC: लिंक में ट्रांसीवर; बजट खत्म होने पर — एम्प्लिफ़ायर, OSNR और रीजनरेशन: एम्प्लिफ़ायर और रीजनरेशन।

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