Satuan dan konversi
Pekerjaan optik mencampurkan daya logaritmik, panjang gelombang, frekuensi, bit rate, dan baud rate. Halaman ini mengumpulkan konversi yang Anda butuhkan di meja kerja, beserta jalan pintas mental yang benar-benar dipakai oleh engineer.
dB dan dBm
- dB adalah sebuah rasio: 10 · log10(P₁/P₂). Ia menyatakan penguatan atau redaman.
- dBm adalah daya absolut yang direferensikan ke 1 mW: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
- Menambahkan redaman dalam dB ke level dalam dBm menghasilkan level dalam dBm: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. Jangan pernah menjumlahkan dua nilai dBm.
| dB | Rasio daya | Aturan praktis |
|---|---|---|
| 0 | ×1 | — |
| 1 | ×1,26 | sekitar seperempat lebih banyak |
| 3 | ×2 | dua kali / setengah |
| 6 | ×4 | — |
| 10 | ×10 | satu dekade |
| 20 | ×100 | — |
| 30 | ×1000 | — |
| dBm | mW | µW | Arti tipikal |
|---|---|---|---|
| +10 | 10 | 10 000 | output booster, launch DWDM |
| +3 | 2 | 2 000 | pemancar LR/ER yang kuat |
| 0 | 1 | 1 000 | Tx single-mode tipikal |
| −3 | 0,5 | 500 | Tx jarak pendek tipikal |
| −10 | 0,1 | 100 | Rx yang sehat pada link pendek |
| −18 | 0,016 | 16 | sensitivitas penerima PIN (10G) |
| −24 | 0,004 | 4 | sensitivitas penerima APD |
| −30 | 0,001 | 1 | sangat lemah — periksa link |
| −40 | 0,0001 | 0,1 | lantai resolusi DDM: “tidak ada cahaya” |
Daya DDM mentah disimpan dalam langkah 0,1 µW: raw = µW × 10 (0 dBm → 10 000). Detail di Parameter & satuan DDM.
Aritmetika link budget
Budget = daya Tx (min) − sensitivitas Rx [dB]
Redaman = serat optik (km × dB/km) + konektor + sambungan + mux/demux + margin
Margin tersisa = Budget − Redaman (harus tetap ≥ 0, idealnya ≥ 3 dB)
Contoh perhitungan dan redaman komponen: Mux/demux CWDM & link budget.
| Komponen | Redaman tipikal |
|---|---|
| Serat optik single-mode, 1310 nm | 0,33–0,35 dB/km |
| Serat optik single-mode, 1550 nm | 0,18–0,22 dB/km |
| Serat optik multimode, 850 nm | 2,5–3,5 dB/km |
| Pasangan konektor (bersih) | 0,1–0,3 dB |
| Sambungan fusi | 0,05–0,1 dB |
| Sambungan mekanis | 0,2–0,5 dB |
| Splitter 1:2 | ~3,5 dB; setiap penggandaan berikutnya +3–3,5 dB |
| Multiplekser CWDM (8 kanal) | 1,0–2,5 dB |
| Multiplekser AWG DWDM (40 kanal) | 4–7 dB |
Panjang gelombang ↔ frekuensi
λ · f = c, dengan c ≈ 299 792 458 m/s. Bentuk yang praktis:
λ (nm) = 299 792,458 / f (THz)
f (THz) = 299 792,458 / λ (nm)
| Panjang gelombang | Frekuensi | Catatan |
|---|---|---|
| 850 nm | 352,7 THz | VCSEL multimode |
| 1310 nm | 228,8 THz | O-band |
| 1490 nm | 201,2 THz | GPON downstream |
| 1528,77 nm | 196,1 THz | bagian atas C-band (C61) |
| 1550 nm | 193,4 THz | pusat C-band |
| 1552,52 nm | 193,1 THz | jangkar ITU (C31) |
| 1563,86 nm | 191,7 THz | bagian bawah C-band (C17) |
Di C-band, 100 GHz ≈ 0,8 nm dan 50 GHz ≈ 0,4 nm. Penomoran kanal dan grid lengkapnya: DWDM dan grid ITU, Band panjang gelombang & rencana kanal.
Bit rate, baud, dan line coding
Angka pada label (10G, 25G, 100G) adalah rate payload. Pada serat optik, sinyal berjalan lebih cepat karena line coding dan FEC, dan PAM4 membawa dua bit per simbol.
| Nominal | Line coding / FEC | Rate sinyal | Modulasi | Rate simbol |
|---|---|---|---|---|
| 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 (per lane) | 64b/66b + RS-FEC | 25,78125 Gb/s | NRZ | 25,78 GBd |
| 32GFC | 64b/66b + FEC | 28,05 Gb/s | NRZ | 28,05 GBd |
| lane 50G | RS(544,514) | 53,125 Gb/s | PAM4 | 26,5625 GBd |
| lane 100G | RS(544,514) | 106,25 Gb/s | PAM4 | 53,125 GBd |
| lane 200G | RS(544,514) | 212,5 Gb/s | PAM4 | 106,25 GBd |
Aturan: 64b/66b menambah 3,125 % (×66/64); RS(544,514) menambah sekitar ~5,8 % lagi (×544/514); PAM4 mengurangi separuh rate simbol untuk bit rate tertentu. Inilah sebabnya lane “100G” berjalan pada 53,125 GBd dan mengapa byte rate sinyal nominal pada DDM terbaca 103 (×100 Mb/s) untuk 10GbE, bukan 100. Latar belakang: FEC & pelatihan link.
Rasio kesalahan bit
| BER | Arti | Waktu antar-kesalahan pada 10 Gb/s |
|---|---|---|
| 10⁻⁹ | buruk | 0,1 s |
| 10⁻¹² | target klasik bebas kesalahan (optik NRZ) | ~100 s |
| 10⁻¹⁵ | target pasca-FEC untuk 25G+ | ~28 h |
| 2,4×10⁻⁴ | ambang pre-FEC tipikal untuk RS(544,514) | — dikoreksi hingga <10⁻¹⁵ |
Satuan mentah DDM
| Besaran yang dipantau | Satuan mentah | Konversi |
|---|---|---|
| Suhu | 1/256 °C, bertanda | °C = raw / 256 |
| Vcc | 100 µV | V = raw × 0,0001 |
| Bias Tx | 2 µA | mA = raw × 0,002 |
| Daya Tx / Rx | 0,1 µW | mW = raw × 0,0001; dBm = 10·log10(mW) |
Jarak dan satuan serat optik
- Bidang panjang modul: SMF dalam km (byte 14) dan 100 m (byte 15); multimode dalam satuan 10 m (byte 16–19) atau meter untuk tembaga — lihat Referensi cepat peta memori.
- 1 dB redaman ekstra ≈ 3 km single-mode 1310 nm, ≈ 5 km 1550 nm, ≈ 300 m multimode 850 nm.
Di CodingBox
CodingBox melakukan semua konversi DDM dan menampilkan nilai dalam satuan teknik pada layar DDM, dengan byte mentah tersedia di EEPROM editor saat Anda perlu memeriksa sebuah konversi secara manual.
Menerapkan konversi ini pada link yang aktif — redaman yang diharapkan, margin, kedua arah: Daya Rx & link budget; jendela yang diharapkan sebagai pembanding: Nilai tipikal.
Jangkauan standar per PMD dan kelas serat optik untuk dimasukkan ke dalam budget: Tabel jangkauan; bagaimana datasheet menyatakan daya Tx, sensitivitas, dan BER — serta cara menormalisasinya: Membaca datasheet.
Metode desain lengkap di balik aritmetika ini — alokasi menurut standar, penalti, kebijakan margin, contoh perhitungan, atenuator: Rekayasa link budget.
Sisa aritmetika serat optik lainnya dengan contoh perhitungan — parameter panduan, dispersi, budget, refleksi, jarak OTDR, latensi, regangan tekukan: Formula & perhitungan.