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Bahasa Melayu 링크 버짓 설계
링크 버짓은 모든 광섬유 링크가 이를 기준으로 설계되고, 장애가 발생한 모든 링크가 이를 기준으로 판단되는 단 하나의 계산입니다. 송신기를 떠난 빛에서 설비가 가져가는 모든 손실을 뺀 값이, 노후화·수리·오염된 커넥터를 감안한 여유까지 남기고도 수신기가 필요로 하는 값을 여전히 웃도는가 하는 질문입니다. 이 페이지에서는 방정식과 그 항목들, 각 손실의 표준 허용값, 손실은 아니지만 손실처럼 작용하는 페널티, 마진 정책, 네 가지 계산 예시, 그리고 반대의 문제인 과입력을 다룹니다.
방정식
남은 마진 = 파워 버짓 − 설비 손실 − 페널티 − 노후화 / 수리이며, 여기서 파워 버짓 = Tx 파워(최소값) − Rx 감도(최악값)입니다. 모든 항목은 dB 단위이고, 목표는 3 dB 이상의 마진입니다.
숫자의 출처:
| 항목 | 출처 | 일반값(10GBASE-LR) |
|---|---|---|
| Tx 파워 최소값 | 모듈 데이터시트/IEEE 조항(평균 파워, 최소값) | −8.2 dBm |
| Rx 감도 최악값 | 규정 BER에서의 데이터시트 값(1e-12; 25G 이상은 FEC 이전 기준) | −14.4 dBm |
| 파워 버짓 | 차이값 | 6.2 dB |
| 광섬유 | 길이 × 감쇠 계수(설계 최댓값) | 10 km × 0.35 = 3.5 dB (감쇠) |
| 커넥터 | 결합 쌍 수 × 허용값 | 4 × 0.5 = 2.0 dB(설계값) |
| 접속점 | 개수 × 허용값 | 4 × 0.1 = 0.4 dB |
| 페널티 | 표준 전송 거리에서는 IEEE 버짓에 이미 포함됨; 비표준 링크에서는 추가로 반영 | 0.5–1.5 dB |
| 노후화 | 레이저 출력은 수명 동안 1–2 dB 저하; 수리분도 추가 반영 | 1 dB |
표준별 허용값
| 기관/문서 | 커넥터 쌍 | 접속점 | 광섬유(SMF 1310/1550) | 광섬유(MMF 850) |
|---|---|---|---|---|
| TIA-568.3-D | 0.75 dB | 0.3 dB | 0.5/0.5 dB/km(실내), 옥외 0.4 | 3.5 dB/km |
| ISO/IEC 14763-3 | 0.75(등급 C)/0.25(등급 B) | 0.3 | 0.4/0.4(OS2) | 3.5 |
| ITU-T G.652.D 케이블 사양 | — | — | 0.35–0.4/0.21–0.3 | — |
| IEEE 802.3 링크 모델 | 2쌍 포함(≈ 1.5 dB MMF, 2 × 0.5 SMF) | — | 조항별 최악값 | 조항별 |
| 실무 설계값 | 0.5 | 0.1 | 0.35/0.22 | 3.0 |
고객이 요구하는 표준값과 실무값 중 더 엄격한 쪽을 사용하고, 어느 쪽을 썼는지 문서에 남기십시오.
손실이 아닌 페널티
| 페널티 | 원인 | 크기 | 중요해지는 경우 |
|---|---|---|---|
| 분산(TDP) | 펄스 확산이 아이 다이어그램을 닫음 | 1–3 dB | 10G 이상의 장거리 SMF, 전송 거리 한계에 가까운 MMF (분산) |
| 반사/반사 손실 | DFB 레이저로 되돌아간 빛이 레이저를 불안정하게 만듦; 다중 반사는 서로 간섭 | 0.5–1 dB | 장거리 링크의 UPC 커넥터; PON과 DWDM은 APC |
| 모드 잡음 | MMF 커넥터에서 스페클 패턴이 변화 | 0.5–1 dB | 레이저를 사용하는 멀티모드, 편심된 커넥터 |
| 소광비 | 소광비가 낮으면 평균 파워가 같아도 “1” 레벨의 파워가 줄어듦 | 0.5–2 dB | 저가형 DML |
| 크로스토크 | 인접 WDM 채널 | 0.5–1 dB | CWDM/DWDM 다중화기 |
| 편광 | PDL/PMD | < 0.5 dB | 장거리 코히어런트 링크 |
IEEE PMD 버짓에는 표준 광섬유의 표준 전송 거리에 대한 페널티가 이미 포함되어 있으므로, 비표준 조합에서만 직접 추가하면 됩니다.
마진 정책
| 남은 마진 | 판정 |
|---|---|
| ≥ 3 dB | 설계 통과 |
| 1–3 dB | 조건부 통과: 커넥터 청결 확인, 향후 스플리터 추가 없음, 모니터링 알람 활성화 |
| 0–1 dB | 첫날은 동작하지만 커넥터가 한 번 오염되거나 더운 날이면 바로 장애 — 재설계 필요(더 나은 광섬유, 커넥터 수 축소, 장거리형 모듈) |
| < 0 | 링크가 서지 않음; ER 모듈 선택, 증폭기 추가, 경로 단축 중 하나가 필요 |
계산 예시
1. SMF 10 km 구간의 10GBASE-LR, 커넥터 4쌍, 접속점 4개
| 항목 | dB |
|---|---|
| 버짓(−8.2 − (−14.4)) | 6.2 |
| 광섬유 10 × 0.35 | −3.5 |
| 커넥터 4 × 0.5 | −2.0 |
| 접속점 4 × 0.1 | −0.4 |
| 마진 | 0.3 — 설계 허용값 기준으로는 아슬아슬함; 일반적인 커넥터(4 × 0.2)라면 마진은 1.5 dB. 판정: 실측 설비 손실이 ≤ 3.5 dB인지 확인하거나, 감쇠기를 더한 10GBASE-ER 사용 |
2. 1550 nm SMF 35 km 구간의 10GBASE-ER, 커넥터 6쌍, 접속점 20개
| 항목 | dB |
|---|---|
| 버짓(−4.7 − (−15.8)) | 11.1(IEEE ER 기준: 최소 Tx −4.7, 감도 −15.8; 0.25 dB/km 기준 40 km와 페널티를 더하면 버짓 15) |
| 광섬유 35 × 0.22 | −7.7 |
| 커넥터 6 × 0.5 | −3.0 |
| 접속점 20 × 0.1 | −2.0 |
| 마진 | 허용값 기준으로는 −1.6 → 실측 설비(커넥터 0.2, 접속점 0.05) 기준 손실은 9.9 → 마진 1.2 dB. 판정: 확정 전에 반드시 실측하거나, 5 dB 감쇠기를 더한 ZR(버짓 약 23 dB) 사용 |
3. OM4 90 m 구간의 100GBASE-SR4, MPO 2쌍
| 항목 | dB |
|---|---|
| 버짓(OMA 최소 Tx −8.4 − OMA 감도 −10.3) | 1.9(IEEE 채널 삽입 손실 허용값, 100 m 기준 1.9 dB, 커넥터 1.5 dB 포함) |
| 광섬유 0.09 × 3.0 | −0.27 |
| MPO 2 × 0.5 | −1.0 |
| 마진 | 0.6 — IEEE 모델 범위 내; 실제 한계는 파워가 아니라 모드 대역폭 (전송 거리 표) |
4. 18 km 구간, 1:32 분기, 커넥터 5쌍, 접속점 8개의 GPON class B+
| 항목 | dB |
|---|---|
| class B+ 버짓(최소 13, 최대 28 dB) | 28 |
| 광섬유 18 × 0.35(1310 상향이 최악 조건) | −6.3 |
| 스플리터 1:32 | −17.5 |
| 커넥터 5 × 0.5 | −2.5 |
| 접속점 8 × 0.1 | −0.8 |
| 마진 | 0.9 — 여유가 빠듯함; class C+(32 dB) 또는 1:16 분기 권장 (ODN 등급과 버짓) |
과입력: 오버로드와 감쇠기
수신기에는 최대 입력값(오버로드)이 있습니다. PIN은 −1 … +3 dBm, APD는 더 낮습니다. 40 km용 ER 모듈을 2 km 링크에 쓰면 수신기에 −5 dBm이 들어오는데 허용값이 +1이면 문제없지만, +4 dBm Tx를 내는 ZR 모듈을 패치 코드로 연결하면 −7 dBm이 허용값인 APD에 +3.5 dBm이 들어와 오류나 손상이 발생합니다.
| 상황 | 해결책 |
|---|---|
| 짧은 링크에 장거리형 모듈 사용 | 수신단에 5–15 dB 고정 감쇠기를 넣어 Rx가 수신 윈도우 중간에 오도록 조정 |
| DWDM/EDFA 출력이 모듈로 직접 유입 | 개통 시 VOA로 조정 |
| OLT에 가까운 PON ONU | 등급에 따라 다름; 스플리터 덕분에 대개 허용 범위 내 |
| 양방향 모두 | 각 방향을 따로 감쇠; 감쇠기는 광섬유별로 적용 |
양쪽 끝을 모두 확인해야 합니다. 버짓은 방향별로 계산되며 양쪽 끝의 모듈이 다를 수 있습니다 (Rx 파워와 버짓).
설계에서 인수까지
- 허용값을 반영해 설계 → 마진 ≥ 3 dB.
- 설치 후 운용 파장에서 LSPM으로 삽입 손실을 측정 (시험).
- 실측 손실과 설계 손실을 비교; 0.5 dB를 넘는 커넥터는 모두 조사.
- 링크를 개통하고 양쪽 끝의 Tx와 Rx DDM을 기록 — 이것이 링크 패스포트 (모니터링).
- 마진 = Rx 파워 − 감도; 패스포트 기록값보다 2 dB 떨어지면 알람.
CodingBox에서
4단계는 벤치에서 시작됩니다. 설치 전에 각 모듈의 Tx 파워와 임계값을 읽고, 설치 후에는 스위치에서 Rx 값을 읽습니다 — 이 두 값이 실측 버짓이 됩니다. CodingBox는 모듈 값을 시리얼 번호와 함께 저장하므로 모듈을 교체해도 패스포트가 유지됩니다 (앱의 DDM, Code database).
한 페이지에 정리된 수치 — 감쇠, 허용값, 반사율, 기하 구조, 분산, 일반 인터페이스의 버짓: 일반값; 계산 예시가 포함된 공식: 공식과 계산; 버짓 중 모듈에 관련된 부분 — 송신 파워, 감도, 오버로드, FEC: 링크 속의 트랜시버; 버짓이 부족할 때 — 증폭기, OSNR, 재생: 증폭기와 재생.