단위와 환산

광학 작업에서는 로그 단위의 파워, 파장, 주파수, 비트 레이트, 보드 레이트가 뒤섞여 등장합니다. 이 페이지는 벤치에서 필요한 변환값을 모으고, 엔지니어들이 실제로 쓰는 암산 요령도 함께 담았습니다.

dB와 dBm

dB는 비율입니다: 10 · log10(P₁/P₂). 이득이나 손실을 나타냅니다.
dBm은 1 mW를 기준으로 한 절대 파워입니다: P(dBm) = 10 · log10(P/1 mW).
dBm 값에 dB 손실을 더하면 dBm 값이 나옵니다: −3 dBm − 7 dB = −10 dBm. dBm 값 두 개를 서로 더하면 안 됩니다.

dB	파워 비율	어림 규칙
0	×1	—
1	×1.26	약 4분의 1 더 많음
3	×2	두 배/절반
6	×4	—
10	×10	한 디케이드(10배)
20	×100	—
30	×1000	—

dBm	mW	µW	일반적인 의미
+10	10	10 000	부스터 출력, DWDM 송출
+3	2	2 000	강한 LR/ER 송신기
0	1	1 000	일반적인 싱글모드 Tx
−3	0.5	500	일반적인 단거리 Tx
−10	0.1	100	짧은 링크에서 정상적인 Rx
−18	0.016	16	PIN 수신기 감도(10G)
−24	0.004	4	APD 수신기 감도
−30	0.001	1	매우 약함, 링크를 점검할 것
−40	0.0001	0.1	DDM 분해능 한계: “빛 없음”

DDM 원시 파워값은 0.1 µW 단위로 저장됩니다: raw = µW × 10(0 dBm → 10 000). 자세한 내용은 DDM 파라미터와 단위 참고.

링크 버짓 계산

Budget      = Tx power (min)  −  Rx sensitivity            [dB]
Losses      = fibre (km × dB/km) + connectors + splices + mux/demux + margin
Margin left = Budget − Losses                                (should stay ≥ 0, ideally ≥ 3 dB)

계산 예시와 구성 요소별 손실: CWDM 다중화기/역다중화기와 링크 버짓.

항목	일반적인 손실
싱글모드 광섬유, 1310 nm	0.33–0.35 dB/km
싱글모드 광섬유, 1550 nm	0.18–0.22 dB/km
멀티모드 광섬유, 850 nm	2.5–3.5 dB/km
커넥터 쌍(깨끗한 상태)	0.1–0.3 dB
융착 접속	0.05–0.1 dB
기계식 접속	0.2–0.5 dB
1:2 스플리터	~3.5 dB; 분기가 두 배씩 늘 때마다 +3–3.5 dB
CWDM 다중화기(8채널)	1.0–2.5 dB
DWDM AWG 다중화기(40채널)	4–7 dB

파장 ↔ 주파수

λ · f = c이며, c ≈ 299 792 458 m/s입니다. 편리한 형태:

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

파장	주파수	비고
850 nm	352.7 THz	멀티모드 VCSEL
1310 nm	228.8 THz	O-band
1490 nm	201.2 THz	GPON 하향
1528.77 nm	196.1 THz	C-band 상단(C61)
1550 nm	193.4 THz	C-band 중앙
1552.52 nm	193.1 THz	ITU 기준점(C31)
1563.86 nm	191.7 THz	C-band 하단(C17)

C-band에서는 100 GHz ≈ 0.8 nm이고 50 GHz ≈ 0.4 nm입니다. 채널 번호 체계와 전체 그리드: DWDM과 ITU 그리드, 파장 대역과 채널 플랜.

비트 레이트, 보드 레이트, 라인 코딩

라벨에 적힌 숫자(10G, 25G, 100G)는 페이로드 레이트입니다. 광섬유 위에서는 라인 코딩과 FEC 때문에 신호가 더 빠르게 흐르며, PAM4는 심벌당 2비트를 실어 나릅니다.

공칭 레이트	라인 코딩/FEC	신호 전송 레이트	변조 방식	심벌 레이트
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(레인당)	64b/66b + RS-FEC	25.78125 Gb/s	NRZ	25.78 GBd
32GFC	64b/66b + FEC	28.05 Gb/s	NRZ	28.05 GBd
50G 레인	RS(544,514)	53.125 Gb/s	PAM4	26.5625 GBd
100G 레인	RS(544,514)	106.25 Gb/s	PAM4	53.125 GBd
200G 레인	RS(544,514)	212.5 Gb/s	PAM4	106.25 GBd

규칙: 64b/66b는 3.125%를 더하고(×66/64), RS(544,514)는 약 5.8%를 추가로 더하며(×544/514), PAM4는 주어진 비트 레이트에서 심벌 레이트를 절반으로 줄입니다. 그래서 “100G” 레인이 53.125 GBd로 동작하고, 10GbE의 DDM nominal signalling rate 바이트가 100이 아니라 103(×100 Mb/s)으로 읽히는 것입니다. 배경 지식: FEC와 링크 트레이닝.

비트 오류율(BER)

BER	의미	10 Gb/s에서 오류 사이 시간
10⁻⁹	나쁨	0.1 s
10⁻¹²	전통적인 무오류 목표치(NRZ 광학계)	~100 s
10⁻¹⁵	25G 이상의 FEC 이후 목표치	~28 h
2.4×10⁻⁴	RS(544,514)의 일반적인 FEC 이전 임계값	정정 후 <10⁻¹⁵

DDM 원시 단위

모니터	원시 단위	변환
온도	1/256 °C, 부호 있음	°C = raw / 256
Vcc	100 µV	V = raw × 0.0001
Tx 바이어스	2 µA	mA = raw × 0.002
Tx/Rx 파워	0.1 µW	mW = raw × 0.0001; dBm = 10·log10(mW)

거리와 광섬유 단위

모듈의 length 필드: SMF는 km(바이트 14)와 100 m(바이트 15) 단위, 멀티모드는 10 m 단위(바이트 16–19), 구리는 미터 단위입니다. 자세한 내용은 메모리 맵 빠른 참고 참고.
손실 1 dB 추가 ≈ 1310 nm 싱글모드 3 km, ≈ 1550 nm 5 km, ≈ 850 nm 멀티모드 300 m.

CodingBox에서

CodingBox는 모든 DDM 변환을 수행하며 DDM 화면에 공학 단위로 값을 보여주고, 변환을 직접 확인해야 할 때는 EEPROM editor에서 원시 바이트를 볼 수 있습니다.

이 변환을 실제 링크에 적용하는 방법과 예상 손실, 마진, 양방향 확인: Rx 파워와 링크 버짓; 비교할 예상 범위: 일반적인 값.

버짓 계산에 대입할 PMD와 광섬유 등급별 표준 전송 거리: 전송 거리 표; 데이터시트가 Tx 파워, 수신 감도, BER을 표기하는 방식과 이를 정규화하는 방법: 데이터시트 읽는 법.

이 계산 뒤에 있는 전체 설계 방법론인 표준별 허용치, 페널티, 마진 정책, 계산 예시, 감쇠기까지: 링크 버짓 엔지니어링.

계산 예시와 함께 정리한 나머지 광섬유 계산인 도파 파라미터, 분산, 버짓, 반사, OTDR 거리, 지연시간, 굽힘 변형률까지: 공식과 계산.

이 문서에서 부정확한 내용이나 오류를 발견하면 해당 부분을 선택하고 Ctrl+Enter를 눌러 해 주세요.