การลดทอนและหน้าต่างการส่งผ่าน

แสงจะอ่อนลงเมื่อเดินทางผ่านแก้ว และแสงจะอ่อนลงมากเท่าใดขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น — เป็นเส้นโค้งที่มีสองยอดและสามหุบซึ่งกำหนดว่าความยาวคลื่นใดที่ทั้งอุตสาหกรรมใช้งาน หน้านี้อธิบายว่าการสูญเสียมาจากไหน (การกระเจิง การดูดกลืน จุดพีกของน้ำ) วัดค่าต่อกิโลเมตรสำหรับใยแก้วนำแสงแต่ละชนิดและแต่ละหน้าต่าง เพิ่มการสูญเสียแบบจุดของคอนเนกเตอร์และจุดเชื่อม และแสดงว่าผลรวมกลายเป็นคอลัมน์ “dB” ในงบประมาณลิงก์แต่ละงบประมาณได้อย่างไร

ที่มาของการสูญเสีย

กลไก	ฟิสิกส์	ความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น	สัดส่วนที่ 1550 nm
การกระเจิงแบบเรย์ลี	ความผันผวนของความหนาแน่นที่ถูกตรึงอยู่ในเนื้อแก้ว ทำให้แสงกระเจิงไปทุกทิศทาง	∝ 1/λ⁴ — มีผลมากที่สุดที่ความยาวคลื่นสั้น	~0.15 dB/km จาก 0.2
การดูดกลืนอินฟราเรด	การสั่นของโครงตาข่ายซิลิกา	เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเหนือ 1 600 nm	น้อยที่ 1550, ปิดหน้าต่างเมื่อเกิน 1 700
การดูดกลืน OH⁻ (น้ำ)	ไอออนไฮดรอกซิลจากกระบวนการผลิต	มีจุดพีกที่ 1 383 nm (และที่ 1 240, 950 nm)	0 ในใยแก้วนำแสงชนิดจุดพีกน้ำต่ำ; สูงถึง 1–2 dB/km ในใยแก้วนำแสงรุ่นเก่า
การดูดกลืนโดยไอออนโลหะ	สิ่งเจือปน Fe, Cu, Cr	—	ไม่มีนัยสำคัญในใยแก้วนำแสงยุคใหม่
การโค้งงอ	การโค้งงอระดับมหภาคและระดับจุลภาค	เพิ่มขึ้นตามความยาวคลื่น	ขึ้นอยู่กับการออกแบบ (แสงในใยแก้วนำแสง)
การดูดกลืนรังสียูวี	การเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอน	ต่ำกว่า 800 nm มาก	ไม่เกี่ยวข้องกับงานโทรคมนาคม

ค่าต่ำสุดของผลรวมอยู่ที่ ≈ 1 550 nm (0.17–0.20 dB/km ในใยแก้วนำแสงที่ดีที่สุด) — จึงเป็นเหตุผลที่ระบบระยะไกลและ DWDM อยู่ที่ความยาวคลื่นนี้

หน้าต่างการส่งสัญญาณ

หน้าต่าง	ความยาวคลื่น	การลดทอนโดยทั่วไป (SMF)	การลดทอนโดยทั่วไป (MMF)	ผู้ใช้งาน
ที่ 1, 850 nm	770–910	— (มัลติโหมดเท่านั้น)	2.5–3.5 dB/km	โมดูลออปติคัลประเภท SR ที่ใช้ VCSEL, 1000BASE-SX ถึง 800G-SR8; SWDM
ที่ 2, 1310 nm (แบนด์ O)	1 260–1 360	0.32–0.40 dB/km	0.6–1.5 (MMF ที่ 1300)	LX/LR/DR/FR, แบนด์ต่ำของ CWDM, ขาขึ้นของ PON, ดิสเพอร์ชันเป็นศูนย์
แบนด์ E	1 360–1 460	0.35 (เฉพาะใยแก้วนำแสงชนิดจุดพีกน้ำต่ำ)	—	ช่องสัญญาณ CWDM 1371–1451
แบนด์ S	1 460–1 530	0.25	—	PON XG-PON ขาขึ้น? ไม่ใช่ — GPON ขาลง 1490, CWDM 1471–1511
ที่ 3, 1550 nm (แบนด์ C)	1 530–1 565	0.18–0.22 dB/km	—	ER/ZR, DWDM, หน้าต่างเกนของ EDFA, PON วิดีโอ/1550
แบนด์ L	1 565–1 625	0.20–0.25	—	ส่วนขยายของ DWDM, PON XG-PON ขาลง 1577, การตรวจติดตามที่ 1625
แบนด์ U	1 625–1 675	0.3+	—	การตรวจติดตามด้วย OTDR ของระบบที่ใช้งานจริง

ชื่อแบนด์และผังช่องสัญญาณ: แบนด์ความยาวคลื่น

การลดทอนตามชนิดใยแก้วนำแสง

ใยแก้วนำแสง	850 nm	1310 nm	1383 nm	1550 nm	1625 nm	ค่าสูงสุดตามมาตรฐาน
OM1 (62.5 µm)	3.5	1.5 (1300)	—	—	—	TIA-568
OM2–OM5 (50 µm)	3.0 (2.3 โดยทั่วไป)	1.5 (0.7 โดยทั่วไป)	—	—	—	TIA-568
OS1 (ภายในอาคาร แบบหุ้มแนบชิด)	—	1.0	—	1.0	—	ISO 11801
OS2 / G.652.D (จุดพีกน้ำต่ำ)	—	0.35 (สูงสุด 0.4)	≤ 0.4	0.20 (สูงสุด 0.3)	0.23	ITU-T G.652.D
G.652.B (รุ่นเก่า มีจุดพีกน้ำ)	—	0.35	1–2	0.22	0.3	G.652.B
G.655 NZ-DSF	—	—	—	0.22	0.25	G.655
G.654.E สูญเสียต่ำพิเศษ	—	—	—	0.17	0.19	G.654
G.657 ไม่ไวต่อการโค้งงอ	—	0.35	—	0.20	0.23	G.657

กฎในภาคสนาม: ใช้ค่าสูงสุดตามที่ผู้ผลิตสายเคเบิลระบุสำหรับการออกแบบ (0.35/0.22) และใช้ค่าที่วัดได้จริงสำหรับการแก้ไขปัญหา

การสูญเสียแบบจุด

องค์ประกอบ	ค่าทั่วไป	ค่าเผื่อสำหรับการออกแบบ	หมายเหตุ
คู่คอนเนกเตอร์ ซิงเกิลโหมด UPC สะอาด	0.1–0.3 dB	0.5 dB (TIA), 0.75 dB (การออกแบบรุ่นเก่า)	คอนเนกเตอร์เกรด B ≤ 0.25 dB โดยทั่วไป
คู่คอนเนกเตอร์ APC	0.1–0.3 dB	0.5 dB	และมีการสูญเสียย้อนกลับ ≥ 60 dB
คู่คอนเนกเตอร์ มัลติโหมด	0.1–0.5 dB	0.75 dB	—
คู่ MPO-12/16	0.2–0.5 dB (สูญเสียต่ำ ≤ 0.35)	0.5–0.75 dB	ต่อคู่ที่เชื่อมต่อกัน ทุกเส้นใย
จุดเชื่อมแบบฟิวชัน ซิงเกิลโหมด	0.02–0.1 dB	0.1–0.3 dB	วัดด้วย OTDR
จุดเชื่อมแบบฟิวชัน มัลติโหมด	0.05–0.2 dB	0.3 dB	—
จุดเชื่อมแบบกลไก	0.2–0.5 dB	0.5 dB	การซ่อมแซมชั่วคราว
คอนเนกเตอร์สกปรก	0.5–3 dB	—	การสูญเสียที่พบบ่อยที่สุด (เหตุขัดข้องของสายเคเบิล)
สปลิตเตอร์ 1:2	3.5 dB	3.9 dB	การเพิ่มเป็นสองเท่าแต่ละครั้งเพิ่มขึ้น ≈ 3.2–3.5 dB
สปลิตเตอร์ 1:32	17 dB	17.5–18 dB	PON (คลาส ODN)
มัลติเพล็กเซอร์ CWDM (8 ช่อง)	1.0–2.0 dB	2.5 dB	ต่อการผ่านหนึ่งครั้ง; ×2 สำหรับมัลติเพล็กเซอร์ + ดีมัลติเพล็กเซอร์ (งบประมาณ CWDM)
DWDM AWG (40 ช่อง)	3–5 dB	5–7 dB	ต่อการผ่านหนึ่งครั้ง
ตัวลดทอนสัญญาณแบบคงที่	1–20 dB ตามพิกัด	± 0.5 dB	เพื่อป้องกันตัวรับโอเวอร์โหลด

รวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน

การสูญเสียรวม = Σ(ความยาวใยแก้วนำแสง × dB/km) + Σ(คู่คอนเนกเตอร์) + Σ(จุดเชื่อม) + Σ(อุปกรณ์พาสซีฟ)

ตัวอย่างลิงก์	ใยแก้วนำแสง	คอนเนกเตอร์	จุดเชื่อม	อุปกรณ์	รวม
SMF 10 km ที่ 1310 nm, คอนเนกเตอร์ 4 คู่, จุดเชื่อม 4 จุด	3.5	2.0 (การออกแบบ) / 0.8 (โดยทั่วไป)	0.4 / 0.2	—	5.9 การออกแบบ / 4.5 โดยทั่วไป
SMF 40 km ที่ 1550 nm, 4 คู่, จุดเชื่อม 12 จุด	8.8	2.0	1.2	—	12.0
OM4 300 m ที่ 850 nm, 2 คู่	0.9	1.5	—	—	2.4
GPON 20 km ที่ 1490 nm, แบ่ง 1:32, 4 คู่, จุดเชื่อม 6 จุด	5.0	2.0	0.6	17.5	25.1 (คลาส B+ 28 dB)
CWDM 40 km ที่ 1550 nm พร้อมมัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์	8.8	2.0	1.0	5.0	16.8

เทียบกับงบประมาณของโมดูล: วิศวกรรมงบประมาณลิงก์

ความยาวคลื่นส่งผลสองทาง

การสูญเสียต่อกิโลเมตร — โมดูล ER ที่ 1550 nm สูญเสีย 0.2 dB/km ในขณะที่โมดูล LR ที่ 1310 nm สูญเสีย 0.35; ตลอดระยะ 40 km นั่นคือผลต่าง 6 dB ซึ่งเป็นเหตุผลที่ ER และ ZR อยู่ที่ 1550
ความไวต่อการโค้งงอ — การสูญเสียจากการโค้งงอเพิ่มขึ้นตามความยาวคลื่น โครงข่ายสายที่ผ่านการทดสอบที่ 1310 nm อาจไม่ผ่านที่ 1550 หรือ 1577 nm (XG-PON) และใช้ความยาวคลื่นทดสอบ 1625 nm เพื่อค้นหาจุดโค้งงอเหล่านี้ (การทดสอบ)

ใน CodingBox

DDM ของโมดูลให้ค่าทั้งสองด้านของสมการ — กำลังส่ง (Tx) ที่ปลายด้านหนึ่ง กำลังรับ (Rx) ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง — และผลต่างที่วัดได้ โดยวัดบนโต๊ะทดสอบด้วยสายจัมเปอร์ที่ทราบว่าอยู่ในสภาพดี แล้ววัดอีกครั้งในตู้แร็ก คือการสูญเสียของโครงข่ายสาย การเทียบค่านี้กับตารางด้านบนจะบอกได้ว่าโครงข่ายสายเป็นไปตามที่การออกแบบคาดไว้หรือไม่ (DDM ในแอป, กำลัง Rx และงบประมาณลิงก์)

แสงที่สะท้อนกลับแทนที่จะเดินหน้าต่อไป — การสะท้อนแบบเฟรสเนล ค่าการสะท้อน และการสูญเสียย้อนกลับต่อแต่ละองค์ประกอบและแต่ละเทคโนโลยี: การสะท้อนและการสูญเสียย้อนกลับ; การลดทอนเพิ่มขึ้นตามอายุการใช้งานอย่างไร — ไฮโดรเจน น้ำ รังสี การโค้งงอระดับจุลภาค: ความน่าเชื่อถือและการเสื่อมสภาพตามอายุ

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ