กำลังรับ (Rx) และงบประมาณลิงก์

กำลังรับเป็นค่า DDM ตัวเดียวที่แทบจะเป็นค่าจริงเสมอ และเป็นผลลัพธ์ท้ายสุดของสมการง่าย ๆ คือกำลังที่ปลายไกลส่งออกมาลบด้วยสิ่งที่เส้นทางสูญเสียไป อ่านค่าทั้งสองปลายแล้วคุณจะได้การสูญเสียที่วัดได้จริงของลิงก์ เทียบค่านี้กับสิ่งที่โครงสร้างสายควรสูญเสีย แล้วคุณจะรู้ว่าใยแก้วนำแสง คอนเนกเตอร์ หรือโมดูลเป็นตัวปัญหา และเหลือค่าเผื่ออีกเท่าใดก่อนที่ลิงก์จะล่ม

สมการ

Rx(here) = Tx(far end) − loss(path)
loss(path) = fibre attenuation × length + Σ connectors + Σ splices + Σ passive components
margin     = Rx(here) − sensitivity(this receiver)

ทั้ง Tx และ Rx มาจาก DDM (พารามิเตอร์) ส่วนองค์ประกอบของการสูญเสียมาจากบันทึกของโครงสร้างสาย หรือจากตัวเลขทั่วไปต่อไปนี้:

องค์ประกอบ	การสูญเสียทั่วไป	หมายเหตุ
SMF ที่ 1310 nm	0.32–0.35 dB/km	G.652
SMF ที่ 1550 nm	0.18–0.22 dB/km	—
SMF ที่ 1610 nm (ขอบแบนด์ CWDM)	0.22–0.25 dB/km	จุดดูดกลืนของน้ำที่ 1383 nm อยู่ที่ 0.3–0.5 dB/km บนใยแก้วนำแสงรุ่นเก่า
MMF ที่ 850 nm	2.5–3.5 dB/km	OM3/OM4
คอนเนกเตอร์ 1 คู่ (LC/SC, UPC หรือ APC)	0.2–0.5 dB (สูงสุด 0.75 ตาม TIA)	ถ้าสกปรก: +0.5 … +3 dB หรือมากกว่านั้น
คอนเนกเตอร์ MPO/MTP 1 คู่	0.35–0.75 dB	โพลาริตีและการจัดพินสำคัญกว่าการสูญเสีย
จุดเชื่อมแบบฟิวชัน	0.05–0.1 dB	—
จุดเชื่อมแบบกลไก	0.2–0.5 dB	—
มัลติเพล็กเซอร์ + ดีมัลติเพล็กเซอร์ของ CWDM (ต่อช่องสัญญาณ)	รวม 2.5–4 dB	บวกอีก 1–2 dB ต่อแบนด์ที่ผ่านทะลุ
มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ของ DWDM (AWG)	3–6 dB ต่อคู่	—
สปลิตเตอร์ PON 1:2 / 1:4 / 1:8	≈ 3.5 / 7.2 / 10.5 dB	—
สปลิตเตอร์ PON 1:16 / 1:32 / 1:64	≈ 13.7 / 17.2 / 20.5 dB	—
ตัวลดทอนสัญญาณแบบอินไลน์	ตามฉลากระบุ ±0.5 dB	—

วิธีคำนวณงบประมาณแบบละเอียดสำหรับ CWDM: มัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์และงบประมาณลิงก์ การแปลงหน่วย: หน่วยและการแปลงหน่วย

ตัวอย่างการคำนวณ: 10GBASE-LR ระยะ 12 km

Tx ปลายไกล (จาก DDM): −2.5 dBm
การสูญเสียที่คาดไว้: 12 km × 0.35 = 4.2 dB + คอนเนกเตอร์ 4 คู่ × 0.4 = 1.6 dB + จุดเชื่อม 6 จุด × 0.1 = 0.6 dB → 6.4 dB
Rx ที่คาดไว้: −2.5 − 6.4 = −8.9 dBm
ความไว (10GBASE-LR, ค่าเฉลี่ย): ประมาณ −14.4 dBm → ค่าเผื่อที่คาดไว้ ≈ 5.5 dB

Rx ที่วัดได้	การตีความ
−8 … −10 dBm	เป็นไปตามที่ออกแบบไว้
−12 dBm	หายไป 3 dB คอนเนกเตอร์สกปรกหรือเสียหายหนึ่งจุด มีการโค้งงอรัศมีมาก (macro-bend) หรือจุดเชื่อมมีปัญหา ให้ทำความสะอาดและตรวจสอบ แล้วตามด้วย OTDR
−14 dBm	อยู่ที่ขีดจำกัดความไว ลิงก์อาจยังขึ้นอยู่แต่มีข้อผิดพลาดและอาการกระพริบ
−40 dBm	ไม่มีแสงเลย ใยแก้วนำแสงขาด พอร์ตผิด หรือ Tx ที่ปลายไกลปิดอยู่ (เช็กลิสต์เมื่อไม่มีลิงก์)
−3 dBm	ปลายไกลส่งกำลังมากกว่าที่คาดไว้ หรือเส้นทางสั้นกว่าที่บันทึกไว้มาก

ทั้งสองทิศทาง

วัดทั้ง A→B และ B→A การสูญเสียของใยแก้วนำแสงจะสมมาตรกันในระดับเศษเสี้ยวของ dB ความต่างที่มากกว่าความแม่นยำของ DDM (±3 dB ในทางปฏิบัติคือมากกว่า 2 dB) หมายความว่าความไม่สมมาตรนั้นอยู่ที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง ไม่ใช่ที่เส้นทาง:

ข้อสังเกต	ความหมาย
ทั้งสองทิศทางต่ำลงเท่ากัน	เส้นทางร่วมกัน: ความยาว จุดเชื่อม มัลติเพล็กเซอร์ หรือคอนเนกเตอร์สกปรกในใยแก้วนำแสงทั้งสองเส้น
ทิศทางเดียวต่ำ	คอนเนกเตอร์สกปรกหรือเสียหายบนใยแก้วนำแสงเส้นนั้น Tx อ่อนที่ฝั่งส่ง หรือความยาวคลื่นไม่ตรงกันสำหรับทิศทางนั้น (BiDi/CWDM)
ทิศทางเดียวมืด	ใยแก้วนำแสงในคู่นั้นขาด, Tx ถูกปิดใช้งานหรือตาย, หรือ Tx/Rx สลับสายกัน
ทั้งสองทิศทางปกติดีแต่ยังมีข้อผิดพลาด	ไม่ใช่ปัญหาเรื่องกำลัง แต่เป็นดิสเพอร์ชัน FEC หรือโพลาริตีบนออปติกแบบขนาน (ค่าตรวจวัด VDM และ FEC)

แยกตามเลนบนออปติกแบบขนาน: เทียบค่า Rx ทั้งสี่หรือแปดค่าเข้าด้วยกันก่อน แล้วค่อยเทียบกับสเปก (การวินิจฉัยแยกตามเลน)

โอเวอร์โหลด: แสงมากเกินไป

ตัวรับทุกตัวมีอินพุตสูงสุดที่รับได้ เกินกว่านั้นโฟโตไดโอดหรือ TIA จะอิ่มตัวและเกิดข้อผิดพลาด ทั้งที่ “สัญญาณแรงดี” จุดโอเวอร์โหลดโดยทั่วไป: −1 … 0 dBm สำหรับตัวรับ PIN ของ 10G SR/LR, −3 dBm สำหรับ 1G, −7 … −9 dBm สำหรับตัวรับ APD ในโมดูล ZR/DWDM, +2 … +4 dBm สำหรับ PAM4 โมดูลระยะไกลบนลิงก์สั้นต้องใช้ตัวลดทอนสัญญาณโดยเลือกขนาดให้ Rx ตกอยู่กลางช่วงหน้าต่าง (ค่าทั่วไป, ตัวรับ)

กำลังไม่ใช่ทุกอย่าง: ดิสเพอร์ชันและค่าปรับลด

งบประมาณของ IEEE กันไว้หลาย dB สำหรับค่าปรับลด ได้แก่ ดิสเพอร์ชัน การสะท้อน จิตเตอร์ ซึ่งไม่ปรากฏเป็นกำลังที่หายไป สำหรับ 10GBASE-LR งบประมาณอยู่ที่ 9.4 dB โดยมีเพียง 6.2 dB ที่เป็นการสูญเสียจากการแทรกของช่องสัญญาณ ส่วนที่เหลือเป็นส่วนจัดสรรให้ค่าปรับลด ดังนั้นลิงก์หนึ่งอาจแสดง “ค่าเผื่อ 3 dB” จากกำลัง Rx แต่ก็ยังอยู่ที่ขีดจำกัดบนสแปนระยะไกลที่ 1550 nm บน CWDM 1610 nm หรือบนใยแก้วนำแสง OM1 ที่ 10G อาการที่พบคือข้อผิดพลาดและลิงก์กระพริบทั้งที่ระดับสัญญาณดี (ลิงก์กระพริบ) ทางแก้คือใช้โมดูลที่ทนดิสเพอร์ชันได้ดีกว่า (EML ระยะสั้นลง หรืออัตราเร็วต่ำลง) แทนที่จะเพิ่มกำลัง

นโยบายค่าเผื่อ

ค่าเผื่อ (Rx − ความไว)	ข้อสรุป
> 6 dB	สภาพดี มีที่ว่างเผื่อการเสื่อมสภาพตามอายุและคอนเนกเตอร์สกปรกหนึ่งจุด
3–6 dB	ยอมรับได้ ให้ตรวจติดตามและเก็บค่าฐานไว้
1–3 dB	ก้ำกึ่ง คาดว่าจะมีอาการกระพริบในวันที่อากาศร้อนหรือหลังมีการจับต้องใด ๆ
< 1 dB	ต้องแก้ไขทันที ทำความสะอาด เชื่อมจุดใหม่ ย่นระยะให้สั้นลง หรือเปลี่ยนคลาสระยะส่ง

ออกแบบลิงก์ใหม่ให้มีค่าเผื่ออย่างน้อย 3 dB หลังหักการเสื่อมสภาพตามอายุ (0.5–1 dB สำหรับการเสื่อมสภาพของเลเซอร์ตลอดอายุการใช้งาน และ 0.5 dB ต่อจุดเชื่อมซ่อมแซมในอนาคตแต่ละจุด)

การบันทึก

บันทึกค่า Tx และ Rx ที่ปลายทั้งสองด้านตอนติดตั้ง คือพาสปอร์ตของลิงก์ (การตรวจติดตาม) ค่าที่อ่านได้ภายหลังก็จะกลายเป็นค่าเดลตา ซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากความแม่นยำสัมบูรณ์ ±3 dB ของ DDM (ความแม่นยำและข้อจำกัด)

ใน CodingBox

หน้าจอ DDM ในแอป แสดงค่า Tx และ Rx พร้อมค่าเกณฑ์ของโมดูลเอง และบันทึกค่าตามเวลาไว้ให้ การอ่านโมดูลทั้งสองตัวของลิงก์บนโต๊ะทดสอบก่อนติดตั้งจะให้ค่ากำลังส่งออกสำหรับงบประมาณข้างต้น สำหรับโมดูลที่ถอดออกมาจากลิงก์ที่ล่ม ประวัติค่า Rx ที่บันทึกไว้จะบอกได้ว่าการสูญเสียค่อย ๆ เพิ่มขึ้น (จากโครงสร้างสาย) หรือ Tx ของโมดูลเองตกลง (ไบอัส Tx และการเสื่อมสภาพของเลเซอร์)

งบประมาณที่มีสปลิตเตอร์และหน้าต่างตามคลาส: คลาสของ ODN และงบประมาณของ PON ลิงก์ที่ขยายสัญญาณแล้วซึ่งขีดจำกัดอยู่ที่สัญญาณรบกวนไม่ใช่กำลัง: การขยายสัญญาณและ OSNR

รายละเอียดฝั่งออกแบบ ได้แก่ค่าเผื่อตามมาตรฐาน ค่าปรับลด นโยบายค่าเผื่อ และตัวอย่างการคำนวณงบประมาณสี่แบบ: วิศวกรรมงบประมาณลิงก์ การวัดการสูญเสียของโครงสร้างสายด้วย LSPM และ OTDR แทนการอนุมานจาก DDM: การทดสอบและการวัด

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ