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Bahasa Melayu 鏈路預算計算
鏈路預算是每條光纖鏈路據以設計、每條故障鏈路據以判定的核心計算：發射器發出的光，減去線路吸收的一切，是否仍然超過接收器所需的功率，並為老化、維修和髒污連接器留出餘量？本頁給出該公式及其各項、每種損耗的標準取值、並非損耗卻表現類似損耗的代價、餘量策略、四個計算實例，以及相反的問題：光功率過大。
公式
剩餘餘量 = 功率預算 − 線路損耗 − 代價 − 老化 / 維修，其中功率預算 = 發射功率（最小值）− 接收靈敏度（最差值）。各項均以 dB 計，目標餘量不低於 3 dB。
數值來源：
| 項 | 來源 | 典型值（10GBASE-LR） |
|---|---|---|
| 發射功率最小值 | 模組規格書 / IEEE 條款（平均功率，最小值） | −8.2 dBm |
| 接收靈敏度最差值 | 規格書中規定誤碼率下的值（1e-12；25G 及以上為 FEC 前） | −14.4 dBm |
| 功率預算 | 差值 | 6.2 dB |
| 光纖 | 長度 × 衰減係數（設計最大值） | 10 km × 0.35 = 3.5 dB（衰減） |
| 連接器 | 配對數量 × 取值 | 4 × 0.5 = 2.0 dB（設計值） |
| 接續點 | 數量 × 取值 | 4 × 0.1 = 0.4 dB |
| 代價 | IEEE 預算已針對標準傳輸距離包含這些代價；非標準鏈路需另行加入 | 0.5–1.5 dB |
| 老化 | 激光器輸出在壽命期內下降 1–2 dB；需為維修預留 | 1 dB |
各標準的取值
| 機構 / 文件 | 連接器對 | 接續點 | 光纖（單模 1310 / 1550） | 光纖（多模 850） |
|---|---|---|---|---|
| TIA-568.3-D | 0.75 dB | 0.3 dB | 0.5 / 0.5 dB/km（室內），0.4 室外 | 3.5 dB/km |
| ISO/IEC 14763-3 | 0.75（C 級）/ 0.25（B 級） | 0.3 | 0.4 / 0.4（OS2） | 3.5 |
| ITU-T G.652.D 光纜規範 | — | — | 0.35–0.4 / 0.21–0.3 | — |
| IEEE 802.3 鏈路模型 | 含 2 對（≈ 1.5 dB 多模，2 × 0.5 單模） | — | 按條款的最差情況 | 按條款 |
| 實用設計值 | 0.5 | 0.1 | 0.35 / 0.22 | 3.0 |
採用客戶標準與實用數值中較嚴格的一個，並記錄採用了哪一個。
並非損耗的代價
| 代價 | 原因 | 大小 | 何時重要 |
|---|---|---|---|
| 色散（TDP） | 脈衝展寬壓縮眼圖 | 1–3 dB | 10G 及以上速率的長距單模、接近傳輸極限的多模（色散） |
| 反射 / 回波損耗 | 反射回 DFB 激光器的光使其不穩定；多次反射相互干涉 | 0.5–1 dB | 長距鏈路上的 UPC 連接器；PON 和 DWDM 採用 APC |
| 模式噪聲 | 多模連接器處的散斑圖案發生變化 | 0.5–1 dB | 使用激光器的多模鏈路、錯位連接器 |
| 消光比 | 消光比低，意味著相同平均功率下「1」電平的光功率更小 | 0.5–2 dB | 廉價 DML |
| 串擾 | 相鄰 WDM 信道 | 0.5–1 dB | CWDM/DWDM 合波器 |
| 偏振 | PDL/PMD | < 0.5 dB | 長距相干鏈路 |
IEEE 的 PMD 預算已經包含標準光纖上標準傳輸距離的各項代價；只有非標準組合才需要另行加入。
餘量策略
| 剩餘餘量 | 結論 |
|---|---|
| ≥ 3 dB | 設計通過 |
| 1–3 dB | 有條件通過：確認連接器潔淨、後續不再增加分光器、開啟監測警報 |
| 0–1 dB | 首日可用，第一次連接器變髒或高溫天氣就會失效，需要重新設計（更優光纖、減少連接器、更長距模組） |
| < 0 | 無法建鏈；應更換 ER 模組、增加放大器或縮短線路 |
計算實例
1. 10GBASE-LR，10 km 單模，4 對連接器，4 個接續點
| 項目 | dB |
|---|---|
| 預算（−8.2 − (−14.4)） | 6.2 |
| 光纖 10 × 0.35 | −3.5 |
| 連接器 4 × 0.5 | −2.0 |
| 接續點 4 × 0.1 | −0.4 |
| 餘量 | 0.3：按設計取值處於臨界狀態；若使用典型連接器（4 × 0.2），餘量為 1.5 dB。結論：需核實實測線路損耗 ≤ 3.5 dB，或改用 10GBASE-ER 加衰減器 |
2. 10GBASE-ER，35 km 單模，1550 nm，6 對連接器，20 個接續點
| 項目 | dB |
|---|---|
| 預算（−4.7 − (−15.8)） | 11.1（IEEE ER：發射最小 −4.7，靈敏度 −15.8，按 40 km、0.25 加代價計算預算為 15） |
| 光纖 35 × 0.22 | −7.7 |
| 連接器 6 × 0.5 | −3.0 |
| 接續點 20 × 0.1 | −2.0 |
| 餘量 | 按取值為 −1.6 → 按實測線路（連接器 0.2，接續點 0.05）計算，損耗為 9.9 → 餘量為 1.2 dB。結論：投入使用前先實測，或改用 ZR（預算約 23 dB）加 5 dB 衰減器 |
3. 100GBASE-SR4，90 m OM4，2 對 MPO
| 項目 | dB |
|---|---|
| 預算（−8.4 OMA 發射最小值 − (−10.3) OMA 靈敏度） | 1.9（IEEE 信道插入損耗取值為 100 m 下 1.9 dB，含 1.5 dB 連接器） |
| 光纖 0.09 × 3.0 | −0.27 |
| MPO 2 × 0.5 | −1.0 |
| 餘量 | 0.6：符合 IEEE 模型；實際限制因素是模式頻寬而非功率（傳輸距離表） |
4. GPON B+ 級，18 km，1:32 分光，5 對連接器，8 個接續點
| 項目 | dB |
|---|---|
| B+ 級預算（最小 13，最大 28 dB） | 28 |
| 光纖 18 × 0.35（1310 上行最差） | −6.3 |
| 分光器 1:32 | −17.5 |
| 連接器 5 × 0.5 | −2.5 |
| 接續點 8 × 0.1 | −0.8 |
| 餘量 | 0.9：偏緊；建議採用 C+ 級（32 dB）或 1:16 分光（ODN 等級與預算） |
光功率過大：過載與衰減器
接收器有最大輸入功率（過載點，PIN 為 −1 … +3 dBm，APD 更低）。40 km 的 ER 模組用在 2 km 鏈路上，送到額定 +1 dBm 的接收器上是 −5 dBm，沒有問題；ZR 模組發射功率為 +4 dBm，用在一根跳線上，送到額定 −7 dBm 的 APD 上是 +3.5 dBm，會導致誤碼或損壞。
| 情況 | 處理方法 |
|---|---|
| 長距模組用於短鏈路 | 在接收端加裝固定衰減器 5–15 dB，使 Rx 功率落在動態範圍中段 |
| DWDM/EDFA 輸出接入模組 | 開通時設定 VOA |
| PON ONU 靠近 OLT | 視等級而定；通常因為有分光器而仍在範圍內 |
| 雙向鏈路 | 兩個方向分別衰減；衰減器按每根光纖配置 |
兩端都要檢查：預算按方向分別計算，兩端模組也可能不同（Rx 功率與鏈路預算）。
從設計到驗收
- 按取值設計，使餘量 ≥ 3 dB。
- 安裝完成後，在工作波長下用 LSPM 測量插入損耗 （測試）。
- 將實測損耗與設計損耗對比；任何連接器損耗 > 0.5 dB 都要排查。
- 點亮鏈路，記錄兩端的 Tx 和 Rx DDM 數值，形成鏈路檔案 （監測）。
- 餘量 = Rx 功率 − 靈敏度；若相對檔案值下降 2 dB 就警報。
在 CodingBox 中
第 4 步從工作台開始：安裝前讀取每個模組的 Tx 功率和閾值，安裝後在交換機上讀取 Rx 數值，這兩個數字合起來就是實測預算。CodingBox 將模組數值與其序號一起保存，使檔案在模組更換後依然有效（應用中的 DDM，Code database）。
本頁匯總了衰減、取值、反射率、幾何參數、色散和常見介面預算等數值：典型數值；附計算實例的公式見：公式與計算；預算中模組一側的參數（發射功率、靈敏度、過載、FEC）見：鏈路中的收發模組；預算耗盡後的放大器、OSNR 與再生見：放大與再生。