Pengetahuan

Jarak transmisi bukan hanya milik kabel saja. Ini adalah hasil dari anggaran sistem: fiber yang Anda pasang, kecepatan data yang Anda gunakan, panjang gelombang yang digunakan transceiver Anda, kerugian yang ditambahkan oleh konektor dan sambungan Anda, dan dispersi yang terakumulasi dalam sinyal. Ubah salah satu dari ini dan jarak maksimum pun berubah.

Itulah sebabnya dua tautan yang dibangun dengan kabel yang sama dapat berperilaku sangat berbeda - yang satu berjalan sejauh 40 km tanpa kesalahan, yang lainnya gagal pada jarak 300 m. Panduan ini menjelaskan variabel mana yang menetapkan batas atas, cara menghitung batas atas untuk tautan Anda sendiri, dan apa yang harus diperiksa ketika suatu tautan tidak mencapai jangkauan terukurnya.

Jarak Adalah Anggaran Tautan, Bukan Spesifikasi Kabel

Sebelum melihat faktor-faktor individual, ada baiknya untuk mengetahui bagaimana peringkat potongan-potongan tersebut. Untuk tautan yang dirancang secara normal, jarak maksimum ditentukan kira-kira dalam urutan berikut:

• Jenis dan kelas serat- mode-tunggal atau multimode, dan kategori mana di dalamnya
• Kecepatan data dan standar antarmuka optik- 1G, 10G, 100G, 400G berperilaku sangat berbeda pada fiber yang sama
• Spesifikasi pemancar- kekuatan peluncuran, sensitivitas penerima, jangkauan terukur
• Kehilangan tautan total- redaman serat ditambah setiap konektor, sambungan, dan pemisah di jalurnya
• Penyebaran- dispersi modal pada multimode, dispersi kromatik pada rentang mode-tunggal yang panjang
• Kualitas lingkungan dan instalasi- sebagian besar merupakan masalah keandalan dan margin, bukan-batas jarak urutan pertama

Kondisi lingkungan termasuk dalam daftar ini, tetapi tidak berada pada urutan teratas. Suhu, kelembapan, dan tekanan mekanis terutama mengikis Andabatasdan keandalan{0}}jangka panjang. Mereka jarang memutuskan apakah jalur yang dirancang dengan benar mencapai 10 km atau 40 km.

Jenis Serat dan Bandwidth Modal

Serat-mode tunggal membawa satu mode propagasi, sehingga menghindari dispersi modal sepenuhnya dan merupakan satu-satunya pilihan realistis yang melampaui beberapa ratus meter. Serat multimode membawa banyak mode yang tiba pada waktu yang sedikit berbeda, dan penyebaran - bukan atenuasi - yang membatasi jangkauannya pada kecepatan data yang tinggi.

Inilah sebabnya mengapa multimode ditentukan olehbandwidth modal yang efektifbukan berdasarkan jarak. OM3 diberi peringkat pada 2000 MHz·km pada 850 nm dan OM4 pada 4700 MHz·km; angka yang lebih tinggi adalah alasannyaserat OM4mendukung saluran 10G dan 100G yang lebih panjang dibandingkan OM3 pada perangkat keras yang identik. Jika Anda masih memutuskan antara kedua kelompok tersebut,-perbedaan biaya, harga transceiver, dan peningkatan ruang kepala tercakup dalam hal iniperbandingan-mode tunggal versus multimode.

Dalam mode-tunggal, kategori untuk jarak mentah tidak terlalu penting dibandingkan asumsi orang.Serat G.652.Dadalah pilihan utama, yang ditentukan dalamITU-Rekomendasi G.652dengan redaman kabel tidak lebih dari 0,4 dB/km pada 1310 nm dan 0,3 dB/km pada 1550 nm. Tekuk-nilai G.657 yang tidak sensitif, yang ditentukan dalamITU-T G.657, jangan melakukan transmisi lebih jauh dalam rentang lurus - transmisi hanya akan berkurang jika rute memaksa tikungan tajam.

Lalu apa yang sebenarnya terjadi jika Anda salah memilih serat? Jarang terjadi "kekurangan jarak". Yang lebih sering terjadi adalah salah satu dari hal berikut: transceiver tidak akan terhubung sama sekali karena modul-mode tunggal tidak dapat dipasangkan dengan benar ke dalam inti berukuran 50 µm; tautan muncul tetapi kesalahan sedang dimuat karena bandwidth modal tidak mencukupi untuk tarif; atau penerima kelebihan beban karena rentangnya jauh lebih pendek daripada modul yang dirancang.

Kecepatan Data, Panjang Gelombang dan Dispersi

Serat yang sama mendukung jarak yang sangat berbeda tergantung pada apa yang Anda lewati. Kecepatan simbol yang lebih tinggi berarti periode bit yang lebih pendek, sehingga jumlah penyebaran pulsa tertentu menghabiskan sebagian besar mata. Hasilnya adalah pola yang pada akhirnya diperhatikan oleh setiap teknisi jaringan: jangkauan menurun seiring dengan kenaikan tarif.

Perhatikan bahwa OM4 memberi Anda 100 m pada 10G tetapi hanya 30 m pada 100G. Tingkat serat tidak dapat mengkompensasi tingkat tanpa batas waktu.

Panjang gelombang bekerja dalam dua arah sekaligus. Pada 1550 nm, redaman terendah - biasanya sekitar 0,19–0,21 dB/km pada G.652.D dibandingkan 0,32–0,35 dB/km pada 1310 nm - itulah sebabnya sistem jarak jauh dan DWDM berada pada pita C-. Namun 1550 nm juga merupakan tempat serat{14}}mode tunggal standar menunjukkan sekitar 17 ps/nm·kmdispersi kromatik, sedangkan 1310 nm berada di dekat titik-dispersi nol. Pada jaringan 10G atau 25G yang melewati jarak sekitar 60–80 km, dispersi, bukan daya, menjadi kendala yang mengikat, dan Anda memerlukan kompensasi atau antarmuka yang koheren daripada pemancar yang lebih panas.

Anggaran Daya Optik

Perhitungan inilah yang mengubah pembahasan di atas menjadi sebuah angka. Mulailah dengan apa yang diberikan transceiver kepada Anda:

Anggaran daya yang tersedia (dB)=daya keluaran pemancar minimum (dBm) − sensitivitas penerima (dBm)

Kemudian kurangi semua yang digunakan tautan:

• Atenuasi serat: koefisien atenuasi (dB/km) × panjang (km)
• Kehilangan konektor: jumlah pasangan yang dikawinkan × kehilangan per pasangan (biasanya 0,2–0,5 dB di lapangan; TIA memungkinkan hingga 0,75 dB)
• Kehilangan sambungan: jumlah sambungan fusi × kehilangan per sambungan (biasanya di bawah 0,1 dB, dengan batas penerimaan umum 0,3 dB)
• Kehilangan komponen pasif: splitter PON, panel patch, filter WDM
• Margin sistem: 3 dB adalah batas konvensional untuk penuaan, perbaikan, dan ketidakpastian pengukuran

Contoh yang berhasil untuk tautan mode tunggal-sepanjang 10 km pada 1310 nm, menggunakan nilai lembar data yang mewakili - selalu gantikan angka dari lembar data modul Anda sendiri:

• Output minimum pemancar: −8,0 dBm; sensitivitas penerima: −18.0 dBm →anggaran 10,0 dB
• Serat: 10 km × 0,36 dB/km=3.6 dB
• Konektor: 4 pasang berpasangan × 0,5 dB=2.0 dB
• Sambungan: 2 × 0,1 dB=0.2 dB
• Total kehilangan tautan=5.8 dB; margin tersisa=4.2 dB

Margin di atas 3 dB, tautannya terdengar baik. Di bawahnya, Anda hanya tinggal satu konektor kotor atau satu sambungan perbaikan yang jauh dari kesalahan. Dan jika perhitungan lolos tetapi tautan masih gagal, batasnya bukan daya - lihat dispersi atau ketidakcocokan laju/antarmuka.

Konektor, Sambungan dan Pembengkokan

Di laboratorium, serat mendominasi anggaran kerugian. Di lapangan, peristiwa-peristiwa diskrit biasanya terjadi. Empat pasang konektor pada 0,5 dB masing-masing harganya sama dengan 5,5 km serat G.652.D pada 1310 nm - dan jumlah konektor adalah variabel yang paling sering diremehkan pada tahap desain.

Tiga mode kegagalan menyebabkan sebagian besar kekurangan antara kerugian yang dihitung dan diukur:

• Permukaan ujung yang terkontaminasi.Sebuah partikel tunggal pada ferrule dapat menambahkan apa pun mulai dari sepersekian dB hingga kegagalan tautan total, dan ini adalah hal pertama yang harus diperiksa pada tautan mana pun yang terdegradasi tanpa perubahan fisik.
• Sambungan fusi yang buruk.Ketidaksejajaran inti, kesalahan sudut belah, dan kontaminasi semuanya tampak meningkatkehilangan sambungan. Sambungan yang secara konsisten di atas 0,3 dB harus dibuat ulang, bukan diterima.
• Pembengkokan.Pembengkokan makro - kabel yang ditarik mengelilingi sudut baki lebih rapat daripada radius tekukan minimumnya - muncul sebagai langkah terlokalisasi pada jejak OTDR dan sangat bergantung pada panjang gelombang-, lebih buruk pada 1550 nm dibandingkan pada 1310 nm. Pembengkokan mikro akibat hancurnya atau-ikatan kabel yang terlalu ketat lebih menyebar dan lebih sulit dilokalisasi. Ituperilaku kerugian lentur serat G.657inilah yang membuatnya layak untuk ditentukan untuk-rute dalam gedung dan FTTH di mana pemasang tidak dapat menjamin radius yang besar.

Jangkauan dan Kompatibilitas Transceiver

Jarak yang tercetak pada modul optik adalah peringkat sistem yang diperoleh dari standar antarmuka, bukan janji tentang rute khusus Anda. Ini mengasumsikan jenis serat tertentu, panjang gelombang tertentu, dan kehilangan penyisipan saluran yang ditentukan standar. Tiga pemeriksaan sebelum Anda melakukan:

• Jenis serat dan panjang gelombang harus cocok pada kedua ujungnya.Modul 850 nm dan rentang mode-tunggal sama sekali tidak kompatibel, dan modul 1310 nm tidak akan beroperasi dengan modul 1550 nm.
• Kehilangan tautan yang Anda hitung harus berada di bawah batas kerugian penyisipan saluran antarmuka, yang ditentukan per tipe PHY olehKelompok Kerja IEEE 802.3.
• Periksa titik kelebihan beban receiver, bukan hanya sensitivitasnya.Menempatkan modul ER sepanjang 40 km pada link sepanjang 500 m dapat membuat penerima jenuh dan menghasilkan kesalahan yang terlihat persis seperti kerugian yang berlebihan. Pasang attenuator.

Untuk pengadaan, aturan praktisnya adalah menanyakan tiga angka kepada pemasok yang memungkinkan Anda memverifikasi klaim sendiri: daya keluaran pemancar minimum, sensitivitas penerima, dan nilai kerugian penyisipan saluran. "Modul 20 km" yang dikutip tanpa angka tersebut tidak dapat dibandingkan dengan rute Anda.

Kondisi Lingkungan dan Instalasi

Lingkungan mempengaruhi jarak secara tidak langsung, dengan memakan margin dan menurunkan kualitas kabel seiring berjalannya waktu. Kabel luar ruangan memerlukan struktur-pemblokir air, tahan UV-dan kuat secara mekanis karena masuknya uap air ke dalam selubung yang rusak atau penutup sambungan, dan pembebanan akibat benturan yang menyebabkan pembengkokan mikro, menyebabkan sambungan melampaui anggaran bertahun-tahun setelah dioperasikan. Suhu ekstrem siklik penting terutama pada batas rentang pengoperasian yang ditentukan dan melalui penuaan jangka panjang, bukan sebagai variabel jarak hari ke hari.

Satu koreksi yang perlu dilakukan secara eksplisit, karena koreksi ini selalu muncul dalam literatur kabel:peringkat-tahan api dan-tahan api tidak memperluas jarak transmisi.Mereka ada untuk memenuhi peraturan kebakaran gedung, membatasi penyebaran api dan mengendalikan asap dan emisi halogen. Fleksibilitas dan kinerja tikungan sangat mempengaruhi kehilangan pemasangan; peringkat api tidak. Tentukan keduanya, namun jangan bingung antara keduanya.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Seberapa jauh sebenarnya-fiber mode tunggal dapat melakukan transmisi?

Itu tergantung pada antarmuka, bukan seratnya. Antarmuka Ethernet standar pada-mode tunggal menjangkau 10 km (LR), 40 km (ER), dan 80 km (kelas-ZR,-ditentukan vendor). Dengan kompensasi amplifikasi dan dispersi, sistem-kapal selam dan jarak jauh beroperasi ribuan kilometer pada kategori serat yang sama. Serat hampir tidak pernah menjadi elemen pembatas.

Mengapa serat yang sama mendukung jarak yang lebih pendek pada kecepatan data yang lebih tinggi?

Dua alasan. Kecepatan yang lebih tinggi memperpendek periode bit, sehingga jumlah pulsa yang menyebar dari dispersi menghabiskan lebih banyak mata secara proporsional. Dan receiver dengan kecepatan-yang lebih tinggi umumnya memerlukan lebih banyak daya optik untuk tingkat kesalahan yang sama, sehingga mengurangi anggaran daya. Kedua efek tersebut mendorong ke arah yang sama.

Apakah 1310 nm atau 1550 nm lebih baik untuk jarak jauh?

1550 nm memiliki redaman yang lebih rendah, sehingga unggul dalam anggaran daya dalam jangka panjang. Namun 1310 nm berada di dekat panjang gelombang-dispersi nol dari serat-mode tunggal standar, sehingga lebih toleran pada tautan-berkecepatan tinggi. Untuk rentang terbatas-kehilangan, pilih 1550 nm; untuk dispersi-terbatas, 1310 nm atau antarmuka dengan kompensasi dispersi.

Tautan saya berada dalam jarak pengenal modul tetapi masih ada kesalahan. Mengapa?

Penyebab paling umum, secara berurutan: permukaan ujung konektor terkontaminasi, lebih banyak pasangan konektor di jalur daripada perkiraan anggaran, sambungan-kerugian tinggi, tikungan yang melanggar radius minimum, atau penerima kelebihan beban pada tautan pendek dengan modul jangkauan-panjang. Ukur kerugiannya terlebih dahulu - untuk memisahkan masalah listrik dari masalah lainnya.

Apakah kabel-loss rendah atau kabel "premium" dapat memperpanjang jarak secara signifikan?

Kadang-kadang, namun pengaruhnya terbatas dan perlu diukur. Beralih dari 0,35 dB/km ke 0,19 dB/km pada 1550 nm menghemat 1,6 dB dalam jarak 10 km - nyata, namun lebih kecil dari tiga konektor yang ceroboh. Serat yang sangat-rendah-rugi menghasilkan keuntungan pada bentang panjang yang tidak berulang, bukan pada sambungan kampus. Selalu tanyakan panjang gelombang mana yang mengacu pada angka atenuasi yang dikutip, dan ingatlah bahwa jangkauan pengenal transceiver masih membatasi tautan terlepas dari seberapa bagus seratnya.

Ringkasan

Jarak transmisi serat optik diatur oleh suatu sistem, bukan oleh kabel. Perbaiki standar kecepatan data dan antarmuka terlebih dahulu, lalu jenis dan tingkat serat, lalu hitung anggaran daya dibandingkan jumlah konektor dan sambungan sebenarnya, dan terakhir periksa dispersi untuk rentang kecepatan-tinggi. Perlakukan spesifikasi lingkungan sebagai keputusan keandalan dan margin yang - diperlukan, namun pertanyaannya berbeda dari jangkauan.

Jika Anda menentukan kabel untuk rute dengan panjang dan laju yang diketahui, langkah berikutnya yang berguna adalah bekerja mundur: ambil tunjangan kerugian penyisipan saluran antarmuka, kurangi margin 3 dB, kurangi anggaran konektor dan sambungan Anda, dan lihat berapa koefisien atenuasi yang dibutuhkan oleh angka sisa serat. Angka itulah, bukan jarak pemasaran, yang seharusnya menentukan spesifikasi.