English 
Русский 
中文 
Español 
Deutsch 
Français Затухание и окна прозрачности
Свет слабеет, проходя через стекло, и насколько — зависит от длины волны: кривая с двумя горбами и тремя долинами, определившая, какие длины волн использует вся отрасль. Здесь объяснено, откуда берутся потери (рассеяние, поглощение, водяной пик), даны их значения на километр для каждого типа волокна и окна, добавлены дискретные потери разъёмов и сварок и показано, как сумма превращается в столбец «дБ» каждого бюджета линии.
Откуда берутся потери
| Механизм | Физика | Зависимость от длины волны | Доля на 1550 нм |
|---|---|---|---|
| Рэлеевское рассеяние | вмороженные в стекло флуктуации плотности рассеивают свет во все стороны | ∝ 1/λ⁴ — доминирует на коротких волнах | ~0,15 дБ/км из 0,2 |
| Инфракрасное поглощение | колебания кварцевой решётки | резко растёт выше 1 600 нм | мало на 1550, закрывает окно за 1 700 |
| Поглощение OH⁻ (вода) | гидроксильные ионы из производства | пики на 1 383 нм (и 1 240, 950 нм) | 0 в волокне с низким водяным пиком; до 1–2 дБ/км в старом |
| Поглощение ионами металлов | примеси Fe, Cu, Cr | — | пренебрежимо в современном волокне |
| Изгибы | макро- и микроизгибы | растёт с длиной волны | зависит от монтажа (Свет в волокне) |
| УФ-поглощение | электронные переходы | далеко ниже 800 нм | для телекома неважно |
Минимум суммы — около 1 550 нм (0,17–0,20 дБ/км в лучшем волокне) — причина, почему дальние линии и DWDM живут там.
Окна
| Окно | Длина волны | Типичное затухание (SMF) | Типичное затухание (MMF) | Кто использует |
|---|---|---|---|---|
| 1-е, 850 нм | 770–910 | — (только многомод) | 2,5–3,5 дБ/км | оптика SR на VCSEL от 1000BASE-SX до 800G-SR8; SWDM |
| 2-е, 1310 нм (O-band) | 1 260–1 360 | 0,32–0,40 дБ/км | 0,6–1,5 (MMF на 1300) | LX/LR/DR/FR, нижняя полоса CWDM, восходящий PON, нулевая дисперсия |
| E-band | 1 360–1 460 | 0,35 (только волокно с низким водяным пиком) | — | каналы CWDM 1371–1451 |
| S-band | 1 460–1 530 | 0,25 | — | нисходящий GPON 1490, CWDM 1471–1511 |
| 3-е, 1550 нм (C-band) | 1 530–1 565 | 0,18–0,22 дБ/км | — | ER/ZR, DWDM, окно усиления EDFA, видео PON 1550 |
| L-band | 1 565–1 625 | 0,20–0,25 | — | расширение DWDM, нисходящий XG-PON 1577, мониторинг 1625 |
| U-band | 1 625–1 675 | 0,3+ | — | рефлектометрия работающих систем |
Названия полос и сетки каналов: Диапазоны длин волн.
Затухание по типам волокна
| Волокно | 850 нм | 1310 нм | 1383 нм | 1550 нм | 1625 нм | Нормативные максимумы |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 (62,5 мкм) | 3,5 | 1,5 (1300) | — | — | — | TIA-568 |
| OM2–OM5 (50 мкм) | 3,0 (тип. 2,3) | 1,5 (тип. 0,7) | — | — | — | TIA-568 |
| OS1 (внутренний, плотный буфер) | — | 1,0 | — | 1,0 | — | ISO 11801 |
| OS2 / G.652.D (низкий водяной пик) | — | 0,35 (макс. 0,4) | ≤ 0,4 | 0,20 (макс. 0,3) | 0,23 | ITU-T G.652.D |
| G.652.B (старое, водяной пик) | — | 0,35 | 1–2 | 0,22 | 0,3 | G.652.B |
| G.655 NZ-DSF | — | — | — | 0,22 | 0,25 | G.655 |
| G.654.E сверхнизкие потери | — | — | — | 0,17 | 0,19 | G.654 |
| G.657 нечувствительное к изгибу | — | 0,35 | — | 0,20 | 0,23 | G.657 |
Правило поля: для проекта брать заявленный производителем кабеля максимум (0,35/0,22), для поиска неисправностей — измеренное значение.
Дискретные потери
| Элемент | Типично | Проектная норма | Примечания |
|---|---|---|---|
| Пара разъёмов, одномод UPC, чистые | 0,1–0,3 дБ | 0,5 дБ (TIA), 0,75 дБ (старые проекты) | разъёмы класса B типично ≤ 0,25 дБ |
| Пара разъёмов APC | 0,1–0,3 дБ | 0,5 дБ | плюс обратные потери ≥ 60 дБ |
| Пара разъёмов, многомод | 0,1–0,5 дБ | 0,75 дБ | — |
| Пара MPO-12/16 | 0,2–0,5 дБ (low-loss ≤ 0,35) | 0,5–0,75 дБ | на состыкованную пару, все волокна |
| Сварка, одномод | 0,02–0,1 дБ | 0,1–0,3 дБ | измеряется рефлектометром |
| Сварка, многомод | 0,05–0,2 дБ | 0,3 дБ | — |
| Механическое соединение | 0,2–0,5 дБ | 0,5 дБ | временный ремонт |
| Грязный разъём | 0,5–3 дБ | — | самые частые потери из всех (Неисправности хозяйства) |
| Сплиттер 1:2 | 3,5 дБ | 3,9 дБ | каждое удвоение добавляет ≈ 3,2–3,5 дБ |
| Сплиттер 1:32 | 17 дБ | 17,5–18 дБ | PON (Классы ODN) |
| Мультиплексор CWDM (8 каналов) | 1,0–2,0 дБ | 2,5 дБ | на проход; ×2 для мукс + демукс (Бюджет CWDM) |
| AWG DWDM (40 каналов) | 3–5 дБ | 5–7 дБ | на проход |
| Фиксированный аттенюатор | номинал 1–20 дБ | ± 0,5 дБ | против перегрузки приёмника |
Собираем вместе
Полные потери = Σ(длина волокна × дБ/км) + Σ(пар разъёмов) + Σ(сварок) + Σ(пассивных устройств).
| Пример линии | Волокно | Разъёмы | Сварки | Устройства | Итого |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 км SMF на 1310 нм, 4 пары разъёмов, 4 сварки | 3,5 | 2,0 (проект) / 0,8 (тип.) | 0,4 / 0,2 | — | 5,9 проект / 4,5 типично |
| 40 км SMF на 1550 нм, 4 пары, 12 сварок | 8,8 | 2,0 | 1,2 | — | 12,0 |
| 300 м OM4 на 850 нм, 2 пары | 0,9 | 1,5 | — | — | 2,4 |
| 20 км GPON на 1490 нм, деление 1:32, 4 пары, 6 сварок | 5,0 | 2,0 | 0,6 | 17,5 | 25,1 (класс B+ 28 дБ) |
| 40 км CWDM на 1550 с мукс/демукс | 8,8 | 2,0 | 1,0 | 5,0 | 16,8 |
Сравнение с бюджетом модуля: Инженерия бюджета линии.
Длина волны важна дважды
- Потери на километр — модуль ER на 1550 нм теряет 0,2 дБ/км там, где LR на 1310 теряет 0,35; на 40 км это 6 дБ разницы — причина, почему ER и ZR сидят на 1550.
- Чувствительность к изгибам — потери на изгибах растут с длиной волны; хозяйство, проходящее на 1310, может отказать на 1550 или 1577 (XG-PON), и тестовая длина волны 1625 нм используется, чтобы такие изгибы находить (Измерения).
В CodingBox
DDM модуля даёт оба конца уравнения — мощность Tx здесь, мощность Rx там, — а разница, считанная на столе с заведомо исправным шнуром и затем в стойке, и есть потери хозяйства; сравнение с таблицей выше говорит, таково ли хозяйство, каким его предполагал проект (DDM в приложении, Мощность Rx и бюджет).