Berechnung und Verständnis optischer Leistungsbudgets

Medienkonvertierung ist ein beliebtes Vernetzungswerkzeug. Es hilft Unternehmen bei der Integration ihrer LWL- und kupferbasierten Ethernet-Architekturen. Dies ermöglicht Unternehmen die kostengünstige Optimierung der Leistung innerhalb des Netzwerks sowie das Schritt halten mit neu entstehenden Technologien. Allerdings hängt die effektive Anwendung von Medienkonvertern von der genauen Berechnung des optischen Leistungsbudgets von Netzwerken ab.

Das LWL Leistungsbudget ist die erforderliche Lichtmenge, die zur erfolgreichen Übertragung von Signalen über Distanzen durch eine LWL-Verbindung erforderlich ist. Die innerhalb der Einrichtung verfügbare Menge an Lichtenergie gibt vor, wie lange Unternehmen LWL-Kabelverbindungen zwischen Medienkonvertern innerhalb des Netzwerks ausweiten können. LWL Leistungsbudgets sind entscheidend für Unternehmen, um zu verstehen, wie sie optische Netzwerke ohne Auftreten von Signalstörungen wegen Energielosigkeit, die in Licht generiert wird, erweitern können.

Bei der Berechnung optischer Leistungsbudgets hängen Unternehmen von zwei Herstellerstatistiken ab: Mindestsendeleistung und Mindestempfangsempfindlichkeit. Unternehmen, die ihr LWL Leistungsbudget kalkulieren, ziehen einfach die Mindestempfangsempfindlichkeit von der Mindestsendeleistung ab. Die Mindestempfangsempfindlichkeit ist üblicherweise eine negative Ziffer, wodurch die Berechnung der Addition des absoluten Wertes der Mindestempfangsempfindlichkeit zur Mindestsendeleistung entspricht.

Allerdings gibt es in dieser relativ einfachen Gleichung ein paar Abstufungen. Eine Abstufung besteht darin, dass viele Gerätehersteller die durchschnittliche Mindestempfangsempfindlichkeit  oder durchschnittliche Mindestsendeleistung angeben. Folglich stellt die Berechnung nicht die genaue Mindestmenge der erforderlichen optischen Leistung dar, weil der tatsächliche Mindestwert manchmal unterhalb der vorliegenden Durchschnittswerten fällt. Es ist entscheidend, dass der wahre Mindestwert in der Kalkulation verwendet wird und nicht der Durchschnitt.

Zudem gibt es ein paar Komplikationen, die aus der tatsächlichen Konfiguration der Netzwerkeinrichtung entstehen können. Wenn Geräte von mehreren Herstellern oder verschiedene Modelle des gleichen Herstellers verwendet werden, kann die erforderliche Leistung zur Übertragung von Licht zwischen Medienkonvertern in Abhängigkeit von der Verkehrsrichtung variieren. Deshalb muss die Mindestsendeleistung und die Empfangsempfindlichkeit so berechnet werden, als ob Licht in beide Richtungen strömen würde, da die unterschiedliche Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit zu verschiedenen Ergebnissen führen werden. Die niedrigeren Ergebnisse sind als minimales optisches Leistungsbudget zu verwenden. Im nachstehenden Fall würden wir ein Leistungsbudget von 20dBm verwenden.

Dieses anfängliche, optische Leistungsbudget ist allerdings nur der erste Schritt. Kabeldämpfung, Spleiße und Steckverbinder tragen ebenfalls zu Leistungsverlust bei, während das Licht durch die LWL-Leitung fließt. Um das wahre minimale optische Leistungsbudget zu identifizieren, müssen Unternehmen auch die Menge an Lichtenergie evaluieren, die aufgrund dieser Faktoren verloren gehen könnte.

Kabeldämpfung tendiert dazu, den größten Beitrag zu Leistungsverlust zu leisten und schafft einen Verlust zwischen .22dB und .5dB pro Kilometer. Kabeldämpfung kann bestimmt werden, indem die genaue Anzahl der Kabel ermittelt wird, die installiert werden.  Wenn Sie das Kabel noch nicht haben, sollte der Hersteller Ihnen eine Worst-Case-Zahl der LWL-art angeben können, deren Installation Sie planen. Multiplizieren Sie diesen Faktor mit der Anzahl an Kilometern in der Anlage. Eine LWL mit einem Verlust von .3db pro Kilometer verliert über einen Abstand von 20 km 6dB.

Da LWL-Kabel nicht in 20 km Spulen geliefert wird, enthält die Installation einige Spleiße.  Spleiße erzeugen im Allgemeinen einen Verlust von .1dB, auch wenn Unternehmen das wahre Worst-Case-Verlustszenario bei Installateuren erhalten können. Beträgt ein typischer Abstand zwischen Spleißen 6 km, dann hätte eine Anlage von 20 km 4 Spleiße und einen Verlust von .4dB (.1x4).

Steckverbinderverlust hat ebenfalls Auswirkungen auf das Netzwerk, wobei Statistiken bei Herstellern oder Installateuren erhältlich sind. Die Anzahl an Steckverbindern in der Anlage mit dem Verlust für jeden Steckverbinder multiplizieren, um den gesamten Steckverbinderverlust zu erhalten.  Der TIA-Standard für Steckverbinderverlust beträgt .75dB.  In einer typischen Anlage mit 6 Steckverbindern ist mit einem Steckverbinderverlust von 4,5dB zu rechnen.

Alle vorstehenden Werte von der verfügbaren Leistung abziehen. Ist diese Zahl negativ, ist keine Fortsetzung notwendig, da nicht genug Leistung vorhanden ist, um das Netzwerk zu betreiben. Ist diese Zahl positiv, müssen zwei weitere Dinge berücksichtigt werden, bevor das Netzwerk als installiert erklärt werden kann.

Verfügbare Leistung	Verlust durch Kabeldämpfung	Spleißverlust	Steckverbinderverlust	Verbleibende, verfügbare Leistung
20	6	.4	4.5	9.1dB

Das erste ist... was passiert wenn LWL geschnitten wird und ich es wieder zusammenspleißen muss? In einer ordnungsgemäßen Anlage muss eine Schätzung der erwarteten Anzahl an Reparaturen während der Lebensdauer der LWL erfolgen und im Leistungsbudget berücksichtigt werden. Diese Reparaturen werden um den Spleißverlust ergänzt, also muss die Anzahl der erwarteten Spleiße mit dem Verlust jedes Spleißes multipliziert werden (gleiche Zahl, die vorstehend verwendet wurde) und von der verbleibenden Leistung abgezogen werden. Die Zahl muss immer noch positiv sein.

Verfügbare Leistung	Reparatur von Spleißverlust	Verbleibende, verfügbare Leistung
9.1	.4	8.7dB

Eine letzte Leistungsverlustquelle resultiert aus extremen Temperaturen und sonstigen unvorhergesehenen Faktoren. Übermäßige Wärme oder Kälte kann optischen Leistungsverlust erzeugen, der innerhalb der einzelnen Verwendungen variiert. Unternehmen müssen oft mit Herstellern und Installateuren zusammenarbeiten, um zu identifizieren, mit wieviel Verlust unter bestimmten Umweltbedingungen zu rechnen ist und die Statistiken verwenden, um eine  "Sicherheitsfaktor"-Schätzung zu erstellen.  Um einen fehlerfreien Betrieb zu gewährleisten, wird im Allgemeinen ein Wert zwischen 1,7 dB und 3 dB verwendet.

Verfügbare Leistung	Verlust des Sicherheitsfaktors	Verbleibende, verfügbare Leistung
8.7	1.7 bis 3	5.7 bis 7 dB

Wenn die absoluten Mindestwerte unter Berücksichtigung der Netzwerkkomplikationen berechnet werden, können Unternehmen ein genaues optisches Leistungbudget für ihr LWL-Netzwerk festlegen. Dies ermöglicht ihnen die genaue Identifikation, wie lang sie ein LWL-Kabel zwischen Medienkonvertern erweitern können. Geht während der Übertragung zu viel Leistung verloren, ist das Lichtsignal gestört und erzeugt große Leistungskomplikationen. Wenn, nach Einhaltung der in diesem Dokument beschriebenen Schritte die übrig gebliebene Budgetziffer positiv ist, können Sie sicher sein, dass Ihr LWL-Netzwerk über die Lebensdauer der Anlage die erforderliche Leistung erbringt.