آنالیز افت شبکه فیبر نوری

آنالیز میزان  افت شبکه فیبر نوری در واقع محاسبه و تایید ویژگی های عملکردی شبکه فیبر نوری می باشد که جهت تخمین میزان افت شبکه فیبر نوری استفاده می شود و همچنین تعیین می نماید که آیا بستر شبکه توانایی لازم جهت انتقال داده را دارد یا خیر؟، همچنین تخمینی جهت مقایسه با نتایج اندازه گیری واقعی را ارائه می دهد.

آنالیز افت شبکه فیبر نوری

 

افت لینک شبکه نوری تحت تاثیر مواردی از قبیل طول لینک، نوع تار فیبر نوری، طول موج مورد استفاده، کانکتور ها و اسپلایس ها (فیوژن ، مکانیکی) و سایر پارامترهای افت در لینک شبکه نوری قرار میگیرد.

جذب Absorption، پراکندگی Dispertion و پهنای باند پارامترهای اصلی جهت تجزیه و تحلیل میزان افت می باشند، اما از آنجا که ما نمی توانیم افت را به شکل کاملا دقیق اندازه گیری نماییم، بر همین اساس از محدودیت هایی که برای اندازه گیری افت بر اساس استانداردها برای زیرساخت های شبکه  لحاظ گردیده استفاده می نماییم.

طراح شبکه باید قبل از نصب زیرساخت شبکه فیبر نوری، افت لینک را در مراحل اولیه آنالیز نماید تا مطمئن شود این سیستم بر روی شبکه مورد کاربری پیشنهادی عملکرد مناسبی دارد.

از دیدگاه سیستم ما در میزان افت محدودیت مشخصی خواهیم داشت که میتواند میزانی تلورانس یا بازه نیز داشته باشد و به عنوان بودجه توان یا توان کل تعریف می شود و بر اساس میزان توان خروجی فرستنده و ورودی مورد نیاز گیرنده تعیین می گردد.

هرگونه خطا در از دست رفتن نور با میزانی از کاهش توان روبرو می شود که این خطاها را به عنوان  “سرعت خطای بیت bit-error rate ” تعریف می نماییم و ممکن است در اثر ارسال بیش از حد توان و یا ارسال کم توان نوری ایجاد گردد.

 

نکته ای دیگر که بسیار حائز اهمیت میباشد اینست که هدف بیشتر محاسبات روی اندازه گیری میزان افت شبکه نوری در برگیرنده اندازه گیری میزان توان سیستم نوری نیز می باشد و بر روی هر دو موضوع افت و توان همزمان متمرکز میشود. با این حال ، در برخی از سیستم ها ، به ویژه سیستم های سینگل مود که مبتنی بر لیزر می باشند،

ممکن است گیرنده تحمل افت خیلی کم را نداشته باشد که باعث ایجاد توان زیاد در گیرنده می شود و ممکن است افت را بیش از حد نماید و سبب ایجاد خطاهای انتقال شود. در چنین شرایطی ، یک تضعیف کننده attenuator در انتهای گیرنده لینک اضافه می شود تا توان را به حد قابل قبولی کاهش دهد.

 

هر دو تجهیزات پسیو و اکتیو می توانند در محاسبه اندازه گیری میزان افت شبکه تاثیر گذار باشند. افت تجهیزات پسیو شبکه شامل افت فیبر، افت کانکتور و افت فیوژن و یا اتصال مکانیکی می شود. همچنین آداپتور یا کوپلر و اسپلیتر را نیز در لینک فراموش ننمایید. اگر مشخصات مربوط به یک نوع سیستم یا شبکه قابل شناسایی نباشد،

افت مرجع بر اساس استاندارد و راه کار های موجود در صنعت برای اجزای فیبر نوری را میتوان جهت محاسبه افت شبکه نوری لحاظ نمود. قبل از بهره برداری از سیستم ، افت قرار گیری را بوسیله سورس نوری و پاور میتر تست نمایید تا اطمینان حاصل کنید که میزان افت موجود اندازه گیری گردد.

Power_Of_Lightتوان نور

 

منظور از محاسبه میزان افت جهت نشان دادن نحوه عملکرد صحیح تجهیزات نصب شده درشبکه نوری می باشد، مسئله اساسی اینست که در هنگام انجام محاسبات چه مقدار باید از میزان افت مورد تایید واقع شود. می توان از منابع موجود در برخی استانداردهای صنعت مانند 568  TIA نیز استفاده نمود که بر اساس استاندارد افت بسیار پایین نیز به عنوان مشکل در نظر گرفته می شود.

همچنین میتوان از منابع معمولی نیز استفاده کرد، سازندگان قطعات میزان افت را معمولا اندازه گیری و تحت استاندارد روی بسته بندی محصولات درج می نمایند که ممکن است به مقادیر معمولی نزدیک تر باشند تا به استاندارد، کاربران پیشرفته مانند کاربران مخابراتی شبکه فیبر نوری به منازل که نسبت به مشخصات فیبر و مقادیر افت حساس تر میباشند و معمولا از بهترین تجهیزات با مشخصات مناسب و با کمترین میزان تضعیف یا افت کانکتور استفاده می نمایند تا نصب و بهره برداری در زمان طولانی مدت فراهم شود. بهترین راه برای نشان دادن محاسبه میزان افت، نشان دادن نحوه انجام آن در شبکه فیبر نوری میباشد.

در اینجا یک لینک 2 کیلومتری مالتی مود/ سینگل مود ترکیبی با 5 اتصال (2 کانکتور در هر انتها و 3 اتصال در پچ پنل های موجود در لینک) و یک اسپلایس در وسط می باشد . نقشه های زیر طرح و توان ضروری را در هر نقطه در طول مسیر شبکه نشان میدهد.

آنالیز افت شبکه فیبر نوری

 

افت تجهیزات پسیو شبکه فیبر نوری

 

1 : محاسبه میزان افت فیبر در طول موج عملیاتی (برآورد طولی استاندارد افت در هر طول موج)

Cable Length (km) 2.0 2.0 2.0 2.0
Fiber Type Multimode Single mode
Wavelength (nm) 850 1300 1300 1550
Fiber Atten. (dB/km) 3 [3.5] 1 [1.5] 0.4 [1/0.5] 0.3 [1/0.5]
Total Fiber Loss (dB) 6.0 [7.0] 2.0 [3.0] 0.8 [2/1 0.6 [2/1]

 

(کلیه مشخصات موجود در جدول حداکثر مقادیر میزان افت بر اساس استاندارد EIA / TIA- 568 می باشد. برای شبکه فیبر نوری سینگل مود افت بیشتری در انواع شکل های شبکه در نظر گرفته می شود ، 1 دسی بل در کیلومتر برای شبکه سینگل مود، 0.5 دسی بل در کیلومتر برای شبکه فیبر نوری طولانی مجاز میباشد.)

 

2. افت کانکتور فیبر نوری

 

کانکتور های مالتی مود معمولا بین 0.2 تا 0.5 دسی بل افت دارند.

آن دسته از کانکتور های سینگل مود که در کارخانه تولید میشوند و یا با اسپلایس فیوژن متصل شده باشند، افت 0.1 تا 0.2 دسی بل  را به خود اختصاص میدهند. کانکتور های سینگل مود که در محل سربندی مکانیکی میشوند ممکن است افت هایی به اندازه 0.5 تا 1.0 دسی بل را داشته باشند. اکنون در دو حالت عادی و نامناسب آنها را مورد محاسبه قرار میدهیم.

 

 

 

 

Connector Loss

افت کانکتور

0.3 dB
(typical adhesive/polish connector)0.3 دسی بل (چسب معمولی/پولیش کانکتور)
0.75 dB
(prepolished/splice connector and TIA-568 max acceptable)

0.75 دسی بل (مقدماتی/ کانکتور اسپلایس و TIA-568 حداکثر قابل قبول است )

Total # of Connectors

مجموع # کانکتور ها

5 5

Total Connector Loss

مجموع افت کانکتور ها

1.5 dB 3.75 dB

 

 

تمامی کانکتور ها حداکثر میتوانند میزان 0.75 از افت را بر اساس استاندارد EIA / TIA 568 داشته باشند.

 

بسیاری از طراحان و مهندسان در زمان اندازه گیری میزان افت فراموش می نمایند که کانکتور های انتهای شبکه فیبر نوری را نیز در مقدار کل افت شبکه لحاظ نمایند و در هنگام تست شبکه، پچ کورد های ریفرنس به این کانکتور ها متصل می شوند و افت آنها  اندازه گیری و محاسبه و لحاظ می شود.

 

محاسبه افت شبکه فیبر نوری

3. افت اسپلایس فیبر نوری

اسپلایس های مالتی مود معمولاً توسط  اتصال دهنده های مکانیکی ایجاد می شود ، همچنین تعداد قابل توجهی به واسطه فیوژن اسپلایس می شوند. فیوژن در شبکه مالتی مود افت کمتری در مقایسه با اسپلایس مکانیکی دارد با توجه به هسته بزرگتر که سبب ایجاد  افت مکانیکی در شبکه مالتی مود میشود، در نظر داشته باشید که فیوژن اسپلایس در محیط های نامطلوب قابل اطمینان تر میباشد. رقم 0.1 تا 0.5 دسی بل dB برای اسپلایس های مالتی مود مناسب می باشد همچنین بر خورداری از میانگین افت 0.3 نیز برای کارشناسان نصب با تجربه مناسب و مورد تایید می باشد. در مورد فیوژن سینگل مود معمولاً میزان افت بایستی کمتر از 0.05 دسی بل (کمتر از یک دهم دسی بل) باشد.

 

 

Splice Loss

افت اسپلایس

0.3 dB

Total # splices

مجموع # اسپلایس ها

1

Total Splice Loss

مجموع افت اسپلایس

0.3 dB

جهت محاسبه میزان افت، حداکثر افت 0.3 دسی بل dB  برای هر فیوژن فیبر نوری مطابق استاندارد EIA / TIA 568 مجاز و مورد تایید می باشد.

 

 4. مجموع افت شبکه فیبر نوری

جهت اندازه گیری مجموع افت شبکه فیبر نوری بایستی مجموع افت فیوژن ها، افت کانکتور ها و افت فیبر را با هم جمع نمود.

Best Case [TIA 568 Max]

بهترین حالت [TIA 568 Max]

Best Case [TIA 568 Max]

بهترین حالت [TIA 568 Max]

Wavelength (nm)

طول موج (نانومتر)

850 1300 1300 1550

Total Fiber Loss (dB)

مجموع افت فیبر (دسی بل)

6.0 [7.0] 2.0 [3.0] 0.8 [2/1] 0.6 [2/1]

Total Connector Loss (dB)

مجموع افت کانکتور (دسی بل)

1.5 [3.75] 1.5 [3.75] 1.5 [3.75] 1.5 [3.75]

Total Splice Loss (dB)

مجموع افت اسپلایس ( دسی بل)

0.3 [0.3] 0.3 [0.3] 0.3 [0.3] 0.3 [0.3]

Other (dB)

موارد دیگر ( دسی بل )

0 0 0 0

Total Link Loss (dB)

مجموع افت لینک (دسی بل )

7.8 [11.05] 3.8 [7.05] 2.6 [6.05/5.05] 2.4 [6.05/5.05]

 

 

مقادیر افت شبکه فیبر نوری بایستی با معیارهای تست اندازه گیری مطابقت داشته باشند. جهت اندازه گیری افت میزان  +/- 0.2 تا -0.5 دسی بل dB را میتوان به عنوان بازه تلورانس در نظر گرفت که سبب قبول یا عدم قبول تست اندازه گیری افت میشود.

 

محاسبه میزان افت مجاز تجهیزات لینک:

میزان افت لینک برای سخت افزار شبکه بستگی به دامنه دینامیکی و تفاوت بین حساسیت گیرنده و توان خروجی منبع در شبکه فیبر نوری دارد.

 

 5. اطلاعات سازنده ها مربوط به مشخصات  افت برای تجهیزات اکتیو  (لینک دیجیتال مالتی مود 100 مگابیت در ثانیه در طول موج 1300 نانومتر با منبع LED)

 

Operating Wavelength (nm)

طول موج عامل (نانومتر)

1300

Fiber Type

نوع فیبر

MM

مالتی مود

Receiver Sensitivity (dBm@ required BER)

حساسیت گیرنده ( dBm @  مورد نیاز BER)

-31

Average Transmitter Output (dBm)

متوسط خروجی فرستنده(dBm)

-16

Dynamic Range (dB)

محدوده دینامیکی (dB)

15

Recommended Excess Margin (dB)

مقدار اضافی توصیه شده (dB)

3

 

6. محاسبه حد افت

 

Dynamic Range (dB) (above)

محدوده دینامیکی (dB) (بالاتر)

15 15

Cable Plant Link Loss (dB @ 1300 nm)

افت لینک کابل کارخانه (dB @ 1300 nm)

3.8 (Typical) 7.05 (TIA)

Link Loss Margin (dB)

حد افت لینک (dB)

11.2 7.95

 

به عنوان یک قاعده کلی در گذشته،  انتظار میرفت میزان حاشیه ای افت لینک شبکه ای که بیشتر از تقریبا 3 dB باشد سبب شود تا کارشناسان نسبت به ترمیم لینک یا فیوژن مجدد  اقدام نمایند. چراغ های LED یا لیزر در فرستنده ممکن است از بین بروند و توان خود را از دست بدهند، کانکتورها یا اسپلایس ها ممکن است در طول زمان تخریب گردند و یا در صورت باز شدن مجدد برای استفاده یا تست، کانکتورها کثیف و آلوده شوند.

اگر کابل ها بطور تصادفی کات یا بریده شوند، حد اضافی افت برای قرار دادن اسپلایس ها جهت ترمیم مورد نیاز خواهند بود. بنابر این هرگز بدون دستورالعمل مطابق استاندارد اقدام به ترمیم لینک ها قبل از اطمینان داشتن از تجهیزات اکتیو ننمایید.

 

امروزه برخی  از سیستم های شبکه، به ویژه شبکه های مالتی مود با پیشرفت نسل های OM3و OM4 و ورود OM5 با نرخ خطاهای بیت بالا، به دلیل پهنای باند گستره تر مواجه شده اند که افت بسزایی را نیز ایجاد مینماید. یکی از پیچیده ترین روش های تست و اندازه گیری مربوط به شبکه مالتی مود با توجه به گستره بودن مودال و حالت های حرکتی پرتوهای نوری در شبکه های مالتی مود است.

همواره پیشنهاد میگردد از شبکه فیبر نوری سینگل مود استفاده نمایید چرا که سادگی در کنار سرعتی بیشتر از شبکه مالتی مود و نگهداری ساده تر و عمر طولانی تر و کیفیتی برتر در شبکه سینگل مود با ویژگی های فنی برتر در مقایسه با مالتی مود ارائه می گردد.

 

 

اطلاعات بیشتر در مورد افت فیبر نوری:


link

تجهیزات فیبر نوری:

link

 

با سپاس فراوان

شیوا سلطانی / علیرضا عابدیان /  مجتبی منتخبی

دیدگاه‌ها (4)

*
*

    بی نام پاسخ

    افت فیبر نوری بر اسا کدام استاندراد اندازه گیری میشه؟

      admin پاسخ

      افت قرارگیری بر اساس استاندارد سنجش TIA برای فیبر های مالتی مود OFSTP-14 و برای فیبر های نوری سینگل مود OFSTP-7 می باشد که مشابه پروتکل های دیگر استاندارد ها نیز است.

      https://docs.msp-ict.com/Optical-Bandwidth-Attenuation-fa.html
      https://blog.msp-ict.com/index.php/3/اندازه-گیری-میزان-افت-پچ-کورد-فیبر-نوری?show=3#q3

      https://docs.msp-ict.com/Testing-Installed-fibre-optic-cable-fa.html