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光纤线路的链路预算
KangGuoYing
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发表于 2020-3-24 10:24:12  只看楼主 

        光纤网络是陆地宽带传输的基础,能为商业和住宅用户提供语音、视频和数据等多媒体业务。 最初光纤被用于跨大陆长途骨干网的传输服务,因为它提供了很大的带宽,为未来扩容预留了空间。 随着VOPIP、IPTV和HDTV等新技术的持续需求,4G 和5G 接入网络正面临极大压力,要求它们进一步提高传输容量和功能。由于其优越的传输能力远超铜质电缆传输性能,光纤正在应用于城市和局域网(MAN和LAN);光纤经到(终端用户)家(FTTH)技术已经被广泛使用。


1.光纤链路 (FOL)基础



        在远程传输和地面站系统中,与卫星相关的传输网络中的地面部分已改造成光纤。端到端的光纤连接设计也被称为光纤链路(FOL)。光纤链路(FOL)采用直接,其中:只有一个发射器,光纤连接器和一个接收器三部分。


image.png


        这些元器件使信息能够通过光纤在两个点之间传输。发射机由电光器件组成,它将电信号转换成光,接收机也由光电器件组成,其将接收到的光转换回电信号。发射和接收机之间通过光进行信号传送。为保证光纤连接(FOL)传输过程中性能指标,需要考虑“光纤链路预算”。

image.png


2.光纤链路预算


        光纤链路预算是为网络设计工程师提供定量的性能信息。光纤链路预算通过计算预期功率和总体增益来确定的。


3.光纤链路增益

        

        光纤链路增益是构成光纤链路不同元器件贡献的增益和损失之和。计算链路损失预算时,须考虑TX、RX、光纤、连接器及其他在线部件,如分配器、组合器、多路复用器蚂蚁连接器等带来的增益和损失。对于上图所示点对点链路,使用匹配组件,链路增益(G)表示为:-


        Gain = T + R –2LO         ………………………………………………………………(i)


       T是Tx的增益,R是Rx的增益,LO是光纤链路的插入损耗。光学项中的因子是2,意为每dB光学损耗都有对应2dB射频损耗。


        由于光纤和连接中的损耗,插损(LO) dB / Km计算是必需的。以标准康宁SMF28单模光纤为例,在1310 nm 处插入损耗为0.2 db / km,1550nm处插入损耗为0.15 db / km。光学连接器,如FC/APC通常有0.25dB的插入损耗。光学器件连接引入了另外0.25dB的损耗。


3.噪声功率


        光纤链路中的噪声功率也须加入考虑用于量化整体链路预算。输出的噪声功率定义为:


        Output Noise Power = ONF + 10*log10*(BW) ………………………………….(ii)


        其中ONF (光噪底线)是链路噪声输出,定义为1Hz带宽,BW是光纤的带宽。在现实中噪声系数(NF)用于确定光纤链路的噪声性能,与噪声底线有关,如下:


       Optical Noise Floor = -174dBm + NF + G               ………………………….   (iii)


       零度(开氏温度)下1欧姆电阻负载噪声为-174dBm,将该值用于公式(ii),输出的噪声功率为:


       Output Noise Power = -174dBm + NF + G + 10*log10*(MBW) …………   (iv)


4.实例



        假设一个光纤装置噪声系数为19 dB,光纤特性增益 (增益+损耗)约为20 dB。当系统带宽设定为25 MHz。根据公式(iii)可计算出:


      Optical Noise Floor= -174dBm + 19dB + 20dB
      Optical Noise Floor = -135dBm



      根据公式(iv)计算得出发射业务带宽总输出噪声功率,也可以计算出发射业务带宽总输出噪声功率分别如下。


      Output Noise Power= -135 dBm + 10*log10*(25000000) = -135 dBm + 73 dB = -62 dBm

 

     原文来自:[url]http://www.techplayon.com/fiber-optical-link-budget-calculation/[/url]

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