محاسبه از دست دادن فیبر و فاصله

فیبر نوری مدت طولانی است که اتصالات مسافت طولانی را ارائه می دهد. اما ، تاکنون ، هزینه بالاتر اغلب در بسیاری از توپولوژی های LAN آن را غیر عملی کرده است. با افزایش نیاز به پهنای باند و قیمت افت فیبر ، این تغییر شده است. فیبر اکنون به برنامه هایی که قبلاً حفظ کابل مس بود ، در حال انتقال است و مزایای قابل توجهی را با آن به ارمغان می آورد:

• فیبر نوری پهنای باند استثنایی را فراهم می کند و می تواند سیگنال های زیادی را همزمان حمل کند.
• فیبر نوری از تداخل الکترومغناطیسی مصون است.
• فیبر نوری هیچ گونه انتشار الکترومغناطیسی تولید نمی کند.
• کابل فیبر نوری به سرعت به عنوان کابل کشی مبتنی بر مس خوردگی نمی کند.
• فیبر در برابر استراق سمع مقاوم است.
• پهنای باند بالا فیبر آن را تقریباً "اثبات آینده" می کند.
• فیبر توانایی کار با هر استاندارد LAN/WAN فعلی یا پیشنهادی را دارد.
• فیبر سبک است.

و کار با فیبر آسانتر می شود. تکنیک های خاتمه جدید ، تکنیک های جدید تقسیم بندی و کانکتور/خاتمه فاکتور جدید شکل کوچک (SFP) زندگی را برای نصب کننده های فیبر بسیار ساده تر می کنند. پیش بینی می شود که هزینه های ادغام فیبر در طی چند سال با گروه 5 مطابقت داشته باشد. با توجه به مزایای بسیاری از فیبر ، وقت آن است که برنامه ریزی را از قبل شروع کنیم.

ساختار فیزیکی کابل فیبر

کابل فیبر نوری از سه مؤلفه تشکیل شده است:

• هسته - رشته ای بسیار باریک از شیشه با کیفیت بالا.
• روکش - شیشه با کیفیت بالا با شاخص کمی متفاوت از انکسار (معمولاً در 1 - 2 ٪) از هسته.
• ژاکت بافر/بیرونی - معمولاً از الیاف پلاستیکی و/یا پوشش (بسته به مشخصات و استفاده از فیبر) ساخته می شود.

سیگنال نوری از طریق LED ، VCSEL یا لیزر به فیبر تزریق می شود. برای نصب هایی که خواستار قدرت/کیفیت بالاتر هستند ، فرستنده معمولاً از لیزر استفاده می کند.

فیبر چند حالته

فیبر چند حالته رایج ترین نوع فیبر است که برای ستون فقرات شبکه در داخل ساختمانها استفاده می شود. این نوع فیبر است که استانداردهای IEEE ، ANSI ، TIA و ISO به طور معمول در مشخصات LAN فیبر تعریف می کنند.

متداول ترین اندازه هسته چند حالته 62. 5 میکرومتر (میکرومتر) است. اندازه روکش مرتبط 125 میکرومتر است. اما سایر اندازه های اصلی مانند 50 میکرومتر ، 100 میکرومتر ، 62. 5/125 میکرومتر و 50/125 میکرومتر در دسترس هستند.

• چندین مسیر نوری
• نسبتا ارزان
• پهنای باند مودال محدود
• در درجه اول برای LAN ها استفاده می شود

"چند" در چند حالت از این واقعیت ناشی می شود که نور در چندین مسیر از کابل حرکت می کند. پرتوی نور هنگام حرکت به هسته ، از روکش رو به رو می شود. این بدان معناست که سیگنال ها لزوماً در همان لحظه به گیرنده نمی رسند. به نام "پراکندگی معین" ، دلیل این است که فیبر چند حالته دامنه کمتری نسبت به تک حالت دارد.

دو روش چند حالته مشخص وجود دارد:

• فهرست مرحله - مسیر نور نامنظم و بسیار زاویه ای است
• شاخص درجه بندی شده - مسیر نوری گناهکار و منظم است

شاخص درجه بندی شده استاندارد فعلی است که تقریباً توسط تمام تجهیزات LAN/WAN استفاده می شود. به دلیل ویژگی های انتقال نور چند حالته ، کیفیت کابل فیبر لازم نیست زیاد باشد. علاوه بر این ، فرستنده های چند حالته نسبتاً ارزان هستند.

فیبر تک حالته

فیبر تک حالت در برنامه های کاربردی بیشتر استفاده می شود. تک حالت از قطر هسته کوچکتر (بین 8 تا 12 میکرومتر ، با 9 میکرومتر متوسط) و قطر روکش یکسان به عنوان فیبر چند حالته استفاده می کند.

• 9/125 میکرومتر
• مسیر تک نور
• تا حدودی پرهزینه تر
• خاتمه سخت تر
• در واقع پهنای باند نامحدود
• در درجه اول برای انسان/wans استفاده می شود

طول موج اترنت

کابل های فیبر نوری از چندین طول موج مختلف برای حمل اترنت استفاده می کنند:

• 850 نانومتر چند حالته-استاندارد برای 10Base-FL 10 مگابیت در ثانیه اترنت و 100Base 100 Mbps.
• طول موج کوتاه اترنت- که اغلب برای اترنت گیگابیت 1000Base- SX استفاده می شود.
• 1300 نانومتر چند حالته-استاندارد برای 100Base-FX 100 مگابیت بر ثانیه اترنت. همچنین توسط سایر پروتکل های LAN با سرعت بالا مانند FDDI ، ATM/OC-3 استفاده می شود.
• 1310 نانومتر تک حالت-استاندارد برای 1000Base-LX Gigabit Etheet. همچنین معمولاً برای برنامه هایی که مسافت بیشتر مورد نیاز است با فیبر چند حالته مورد استفاده قرار می گیرد.
• 1550 نانومتر تک حالت-نه یک استاندارد اترنت ، اما برای ارتباطات با مسافت طولانی با سرعت حداکثر 40 گیگابیت بر ثانیه (OC-768) به طور گسترده استفاده می شود.

استانداردهای فیبر

جدول زیر استانداردهای مختلف فیبر نوری را مطابق با IEEE نشان می دهد.

+ 4B5 رمزگذاری در اترنت سریع و گیگابیت اترنت به ترتیب در نرخ بیت واقعی 125 مگابیت در ثانیه و 1250 مگابیت در ثانیه به دست می آید.*100Base-SX (چند حالته موج کوتاه) و 1000Base-LH (تک حالته طولانی) به طور رسمی استانداردهای اتخاذ شده نیستند ، اما معمولاً در شبکه فیبر نوری درک و مورد استفاده قرار می گیرند.

اصطلاحات فیبر

• قدرت پرتاب - دامنه (یا انرژی) نور هنگام ترک فرستنده فیبر. این سطح انرژی به طور معمول در دسی بل نسبت به 1 مگاوات (DBM) اندازه گیری می شود.
• حساسیت دریافت کنید - حداقل انرژی مورد نیاز برای گیرنده فیبر برای تشخیص سیگنال ورودی. این سطح انرژی نیز در دسی بل نسبت به 1 مگاوات (DBM) اندازه گیری می شود.
• دریافت اشباع - حداکثر توان که می تواند بدون استفاده بیش از حد گیرنده وارد شود. بیش از حد گیرنده گیرنده می تواند خطاهای داده یا عدم تشخیص هرگونه داده را ایجاد کند. این سطح انرژی در دسی بل نسبت به 1 مگاوات (DBM) اندازه گیری می شود.
• بودجه فیبر - نتیجه پس از کم کردن حساسیت دریافت از قدرت پرتاب. بودجه برق اندازه گیری انرژی نیست و در دسی بل (DB) اندازه گیری می شود.
• میرایی - کاهش قدرت سیگنال در هنگام انتقال. میرایی بر خلاف تقویت است و وقتی سیگنال از یک نقطه به نقطه دیگر ارسال می شود ، طبیعی است. اگر سیگنال بیش از حد ضعیف شود ، غیرقابل توصیف می شود ، به همین دلیل بیشتر شبکه ها در فواصل منظم به تکرار کننده نیاز دارند. میرایی در دسی بل (DB) اندازه گیری می شود.
• پراکندگی معین (یا پراکندگی بین المللی)-در الیاف چند حالته رخ می دهد زیرا نور در حالت های مختلف (مسیرهای بازتابنده) حرکت می کند ، و هر مسیر منجر به مسافت سفر متفاوت می شود. پراکندگی معین یک محدودیت اصلی فاصله با فیبر چند حالته است.

از دست دادن فیبر دوتایی کامل و فاصله

برای ساده نگه داشتن آن ، اجازه دهید در مورد داده های منتقل شده از طریق پیوند فیبر بحث کنیم ، اگر همیشه Duplex (FDX) باشد. در یک محیط نیمه دوبلکس (HDX) ، ملاحظات زمان بندی فاصله های پیوند فیبر را محدود می کند و این محدودیت ها بدون توجه به استفاده از فیبر اعمال می شود.

از آنجا که دو نوع کابل فیبر و سه طول موج متداول (850 نانومتر ، 1300 نانومتر ، 1550 نانومتر) وجود دارد ، اندازه گیری میرایی با توجه به کابل و طول موج مورد استفاده متفاوت خواهد بود. میرایی در DB اندازه گیری می شود و یا به عنوان میرایی در db/km یا از طریق نمودار میرایی نقل می شود که میرایی را برای کل فیبر انجام می دهد. توجه داشته باشید که مقیاس دسی بل لگاریتمی است-از دست دادن 99 ٪ از نور بیش از طول فیبر به صورت "-20 dB" بیان می شود ، از دست دادن 99. 9 ٪ "-30 dB" و غیره است.

متغیرهای از دست دادن فیبر

• میرایی - کابل کشی فیبر از جذب و بازتاب کمر نور ناشی از ناخالصی های موجود در شیشه ضرر دارد. میرایی تابعی از طول موج است و برای طول موج خاص در استفاده باید مشخص شود.

• پراکندگی معین - هرچه میزان داده ها بالاتر باشد ، مسافتی که سیگنال می تواند قبل از پراکندگی معین حرکت کند کوتاه تر می شود و تمایز بین "1" و "0" غیرممکن می شود. پراکندگی معین فقط نگرانی کابل چند حالته است و به طور مستقیم با نرخ داده متناسب است.

• ضررهای پراکندگی-در حالی که فیبر تک حالت مشمول پراکندگی معین نیست ، سایر اثرات پراکندگی باعث گسترش پالس و محدود کردن فاصله به عنوان تابعی از نرخ داده ها می شود. مهمترین آنها "پراکندگی کروماتیک" است ، که در آن طیف وسیع تری از انواع فرستنده برخی می تواند منجر به زمان سفر مختلف برای قسمت های مختلف پالس نور شود. پراکندگی کروماتیک به طور معمول فقط با سرعت گیگابیت به یک عامل محدود کننده تبدیل می شود.

• شکاف - اگرچه ضررها می توانند اندک و اغلب ناچیز باشند ، اما هیچ شکاف ضرر و زیان کاملی وجود ندارد. بسیاری از خطاها در محاسبات از دست دادن نتیجه عدم موفقیت در شکاف است. متوسط از دست دادن شکاف در کابل تک حالته معمولاً کمتر از 0. 01 dB است.

• اتصالات - مانند شکاف ها ، هیچ اتصال کامل بدون ضرر وجود ندارد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که حتی اتصالات با بالاترین کیفیت می توانند کثیف شوند. خاک و گرد و غبار می تواند یک موج فیبر را کاملاً مبهم کند و ضررهای بزرگی ایجاد کند. به طور معمول ، از دست دادن کانکتور می تواند از 0. 15 دسی بل (LC) تا 0. 5 دسی بل (ST-II) متغیر باشد. محاسبه برای از دست دادن 0. 5 دسی بل در هر کانکتور متداول است و به طور معمول نشان دهنده بدترین سناریو است ، با فرض اینکه از یک کانکتور تمیز و صیقلی استفاده می شود. توجه داشته باشید که همیشه حداقل دو اتصال دهنده در هر بخش فیبر وجود خواهد داشت ، بنابراین به یاد داشته باشید که ضایعات اتصال را به دو برابر کنید.

• بافر ایمنی - به عنوان حاشیه طراحی ، یک زن و شوهر از دست دادن را اضافه کنید. اجازه دادن به 2 یا 3 دسی بل می تواند پیری فیبر ، شکاف ضعیف ، دما و رطوبت را به خود اختصاص دهد.

عدم حساب یکی از این متغیرها می تواند مشکلات بالقوه ایجاد کند. همیشه پس از گذشت فیبر ، ضررها را آزمایش و تأیید کنید. توجه داشته باشید که همه محاسبات حالت عملکرد کامل دوپلکس (FDX) را فرض می کنند.

از دست دادن فیبر معمولی

اعداد ذکر شده در زیر میانگین ها و استاندارد برای فیبر جدید هستند. اعداد واقعی ممکن است برای هر نصب متفاوت باشد.