光ファイバー ケーブルの電力予算と電力マージンを計算する

光ファイバー接続が正しく動作するのに十分な電力を確保するには、リンクが送信できる最大電力量であるリンクの電力予算(P_B)を計算する必要があります。電力バジェットを計算するときは、実際のシステムのすべての部分がワーストケースのレベルで動作するわけではない場合でも、ワーストケース分析を使用して許容誤差を提供します。_PBのワーストケースの推定値を計算するには、最小送信電力_(PT)と最小受信感度(PR₎を仮定します。

P_B = P_T – P_R

次の架空の電力バジェット式では、デシベル(dB)で測定された値と、1ミリワット(dBm)を基準とするデシベル値を使用します。

P_B = P_T – P_R

_{PB =} -15 dBm – (-28 dBm)

_{PB =} 13 dB

リンクの_{P B} を計算した後、P_B から減衰またはリンク損失(LL)を差し引いた後の利用可能な電力量を表すパワー マージン(P_M)を計算できます。P_M の最悪ケースの推定値は、最大 LL を仮定しています。

P_M = P_B – LL

_{PM が} 0 より大きい場合は、電力バジェットが受信機を動作させるのに十分であることを示します。

リンク損失を引き起こす要因としては、高次モード損失、モード分散と色分散、コネクター、スプライス、ファイバー減衰などがあります。 表 1 は、次のサンプル計算で使用される係数の推定損失量を示しています。機器やその他の要因によって実際に発生する信号損失の量については、ベンダーのドキュメントを参照してください。

表1:リンク損失を引き起こす要因の推定値

リンク損失係数	推定リンク損失値
高次モード損失	単一モード - なし マルチモード—0.5 dB
モード分散と色分散	単一モード - なし マルチモード:帯域幅と距離の積が 500 MHz-km 未満の場合はなし
コネクタの不良	0.5デシベル
スプライス	0.5デシベル
ファイバーの減衰	シングル・モード:0.5dB/km マルチモード:1 dB/km

P_B が 13 dB の 2 km 長のマルチモード リンクの次の計算例では、 表 1 の推定値を使用しています。この例では、5 つのコネクター (コネクターあたり 0.5 dB、または 2.5 dB) と 2 つのスプライス (スプライスあたり 0.5 dB、または 1 dB)、および高次モード損失 (0.5 dB) のファイバー減衰量 (2 km @ 1 dB/km、または 2 dB) と損失の合計として LL を計算します。_PM は次のように計算されます。

P_M = P_B – LL

_PM= 13 dB – 2 km(1 dB / km)– 5(0.5 dB)– 2(0.5 dB)– 0.5 dB

_PM= 13 dB – 2 dB – 2.5 dB – 1 dB – 0.5 dB

P_M = 7 dB

P_B が 13 dB で長さ 8 km のシングルモード リンクに関する次の計算例では、 表 1 の推定値を使用しています。この例では、LL をファイバーの減衰量(8 km @ 0.5 dB/km、つまり 4 dB)と 7 つのコネクターの損失(コネクターあたり 0.5 dB、つまり 3.5 dB)の合計として計算します。_PM は次のように計算されます。

P_M = P_B – LL

_PM= 13 dB – 8 km(0.5 dB / km)– 7(0.5 dB)

_PM= 13 dB – 4 dB – 3.5 dB

P_M = 5.5 dB

どちらの例でも、計算_されたPM はゼロより大きく、リンクが送信に十分な電力を有し、最大受信電力を超えていないことを示す。