MX204ネットワークケーブルおよびトランシーバの計画
光ファイバー ケーブルの電力バジェットと電力マージンの計算
このトピックの情報と光インターフェイスの仕様を使用して、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します。
ハードウェア互換性ツールを使用して、Juniper Networks デバイスでサポートされているプラガブルトランシーバに関する情報を見つけることができます。
電力バジェットと電力マージンを計算するには、次のタスクを実行します。
光ファイバー ケーブルの電力バジェットの計算方法
光ファイバー接続が正しく動作するため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電力バジェット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していなくても、ワーストケースの分析を使用して許容誤差を提供します。電力バジェット(PB)のワーストケース推定値を計算するには、最小トランスミッタ電力(PT)と最小レシーバ感度(PR)を仮定します。
PB = PT – PR
次の架空の電力バジェットの式では、デシベル(dB)とデシベル(1ミリワット(dBm)で測定された値を使用しています。
PB = PT – PR
PB = -15 dBm – (-28 dBm)
PB = 13デシベル
光ファイバーケーブルの電力マージンの計算方法
リンクのパワー バジェットを計算した後、パワー バジェット(PB)から減衰またはリンク損失(LL)を差し引いた後に利用可能な電力量を表すパワー マージン(PM)を計算できます。PM の最悪の場合の推定値は、最大 LL を前提としています。
PM = PB – LL
PM がゼロより大きいことは、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には、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発生する信号損失の実際の量については、ベンダーのドキュメントを参照してください。
リンク損失係数 |
推定リンク損失値 |
---|---|
高次モード損失 |
シングル モード - なし マルチモード - 0.5 dB |
モード分散と色分散 |
シングル 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 |
ファイバー減衰 |
シングル モード - 0.5 dB/km マルチモード - 1 dB/km |
以下の計算例では、電力バジェット(PB)が13dBの全長2kmのマルチモードリンクについて、 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 (コネクタあたり 0.5 dB、つまり 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(2 km @ 1 dB/km、または 2 dB)の合計としてリンク損失(LL)を計算します。電力マージン(PM)は次のように計算されます。
PM = PB – LL
PM = 13 dB – 2 km (1 デシベル/キロ) – 5 (0.5 デシベル) – 2 (0.5 デシベル) – 0.5 デシベル
PM = 13デシベル – 2デシベル – 2.5デシベル – 1デシベル – 0.5デシベル
PM = 7デシベル
以下の計算例では、電力バジェット(PB)が13dBの全長8kmのシングルモードリンクについて、 表1の推定値を使用しています。この例では、7 つのコネクタのファイバー減衰(8 km @ 0.5 dB/km、つまり 4 dB)と損失(コネクタあたり 0.5 dB、つまり 3.5 dB)の合計としてリンク損失(LL)を計算します。電力マージン(PM)は次のように計算されます。
PM = PB – LL
PM = 13 dB – 8 km (0.5 dB/km) – 7(0.5 dB)
PM = 13デシベル – 4デシベル – 3.5デシベル
PM = 5.5デシベル
どちらの例でも、計算された電力マージンはゼロより大きく、これは、リンクが送信に十分な電力を持ち、最大レシーバ入力電力を超えないことを示しています。
MXシリーズルーターのCB-REおよびRCBインターフェイスケーブルおよびワイヤ仕様
表 2 に、管理ポートに接続するケーブルとアラーム リレー接点に接続するワイヤの仕様を示します。
ルーティングエンジン(RE)とコントロールボード(CB)が1つのボードに統合されたルーターでは、CB-REはルーティングおよびコントロールボード(RCB)として知られています。RCB は、RE および CB 機能を提供する単一の FRU です。
ポート |
ケーブル仕様 |
最大長 |
ルーターレセプタクル |
---|---|---|---|
ルーティングエンジンコンソールまたは補助インターフェイス |
RS-232(EIA-232)シリアルケーブル |
1.83メートル |
RJ-45 ソケット |
ルーティング エンジン イーサネット インターフェイス |
100Base-T動作に適したカテゴリ5ケーブルまたは同等のケーブル |
100メートル |
RJ-45 自動センシング |
アラームリレー接点 |
ゲージが 28 AWG から 14 AWG のワイヤ(0.08 から 2.08 mm2) |
なし |
— |
デバイス パッケージの一部として、DB-9 から RJ-45 へのケーブル、または CAT5E 銅線ケーブルを使用した DB-9 から RJ-45 へのアダプターは含まれなくなりました。コンソール・ケーブルが必要な場合は、部品番号 JNP-CBL-RJ45-DB9 (CAT5E 銅線ケーブルを使用した DB-9 to RJ-45 アダプター) で別途注文できます。
光ファイバー ケーブルの信号損失、減衰、分散
マルチモードおよびシングルモード光ファイバー ケーブルの信号損失
マルチモード光ファイバーは、直径が十分に大きいため、光線が内部で反射します(ファイバーの壁に当たって跳ね返る)。マルチモード光ファイバーのインターフェイスには、通常、光源として LED が使用されています。ただし、LED はコヒーレントな光源ではありません。さまざまな波長の光をマルチモード光ファイバーに送り込むため、光はさまざまな角度で反射します。光はマルチモード光ファイバー内をジグザグに進み、それが信号分散の原因となります。ファイバー コア内を進む光がファイバーのクラッドに入ると、高次モード損失が発生します。以上の要因が相まって、マルチモード光ファイバーの伝送距離はシングルモード光ファイバーよりも短くなります。
シングルモード光ファイバーは直径が小さく、光線は 1 つのレイヤーを通してのみ内部反射します。シングルモード光ファイバーのインターフェイスには、光源としてレーザーが使用されています。レーザーが生成する光の波長は単一であり、光はシングルモード光ファイバー内を直線状に進みます。シングルモード光ファイバーは、マルチモード光ファイバーよりも帯域幅が広く、信号の伝搬距離が長くなります。
最大伝送距離を超えると、著しい信号損失が発生する可能性があり、伝送の信頼性が低下します。
光ファイバー ケーブル内の減衰と分散
光データ リンクが正しく機能するかどうかは、受信機に到達する光が、適切に復調できるほど十分な強度を持っているかどうかにかかっています。 減衰 は、光信号の送信時に発生する光強度の低減を意味します。減衰は、ケーブル、ケーブル スプライス、コネクターなどのパッシブ メディア コンポーネントが原因で発生します。光ファイバーは他のメディアよりも減衰が著しく低下しますが、それでもマルチモードおよびシングルモード両方の伝送で減衰が発生します。効率的な光データ リンクを実現するには、減衰を克服するのに十分な光が必要です。
分散 とは、時間の経過に伴い信号が拡散することです。次の 2 種類の分散が光データ リンクに影響する可能性があります。
色分散 - 光線の速度が異なることで、時間の経過に伴い信号が分散することです。
モード分散—ファイバーの伝搬モードが異なることで生じる、時間の経過に伴い信号が分散することです。
マルチモード伝送の場合、通常、色分散や減衰ではなく、モード分散が最大ビット レートとリンクの長さを制限します。シングルモード伝送の場合、モード分散は要因となりません。ただし、ビット レートが高くなり、距離が長くなると、モード分散ではなく、色分散が最大リンク長を制限します。
効率的な光データ リンクを実現するには、受信機が仕様通りに動作する上で最低限必要とする強度を超えた光が必要です。さらに、総分散が、Telcordia Technologies ドキュメント GR-253-CORE(Section 4.3)および ITU(International Telecommunications Union)ドキュメント G.957 がそのタイプのリンクに関して指定している制限内でなければなりません。
色分散が許容限度に達した場合、その影響はパワー バジェット内のパワー ペナルティーと見なすことができます。光パワーバジェットでは、コンポーネント減衰、パワーペナルティー(分散によるペナルティーを含む)、予期しない損失に対する安全マージンの合計を考慮する必要があります。