Help us improve your experience.

Let us know what you think.

Do you have time for a two-minute survey?

 
 

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 ケーブルのパワー バジェットとパワー 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 ケーブルのパワー バジェットとパワー マージンを計算します。

ヒント:

ハードウェア互換性ツールを使用して、ジュニパーネットワークス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ーに関する情報を見つけることができます。

パワー バジェットとパワー 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 ケーブルのパワー バジェットを計算する方法

光ファイバー接続が正しい動作に十分な電力を確保するためには、リンクのパワー バジェット(送信可能な最大電力)を計算する必要があります。パワー バジェットを計算する場合、最悪ケースの分析を使用して、実際のシステムのすべての部分が最悪ケース レベルで動作しないにもかかわらず、エラーのマージンを提供します。パワー バジェット(PB)の最悪ケースの推定値を計算するには、最小トランスミッタパワー(PT)と最小受信機感度(PR)を想定します。

PB = PT – PR

次の仮定のパワー バジェット式では、dB(デシベル)と 1 ミリワット(dBm)で測定された値を使用します。

PB = PT – PR

PB = –15 dBm – (–28 dBm)

PB = 13 dB

光ファイバー ケーブルのパワー マージンを計算する方法

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(PM)から減衰またはリンク ロス(LL)を引いた後に使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 の最悪ケースの推定値は、最大 LL を想定しています。

PM = PB – LL

PM がゼロより大きい場合、パワー バジェットが受信機の動作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、モーダルおよび色分散、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した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実際の信号損失量については、ベンダーのマニュアル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

リンク損失の推定値

高次モード損失

単一モード-なし

マルチモード:0.5 dB

モーダルおよび色分散

単一モード-なし

マルチモード:なし(帯域幅と距離の積が 500 MHz-km 未満の場合)

コネクターの障害

0.5 dB

スプライス

0.5 dB

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

次の 2 km 長のマルチモード リンクのパワー バジェット(PB)が 13 dB の計算例では、 表 1 の推定値を使用します。この例では、ファイバー減衰(2 km @ 1 dB/km、または 2 dB)と 5 つのコネクター(コネクター当たり 0.5 dB、または 2.5 dB)と 2 つのスプライス(スプライス当たり 0.5 dB、または 1 dB)と、より高次モード損失(0.5 dB)の損失の合計として LL(リンク ロス)を計算します。パワー 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 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

PM = 7 dB

次の 8 km 長のシングルモード リンクのパワー バジェット(P B)が 13 dB の計算例では、 表 1 の推定値を使用します。この例では、ファイバー減衰(8 km @ 0.5 dB/km、または 4 dB)と 7 個のコネクターの損失(コネクター当たり 0.5 dB、または 3.5 dB)の合計として LL(リンク ロス)を計算します。パワー 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 dB – 4 dB – 3.5 dB

PM = 5.5 dB

どちらの例でも、計算されたパワー マージンがゼロより大きく、リンクに伝送に十分な電力があり、受信機の最大入力電力を超えてい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とワイヤ仕様

表 2 は、管理ポートに接続するケーブルと、アラームリレー連絡先に接続するワイヤーの仕様を示しています。

メモ:

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ているルーターでは、CB-REはルーティングおよびコントロールボード(RCB)と呼ばれます。RCBは、REおよびCB機能を提供する単一のFRUです。

表 2:ルーティング エンジンおよび RCB 管理およびアラーム インターフェイスのケーブルとワイヤの仕様

ポート

ケーブル仕様

ケーブル/ケーブル供給

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

RJ-45/DB-9 コネクターを使用した長さ 1.83 m

1.83 m

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

カテゴリー 5 ケーブルまたは 100Base-T 動作に適した同等品

長さ4.57m x 1、RJ-45/RJ-45コネクター付き

100 m

RJ-45 オートセンシング

アラームリレーの連絡先

28-AWGと14-AWG(0.08および2.08 mm2)の間のゲージ付きワイヤー

いいえ

なし

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 ファイバーは、直径が十分な大きさで、光線が内部で反射します(ファイバーの壁から跳ね返る)。マルチモード光インターフェイスでは、通常、光源として LED を使用します。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噴霧し、さまざまな角度で光を反射します。光がマルチモード光ファイバーを通ってギザギザの線を進み、信号分散を引き起こします。ファイバー コア内を移動する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。これらの要因を組み合わせることで、シングルモードファイバーと比較して、マルチモードファイバーの伝送距離が制限されます。

シングルモード光ファイバーは直径が非常に小さく、光線は 1 つのレイヤーを通してのみ内部反射します。シングルモード光インターフェイスでは、光源としてレーザーを使用します。レーザーは、単一波長の光を生成し、シングルモード光ファイバーを通って直線状に進みます。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に比べて帯域幅が高く、信号の伝送距離が長くなります。

最大伝送距離を超えると、重大な信号損失が発生し、伝送の信頼性が低下する可能性があります。

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、適切に復調できる十分なパワーを持っているかどうかにかかっています。 減衰 とは、光信号の送信時のパワーの低下のことです。減衰は、ケーブル、ケーブル スプライス、コネクターなどの受動メディア コンポーネントによって引き起こされます。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とシングルモードの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、時間の経過とともに信号が拡散することです。以下の 2 種類の分散が光データ リンクに影響を与える可能性があります。

  • 色分散:光線の速度が異なって、時間の経過に伴って信号が分散します。

  • モード分散:ファイバー内の伝搬モードが異なって、時間の経過に伴って信号が分散します。

マルチモード伝送では、通常、色分散や減衰ではなく、モード分散が最大ビット レートとリンク長を制限します。シングルモード伝送の場合、モード分散は要因ではありません。ただし、ビット レートが高く、距離が長くなると、モード分散ではなく、色分散によって最大リンク長が制限されます。

効率的な光データ リンクには、受信機が仕様に合わせて動作するために必要な最小電力を超える十分な光が必要です。さらに、総分散は、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 のリンクのタイプに関して指定された制限未満である必要があります。

色分散が許容最大の場合、その効果はパワー 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可能にする必要があります。