「光学予算」という表現は、技術翻訳者に深い悲しみを引き起こします。英語の「光学予算」は、「ラインエネルギーの可能性」、または少なくとも「光学バランス」としてより正確に翻訳されます。 最も可能性が高いのは、それらが正しいことです。トレーシングペーパーが翻訳の最良の方法であったことはありません。 しかし、この場合、彼らは明らかにそれを我慢しなければなりません。「光の予算」は、テレコムの人々の日常生活に深く入り込んでおり、それをバランスに置き換えることはできません...
しかし、この光学予算は何であり、何を食べますか？
目的を達成する
抵抗のある実際の物理的媒体を伝播する振動は、徐々に消えていきます。 一定の限界に達すると、信号はノイズの海に分解され、最も感度の高いレシーバーはそれをデコードしなくなります。この境界がこのタイプの通信の範囲を決定します。 範囲のいくつかの理論的、理想的な指標は、規格の説明に記載されていますが、ほとんどの場合、「真空中の球形の馬」にすぎないことを理解する必要があります。信号伝搬の計算が現実と少なくともほぼ一致するためには、送信機、受信機、およびそれらの間のすべての実際の特性を考慮する必要があります。 光ファイバー通信回線（FOCL）の場合、この式は光バジェットと呼ばれます。 それがどのように構成されているか見てみましょう。
光学予算計算スキーム
信号源は、特定の制限内で変化する電力によって特徴付けられます。 最大値を取ります。 光波の伝播経路では、ケーブルの接合点（コネクタ、オプトクロス、溶接）で弱くなり、ケーブルの全長に沿って徐々に弱まります。 エンドポイントでは、ストリームの輝度はレシーバ感度のしきい値しきい値以上でなければなりません。そうでない場合、ネットワークは機能しません。 トラフィックが二重化されている場合、予算は両方向に収束する必要があります。 線に関連するすべてのパラメータは、 特定のタイプの光放射の定数と見なすことができます-ここにあります。
| パラメータ | マルチモード、850 nm | シングルモード、1310 nm |
|---|---|---|
| ライン減衰 | 3 dB / km | 0.4 dB / km |
| コネクタ減衰 | 0.5 dB | 0.2 dB |
| 溶接減衰 | 0.1 dB | 0.1 dB |
計算例
特定の光回線の予算を考慮してください。 Intelネットワークカードを搭載したサーバーとCisco Catalystスイッチ間のシングルモード通信回線の長さは10 kmであり、2つの光クロスがあると考えられます。 以下、10ギガビットイーサネットについて説明することに同意しましょう。光学の観点からは、データ速度は重要ではありませんが、ネットワークインターフェイスのパラメーターは異なります。| 輝度、dBm | 感度、dBm | |||
|---|---|---|---|---|
| 分 | マックス | 分 | マックス | |
| Intelイーサネットサーバーアダプター | -8.2 | 0.5 | -12.6 | 0.5 |
| Cisco X2 LR | -8.2 | 0.5 | -14.4 | 0.5 |
境界値のペアのうち、必要なのは1つだけです。2番目は完全性のために指定されています。 光モジュールのパラメータは非常に似ていることに注意してください。ただし、常にそうであるとは限りません。 もう1つの発言：広大さを受け入れないために、インターフェイスの特性とその測定に関連する光学的な微妙さを逃し、最終的な数値に制限します。これで十分です。 特定のインターフェイスのこれらの特性は、製造元のWebサイトの製品説明に記載されています。
したがって、計算します（両方向で同じになります）：
ご覧のように、予算は大きなマージンで収束します。これは通常、通常モードで使用する場合のマルチモード回線のように、シングルモード回線で一般的です。 SR光学系と300メートルのライン長で同じ問題を考慮してください：
| 輝度、dBm | 感度、dBm | |||
|---|---|---|---|---|
| 分 | マックス | 分 | マックス | |
| Intelイーサネットサーバーアダプター | -5.0 | -1.0 | -11.1 | -1.0 |
| Cisco X2 SR | -7.3 | -1.2 | -9.9 | -1.0 |
IntelからCisco、またはその逆への光の予算：
-1.0-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.3 * 3 = -4.9
-1.2-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.3 * 3 = -5.1
在庫はわずかに小さくなります（感度が低いことを考慮に入れています）が、それでも十分です。 問題は、すべてが常に同じである場合、なぜ予算を考慮するのか、ということです。 答えは次のとおりです。すべての光回線とは程遠い、自分にとって快適なモードで動作します。 予算の主な目的は、何かがうまくいかないときに助けることです。 正常に動作しない行があるとしましょう。 問題は何ですか-機器の誤動作または原理的に、この構成では安定して動作しませんか？ tsifirkiがお手伝いできるのはここです。
したがって、結論は次のとおりです。回線が「賢明に」作られている場合、標準に準拠し、常識に従って、光学予算を考慮する必要はありません。問題が発生した場合にのみこれを行うことができます。 ただし、計算が単に必要な場合もあります。次に進みます。
特別な場合
反対の状況を想像してください。非常に短い長さの光回線を介して、文字通り「背中合わせに」機器を接続する必要があります。 このモードは、ネットワークインターフェイスにとって快適と見なすことができますか まったくありません。 過負荷（点滅）は、ポートでエラーを引き起こしたり、物理的な障害を引き起こしたりする可能性があります。 ポートに命を吹き込むためには、光束を減らす必要があります-減衰器を取り付けます。 減衰器は固定または可変減衰です。 上記の式にそれを代入する方法-私は誰もがすでに推測していると思います。
光減衰器
減衰器を選択するとき、彼らはしばしば「突く方法」を使用することが知られていますが、当然のことながら、占いをする価値はありません。数分で計算によってこの特定のケースに最適な指標を得ることができます。
このケースはさらに複雑です。 時には受動カプラー-スプリッターが光回線に配置されます。 スプリッターは、光の一部を透過し、一部が反対方向に反射する半透明のガラスプリズムです。 したがって、文字通り「無料」で、アクティブなデバイスがなければ、同じ信号の2つのコピーを取得できます。 ほとんどの光は回線に残り、2番目のコピーはトラフィックアナライザー、異常検出器、企業のセキュリティデバイスなどに送られます。
光スプリッター
状況の特殊性は、スプリッターの場合、メインとブランチの2行の予算を考慮する必要があることです。 さらに、スプリッターは回線に大幅な減衰をもたらし、これも寿命を難しくします。 オプトクロスにスプリッターを追加して、何が起こるか見てみましょう。
70/30スプリッターの予算を計算してみましょう。 シングルモード回線の場合、導入される減衰は次のとおりです。メイン回線で2 dB、ブランチ回線で6.1。 この減衰を前の方程式に追加するだけです（または、減算します）。
基本：0.5-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-10 * 0.4-2 = -6.7
分岐：0.5-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-10 * 0.4-6.1 = -10.8
支線はその感度の限界で動作します。スプリッタのタイプを60/40に変更することをお勧めします-これにより、危険なエリアで余分なデシベルが得られます。
ここでマルチモード（2.4 / 6.3 dB減衰）、簡単にするために1つの方向を計算します。
基本：-1.0-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.3 * 3-2.4 = -7.3
分岐：-1.0-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.3 * 3-6.3 = -11.2
ご覧のとおり、支線は予算外であり、スプリッタを60/40に置き換えても問題は解決しません。 一般に、マルチモード回線にスプリッターを設置することは深刻な問題であり、強力なニーズなしにこれを行わない方が良いと言えます。
次の言葉でトピックを完成させたいと思います。 おそらく、回線の光バジェットを計算する機能は、ネットワーク管理者の主要なスキルの1つではありません。 ただし、光ネットワークを担当している場合、またはこの分野で自分自身を試してみたい場合は、少なくともこのテーマについて考えて、どこを見て将来何をすべきかを知ることをお勧めします。
トピックがhabrainteresである場合、次回は、光回線、典型的な光学的問題、および光線の軌跡に対する手の曲率の影響を制御する実用的な方法について説明します。