器输送到光接收机的接收光功率计算
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光接收机接收光功率电平,一般情况下在+2至-2dBm都合适,最常用的范围是0至-2dBm 之间。
对于某个具体的地方,设计时取光接收功率电平的数值,就得根据接收点计划达到的光链路C/N指标值来计算。
比如说,如果设计要求这个光接收点的光链路的C/N指标是50dB,所使用的光接收机说明书说,该光接收机和光发射机组成的光链路的C/N指标值在0dBm接收光功率时为51dB,显然光接收机的接收光功率电平就可以定在-1dBm。
因为在常用接收光功率范围里,接收光功率每降低1dBm、光链路的C/N指标大致降低1dB。
-1dBm接收时,光链路的C/N指标就是50dB。
楼主要知道那个地方光接收机的接收光功率电平应该是多少,就得知道设计接收点计划达到的光链路C/N指标值、和光接收机的技术指标(即0dBm接收光功率时、光链路的C/N指标值),根据这两者来计算。
又比如,县市总前端将光信号直接送到用户端的光接收机直接分配用户,系统的信号传输网络里总共只有一级光链路,这级光链路可以占用85%的C/N指标份额,要求达到的C/N指标是44.7dB,此时光接收机的接收光功率电平就可以降低到-6dBm。
不过,要购买输出电平特高的“低光功率接收适用机”才行,否则输出电平太低,不能够满足用户分配的需要。
因为接收光功率电平降低1dBm,光接收机的输出电平要降低2dB,这个关系很准确。
-6dB接收时的输出电平,要比0dBm接收时低12dB。
1.1.1.1.手拉手形结构EPON网络中的手拉手形结构也是一种特殊的总线结构,两台OLT分置于总线的两端,其基本形式如下图。
优点是可以实现系统失效时的保护功能。
“手拉手”保护结构3.1.2.光网络拓扑设计光网络的拓扑结构、分光器级数和分路比可以根据具体应用环境选择。
EPON系统对于分光器级数没有理论限制,但每个ONU的光通道衰减应小于24dB。
实际应用中分光器级数越多,通常越能节省主干光纤数量,但也会造成接头损耗增加、网络拓扑复杂,因此通常需要在光纤资源允许的范围内优化ODN,在ODN设计时应综合考虑主干光纤资源和网络拓扑结构。
另外,在ODN设计时,需要考虑今后扩容需要,为今后扩容留出光纤支路,并为新增的ONU留下光功率预算。
1.1.2.1. 光通道衰减计算ODN 的光功率衰减与分光器级数、分光器分路比、活动连接数量、光缆熔接接头数量、光缆线路长度等因素有关,设计时必须控制ODN 中最大的衰减值,使其符合系统设备OLT 和ONU 的PON 口光功率衰减预算26dB 的要求。
ODN 光通道衰减所允许的衰减定义为S/R 和R/S 参考点之间的光衰减,以dB 表示。
包括光纤、分光器、光活动连接器、光纤熔接接头所引入的衰减总和。
在设计过程中应对无源光分配网络中最远用户终端的光通道衰减核算,采用最坏值法进行ODN 光通道衰减核算,下图为ODN 光通道模型。
光通道计算模型核算公式:ODN 光链路衰减∑∑∑∑====+++=hi pi mi ni Fi Mi Ki Li 1111(dB )(1) ODN 光链路衰减+Mc ≤ 系统允许衰减(2)公式中:∑=ni Li 1:光通道全程n 段光纤衰减总和∑=mi Ki 1:m 个光活动连接器插入衰减总和∑=pi Mi 1:p 个光纤熔接接头衰减总和∑=hi Fi 1:h 个分光器插入衰减总和Mc :光纤富余度 系统允许衰减:24dB 计算时相关参数取定:1) 光纤衰减取定:1310nm 波长时取0.36dB/km1490nm 波长时取0.22dB/km2) 光活动连接器插入衰减取定:0.5dB/个 3) 光纤熔接接头衰减取定:分立式光缆光纤接头衰减取双向平均值为:0.08dB/每个接头; 带状光缆光纤接头衰减取双向平均值为:0.2dB/每个接头;4)计算时分光器插入衰减参数取定见前表;5)光纤富余度Mc➢当传输距离≤5公里时,光纤富余度不少于1dB;➢当传输距离≤10公里时,光纤富余度不少于2dB;➢当传输距离>10公里时,光纤富余度不少于3dB;1.1.2.2.ODN结构设计在选择ODN结构时,应根据用户性质、用户密度的分布情况、地理环境、管道资源、原有光缆的容量,以及OLT与ONU之间的距离、网络安全可靠性、经济性、操作管理和可维护性等多种因素综合考虑。
4 光接收功率测定目的:测试光接收端接收功率及裕度是否满足要求。
如图3所示,在接收端,调整功率计对应的波长,并把对端光发送过来的光信号接入光功率计,在发送端的光发送器工作的情况下,即可测得接收端的光功率值。
接收端光功率值应大于接收灵敏度值,要求裕度>6dBm( 裕度=接收光功率值-接收灵敏度值)。
接收光功率=光功率计测量值。
图3 光接收功率测试5 光纤通道自环检测目的:检查光纤通道系统的各个环节,包括光端机、复用接口盒、PCM 或PDH/SDH 设备等。
根据不同的通道方式,对光纤通道的检测也有所不同,而且检测的侧重点也有所不同。
5.1 通信告警信息及意义通道自环检测时应注意自环环节中不同设备的告警信息提示及所代表的含义,才有可能迅速确定故障位置、查出故障原因从而解决故障恢复光纤通信。
1)告警信息:保护装置:通道告警。
光端机:告警复用接口盒:告警Ⅰ、告警Ⅱ2)保护装置告警原因:通道Ⅰ、通道Ⅱ告警:两端保护装置通过两个光纤通道传送的数据达到一定的误码率标准,闭锁差动保护,并发送信号。
此时应检测通信通道中的各个环节,包括光端机、通道衰耗、接收发送光功率、复用接口盒和复用设备是否运行正常以及时钟方式设置是否正确等。
3)光端机告警原因:光端机:告警灯亮,表示光接收不正常,应检查光接收通信链路。
4)复用接口盒告警原因复用接口盒:告警Ⅰ保护链路(与保护连接的光纤通道),告警Ⅱ复接链路(与PCM 或PDH/SDH 设备连接的复用通道)。
告警Ⅰ灯亮表示从与保护连接的光纤通道信号异常;应检查保护装置到复用接口盒之间的光纤通道中各个环节,比如光端机发送功率、复用接口盒接收功率等。
告警Ⅱ灯亮,表示从PCM 或PDH/SDH 设备到复用接口盒的电信号异常;应检查复用设备到复用接口盒之间的各个环节。
告警Ⅰ和告警Ⅱ同时灯亮或闪,说明光信号输入异常。
应检查光发送环节。
5)复用设备告警:当复用设备有告警信息,比如红灯、黄灯、错误指示灯等信息,应和通信人员沟通,提出疑问,并对保护装置进行自环试验,确保保护装置中各个环节没有问题。
这里举例说明一个一发三收,各路光缆长度分别为10 km、8 km、5 km的1310光链路设计过程(光路损耗
算),来说明以上几项参数含义和数量关系,设计计算过程和结果列入表2:
光链路设计
光发射机功率,要根据(全)光链路的损耗⑧和光接收机的接收光功率两者来确定。
本例算出的光链路损耗是9.21 dB,如果接收光功率是0dBm,那么就需要容许链路损耗为9.21 dBm的光发射机,要求这台光发射机的输出光率为8.34mW;,如果接收光功率是-2dBm,那么就需要容许链路损耗为7.21 dBm的光发射机,要求这台光发射机的输出光率为5.26mW。
路损耗以0.4L计
例算出的光链路损耗是9.21台光发射机的输出光率为,要求这台光发射机的输出。
实验一(上)光通信系统数据传输与功率测量一、实验目的1.了解光通信系统组成;2.掌握光发射机输出功率测量方法。
二、实验仪器1.光纤通信实验箱2.20M数字示波器3.光功率计(FC-FC单模尾纤)4.信号连接线三、基本原理实验系统组成如图1-1所示。
要传输的数据经线路编码,送给光发送机,转换为光信号,经光纤传输到光接收机,经光接收机进行光电转换、放大,取样、判决和再生恢复成数字信号输出,然后进行线路译码。
输入的数据可以是由系统生成的伪随机码,也可以由8位开关形成8位的自编数据,也可以由外部输入数据。
在本实验系统中,线路编码可以采用CMI码、5B6B,随机扰码等多种码型。
图1-1 光纤通信基本组成结构数字光纤通信传输信道中,对于低速率系统采用CMI(Coded Mark Inversion) 码,传号翻转码,即“1”码交替地用“00”和“11”表示,而“0”码则固定用“01”表示,因此在1个时钟周期内,CMI编码器输入1bit的时间内输出变为2bit。
CMI码属于二电平的不归零(NRZ)的1B2B码型,图1-2为CMI码变换规则示例,这种码的特点是: (1)不出现连续4个以上的“0”码或“1”,易于定时提取。
(2)电路简单,易于实现。
(3)有一定的纠错能力。
当编码规则被破坏后,即意味着误码产生,便于中继监测。
(4)有恒定的直流分量,且低频分量小,频带较宽。
(5)传输速率为编码前的2倍,适用于低速率的光纤传输系统。
CMI译码的设计思路:是采用串并变换电路把串行码变成并行码,即把CMI码的每一组00、11、或01码中的奇数码与偶数码分离开来,变成奇偶分列的、时序一致的码序列,再用判决电路逐一加以比较,判决输出传号还是空号,从而解出单极性信码。
0 0 1 0 1 1 1 0 1 0图1-2 CMI码变换规则示例CMI的连“0”连“1”为3,故这种线路码含有丰富的定时信息,便定时提取。
这种码都容许进行不中断业务的误码检测。
实验二光发射机与光接收机实验学号:XXX 姓名:XXX一、实验目的1.了解光源的调制的原理2.学习光发送模块的电路原理3.了解光接收机的组成4.了解光收端机灵敏度的指标要求二、实验内容1.介绍光源的调制方法2.介绍光发射电路的框图3.了解光接收机的组成三、实验仪器1.光纤通信实验系统1 台2.示波器1台3.光纤跳线1根4.万用表5.光功率计四、实验原理1、光发射机、光调制。
根据调制与光源的关系,光调制可以分为直接调制和间接调制两大类。
直接调制方法仅适用于半导体光源(LD和LED),这种方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED,从而获得相应的光信号,所以是采用电源调制方法。
直接调制后的光波电场振幅的平方与调制信号成一定比例关系,是一种光强度调制(IM)的方法。
间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制,这种调制方式既适应于其他类型的激光器。
间接调制最常用的外调制的方法,即在激光形成以后加载调制信号。
对某些类型的激光器,间接调制也可以采用内调制的方法,即在激光器的谐振腔内放置调制元件,用调制信号控制调制元件的物理性质,将改变谐振腔的参数,从而改变激光输出特芯以实现其调制。
光源的调制方法及所利用的物理效应如下表所示。
光源的各种调制方法本实验系统采用的是直接调制的方法。
2、模拟信号调制与数字信号调制模拟信号调制是直接用连续的模拟信号(如话音、电视等信号)对光源进行调制从而使LED 或LD的输出光功率跟随模拟信号变化,如下图所示:由于光源,尤其是激光器的非线性比较严重,所以目前模拟光纤通信系统仅仅用于对线性要求较低的地方,要实现大容量的频分复用还比较困难,仅自一些小系统中使用。
对一些容量较大、通信距离较长的系统,多采用对半导体激光器进行数字调制的方式。
数字调制主要是用数字信号的“1”和“0”来控制激光的“有”和“无”,如下图所示:与LED 相比,LD 的调制问题要复杂得多。
广电光缆线路中光设备参数的设计与计算摘要:本文介绍了广电网络光缆线路中光功率、分光比的设计原则及计算公式,并通过实例介绍了各公式的应用方法。
关键词:光缆光发射机光放大器光分路器分光比光功率略阳县有线电视在城区已发展多年,城区用户基本饱和。
现在随着农村经济的发展及市场的变化,向农村发展广电网络已势在必行。
我在广电部门工作多年,现接合实例就山区农村广电网络光缆线路中光设备参数的设计与计算经验总结如下。
1 光功率和分光比的设计与计算方法(1)光节点光功率的设计:光节点加光接收机的光功率为-2~0dB,光节点加光放大器的光功率为 1.5~4dB,光节点加光分路器的光功率按计算结果设计。
(2)光功率及光分路器分光比的计算:将各光节点的链路损耗dB 数算出,换算成MW相加,再加上光分路器的分支损耗、接续及法栏的插入损耗和设计余量就是光发射机的光功率,以各路光功率的值除以总光功率就是光分路器的分光比值。
为了便于后期维修配备备份光设备,各二级光发射机和光放大器设计成统一规格,在设计中如果光功率太高可增加光分路器的分支数进行预留,如光功率略低可将光节点的接收光功率在-2~0 dB之间调节,如光功率过低就用2台光发射机或换成光放大器。
光分路器的分支数以不超过13路为宜。
实际光链路损耗(Di)=光纤损耗+光分路器插入损耗+活动连接损耗Ki为光分路器第I分支的分光比,n为总分支数,Di为第I分支对应的传输距离(单位:km),光纤损耗1310 nm为0.4 dB/km,1550 nm为0.25 dB/km,光分路器插入损耗为0.ndB,活动连接器损耗为每级0.5 dB,总预留为1~2 dB。
2 实例现列举本人的一个设计实例,对山区广电网络设计的步骤,光发射机、光放大器的应用和光功率、分光比的计算作以说明。
本单位计划从甲镇将有线电视光缆线路延伸到乙镇,并在乙镇发展有线电视,经实地调研勘测甲镇在县城西边,距县城25 km,周边人口相对集中的点有7个;乙镇在甲镇西边,距甲镇25公里,周边人口相对集中的点有23个。
光接收机灵敏度公式推导光接收机灵敏度是指在给定的误码率(BER)条件下,接收机可以有效接收到的最弱光信号功率。
光接收机灵敏度的公式推导主要涉及到光电探测器的工作原理、光电探测器的无噪声等效输入光功率以及光信号与噪声的信噪比关系等方面。
首先,我们需要了解光电探测器的工作原理。
光电探测器通常使用光敏材料来吸收光,并将光转化成电信号。
典型的光电探测器包括光电二极管(Photodiode)、APD(Avalanche Photodiode)和PIN光电探测器(Positive-Intrinsic-Negative Photodiode)等。
在光电探测器中,最常用的是光电二极管。
光电二极管的输出电流与输入光功率之间存在着线性关系,可以用以下公式表示:I=RP其中,I是光电二极管的输出电流,R是光电二极管的响应度(Responsivity),P是输入光功率。
接下来,我们需要了解光电探测器的无噪声等效输入光功率。
光电探测器的无噪声等效输入光功率是指在没有任何噪声影响的情况下,接收器需要的最低光功率。
可以用以下公式表示:P_min = 2^(ENOB) * (SNR)^2 * sigma^2其中,P_min是光电探测器的无噪声等效输入光功率,ENOB是ADC (模拟-数字转换器)的等效比特数,SNR是信噪比,sigma^2是ADC的输入功率噪声。
最后,我们需要推导光信号与噪声的信噪比关系。
光信号与噪声的信噪比可以用以下公式表示:SNR_s=(R*P_s)^2/(R*P_n)^2其中,SNR_s是光信号的信噪比,R是光电二极管的响应度,P_s是光信号功率,P_n是噪声功率。
综上所述,我们可以将光接收机灵敏度的公式推导为:P_min = 2^(ENOB) * ((R * P_s)^2 / (R * P_n)^2) * sigma^2为了简化计算,通常将公式中的一些参数进行归一化处理。
比如,将输入信号功率和噪声功率都除以光电二极管的响应度,将光电二极管的响应度归一化为1、这样,我们可以得到一个较简化的公式:P_min = 2^(ENOB) * (P_s / P_n)^2 * sigma^2其中,P_min是归一化后的光接收机灵敏度,ENOB是ADC的等效比特数,sigma^2是ADC输入功率噪声。
光缆衰减的分贝数与光功率实际衰减值之间的关系光信号通过光缆从A地到B地衰减5dB,并不是表示损耗了某一个具体数值的光功率,而是表示:光接收点光功率和光发射点光功率之比的分贝值是-5dB,用算式来表示就是:10lg(光接收点光功率/光发射点光功率)=-5dB将楼主已经算出的接收(0.316mW)、发射(1mW)光功率数值代入上式,可得:10lg (0.316/1.0)=-5 (dB)此时,光缆中实际损耗的光功率是0.684mW(1-0.316)。
如果光发射机输出电平是3dBm(2mW),通过A到达B之后也衰减了5dB,那么接收电平是-2dBm(0.631mW),代入上式,可得:10lg(0.631/2)=-5dB。
此时,光缆中实际损耗的光功率是1.369mW(2-0.631)。
可见,光发射机输出电平愈高,通过光缆的衰减dB数相同时,光缆中实际损耗的光功率愈高。
在“光发射机输出电平(dBm)-光缆的衰减值(dB)=光接收机接收光功率(dBm)”的运算中,实施的是“对数的相减运算”,因为“对数”运算中的“减”运算,实质上是“真数”运算中的“除”运算。
楼主把“对数(dBm)”转换成“真数(mW)”以后也进行进行相减的运算,与原“对数”相减运算的结果自然不可能相等啊。
实际上,“光发射机输出电平(dBm)-光缆的衰减值(5dB)”的计算,如果转换成“真数”运算,则应该把它当作“光发射机输出功率(mW)÷100.5”,就是“光发射机输出功率(mW)÷3.162”,也等于“光发射机输出功率(mW)×0.316”。
就是说,衰减5dB的实际意义,就是接收点的光功率是光发射光功率的31.6%,光缆中的损耗是光发射功率的68.4%。
如果光信号通过光缆从A地到B地衰减8dB,也转换成“真数”运算,就是“光发射机输出功率(mW)÷100.8”,就是“光发射机输出功率(mW)÷6.31”,也等于“光发射机输出功率(mW)×0.1584”。
实验八光纤接收系统实验一、实验目的1.了解光收端机偏置电压的调整2.掌握光收端机的功能及电路工作原理3.掌握光收端机的灵敏度与动态范围的概念4.光收端机接口电路共模噪声及抑制方式二、实验电路工作原理光收端机主要完成光电信号的转换、小信号的检测、传送信息的数字信号或模拟信号的恢复等功能。
1.电路组成图8-1 光收端机方框图(1)光检测模块光检测模块主要用来完成光电的变换,它由接收光口、光检测管及低噪声放大电路等组成。
光检测管进行光电转换的实质是原子吸收一个光子的能量产生一个电子-空穴对,这个电子空穴对在电场作用下运动形成电流。
a.工作参数b.内部电路c. 特性曲线光接收模块的特性曲线如图8-3所示,图8-3(a)是通过1米长光纤的系统传输时延与接收光功率的特性曲线,图8-3(b)是不归零码的失真度与接收光功率的特性曲线。
(a)传输时延与接收光功率的特性曲线 (b)失真度与接收光功率的特性曲线图8-3 光接收模块的特性曲线光接收模块的管脚分布与功能如图8-4所示e.光接收模块与光发送模块的典型电路连接光接收模块与光发送模块的典型电路连接如图8-5所示。
f.注意事项光收模块的接收光口也有保护套,见图8-6所示,按逆时针旋松并拉出,注意旋转方向并保管好,在实验完成后立即重新套上。
(2)隔离器隔离器是由三极管9013组成的射极跟随器,防止主放大器输入阻抗受到光接收模块的输出阻抗变化的影响。
(3)主放大器主放大器是一个低噪声放大器,它将来自隔离器的弱电信号进行放大,并输出一个稳定的信号电平到输出接口。
主放大器的增益可调,以适应在不同的输入信号情况下仍能保证输出电平的稳定。
2.实验电路光收端机的实验电原理图如图8-7所示。
图8-7 光收端机电原理图图中GQ401为光接收模块,选用HFBR-2316T。
BG401为隔离器,选用三极管9013,U401为主放大器,选用集成电路MAX435,它的内部有可控AGC电路。
wdm合波功率计算公式标题:WDM(波分复用)合波功率计算公式解析文档内容:一、引言波分复用(Wavelength Division Multiplexing,简称WDM)技术是光纤通信领域中的一种重要技术,它通过在同一根光纤上同时传输多个不同波长的光信号,从而极大地提高了光纤的传输容量。
在WDM系统的设计与优化过程中,准确计算合波功率是一项至关重要的任务,因为合波功率直接影响着系统的性能和稳定性。
二、WDM合波功率计算公式在WDM系统中,合波功率(Total Optical Power)是指所有并入同一光纤的不同波长光信号功率的总和。
其基本计算公式可以表示为:P_total = Σ(P_i)其中,P_total代表总的合波功率,P_i则代表每个特定波长通道i的光功率。
这个公式适用于各波长通道功率均衡的情况。
但在实际应用中,由于各波长通道的光功率可能并不一致,因此需要对各个波长通道进行适当的功率调整,以确保合波后的总功率满足系统要求,并防止因功率过高导致的非线性效应或功率过低影响接收端灵敏度。
三、考虑衰减和增益情况下的合波功率计算在更为复杂的WDM网络中,还需要考虑光纤衰减、放大器增益等因素。
此时,合波功率的计算将更为复杂,通常包括以下步骤:1. 计算每个波长通道在经过一段无源光纤传输和有源放大器增益后的输出功率。
2. 将所有通道的输出功率按照上述基础公式相加,得到总的合波功率。
公式可表示为:P_total = Σ[(P_i * 10^(α*L/10)) + G]其中,P_i仍代表各波长通道的初始光功率,α为光纤衰减系数,L为光纤长度,G为放大器提供的增益。
四、结论WDM合波功率的精确计算对于保证系统稳定运行和优化网络性能具有重要意义。
根据实际情况选择合适的计算模型和参数,能够有效指导WDM系统的设计与运维工作,进一步提升光纤通信网络的效能和可靠性。
入纤光功率与直接耦合效率的计算公式
入纤光功率(Pin)与直接耦合效率(ηdc)之间的计算公式如下:ηdc = (Pout / Pin) * 100
其中,Pout为从光源输出的光功率,通常以毫瓦(mW)或者分贝(dBm)为单位。
Pin为经过耦合器件(如耦合光纤)输入到接收器的
光功率。
需要注意的是,由于耦合过程中存在一些损耗,直接耦合效率通
常小于100%。
此外,还需要考虑其他因素对直接耦合效率的影响,例如耦合器
件的质量、对齐精度、波长匹配、功率稳定性等。
不同的应用场景可
能需要考虑不同的因素。
值得一提的是,在实际工程应用中,还可以利用光源的输出功率
和接收器的灵敏度来计算最佳输入功率范围,以达到最佳性能和传输
距离。
总结起来,入纤光功率与直接耦合效率之间的关系可以用简单的公式表达,但是具体的计算和分析需要结合具体的实验条件、耦合器件和应用场景进行综合考虑。
光功率转换公式范文光功率转换公式是用来计算光信号的功率变换关系的公式。
在光通信、光测量等领域,光功率转换公式被广泛应用于信号强度的测量和传输损耗的计算等问题中。
在本文中,我们将详细介绍光功率转换公式的基本概念、推导过程和应用示例。
一、光功率转换公式的基本概念1.光功率(P):光信号的功率,通常用单位为瓦特(W)来表示。
光功率是描述光信号强度的参数,它决定了光的亮度和强度。
2.光功率转换公式:用于计算光信号在不同介质中传输时功率的变化关系的公式。
光功率转换公式通常包含两个主要参数:输入功率和输出功率。
3. 输入功率(P_in):光信号在进入介质或设备中的功率。
输入功率通常由光源产生,可以通过测量或计算得到。
4. 输出功率(P_out):光信号在离开介质或设备后的功率。
输出功率可以通过光功率计等设备测量得到。
二、光功率转换公式的推导过程根据功率守恒定律,光信号的输入功率等于输出功率加上损耗功率。
即:P_in = P_out + P_loss其中,P_loss表示信号在传输过程中的损耗功率。
根据能量守恒定律,信号的功率和能量之间有一定的关系。
光信号的功率可以表示为单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量流量。
即:P=E/t其中,E表示单位面积内的能量,t表示单位时间。
根据上述两个定律,可以推导出光功率转换公式:P_out = P_in - P_loss三、光功率转换公式的应用示例1.计算光纤传输损耗:光纤传输是一种常见的光通信方式,信号在光纤中传输时会发生一定的功率损耗。
根据光功率转换公式,可以计算出光纤传输的损耗功率,进而评估光纤传输的质量和可靠性。
2.测量光路中的损耗:在光通信系统中,光信号在经过光模块、连接器、光纤等元件和设备时,会发生一定的功率损耗。
通过测量输入功率和输出功率,可以利用光功率转换公式计算出光路中的损耗值,进而判断光路的性能和质量。
3.评估光信号的传输距离:光信号在传输过程中会发生衰减,其衰减程度决定了光信号的传输距离。
通过分光器输送到光接收机的接收光功率计算
( lintkk)
分光器某一个输出口的光功率,和输入口总光功率之比,叫做“分光比”。
比如说,光发射机输给某分光器的光功率是10mW(或者说,这个分光器各输出口的光功率总和是10mW),分光器某一个输出口的光功率是2mW,那么这路分光比K就是:
(某路)分光比K=某单路出口光功率/各路光功率的总和或者:
分光比K=分光器某路的输出光功率/光发射机送入分光器的总光功率显然,上面这路的分光比 K =2/10=0.2
光路的损耗L,是(输入光功率/输出光功率)的分贝数,即:
L=10lg(输入光功率/输出光功率) (单位:dB) 显然,上面这路分光损耗 L=10lg(10/2)=6.99 dB
如果把上面算式括号中被除数和除数调换一下位置,根据对数的性质,只要在10lg前加一个负号就行了,就是:
分光损耗 L= -10lg(输出光功率/输入光功率)
由于“(输出光功率/输入光功率)=分光比K”,将它代入前面的算式,可以得到分光损耗的新算式:
分光损耗 L= -10lg K
这是最常用的算式,将前面的分光比0.2代入算式:
分光损耗 L= -10 lg 0.2 =6.99 dB
计算的结果和前一种算法相同。
如果已经知道分光器各路的分光损耗L的dB数,也知道接在输入口的光发射机的输出光功率P,就可以计算分光器各路的输出光功率P出1,P出2......。
此时,首先要把光发射机输出光功率P的mW数P(mW)换算成光功率电平P(dBm),换算公式是:
P(dBm)= 10lg (PmW)
比如,2台光发射机的输出光功率分别是10mW、13mW,换算成光功率电平分别是:
10mW换算成光功率电平是: 10lg 10= 10.0dBm ;
13mW换算成光功率电平是: 10lg 13= 11.14dBm。
如果不会算上面的算式,可以查现成的表格。
分光器某输出口的输出功率电平,等于分光器输入光功率电平减去这路的分光损耗。
分光器某输出口光功率电平 = 分光器输入光功率电平 - 该路的分光损耗比如,输入分光器的光功率是10mW,查上帖的表格可知,光功率电平是10dBm,如果某一路的分光比是0.2,分光损耗前面算出是6.99dB,那么分光器这路输出光功率电平是:
10-6.99=3.01dBm
从前面的表格中可以查出,3.01dBm,换算成光功率就是2mW,就是说,分光器这路输出口输出的光功率是2mW,换算成光功率电平是3.01dBm。
这和前面的一系列计算结果是相同的。
在光链路的计算和设计中,很少需要计算分光器某个输出口的光功率或者光功率电平,而往往是需要计算这个输出口所接光缆下面送到光接收机的光功率电平,这个电平通常要达到+1至-2dBm,以便使光接收机能正常接收信号。
光接收机接收光功率电平值,可用下列算式计算出来:
光接收机接收光功率电平 = 输入分光器光功率电平 - 分光器的分光损耗 - 分光器的附加损耗 - 光纤损耗 - 活动接头损耗
分光器的附加损耗,是分光器在分光时自身消耗光功率引起的,其数值和分光器的分光路数有关,分光路数愈多,损耗数值愈大,具体数值见附表:
光纤的损耗,传输1310nm光信号时,设计时包括熔接点损耗在内按0.4dB/km计算;传输1550nm光信号时按0.25dB/km计算。
活动接头通常每个按0.5dB计算。
在前帖的例子中,如果分光器是4路的(分光附加损耗0.4dB),某路输出口所接传输1310nm光信号的光纤长度5km(光纤损耗0.4*5=2.0dB),光路中总共有活动接头共3个(总损耗3*0.5=1.5dB),那么到达光接收机的光功率电平就是:
接收光功率电平= 10 - 6.99 - 0.4-(0.4*5)- (0.5*3)= -0.89dBm。