Вопросом “что такое децибел?” задаются многие люди, которые работают с оптическими линиями связи. Многие менеджеры по закупкам и продажам, финансовые и исполнительные директора и маркетологи далеки от теории оптической связи. В этой статье мы кратко расскажем о том, почему эта единица измерения обрела большую популярность, что она означает и как с ней работать.
Если вы спросите своих друзей и знакомых: “что такое децибел?”, то, скорее всего, услышите ответы, связанные со звуком. Они ответят, что это мощность звука или сила звука. Эти ответы недалеки от истины, но на самом деле децибел – это безразмерная величина.
Децибел показывает, во сколько раз что-то одно больше или меньше чего-то другого. К примеру, если у вас в кармане находится 1000 рублей, а у вашего коллеги 10, то можно сказать, что у вас в 100 раз больше денег, а можно сказать что у вас на 20 децибел больше денег. Оба высказывания верны.
В оптических линиях связи децибел неразрывно связан с мощностью оптического излучения.
Мы не будем приводить формулу, так как большинство читателей не станут в ней разбираться. Мы приведем таблицу, по которой вы сможете быстро сориентироваться.
|
Отличие, крат |
1 |
2 |
5 |
10 |
50 |
100 |
500 |
1000 |
|
дБ |
0 |
3 |
7 |
10 |
17 |
20 |
27 |
30 |
В верхнем ряду указано, во сколько раз одна величина больше другой, а в нижнем ряду вы сможете найти, какое значение в децибелах соответствует этой разнице.
Чтобы было понятнее, приведем некоторые примеры, касающиеся оптических линий связи.
На оптических разъемах сигнал теряется, нормой для оптического разъема считается величина потерь 0,2 децибела. В “разах” это равно 1,047, то есть оптический разъем дает потери до 4,7%.
- Бюджет оптического трансивера MT-SFP-G-DF-55-40-CD равен 17 децибелам. В “разах” это равно 50. То есть свет, который пройдет линию, может быть ослаблен в 50 раз и модуль нормально его воспримет.
Многие читатели зададутся вопросом, почему нельзя измерять все в “разах” или в натуральных величинах (единицах мощности), и зачем городить децибелы? Впечатление, что децибел неудобен – ошибочно, на самом деле именно децибелами чаще всего пользоваться гораздо удобнее.
Мы продемонстрируем это на практике. Решим одну и ту же задачу, касающуюся оптических линий связи, двумя способами.
Задача
|
Оптическая линия связи длиной 3 километра “оконцована” в оптический кросс. Потери в оптическом волокне не превышают 0,25 дБ на километр, разъемы имеют потери до 0,2 дБ, потери на изгибах и сварках не превышают 0,3 дБ в каждом кроссе. |
Оптическая линия связи длиной 3 километра “оконцована” в оптический кросс. Потери в оптическом волокне не превышают 6% на километр, разъемы имеют потери до 5%, потери на изгибах и сварках не превышают 7% в каждом кроссе.
|
|
Решение: Общее затухание линии = 3 Х 0,25 (0,25 дБ на каждый километр) + 4 Х 0,2 (всего в линии 4 разъема) + 2 Х 0,3 (0,3 дБ в каждом кроссе) Ответ: 2,15 децибела, мы посчитали в уме, даже без калькулятора. |
Решение: Общее затухание линии = 1,063 + 1,054 + 1,072 Мы даже считать не будем, мы голосуем за децибел. |
Самым главным преимуществом использования децибелов является то, что их можно складывать и вычитать. Если на линии последовательно стоят элементы, вносящие затухание или усиление, их параметры можно просто сложить или вычесть между собой, не используя операции умножения или возведения в степень.
Какие же величины затуханий и бюджетов (о бюджете оптического модуля мы поговорим в одной из наших следующих статей) являются типичными для оборудования Modultech?
|
Трансивер 1G |
Бюджет трансивера в дБ |
Предельное затухание сигнала (разы) |
|
MT-SFP-G-DF-55-40-CD (40 км) |
16 |
40 |
|
MT-SFP-G-DF-55-80-CD (80 км) |
24 |
250 |
|
MT-SFP-G-WDM-45-120-CDL и MT-SFP-G-WDM-54-120-CDL (120 км) |
28 |
630 |
|
MT-SFP-G-DF-55-160-CD (160 км) |
35,5 |
3550 |
|
Трансивер 10G |
Бюджет трансивера в дБ |
Предельное затухание сигнала (разы) |
|
MT-SFPp-10G-DF-31-10LR-CD (10 км) |
11 |
12,6 |
|
MT-SFPp-10G-DF-55-ER-CD (40 км) |
15 |
31,6 |
|
MT-SFPp-10G-DF-55-ZR-CD (80 км) |
23 |
200 |
В следующей таблице мы покажем, какие значения затухания являются типичными для разных элементов оптических линий связи.
|
Элемент |
Типичное затухание |
|
Оптическое волокно, свет длиной волны 1550нм |
Не более 0,25 дБ в одном километре |
|
Оптическое волокно, свет длиной волны 1310нм |
Не более 0,35 дБ в одном километре |
|
Оптический разъем |
Не более 0,2 дБ |
|
Сварное соединение оптических волокон |
Не более 0,1 дБ |
Вернемся к звуку. Многим читателям непонятно: если в децибелах измеряется отношение величин друг к другу, то каким образом эта величина может определять мощность звука?
На самом деле, имеется в виду не мощность звука, а звуковое давление – амплитуда звуковой волны. Существует понятие “порога слышимости”. Этот порог равен 20 мкПа (микропаскаля), и он принят как опорное значение для сравнения. В децибелах выражается отличие звукового давления от опорного. То есть, звук с уровнем 20 дБ в 100 раз громче звукового порога; звук с уровнем 30 дБ – соответственно, в 1000 раз громче.
Измерение физических величин в децибелах по отношению к заранее определенному уровню применяется очень часто. Так, в оптических линиях связи для выражения абсолютных значений используют дБм (децибел-милливатт). Эта величина показывает, во сколько раз наш сигнал больше или меньше эталонного сигнала мощностью 1 мВт.
В радиотехнике и в сетях кабельного телевидения часто используется дБмкВ (децибел-микровольт). Эта величина используется для выражения электрического напряжения по сравнению с опорной величиной в 1 мкВ.
Надеемся, что наш рассказ облегчит понимание основных технических характеристик устройств оптоволоконной сети, и слово “децибел” станет немножко ближе.
Скоро мы расскажем, что такое оптический бюджет и что нужно иметь в виду при выборе оптоэлектронного оборудования.