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

光ファイバー接続が正しい動作に十分な電力を持っていることを確認するには、リンクのパワー バジェット(送信できる最大電力)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ときは、実際のシステムのすべての部分が最悪ケース レベルでは動作しない場合でも、最悪ケース分析を使用してエラーのマージンを提供します。パワー バジェット(P_B)の最悪ケース推定値を計算するには、最小トランスミッタ電力(P_T)と最小レシーバ感度(_{P R})を想定します。

P_B = P_T – P_R

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

P_B = P_T – P_R

P_B = –15 dBm – (-28 dBm)

P_B = 13 dB

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(P_B)から減衰またはリンク 損失(LL)を減算した後に使用可能な電力量を表すパワー マージン(P_M)を計算できます。P_M の最悪ケース推定値は、最大 LL を想定します。

P_M = P_B – LL

P_{M が} 0 より大きい場合、パワー バジェットがレシーバを動作するのに十分であることを示します。

リンク損失の原因となる要因には、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、以下のサンプル計算で使用される因子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	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
モーダルおよび色分散	シングル 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

パワー バジェット(P B)が 13 _dB の長さ 2 km のマルチモード リンクの次のサンプル計算では、 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)と損失の合計として、リンク損失(LL)を 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)、および高次モード損失(0.5 dB)を計算します。パワー マージン(P_M)は、次のように計算されます。

P_M = P_B – LL

P_M = 13 dB – 2 km (1 dB/km) – 5 (0.5 dB) – 2 (0.5 dB) – 0.5 dB

P_M = 13 dB – 2 dB – 2.5 dB – 1 dB – 0.5 dB

P_M = 7 dB

次のサンプルでは、長さ 8 km のシングルモード リンクとパワー バジェット(P_B)が 13 dB の場合、 表 1 の推定値を使用します。この例では、LL(リンク 損失)をファイバー減衰(8 km @ 0.5 dB/km、または 4 dB)と 7 個のコネクター(コネクター当たり 0.5 dB、または 3.5 dB)の損失の合計として計算します。パワー マージン(P_M)は、次のように計算されます。

P_M = P_B – LL

P_M = 13 dB – 8 km(0.5 dB/km) – 7(0.5 dB)

P_M = 13 dB – 4 dB – 3.5 dB

P_M = 5.5 dB

どちらの例でも、計算されたパワー マージンは 0 より大きく、リンクに伝送に十分な電力があり、レシーバーの最大入力電力を超えていないことを示しています。