дБ и дБм в волоконной оптике: краткое руководство

Если измеритель оптической мощности показывает -8 дБm, однако номинальные характеристики разъема или аттенюатора указываются в дБ, в чём разница?

Самый простой способ понять дБ по сравнению с дБм в области волоконной оптики — это:

• Единица измерения «дБм» указывает фактическое Оптическая мощность в какой-то момент.
• Децибел (дБ) показывает, насколько изменилась мощность между двумя точками.

Можно представить себе, что dBm — это количество воды, находящееся в данный момент в резервуаре, а дБ — это показатель того, сколько воды было потеряно на пути от входа до выхода.

дБ и дБм в волоконной оптике: краткое сравнение

Единица	О чем в ней идет речь	Общее применение	Пример
дБм	Абсолютная оптическая мощность, приведенная к 1 милливатту	Мощность передачи (TX), мощность приёма (RX) и показания измерителя мощности	Мощность RX = -8 дБм
дБ	Коэффициент мощности, изменение, прирост или потеря	Потери в кабеле, потери в разветвителе и значение аттенюатора	Потеря сигнала = 5 дБ

Запомните это короткое правило:

Мощность измеряется в дБм. Потери измеряются в дБ.

Сайт Руководство по измерению мощности Ассоциации волоконной оптики даёт такое же практическое различие: оптические измерители мощности обычно отображают мощность в дБм, а относительные потери — в дБ после установки эталона.

Что означает dBm в области волоконной оптики?

дБм — это абсолютный уровень мощности, приведенный к 1 милливатт.

• 0 дБм = 1 мВт
• -3 дБм ≈ 0,5 мВт
• -10 дБм = 0,1 мВт
• -20 дБм = 0,01 мВт
• -30 дБм = 0,001 мВт

Отрицательные значения в дБм являются нормальным явлением в оптоволоконных сетях. Отрицательный знак не означает автоматически, что соединение неисправно.

Важное правило:

Чем больше отрицательное значение в дБм, тем ниже оптическая мощность.

Например:

• -5 дБм — это более сильный сигнал, чем -15 дБм.
• -15 дБм сильнее, чем -25 дБм.

Однако более высокая мощность не всегда означает лучшее качество. Приемник может выйти из строя, если уровень сигнала ниже предела его чувствительности, но он также может перегрузиться, если уровень сигнала превышает максимальный входной уровень.

Не существует универсального “оптимального значения в дБм” для всех волоконно-оптических линий связи. Всегда сравнивайте измеренную мощность с диапазоном передачи (TX) или приема (RX), указанным для конкретного трансивера, ONU, ONT или приемника.

Что означает «дБ» в области волоконной оптики?

ДБ отражает соотношение или изменение между двумя уровнями мощности. Этот показатель не дает представления о фактической оптической мощности, если не известно исходное значение.

К типичным примерам относятся:

• затухание в волокне: 2 дБ;
• потери в разъеме и в месте сращивания: 1 дБ;
• потери в разветвителе: 7 дБ;
• фиксированный аттенюатор: 5 дБ;
• коэффициент усиления усилителя: 10 дБ.

Изменение примерно на 3 дБ означает, что мощность уменьшилась вдвое или увеличилась вдвое, в зависимости от того, идет ли речь об аттенюации или усилении. Аттенюация на 10 дБ снижает мощность до одной десятой от исходного уровня.

При стандартных расчетах бюджетa канала потери в компонентах обычно указываются в виде положительных чисел и вычитаются из исходного значения в дБм.

Как рассчитать мощность приемника (RX) по значениям в дБм и дБ

Используйте эту простую формулу, если ссылка содержит только пассивные убытки:

Расчетная мощность приема (дБм) = мощность передачи (дБм) − суммарные потери в канале (дБ)

Пример

Предположим, что передатчик имеет:

Мощность TX = -2 дБм

Ссылка содержит:

• оптическое волокно, разъёмы и сращивания: потери 3 дБ;
• оптический аттенюатор: потери 3 дБ.

Общая сумма убытка:

3 дБ + 3 дБ = 6 дБ

Расчетная мощность приемника:

-2 дБм − 6 дБ = -8 дБм

Таким образом, на приемнике должно отображаться значение примерно -8 дБм.

Фактическое показание может немного отличаться, поскольку выходной сигнал датчика, потери в компонентах и точность измерительного прибора имеют определенные допуски.

Сайт Объяснение FOA по расчетам оптических потерь Кроме того, из этого следует, что 3 дБ соответствуют примерно коэффициенту два и что более низкая оптическая мощность приводит к более отрицательному значению в дБм. Взаимосвязь между значением в дБм и мощностью в милливаттах также описана в МСЭ-Т G.650.2.

Как использовать единицы измерения dB и dBm на оптическом измерителе мощности

Многие измерители оптической мощности могут отображать значения как в дБм, так и в дБ.

Для измерения фактической мощности используйте единицу измерения дБм

Выберите «дБм», если хотите проверить:

• выходная мощность передатчика;
• принимаемая оптическая мощность;
• Входная мощность ONU или ONT;
• Уровень оптического сигнала SFP или SFP+;
• мощность до или после аттенюатора.

Установите измеритель на измеряемую длину волны. Показания, полученные при неправильной настройке длины волны, могут быть неточными, поскольку оптические измерители мощности используют калибровку, зависящую от длины волны.

Для измерения относительных потерь используйте единицу dB

Выберите «дБ», если хотите сравнить измеренное значение с эталонным.

Например:

1. Измерьте источник с помощью исправного эталонного кабеля.
2. Установите это показание в качестве эталонного или нулевого значения.
3. Подключите тестируемый кабель или компонент.
4. Считайте величину дополнительных потерь в дБ.

Опорное значение должно быть установлено правильно. Переключение измерительного прибора в режим dB без установки действительного опорного значения не приводит автоматически к получению достоверных результатов измерения потерь.

Можно ли напрямую преобразовать дБ в дБм?

Нет. Вам нужен начальный уровень силы.

Например, потери в 5 дБ сами по себе не позволяют определить конечное значение в дБм.

• Начиная с 0 дБм: 0 дБм − 5 дБ = −5 дБм.
• Начиная с -10 дБм: -10 дБм − 5 дБ = -15 дБм.

Одинаковое снижение мощности на 5 дБ приводит к разным конечным уровням мощности, поскольку исходные значения мощности различаются.

Как оптический аттенюатор влияет на значение в дБм?

Оптический аттенюатор вносит контролируемый уровень потерь.

Если измеренная мощность составляет -4 дБм и вы подключаете аттенюатор на 5 дБ:

-4 дБм − 5 дБ = примерно -9 дБм

Этот расчет помогает при выборе аттенюатора, чтобы не допустить превышения максимальной входной мощности приемника.

Не выбирайте аттенюатор, ориентируясь исключительно на значение, найденное в Интернете. Сначала проверьте:

• фактическая измеренная мощность;
• предел перегрузки приемника;
• чувствительность приемника;
• потеря существующего соединения;
• длина волны аттенюатора и тип разъема.

LuLeey предлагает фиксированные и регулируемые оптические аттенюаторы для различных типов разъемов и требований к уровням потерь.

Можно ли рассчитать потери в линии связи по показаниям SFP DDM?

Иногда, но используйте правильные значения.

Для одного направления передачи сравните:

Мощность передатчика удаленного модуля → Мощность приемника локального модуля

Как правило, не следует вычитать мощность передачи (TX) местного модуля из его мощности приема (RX). Эти показания относятся к противоположным направлениям передачи и могут проходить по разным волокнам, разъемам или оптическим трактам.

Показания DDM также имеют ограничения по точности. Они полезны для мониторинга и устранения неисправностей, однако для официального тестирования потерь более подходящим может оказаться независимо откалиброванный измеритель оптической мощности.

Читать Что такое DDM / DOM в трансиверах SFP? для получения пояснений по мощности передачи (TX), мощности приёма (RX), температуре и другим диагностическим показателям.

Распространенные ошибки при использовании единиц измерения дБ и дБм

Ошибка № 1: Считать, что -20 дБм — это более сильный сигнал, чем -5 дБм

Она слабее. Значение -20 дБм означает меньшую оптическую мощность, чем -5 дБм.

Ошибка 2: Добавление пассивных потерь к значению в дБм

Если пассивный элемент вызывает потери в 4 дБ, вычтите 4 дБ из исходного значения в дБм.

Ошибка 3: Рассматривать дБ как абсолютный уровень мощности

Такое значение, как 5 дБ, описывает изменение. Оно не указывает конечную оптическую мощность без исходного значения в дБм.

Ошибка № 4: Поиск одного универсального оптимального значения RX

Различные оптические приемники стандартов GPON, XGS-PON, SFP, SFP+ и приемники для передачи на большие расстояния используют разные диапазоны мощности. Сравните показания с точными техническими характеристиками оборудования.

Ошибка № 5: Использование неправильной настройки длины волны

Выберите длину волны измерения, соответствующую сигналу. Для тестирования сетей PON в режиме реального времени используйте измерительный прибор, рассчитанный на необходимые длины волн PON и соответствующий метод измерения.

Окончательный ответ

Разница между дБ и дБм в волоконной оптике заключается в следующем:

• дБм = фактическая оптическая мощность в одной точке
• дБ = изменение мощности, усиление или ослабление между двумя точками

Чтобы оценить мощность приёма, от мощности передатчика в дБм нужно вычесть потери в канале связи в дБ:

Мощность передачи (дБм) − потери в линии связи (дБ) = мощность приёма (дБм)

При тестировании реального оптоволоконного канала следует использовать правильную длину волны, установить надлежащий эталон для измерения потерь и сравнить итоговое показание с точными техническими характеристиками приемника.

Если вам необходимо измерить оптическую мощность или контролируемое ослабление, ознакомьтесь с материалами LuLeey’s оптические измерители мощности а также оптические аттенюаторы в зависимости от типа разъема, длины волны и диапазона измерений, необходимых для вашего канала связи.