Quelle est la portée de transmission de la fibre optique plastique ?” semble être une question simple, mais il n'existe pas de distance unique applicable à chaque liaison POF.
Un câble de fibre optique plastique a une spécification d'atténuation, généralement exprimée en dB par mètre. Cette valeur est importante, mais elle ne représente qu'une partie du calcul de distance. La portée réelle d'une liaison dépend de la puissance optique émise par le transmetteur, de la puissance optique minimale que le récepteur peut détecter de manière fiable, de la puissance perdue dans la fibre et les connexions, et de la marge qui doit rester pour les conditions de fonctionnement réelles.
C'est pourquoi la même POF de 1 mm peut fonctionner sur 20 mètres dans un système et seulement 10 mètres dans un autre. La fibre n'a pas changé. Le budget de puissance optique de la liaison complète transmetteur-fibre-récepteur a changé.
Comprendre cela nécessite trois concepts : dBm, dB, et budget de puissance optique.
La distance de transmission maximale de la fibre optique plastique est la longueur de liaison la plus longue qui maintient la puissance optique reçue et la qualité du signal dans les limites spécifiées du système transmetteur/récepteur. Elle dépend du budget de puissance optique, de l'atténuation de la fibre, des pertes de connexion et de courbure, de la température, de la marge de conception et, dans certains systèmes, des limitations de débit de données et de bande passante.
Une liaison de données POF peut être simplifiée en trois éléments principaux :
Transmetteur → Fibre optique plastique → Récepteur
Budget de puissance optique transmetteur-POF-récepteur
Le transmetteur crée le signal optique. La fibre le transporte. Le récepteur doit toujours recevoir suffisamment de puissance optique utilisable pour récupérer les données correctement.
Le transmetteur donne donc au système un niveau de puissance optique de départ, tandis que chaque partie du chemin optique réduit cette puissance à un certain degré.
La relation de base est la suivante :
Puissance optique reçue = Puissance optique transmise − Perte optique totale
Si la puissance optique reçue tombe en dessous de la sensibilité requise du récepteur, le bon fonctionnement de la liaison ne peut plus être garanti.
Cela signifie que la question n'est pas simplement :
Quelle est la perte de cette POF par mètre ?
La question d'ingénierie plus utile est :
Quelle perte optique totale ce système transmetteur-fibre-récepteur particulier peut-il tolérer ?
Ce n'est qu'après avoir connu cette valeur que l'atténuation de la fibre devient utile pour estimer la distance.
Pour de nombreuses liaisons POF industrielles courtes, le budget de puissance optique est l'un des moyens les plus pratiques de comprendre la distance de transmission. Cependant, une puissance reçue suffisante ne garantit pas automatiquement que toute longueur de liaison et tout débit de données arbitraires fonctionneront.
À mesure que le débit de données augmente, la forme des impulsions, la bande passante du système, la dispersion, le timing du transmetteur et le comportement du récepteur peuvent également affecter l'intégrité du signal. Une liaison peut donc atteindre une limite de qualité de signal même lorsqu'un simple calcul de puissance optique semble encore acceptable.
Pour cette raison, le budget de puissance optique doit être considéré comme un calcul de distance fondamental, mais pas comme un remplacement de la spécification complète de la liaison transmetteur/récepteur.
Une source courante de confusion dans la conception de liaisons fibre optique est que dB et dBm se ressemblent mais décrivent des choses différentes.
| Terme | Ce qu'il représente | Utilisation typique dans une liaison POF | Exemple |
|---|---|---|---|
| dBm | Puissance optique absolue référencée à 1 mW | Sortie du transmetteur, sensibilité du récepteur, puissance reçue | −10 dBm |
| dB | Différence de puissance relative, gain ou perte | Atténuation de la fibre, perte de connecteur, marge | 4 dB |
| dB/m | Perte par unité de longueur | Atténuation de la fibre | 0,20 dB/m |
| Budget de puissance optique | Différence totale admissible entre les limites de puissance Tx et Rx | Perte de liaison disponible | 8 dB |
Comprendre cette distinction rend le reste du calcul du budget de liaison beaucoup plus facile.
dBm vs dB dans une liaison optique
dBm est un niveau de puissance absolu.
Il exprime la puissance optique par rapport à 1 milliwatt :
0 dBm = 1 mW
Les valeurs dBm négatives ne signifient pas une puissance physique négative. Elles signifient simplement que le niveau de puissance est inférieur à 1 mW.
Par exemple, un transmetteur peut spécifier une sortie optique minimale de −10 dBm, tandis qu'un récepteur peut spécifier une sensibilité de −18 dBm.
Ce sont deux niveaux de puissance optique absolus.
dB décrit un rapport ou une différence entre deux niveaux de puissance.
Dans une liaison optique, dB est utilisé pour les pertes telles que :
l'atténuation de la fibre,
la perte de connecteur ou d'adaptateur,
la perte liée à la courbure,
et la marge d'ingénierie.
Si une section de la liaison introduit une perte de 2 dB, la puissance optique reçue après cette section est inférieure de 2 dB à ce qu'elle était avant.
Cette distinction est importante :
dBm indique le niveau de puissance optique.
dB indique de combien il change.
Parce que dBm est logarithmique, la différence entre deux valeurs dBm est exprimée en dB.
Supposons :
Sortie minimale du transmetteur = −10 dBm
et :
Sensibilité du récepteur = −18 dBm
Alors :
−10 dBm − (−18 dBm) = 8 dB
Le système dispose donc d'une différence de puissance optique de 8 dB disponible entre la sortie minimale du transmetteur et la sensibilité du récepteur.
Ces 8 dB ne représentent pas la distance de la fibre. C'est le budget de perte qui doit couvrir l'ensemble du chemin optique.
Le point de départ le plus simple pour un budget de liaison POF est :
Budget de puissance optique = Puissance minimale du transmetteur − Sensibilité du récepteur
Le résultat est exprimé en dB.
Pour une ingénierie conservatrice, la sortie minimale garantie du transmetteur est généralement plus utile qu'une valeur typique de transmetteur, car l'objectif est généralement de déterminer si la liaison peut fonctionner dans les conditions de composants et environnementales prévues.
Le même principe s'applique au récepteur : la valeur de sensibilité pertinente doit correspondre aux conditions de fonctionnement et au débit de données requis.
Considérons un système hypothétique :
Sortie minimale du transmetteur : −10 dBm
Sensibilité du récepteur : −18 dBm
Le budget de puissance optique initial est :
−10 − (−18) = 8 dB
Le système peut donc tolérer 8 dB entre la sortie spécifiée du transmetteur et le seuil du récepteur avant d'atteindre cette limite du récepteur.
Mais les 8 dB ne doivent pas être automatiquement attribués à la fibre.
D'autres pertes doivent encore être prises en compte.
Les spécifications du récepteur doivent également être lues comme une plage plutôt que seulement comme un seuil minimum. À longue distance, une puissance insuffisante est généralement la préoccupation. À très courte distance dans certains systèmes, une puissance d'entrée optique excessive peut également dépasser la plage spécifiée du récepteur. Une puissance plus élevée n'est donc pas toujours automatiquement meilleure.
Un modèle pratique de perte de liaison est :
Perte totale de liaison = Perte de fibre + Pertes d'interface supplémentaires + Pertes de terminaison + Pertes liées à la courbure + Autres pertes d'installation
Les catégories exactes dépendent de la manière dont le système est construit.
Un détail important est que toutes les interfaces apparentes ne doivent pas nécessairement être ajoutées à nouveau. Certaines spécifications de transmetteur et de récepteur intègrent déjà des conditions de couplage définies dans leurs caractéristiques optiques publiées.
Si un concepteur ajoute à nouveau ces pertes, le budget devient inutilement pessimiste.
L'erreur inverse est tout aussi problématique : supposer qu'un adaptateur de panneau, une connexion en ligne ou une terminaison installée sur le terrain ne coûte rien.
Le calcul doit donc distinguer les pertes qui sont déjà incluses dans la spécification du composant ou de la liaison et les pertes ajoutées par l'installation réelle.
Une conception qui atteint exactement la sensibilité du récepteur sur le papier n'a pratiquement aucune marge optique restante.
Les systèmes réels peuvent nécessiter une marge pour des facteurs tels que la variation des composants, le vieillissement, la variation de l'alimentation, la variation de l'installation, les conditions environnementales et les pertes passives supplémentaires.
La marge requise est spécifique au système. Il n'y a pas de règle universelle indiquant que chaque système POF doit réserver exactement le même nombre de décibels.
L'équation d'ingénierie utile devient donc :
Budget de perte de fibre disponible = PTx(min) − PRx(sensibilité) − Pertes fixes − Marge requise
Ce qui reste après ces déductions peut être attribué à la fibre.
Si l'atténuation de la fibre est représentée par α en dB/m, une longueur approximative limitée par la puissance peut être calculée comme suit :
Lmax ≈ Budget de perte de fibre disponible / αmax
Par exemple, si un système dispose de 4 dB disponibles pour la fibre et que la valeur d'atténuation de conception est de 0,20 dB/m :
Lmax ≈ 4 dB / 0,20 dB/m = 20 m
C'est déjà beaucoup plus significatif que de commencer par 0,20 dB/m et d'essayer de deviner une distance.
La valeur d'atténuation nous indique à quelle vitesse le budget disponible est consommé. Le transmetteur et le récepteur nous indiquent quel budget existe en premier lieu.
Une liaison POF réelle ne perd normalement pas de puissance optique par un seul mécanisme.
| Perte ou allocation | Pourquoi c'est important |
|---|---|
| Atténuation de la fibre | La puissance optique diminue à mesure que la longueur de la fibre augmente |
| Connecteurs et adaptateurs | Des interfaces optiques supplémentaires peuvent introduire des pertes d'insertion ou de couplage |
| Qualité de la face d'extrémité et de la terminaison | Une mauvaise coupe, un mauvais polissage, un mauvais alignement ou une contamination peuvent réduire la puissance couplée |
| Courbure | Des courbures serrées peuvent augmenter l'atténuation optique |
| Température | Peut affecter la source optique, le comportement de la fibre, les performances du récepteur et la marge totale |
| Variation et vieillissement des composants | Les performances réelles du système changent dans les limites spécifiées au fil du temps et des conditions de fonctionnement |
| Marge d'ingénierie | Préserve la marge au lieu de fonctionner exactement au seuil du récepteur |
Où va le budget de puissance optique
L'atténuation de la fibre décrit la quantité de puissance optique perdue lorsque la lumière traverse la POF.
Elle est couramment exprimée en dB/m.
Pour certaines qualités de POF industrielles à indice de réfraction constant de 1 mm, les valeurs d'atténuation publiées sont de l'ordre de quelques dixièmes de décibel par mètre. Selon la qualité du câble, la longueur d'onde, la température et les conditions de test, les valeurs typiques peuvent être d'environ 0,19 à 0,22 dB/m.
Ces chiffres sont utiles pour comprendre l'ampleur de l'atténuation des POF, mais ils ne doivent pas être considérés comme des constantes universelles.
Une conception doit utiliser la spécification d'atténuation appropriée à la fibre réelle et aux conditions de fonctionnement.
Il existe également une distinction importante entre une valeur d'atténuation typique et une valeur d'atténuation maximale spécifiée. Une valeur typique peut décrire des performances représentatives, tandis qu'une conception de liaison conservatrice dans le pire des cas nécessite normalement une valeur cohérente avec la spécification garantie.
Chaque fois que le chemin optique passe par une interface supplémentaire, une certaine puissance peut être perdue.
Cela peut inclure des coupleurs en ligne, des adaptateurs de panneau, des connexions détachables ou d'autres interfaces ajoutées entre le transmetteur et le récepteur.
Dans les systèmes POF industriels courts, même une perte fixe relativement faible peut être importante car le budget de puissance total disponible peut n'être que de quelques décibels.
Supposons qu'une liaison dispose de 5 dB disponibles après avoir réservé sa marge système requise. Si des interfaces supplémentaires consomment 1 dB, il ne reste que 4 dB pour la fibre.
À 0,20 dB/m, ce décibel supplémentaire correspond à environ 5 mètres de budget de perte de fibre.
Cela ne signifie pas que chaque connecteur coûte toujours 1 dB. Cela montre pourquoi les pertes fixes ne peuvent pas être ignorées lors de l'estimation de la distance.
La POF est attrayante en partie parce qu'elle peut être relativement facile à terminer, mais la qualité de la terminaison est toujours optiquement importante.
La face d'extrémité de la fibre doit délivrer efficacement la lumière du transmetteur dans la fibre et de la fibre dans le récepteur. Une mauvaise coupe, un mauvais polissage, une contamination, des dommages mécaniques ou un mauvais alignement peuvent augmenter la diffusion ou réduire le couplage optique.
Il n'existe pas de règle universelle utile telle que « chaque face d'extrémité de POF ajoute X dB ». Le résultat dépend de la méthode de terminaison et de l'interface.
Pour les calculs d'ingénierie, utilisez la spécification du connecteur ou de la terminaison pertinente lorsque disponible. Pour les liaisons installées sur le terrain, la qualité de la terminaison est également une raison pour laquelle la pratique d'installation peut affecter les performances réelles mesurées.
Une fibre n'a pas besoin d'être cassée pour perdre de la puissance optique.
Lorsque la POF est courbée trop serrée, une partie de l'énergie optique guidée peut s'échapper, augmentant l'atténuation. La perte réelle dépend de la construction de la fibre, du rayon de courbure, de l'angle de courbure et de l'état mécanique du câble.
C'est pourquoi les fiches techniques des câbles spécifient normalement les exigences de courbure.
Plutôt que d'ajouter une valeur de perte par courbure universelle arbitraire, une meilleure approche consiste à acheminer le câble dans ses limites mécaniques spécifiées et à considérer les courbures exceptionnellement serrées ou répétées comme des sources possibles de perte optique supplémentaire.
La température ne doit pas être traitée comme une règle simple telle que « ajouter X dB à haute température ».
Elle peut influencer plusieurs parties de la liaison optique en même temps.
La sortie optique du transmetteur peut changer. La longueur d'onde de la LED peut se décaler. L'atténuation de la fibre dépend en partie de la longueur d'onde et des conditions environnementales. La sensibilité du récepteur peut également varier sur sa plage de fonctionnement.
La marge de liaison résultante est donc un effet au niveau du système.
Pour les équipements industriels censés fonctionner sur une large plage de températures, les valeurs typiques à température ambiante ne suffisent pas pour une conception de distance dans le pire des cas. Le transmetteur, le récepteur, le câble et les conditions de la liaison complète doivent être évalués sur la plage de fonctionnement requise.
Les liaisons optiques ne sont pas conçues uniquement pour le moment où elles quittent la chaîne de production.
Les caractéristiques des composants varient entre les unités et peuvent changer avec les conditions de fonctionnement et le temps. Les tolérances d'alimentation et les variations d'installation peuvent également influencer la liaison réelle.
C'est le but de la marge de conception.
La marge n'est pas une puissance inutilisée ou gaspillée. C'est une marge délibérée entre le point de fonctionnement prévu et la limite de défaillance.
La marge correcte dépend des spécifications des composants, de la méthode de qualification, de la durée de vie requise, de l'environnement et de l'objectif de fiabilité du système.
C'est là que le budget de puissance optique devient particulièrement utile.
Imaginez deux systèmes utilisant la même POF, avec la même atténuation de conception de 0,20 dB/m.
La fibre est identique. Ce qui change, c'est le budget optique restant.
Même POF, portée différente : 20 m vs 10 m
| Paramètre | Système A | Système B |
|---|---|---|
| Atténuation POF utilisée pour le calcul | 0,20 dB/m | 0,20 dB/m |
| Budget restant disponible pour la fibre | 4 dB | 2 dB |
| Longueur de fibre approximative limitée par la puissance | 20 m | 10 m |
Pour le système A :
4 dB / 0,20 dB/m = 20 m
Pour le système B :
2 dB / 0,20 dB/m = 10 m
Ce sont des chiffres hypothétiques délibérément simplifiés. Ils ne sont pas des spécifications POF universelles.
Leur but est de montrer que la même atténuation ne produit pas la même portée lorsque le budget optique disponible est différent.
Un transmetteur plus puissant donne plus de puissance optique à la liaison au point de départ, à condition que toutes les autres conditions restent comparables.
Si un transmetteur a une puissance de lancement minimale garantie meilleure qu'un autre, il peut supporter une perte totale plus importante avant que la limite du récepteur ne soit atteinte.
Cette allocation de perte supplémentaire peut potentiellement être utilisée pour plus de fibre, plus d'interfaces passives, plus de marge, ou une combinaison de celles-ci.
Le récepteur est tout aussi important.
Un récepteur capable de détecter de manière fiable une entrée optique plus faible donne au système un budget de perte potentiel plus important qu'un récepteur moins sensible, toujours en supposant des conditions de fonctionnement compatibles.
Cela signifie que le remplacement du seul récepteur peut modifier la portée de la liaison possible, même si le transmetteur et la fibre restent inchangés.
Supposons que les deux systèmes commencent par la différence de puissance de leur transmetteur/récepteur, puis soustraient les pertes fixes requises et la marge de conception.
Après toutes ces déductions :
Le système A dispose de 4 dB restants pour la fibre.
Le système B dispose de 2 dB restants pour la fibre.
La même POF de 0,20 dB/m produit donc des distances calculées très différentes.
Un guide de sélection de composants industriels actuel illustre clairement le point : différentes combinaisons de transmetteurs/récepteurs POF à 650 nm sont spécifiées pour des distances de liaison d'environ 10 m, 20 m, 45 m, 50 m et 58 m à différents débits de données de fonctionnement.
Le milieu de transmission peut toujours être de la POF de 1 mm, mais le système optique complet est différent.
Une combinaison transmetteur/récepteur est conçue pour une gamme particulière de vitesses de signal et de conditions de fonctionnement.
Changer le débit de données peut modifier les performances de liaison disponibles car la bande passante du récepteur, la sensibilité, le comportement du bruit, la distorsion des impulsions et d'autres facteurs d'intégrité du signal sont liés.
Un système destiné à un débit de données relativement faible peut donc atteindre une portée différente d'un système à plus haute vitesse, même si les deux utilisent une POF similaire.
C'est une autre raison pour laquelle choisir un câble uniquement par son atténuation n'est pas suffisant. La fibre et les composants optoélectroniques doivent être considérés comme une seule liaison.
L'expression « distance théorique » est souvent utilisée trop à la légère lors de la lecture d'une fiche technique de fibre optique.
Une distance de liaison publiée peut ne pas être un maximum théorique du tout. Selon le composant, il peut s'agir d'une portée spécifiée ou garantie dans des conditions définies de transmetteur, de récepteur, de câble, de circuit, de température et de marge.
La première étape consiste donc à comprendre ce que le chiffre représente réellement.
Une sortie de transmetteur typique mesurée à température ambiante n'est pas nécessairement la sortie de transmetteur qui devrait être utilisée pour une conception dans le pire des cas.
De même, une sensibilité de récepteur typique ou une atténuation de fibre typique peuvent donner un résultat plus optimiste que les limites garanties.
Cela peut produire deux calculs différents :
Calcul typique : utile pour comprendre les performances représentatives.
Calcul du pire des cas : utile pour déterminer si les performances requises restent dans les spécifications malgré la variation des composants et de l'environnement.
Les deux distances ne doivent pas être confondues.
Certaines spécifications de liaison sont basées sur des combinaisons complètes de transmetteur/récepteur plutôt que sur des valeurs de composants bruts isolés.
Par exemple, une performance de liaison publiée peut déjà tenir compte des conditions de couplage définies, de l'atténuation de la fibre, des effets modaux, de la variation de température ou d'une marge de puissance optique.
Dans ce cas, soustraire indépendamment chaque perte supposée peut sous-estimer la portée spécifiée réelle.
Déterminez toujours ce qui est déjà inclus avant de construire un budget supplémentaire.
C'est une erreur courante dans le calcul du budget de liaison.
Supposons qu'une spécification de sortie de transmetteur représente déjà la puissance optique dans des conditions de fibre couplée définies. Ajouter une perte de couplage de transmetteur supposée compterait le même mécanisme deux fois.
Le même principe s'applique au récepteur.
En revanche, si le système installé ajoute un connecteur de panneau, un adaptateur supplémentaire ou une terminaison supplémentaire installée sur le terrain qui n'est pas incluse dans la spécification de liaison publiée, cette nouvelle perte doit toujours être prise en compte.
Une règle utile est :
Ne comptez pas une perte parce qu'elle existe physiquement. Comptez-la parce qu'elle n'est pas déjà prise en compte dans la spécification que vous utilisez.
Un calcul de budget de liaison est un modèle d'ingénierie.
Le système fini a toujours un routage de câble réel, des terminaisons, des connecteurs, des tolérances de composants, des conditions de température et des interfaces électriques.
Pour les applications où la fiabilité de la liaison est importante, le budget calculé doit donc être vérifié par rapport aux spécifications complètes du transmetteur et du récepteur et validé dans les conditions système requises.
Le but du calcul n'est pas de remplacer la vérification. C'est de rendre la conception compréhensible avant que la vérification ne commence.
Des spécifications de fiche technique à la distance pratique de liaison POF
Identifiez le transmetteur réel et sa sortie optique minimale dans les conditions requises.
Identifiez la sensibilité du récepteur et la plage d'entrée optique valide.
Calculez le budget de puissance optique initial transmetteur-récepteur.
Identifiez quelles pertes de couplage ou d'interface sont déjà incluses dans ces spécifications.
Ajoutez les pertes de connecteur externe, d'adaptateur, de terminaison, de courbure et d'installation qui ne sont pas déjà incluses.
Réservez la marge optique requise par la conception du système.
Déterminez le budget restant disponible pour l'atténuation de la fibre.
Utilisez la spécification d'atténuation de fibre dans le pire des cas appropriée pour estimer la longueur limitée par la puissance.
Vérifiez séparément la spécification de débit de données et de distance de liaison de la paire transmetteur/récepteur.
Validez la liaison assemblée dans les conditions de fonctionnement requises.
Ce processus modifie la question de :
« Quelle est la distance de transmission de ce câble POF ? »
à :
« Ce système optique complet peut-il tolérer les pertes créées par la distance et l'installation requises ? »
C'est une question beaucoup plus utile pour la conception industrielle.
La distance de transmission POF n'est pas définie par un seul chiffre d'atténuation et ne doit pas être traitée comme une propriété intrinsèque fixe du câble.
L'atténuation de la fibre détermine la vitesse à laquelle la puissance optique est consommée à mesure que la distance augmente. Le transmetteur détermine la quantité de puissance optique qui entre dans le système. Le récepteur détermine la quantité minimale de puissance optique utilisable qui peut rester à l'autre extrémité. Les connecteurs, la qualité de la terminaison, les courbures, les conditions environnementales et la marge consomment ou influencent tous le budget restant.
La relation peut être résumée comme suit :
Puissance du transmetteur → Budget optique disponible → Pertes de liaison → Marge restante → Portée pratique
C'est pourquoi deux liaisons utilisant une POF apparemment similaire peuvent avoir des distances spécifiées très différentes.
Pour la sélection d'ingénierie, commencez par le transmetteur et le récepteur, calculez le budget de puissance optique, tenez compte du chemin optique complet, puis utilisez l'atténuation de la fibre pour estimer la distance.
Ne commencez pas par dB/m et supposez que la réponse est déjà contenue dans le câble.
Il n'y a pas de distance de transmission maximale universelle pour la fibre optique plastique. La portée dépend de la sortie du transmetteur, de la sensibilité du récepteur, de l'atténuation de la fibre, des pertes de connecteur et d'installation, des conditions de fonctionnement, de la marge de conception et des exigences de débit de données de la liaison complète. Différents systèmes industriels de transmetteurs/récepteurs POF peuvent donc spécifier des distances très différentes tout en utilisant une POF de 1 mm similaire.
dBm représente un niveau de puissance optique absolu référencé à 1 mW. dB représente la différence relative ou la perte entre deux niveaux de puissance. La sortie du transmetteur et la sensibilité du récepteur sont couramment spécifiées en dBm, tandis que l'atténuation de la fibre, la perte de connecteur et la marge optique sont exprimées en dB.
Un calcul de base est :
Budget de puissance optique = Puissance minimale du transmetteur − Sensibilité du récepteur
Ensuite, soustrayez les pertes optiques fixes et la marge d'ingénierie requise. Le budget restant peut être alloué à l'atténuation de la fibre. La division de ce budget de perte restant par l'atténuation de fibre appropriée en dB/m donne une longueur de fibre approximative limitée par la puissance.
Parce que la fibre n'est qu'une partie de la liaison. Différents transmetteurs peuvent émettre différents niveaux de puissance optique, tandis que différents récepteurs peuvent avoir des sensibilités et des caractéristiques de bande passante différentes. Par conséquent, la quantité totale de perte optique que chaque paire transmetteur/récepteur peut tolérer peut être différente, même lorsque la même POF est utilisée.
Ils le peuvent. Des connecteurs et adaptateurs supplémentaires peuvent introduire une perte optique, tandis que des courbures serrées peuvent augmenter l'atténuation de la fibre. Une mauvaise terminaison peut également réduire le couplage optique. Leur effet réel dépend de la fibre, du système de connecteur, de la méthode de terminaison, du rayon de courbure et de l'installation, ils doivent donc être évalués en utilisant les spécifications applicables du composant et du câble plutôt qu'une seule valeur de perte universelle.
Déterminez d'abord ce que représente la distance de la fiche technique. Il peut s'agir d'une distance de liaison garantie dans des conditions définies plutôt que d'un maximum théorique. Les valeurs typiques, les spécifications du pire des cas, la température, la qualité du câble, les interfaces passives, la marge de conception et les conditions d'installation peuvent tous affecter la comparaison entre une distance calculée et les performances réelles du système. Les pertes déjà incluses dans la spécification de liaison publiée ne doivent pas non plus être comptées deux fois.
Quelle est la portée de transmission de la fibre optique plastique ?” semble être une question simple, mais il n'existe pas de distance unique applicable à chaque liaison POF.
Un câble de fibre optique plastique a une spécification d'atténuation, généralement exprimée en dB par mètre. Cette valeur est importante, mais elle ne représente qu'une partie du calcul de distance. La portée réelle d'une liaison dépend de la puissance optique émise par le transmetteur, de la puissance optique minimale que le récepteur peut détecter de manière fiable, de la puissance perdue dans la fibre et les connexions, et de la marge qui doit rester pour les conditions de fonctionnement réelles.
C'est pourquoi la même POF de 1 mm peut fonctionner sur 20 mètres dans un système et seulement 10 mètres dans un autre. La fibre n'a pas changé. Le budget de puissance optique de la liaison complète transmetteur-fibre-récepteur a changé.
Comprendre cela nécessite trois concepts : dBm, dB, et budget de puissance optique.
La distance de transmission maximale de la fibre optique plastique est la longueur de liaison la plus longue qui maintient la puissance optique reçue et la qualité du signal dans les limites spécifiées du système transmetteur/récepteur. Elle dépend du budget de puissance optique, de l'atténuation de la fibre, des pertes de connexion et de courbure, de la température, de la marge de conception et, dans certains systèmes, des limitations de débit de données et de bande passante.
Une liaison de données POF peut être simplifiée en trois éléments principaux :
Transmetteur → Fibre optique plastique → Récepteur
Budget de puissance optique transmetteur-POF-récepteur
Le transmetteur crée le signal optique. La fibre le transporte. Le récepteur doit toujours recevoir suffisamment de puissance optique utilisable pour récupérer les données correctement.
Le transmetteur donne donc au système un niveau de puissance optique de départ, tandis que chaque partie du chemin optique réduit cette puissance à un certain degré.
La relation de base est la suivante :
Puissance optique reçue = Puissance optique transmise − Perte optique totale
Si la puissance optique reçue tombe en dessous de la sensibilité requise du récepteur, le bon fonctionnement de la liaison ne peut plus être garanti.
Cela signifie que la question n'est pas simplement :
Quelle est la perte de cette POF par mètre ?
La question d'ingénierie plus utile est :
Quelle perte optique totale ce système transmetteur-fibre-récepteur particulier peut-il tolérer ?
Ce n'est qu'après avoir connu cette valeur que l'atténuation de la fibre devient utile pour estimer la distance.
Pour de nombreuses liaisons POF industrielles courtes, le budget de puissance optique est l'un des moyens les plus pratiques de comprendre la distance de transmission. Cependant, une puissance reçue suffisante ne garantit pas automatiquement que toute longueur de liaison et tout débit de données arbitraires fonctionneront.
À mesure que le débit de données augmente, la forme des impulsions, la bande passante du système, la dispersion, le timing du transmetteur et le comportement du récepteur peuvent également affecter l'intégrité du signal. Une liaison peut donc atteindre une limite de qualité de signal même lorsqu'un simple calcul de puissance optique semble encore acceptable.
Pour cette raison, le budget de puissance optique doit être considéré comme un calcul de distance fondamental, mais pas comme un remplacement de la spécification complète de la liaison transmetteur/récepteur.
Une source courante de confusion dans la conception de liaisons fibre optique est que dB et dBm se ressemblent mais décrivent des choses différentes.
| Terme | Ce qu'il représente | Utilisation typique dans une liaison POF | Exemple |
|---|---|---|---|
| dBm | Puissance optique absolue référencée à 1 mW | Sortie du transmetteur, sensibilité du récepteur, puissance reçue | −10 dBm |
| dB | Différence de puissance relative, gain ou perte | Atténuation de la fibre, perte de connecteur, marge | 4 dB |
| dB/m | Perte par unité de longueur | Atténuation de la fibre | 0,20 dB/m |
| Budget de puissance optique | Différence totale admissible entre les limites de puissance Tx et Rx | Perte de liaison disponible | 8 dB |
Comprendre cette distinction rend le reste du calcul du budget de liaison beaucoup plus facile.
dBm vs dB dans une liaison optique
dBm est un niveau de puissance absolu.
Il exprime la puissance optique par rapport à 1 milliwatt :
0 dBm = 1 mW
Les valeurs dBm négatives ne signifient pas une puissance physique négative. Elles signifient simplement que le niveau de puissance est inférieur à 1 mW.
Par exemple, un transmetteur peut spécifier une sortie optique minimale de −10 dBm, tandis qu'un récepteur peut spécifier une sensibilité de −18 dBm.
Ce sont deux niveaux de puissance optique absolus.
dB décrit un rapport ou une différence entre deux niveaux de puissance.
Dans une liaison optique, dB est utilisé pour les pertes telles que :
l'atténuation de la fibre,
la perte de connecteur ou d'adaptateur,
la perte liée à la courbure,
et la marge d'ingénierie.
Si une section de la liaison introduit une perte de 2 dB, la puissance optique reçue après cette section est inférieure de 2 dB à ce qu'elle était avant.
Cette distinction est importante :
dBm indique le niveau de puissance optique.
dB indique de combien il change.
Parce que dBm est logarithmique, la différence entre deux valeurs dBm est exprimée en dB.
Supposons :
Sortie minimale du transmetteur = −10 dBm
et :
Sensibilité du récepteur = −18 dBm
Alors :
−10 dBm − (−18 dBm) = 8 dB
Le système dispose donc d'une différence de puissance optique de 8 dB disponible entre la sortie minimale du transmetteur et la sensibilité du récepteur.
Ces 8 dB ne représentent pas la distance de la fibre. C'est le budget de perte qui doit couvrir l'ensemble du chemin optique.
Le point de départ le plus simple pour un budget de liaison POF est :
Budget de puissance optique = Puissance minimale du transmetteur − Sensibilité du récepteur
Le résultat est exprimé en dB.
Pour une ingénierie conservatrice, la sortie minimale garantie du transmetteur est généralement plus utile qu'une valeur typique de transmetteur, car l'objectif est généralement de déterminer si la liaison peut fonctionner dans les conditions de composants et environnementales prévues.
Le même principe s'applique au récepteur : la valeur de sensibilité pertinente doit correspondre aux conditions de fonctionnement et au débit de données requis.
Considérons un système hypothétique :
Sortie minimale du transmetteur : −10 dBm
Sensibilité du récepteur : −18 dBm
Le budget de puissance optique initial est :
−10 − (−18) = 8 dB
Le système peut donc tolérer 8 dB entre la sortie spécifiée du transmetteur et le seuil du récepteur avant d'atteindre cette limite du récepteur.
Mais les 8 dB ne doivent pas être automatiquement attribués à la fibre.
D'autres pertes doivent encore être prises en compte.
Les spécifications du récepteur doivent également être lues comme une plage plutôt que seulement comme un seuil minimum. À longue distance, une puissance insuffisante est généralement la préoccupation. À très courte distance dans certains systèmes, une puissance d'entrée optique excessive peut également dépasser la plage spécifiée du récepteur. Une puissance plus élevée n'est donc pas toujours automatiquement meilleure.
Un modèle pratique de perte de liaison est :
Perte totale de liaison = Perte de fibre + Pertes d'interface supplémentaires + Pertes de terminaison + Pertes liées à la courbure + Autres pertes d'installation
Les catégories exactes dépendent de la manière dont le système est construit.
Un détail important est que toutes les interfaces apparentes ne doivent pas nécessairement être ajoutées à nouveau. Certaines spécifications de transmetteur et de récepteur intègrent déjà des conditions de couplage définies dans leurs caractéristiques optiques publiées.
Si un concepteur ajoute à nouveau ces pertes, le budget devient inutilement pessimiste.
L'erreur inverse est tout aussi problématique : supposer qu'un adaptateur de panneau, une connexion en ligne ou une terminaison installée sur le terrain ne coûte rien.
Le calcul doit donc distinguer les pertes qui sont déjà incluses dans la spécification du composant ou de la liaison et les pertes ajoutées par l'installation réelle.
Une conception qui atteint exactement la sensibilité du récepteur sur le papier n'a pratiquement aucune marge optique restante.
Les systèmes réels peuvent nécessiter une marge pour des facteurs tels que la variation des composants, le vieillissement, la variation de l'alimentation, la variation de l'installation, les conditions environnementales et les pertes passives supplémentaires.
La marge requise est spécifique au système. Il n'y a pas de règle universelle indiquant que chaque système POF doit réserver exactement le même nombre de décibels.
L'équation d'ingénierie utile devient donc :
Budget de perte de fibre disponible = PTx(min) − PRx(sensibilité) − Pertes fixes − Marge requise
Ce qui reste après ces déductions peut être attribué à la fibre.
Si l'atténuation de la fibre est représentée par α en dB/m, une longueur approximative limitée par la puissance peut être calculée comme suit :
Lmax ≈ Budget de perte de fibre disponible / αmax
Par exemple, si un système dispose de 4 dB disponibles pour la fibre et que la valeur d'atténuation de conception est de 0,20 dB/m :
Lmax ≈ 4 dB / 0,20 dB/m = 20 m
C'est déjà beaucoup plus significatif que de commencer par 0,20 dB/m et d'essayer de deviner une distance.
La valeur d'atténuation nous indique à quelle vitesse le budget disponible est consommé. Le transmetteur et le récepteur nous indiquent quel budget existe en premier lieu.
Une liaison POF réelle ne perd normalement pas de puissance optique par un seul mécanisme.
| Perte ou allocation | Pourquoi c'est important |
|---|---|
| Atténuation de la fibre | La puissance optique diminue à mesure que la longueur de la fibre augmente |
| Connecteurs et adaptateurs | Des interfaces optiques supplémentaires peuvent introduire des pertes d'insertion ou de couplage |
| Qualité de la face d'extrémité et de la terminaison | Une mauvaise coupe, un mauvais polissage, un mauvais alignement ou une contamination peuvent réduire la puissance couplée |
| Courbure | Des courbures serrées peuvent augmenter l'atténuation optique |
| Température | Peut affecter la source optique, le comportement de la fibre, les performances du récepteur et la marge totale |
| Variation et vieillissement des composants | Les performances réelles du système changent dans les limites spécifiées au fil du temps et des conditions de fonctionnement |
| Marge d'ingénierie | Préserve la marge au lieu de fonctionner exactement au seuil du récepteur |
Où va le budget de puissance optique
L'atténuation de la fibre décrit la quantité de puissance optique perdue lorsque la lumière traverse la POF.
Elle est couramment exprimée en dB/m.
Pour certaines qualités de POF industrielles à indice de réfraction constant de 1 mm, les valeurs d'atténuation publiées sont de l'ordre de quelques dixièmes de décibel par mètre. Selon la qualité du câble, la longueur d'onde, la température et les conditions de test, les valeurs typiques peuvent être d'environ 0,19 à 0,22 dB/m.
Ces chiffres sont utiles pour comprendre l'ampleur de l'atténuation des POF, mais ils ne doivent pas être considérés comme des constantes universelles.
Une conception doit utiliser la spécification d'atténuation appropriée à la fibre réelle et aux conditions de fonctionnement.
Il existe également une distinction importante entre une valeur d'atténuation typique et une valeur d'atténuation maximale spécifiée. Une valeur typique peut décrire des performances représentatives, tandis qu'une conception de liaison conservatrice dans le pire des cas nécessite normalement une valeur cohérente avec la spécification garantie.
Chaque fois que le chemin optique passe par une interface supplémentaire, une certaine puissance peut être perdue.
Cela peut inclure des coupleurs en ligne, des adaptateurs de panneau, des connexions détachables ou d'autres interfaces ajoutées entre le transmetteur et le récepteur.
Dans les systèmes POF industriels courts, même une perte fixe relativement faible peut être importante car le budget de puissance total disponible peut n'être que de quelques décibels.
Supposons qu'une liaison dispose de 5 dB disponibles après avoir réservé sa marge système requise. Si des interfaces supplémentaires consomment 1 dB, il ne reste que 4 dB pour la fibre.
À 0,20 dB/m, ce décibel supplémentaire correspond à environ 5 mètres de budget de perte de fibre.
Cela ne signifie pas que chaque connecteur coûte toujours 1 dB. Cela montre pourquoi les pertes fixes ne peuvent pas être ignorées lors de l'estimation de la distance.
La POF est attrayante en partie parce qu'elle peut être relativement facile à terminer, mais la qualité de la terminaison est toujours optiquement importante.
La face d'extrémité de la fibre doit délivrer efficacement la lumière du transmetteur dans la fibre et de la fibre dans le récepteur. Une mauvaise coupe, un mauvais polissage, une contamination, des dommages mécaniques ou un mauvais alignement peuvent augmenter la diffusion ou réduire le couplage optique.
Il n'existe pas de règle universelle utile telle que « chaque face d'extrémité de POF ajoute X dB ». Le résultat dépend de la méthode de terminaison et de l'interface.
Pour les calculs d'ingénierie, utilisez la spécification du connecteur ou de la terminaison pertinente lorsque disponible. Pour les liaisons installées sur le terrain, la qualité de la terminaison est également une raison pour laquelle la pratique d'installation peut affecter les performances réelles mesurées.
Une fibre n'a pas besoin d'être cassée pour perdre de la puissance optique.
Lorsque la POF est courbée trop serrée, une partie de l'énergie optique guidée peut s'échapper, augmentant l'atténuation. La perte réelle dépend de la construction de la fibre, du rayon de courbure, de l'angle de courbure et de l'état mécanique du câble.
C'est pourquoi les fiches techniques des câbles spécifient normalement les exigences de courbure.
Plutôt que d'ajouter une valeur de perte par courbure universelle arbitraire, une meilleure approche consiste à acheminer le câble dans ses limites mécaniques spécifiées et à considérer les courbures exceptionnellement serrées ou répétées comme des sources possibles de perte optique supplémentaire.
La température ne doit pas être traitée comme une règle simple telle que « ajouter X dB à haute température ».
Elle peut influencer plusieurs parties de la liaison optique en même temps.
La sortie optique du transmetteur peut changer. La longueur d'onde de la LED peut se décaler. L'atténuation de la fibre dépend en partie de la longueur d'onde et des conditions environnementales. La sensibilité du récepteur peut également varier sur sa plage de fonctionnement.
La marge de liaison résultante est donc un effet au niveau du système.
Pour les équipements industriels censés fonctionner sur une large plage de températures, les valeurs typiques à température ambiante ne suffisent pas pour une conception de distance dans le pire des cas. Le transmetteur, le récepteur, le câble et les conditions de la liaison complète doivent être évalués sur la plage de fonctionnement requise.
Les liaisons optiques ne sont pas conçues uniquement pour le moment où elles quittent la chaîne de production.
Les caractéristiques des composants varient entre les unités et peuvent changer avec les conditions de fonctionnement et le temps. Les tolérances d'alimentation et les variations d'installation peuvent également influencer la liaison réelle.
C'est le but de la marge de conception.
La marge n'est pas une puissance inutilisée ou gaspillée. C'est une marge délibérée entre le point de fonctionnement prévu et la limite de défaillance.
La marge correcte dépend des spécifications des composants, de la méthode de qualification, de la durée de vie requise, de l'environnement et de l'objectif de fiabilité du système.
C'est là que le budget de puissance optique devient particulièrement utile.
Imaginez deux systèmes utilisant la même POF, avec la même atténuation de conception de 0,20 dB/m.
La fibre est identique. Ce qui change, c'est le budget optique restant.
Même POF, portée différente : 20 m vs 10 m
| Paramètre | Système A | Système B |
|---|---|---|
| Atténuation POF utilisée pour le calcul | 0,20 dB/m | 0,20 dB/m |
| Budget restant disponible pour la fibre | 4 dB | 2 dB |
| Longueur de fibre approximative limitée par la puissance | 20 m | 10 m |
Pour le système A :
4 dB / 0,20 dB/m = 20 m
Pour le système B :
2 dB / 0,20 dB/m = 10 m
Ce sont des chiffres hypothétiques délibérément simplifiés. Ils ne sont pas des spécifications POF universelles.
Leur but est de montrer que la même atténuation ne produit pas la même portée lorsque le budget optique disponible est différent.
Un transmetteur plus puissant donne plus de puissance optique à la liaison au point de départ, à condition que toutes les autres conditions restent comparables.
Si un transmetteur a une puissance de lancement minimale garantie meilleure qu'un autre, il peut supporter une perte totale plus importante avant que la limite du récepteur ne soit atteinte.
Cette allocation de perte supplémentaire peut potentiellement être utilisée pour plus de fibre, plus d'interfaces passives, plus de marge, ou une combinaison de celles-ci.
Le récepteur est tout aussi important.
Un récepteur capable de détecter de manière fiable une entrée optique plus faible donne au système un budget de perte potentiel plus important qu'un récepteur moins sensible, toujours en supposant des conditions de fonctionnement compatibles.
Cela signifie que le remplacement du seul récepteur peut modifier la portée de la liaison possible, même si le transmetteur et la fibre restent inchangés.
Supposons que les deux systèmes commencent par la différence de puissance de leur transmetteur/récepteur, puis soustraient les pertes fixes requises et la marge de conception.
Après toutes ces déductions :
Le système A dispose de 4 dB restants pour la fibre.
Le système B dispose de 2 dB restants pour la fibre.
La même POF de 0,20 dB/m produit donc des distances calculées très différentes.
Un guide de sélection de composants industriels actuel illustre clairement le point : différentes combinaisons de transmetteurs/récepteurs POF à 650 nm sont spécifiées pour des distances de liaison d'environ 10 m, 20 m, 45 m, 50 m et 58 m à différents débits de données de fonctionnement.
Le milieu de transmission peut toujours être de la POF de 1 mm, mais le système optique complet est différent.
Une combinaison transmetteur/récepteur est conçue pour une gamme particulière de vitesses de signal et de conditions de fonctionnement.
Changer le débit de données peut modifier les performances de liaison disponibles car la bande passante du récepteur, la sensibilité, le comportement du bruit, la distorsion des impulsions et d'autres facteurs d'intégrité du signal sont liés.
Un système destiné à un débit de données relativement faible peut donc atteindre une portée différente d'un système à plus haute vitesse, même si les deux utilisent une POF similaire.
C'est une autre raison pour laquelle choisir un câble uniquement par son atténuation n'est pas suffisant. La fibre et les composants optoélectroniques doivent être considérés comme une seule liaison.
L'expression « distance théorique » est souvent utilisée trop à la légère lors de la lecture d'une fiche technique de fibre optique.
Une distance de liaison publiée peut ne pas être un maximum théorique du tout. Selon le composant, il peut s'agir d'une portée spécifiée ou garantie dans des conditions définies de transmetteur, de récepteur, de câble, de circuit, de température et de marge.
La première étape consiste donc à comprendre ce que le chiffre représente réellement.
Une sortie de transmetteur typique mesurée à température ambiante n'est pas nécessairement la sortie de transmetteur qui devrait être utilisée pour une conception dans le pire des cas.
De même, une sensibilité de récepteur typique ou une atténuation de fibre typique peuvent donner un résultat plus optimiste que les limites garanties.
Cela peut produire deux calculs différents :
Calcul typique : utile pour comprendre les performances représentatives.
Calcul du pire des cas : utile pour déterminer si les performances requises restent dans les spécifications malgré la variation des composants et de l'environnement.
Les deux distances ne doivent pas être confondues.
Certaines spécifications de liaison sont basées sur des combinaisons complètes de transmetteur/récepteur plutôt que sur des valeurs de composants bruts isolés.
Par exemple, une performance de liaison publiée peut déjà tenir compte des conditions de couplage définies, de l'atténuation de la fibre, des effets modaux, de la variation de température ou d'une marge de puissance optique.
Dans ce cas, soustraire indépendamment chaque perte supposée peut sous-estimer la portée spécifiée réelle.
Déterminez toujours ce qui est déjà inclus avant de construire un budget supplémentaire.
C'est une erreur courante dans le calcul du budget de liaison.
Supposons qu'une spécification de sortie de transmetteur représente déjà la puissance optique dans des conditions de fibre couplée définies. Ajouter une perte de couplage de transmetteur supposée compterait le même mécanisme deux fois.
Le même principe s'applique au récepteur.
En revanche, si le système installé ajoute un connecteur de panneau, un adaptateur supplémentaire ou une terminaison supplémentaire installée sur le terrain qui n'est pas incluse dans la spécification de liaison publiée, cette nouvelle perte doit toujours être prise en compte.
Une règle utile est :
Ne comptez pas une perte parce qu'elle existe physiquement. Comptez-la parce qu'elle n'est pas déjà prise en compte dans la spécification que vous utilisez.
Un calcul de budget de liaison est un modèle d'ingénierie.
Le système fini a toujours un routage de câble réel, des terminaisons, des connecteurs, des tolérances de composants, des conditions de température et des interfaces électriques.
Pour les applications où la fiabilité de la liaison est importante, le budget calculé doit donc être vérifié par rapport aux spécifications complètes du transmetteur et du récepteur et validé dans les conditions système requises.
Le but du calcul n'est pas de remplacer la vérification. C'est de rendre la conception compréhensible avant que la vérification ne commence.
Des spécifications de fiche technique à la distance pratique de liaison POF
Identifiez le transmetteur réel et sa sortie optique minimale dans les conditions requises.
Identifiez la sensibilité du récepteur et la plage d'entrée optique valide.
Calculez le budget de puissance optique initial transmetteur-récepteur.
Identifiez quelles pertes de couplage ou d'interface sont déjà incluses dans ces spécifications.
Ajoutez les pertes de connecteur externe, d'adaptateur, de terminaison, de courbure et d'installation qui ne sont pas déjà incluses.
Réservez la marge optique requise par la conception du système.
Déterminez le budget restant disponible pour l'atténuation de la fibre.
Utilisez la spécification d'atténuation de fibre dans le pire des cas appropriée pour estimer la longueur limitée par la puissance.
Vérifiez séparément la spécification de débit de données et de distance de liaison de la paire transmetteur/récepteur.
Validez la liaison assemblée dans les conditions de fonctionnement requises.
Ce processus modifie la question de :
« Quelle est la distance de transmission de ce câble POF ? »
à :
« Ce système optique complet peut-il tolérer les pertes créées par la distance et l'installation requises ? »
C'est une question beaucoup plus utile pour la conception industrielle.
La distance de transmission POF n'est pas définie par un seul chiffre d'atténuation et ne doit pas être traitée comme une propriété intrinsèque fixe du câble.
L'atténuation de la fibre détermine la vitesse à laquelle la puissance optique est consommée à mesure que la distance augmente. Le transmetteur détermine la quantité de puissance optique qui entre dans le système. Le récepteur détermine la quantité minimale de puissance optique utilisable qui peut rester à l'autre extrémité. Les connecteurs, la qualité de la terminaison, les courbures, les conditions environnementales et la marge consomment ou influencent tous le budget restant.
La relation peut être résumée comme suit :
Puissance du transmetteur → Budget optique disponible → Pertes de liaison → Marge restante → Portée pratique
C'est pourquoi deux liaisons utilisant une POF apparemment similaire peuvent avoir des distances spécifiées très différentes.
Pour la sélection d'ingénierie, commencez par le transmetteur et le récepteur, calculez le budget de puissance optique, tenez compte du chemin optique complet, puis utilisez l'atténuation de la fibre pour estimer la distance.
Ne commencez pas par dB/m et supposez que la réponse est déjà contenue dans le câble.
Il n'y a pas de distance de transmission maximale universelle pour la fibre optique plastique. La portée dépend de la sortie du transmetteur, de la sensibilité du récepteur, de l'atténuation de la fibre, des pertes de connecteur et d'installation, des conditions de fonctionnement, de la marge de conception et des exigences de débit de données de la liaison complète. Différents systèmes industriels de transmetteurs/récepteurs POF peuvent donc spécifier des distances très différentes tout en utilisant une POF de 1 mm similaire.
dBm représente un niveau de puissance optique absolu référencé à 1 mW. dB représente la différence relative ou la perte entre deux niveaux de puissance. La sortie du transmetteur et la sensibilité du récepteur sont couramment spécifiées en dBm, tandis que l'atténuation de la fibre, la perte de connecteur et la marge optique sont exprimées en dB.
Un calcul de base est :
Budget de puissance optique = Puissance minimale du transmetteur − Sensibilité du récepteur
Ensuite, soustrayez les pertes optiques fixes et la marge d'ingénierie requise. Le budget restant peut être alloué à l'atténuation de la fibre. La division de ce budget de perte restant par l'atténuation de fibre appropriée en dB/m donne une longueur de fibre approximative limitée par la puissance.
Parce que la fibre n'est qu'une partie de la liaison. Différents transmetteurs peuvent émettre différents niveaux de puissance optique, tandis que différents récepteurs peuvent avoir des sensibilités et des caractéristiques de bande passante différentes. Par conséquent, la quantité totale de perte optique que chaque paire transmetteur/récepteur peut tolérer peut être différente, même lorsque la même POF est utilisée.
Ils le peuvent. Des connecteurs et adaptateurs supplémentaires peuvent introduire une perte optique, tandis que des courbures serrées peuvent augmenter l'atténuation de la fibre. Une mauvaise terminaison peut également réduire le couplage optique. Leur effet réel dépend de la fibre, du système de connecteur, de la méthode de terminaison, du rayon de courbure et de l'installation, ils doivent donc être évalués en utilisant les spécifications applicables du composant et du câble plutôt qu'une seule valeur de perte universelle.
Déterminez d'abord ce que représente la distance de la fiche technique. Il peut s'agir d'une distance de liaison garantie dans des conditions définies plutôt que d'un maximum théorique. Les valeurs typiques, les spécifications du pire des cas, la température, la qualité du câble, les interfaces passives, la marge de conception et les conditions d'installation peuvent tous affecter la comparaison entre une distance calculée et les performances réelles du système. Les pertes déjà incluses dans la spécification de liaison publiée ne doivent pas non plus être comptées deux fois.