Snr уровень сигнала sfp
При выборе любого аудио продукт который издает звук (то есть, например, звуковая карта, встроенная в ваш материнская плата), одним из параметров, которые производители всегда указывают (или, по крайней мере, должны это делать), является отношение сигнал / сигнал. шум , иногда просто называют SNR для краткости. Однако это выражается в значении, которое, не имея ссылки, мы не можем узнать, хорошее оно или плохое, поэтому в этой статье мы расскажем вам, каково соотношение сигнал / шум в аудиоустройствах. что измеряется И для чего это.
На самом деле, когда мы говорим об аудиопродуктах, есть много параметров, о которых нам сообщают производители, но если вы не будете четко понимать, что из себя представляет каждый из них, от них будет мало пользы, кроме как покупать стоимость одного продукта с ценностями другого. , и даже в этом случае. Может быть, вы не знаете, лучше ли более высокое SNR для определенного продукта, или, может быть, продукт с более низким отношением сигнал / шум является наиболее подходящим, поэтому давайте рассмотрим этот вопрос, чтобы иметь возможность его определить. правильно.
Что такое отношение сигнал / шум или SNR?
Отношение сигнал / шум, S / R или SNR (отношение сигнал / шум) определяется как отношение между выходной мощностью передаваемого сигнала и мощностью шума, который его искажает (поэтому мы говорим только об устройствах, которые излучают звук и никогда устройств, которые его улавливают). Этот запас измеряется, как и почти все, что связано со звуком, в децибелах.
Часто многие производители используют термин динамический диапазон как синоним SNR, но вы должны быть осторожны, потому что некоторые используют его как маркетинговую стратегию, чтобы создать впечатление, что это SNR, когда на самом деле динамический диапазон служит для обозначения расстояния между уровнем выходного пика и фоновым шумом. То, что отношение сигнал / шум, указанное в децибелах, фигурирует в технических характеристиках устройства, следовательно, это ничего не означает, если оно не сопровождается используемыми контрольными точками, а также весами.
Очевидно, что если вы хотите купить оборудование с точки зрения его частотной характеристики, они должны измерить отношение сигнал / шум, используя ту же кривую взвешивания и эталонный уровень, что, к счастью, является наиболее распространенным в отрасли, поэтому уровни SNR равны обычно сравнительный.
Фактор шума
Когда мы говорим о шуме в аудиоустройстве, мы не имеем в виду фоновый шум , так как это, очевидно, может измениться в зависимости от обстоятельств, местоположения или от того, есть ли мужчина, гудящий на светофоре возле вашего окна. Нет, шум, когда мы говорим об аудио, относится к величине шума, создаваемого самим электронным устройством, например, шум, который усилитель ставит в сигнал.
Эта величина шума может быть выражена так называемым коэффициентом шума (F), который является результатом деления отношения сигнал / шум на входе (S / R) на отношение сигнал / шум на выходе. (S / R) соль, когда значения сигнала и шума выражаются в простых значениях. Таким образом, формула будет выражена следующим образом:
Однако, к большому сожалению, значения отношения сигнал / шум выражаются в децибелах, и поэтому мы говорим о логарифмической формуле. Поскольку коэффициент шума также должен быть выражен в децибелах как величина звука, то формула будет следующей:
Коэффициент шума является очень важной величиной в системах передачи звука, поскольку, хотя внешний шум никогда не может быть полностью устранен, снижение шума, создаваемого самим звуковым оборудованием, зависит от тщательности его конструкции, так что, если говорить об обратном, тем ниже коэффициент шума. , тем больше производитель баловал его дизайн, добиваясь лучшего качества.
Что лучше: более высокое или низкое SNR?
Подводя итог вышесказанному, чтобы было понятнее, отношение сигнал / шум - это то, что отделяет излучаемую мощность устройства от шума, который на него влияет, и, следовательно, чем больше эта разница, тем лучше. Поэтому, выбирая звуковую карту, усилитель или другое звукоизлучающее устройство, когда вы смотрите на его технические характеристики, вы должны знать, что тот, у которого самый высокий SNR, будет обеспечивать более высокую мощность сигнала, на которое меньше будет влиять шум сам сигнал.
Итак, какое значение SNR мы можем считать хорошим? Это зависит от категории продукта, но когда мы говорим о звуковой карте, встроенной, например, в обычную материнскую плату ПК, SNR 90 дБ уже вполне приличный. Конечно, в специализированных решениях нам придется искать более высокие значения, если возможно, они превышают 100 дБ.
Некоторые производители также упоминают коэффициент шума в технических характеристиках своего оборудования, и в этом отношении вам следует обратить внимание на прямо противоположное: чем меньше, тем лучше. К сожалению, большинство производителей бытовой электроники не выражают это значение, которое, как мы объясняли ранее, очень важно, и его часто можно увидеть только в продуктах, разработанных для профессионального звука.
Точнее, это параметр, который, хотя большинство производителей знают, что они его не публикуют, «скрывая свой позор», так сказать, если их продукт не хорош. По этой причине это нормально, что только производители профессиональных аудиопродуктов публикуют это значение, поскольку, если их продукт действительно хороший и качественный, им нечего скрывать. В любом случае, не беспокойтесь, потому что ни один из аудиопродуктов, которые вы наблюдаете, не указывает этот фактор, поскольку для обычного пользователя он также не будет иметь значения.
Мониторинг оптического линка в коммутаторах SNR
Данное руководство распространяется на коммутаторы Ethernet серий SNR-S2940, S2950, S2960, S3750.
Digital Diagnostic Monitoring (DDM) — технология, которая позволяет следить за состоянием оптической линии, уровнем сигналов распространяемом в ней, параметрами оптических модулей. Так же при выходе параметров за пороговые значения позволяет сигнализировать об этом. Оптические модули (XFP, SFP+, SFP-модули) должны поддерживать эту технологию.
Мониторятся следующие характеристики:
- Напряжение питания модуля;
- Мощность входящего RX-сигнала;
- Температура модуля;
- TX — мощность излучения
- Сила тока.
Посмотреть текущие значения можно командой:
show transceiver interface ethernet 1/21
Существует четыре уровня сигнализации — high alarm>= high warn>= low warn>= low alarm.
Задать значения можно командой:
transceiver threshold < default | < temperature | voltage | bias | rx-power | tx-power>< high-alarm |
low-alarm | high-warn | low-warn> < <value> | default>>
transceiver-monitoring enable — включение фугкции DOM (Digital Optical Monitoring). Только с включенной данной функцией, регистрируются авариqные состояния.
По умолчанию интервал опроса состояния трансивера — 15 мин. Изменить период опроса
можно командой:
transceiver-monitoring interval 30
Посмотреть все аварийные ситуации можно командой:
show transceiver threshold-violation
на конкретном интерфейсе:
show transceiver threshold-violation interface ethernet <interface-list>
Сбросить:
clear transceiver threshold-violation
Информация DDMI доступна по SNMP, необходимо использовать OID — xxx.100.30.1. Это позволяет централизованно следить за параметрами всех оптических линий оператора, сигнализировать дежурному о изменении характеристик линии, что в свою очередь даст возможность предупреждать аварии на линии.
SFP модуль представляет собой компактный компонент с горячей заменой, который предоставляет оптическое подключение для оптических сетей. Они поддерживают различные приложения, такие как FC (Fiber Channel) коммутаторы, SONET/SDH сеть, Gigabit Ethernet, высокоскоростные компьютерные каналы, и интерфейсы CWDM и DWDM. При подключении к коммутаторам, мощность сигнала SFP модулей является критическим параметром для обеспечения нормальной работы всех соединений. В этой статье будет представлен метод измерения сигналов SFP модуля и как проверить мощность сигнала SFP модуля.
Обзор мощности оптического сигнала SFP модулей и их важности
Как правило, мощность сигнала SFP модуля состоит из двух частей: мощность Tx и мощность Rx. Первый означает сигнал мощности передачи, а второй - сигнал мощности приёма. Для обычного SFP модуля, значение мощности Tx и Rx находится в определенном диапазоне, в котором SFP модуль может нормально работать. Возьмём Cisco GLC-SX-MM 1000BASE-SX SFP к примеру, диапазон его мощности передачи составляет от -3 до -9,5 дБм, а диапазон мощности приёмника от 0 до -17 дБм. Если мощность Tx или Rx находится в диапазоне -30 дБм или ниже, это означает, что фактический сигнал не передается или не принимается.
1000BASE SFP модуль
Мощность оптических сигналов напрямую определяет, могут ли сетевые соединения работать нормально или нет. Если мощность Rx недостаточно высока, в оптических каналах сигналов не будет. Вот почему для передачи на большие расстояния необходим модуль на дальние расстояния или оптический усилитель. И если мощность Rx будет слишком сильной, модуль SFP будет поврежден. Таким образом, качественный модуль SFP - это основная гарантия бесперебойного соединения.
Измерение мощности оптического сигнала SFP модуля
Вообще говоря, существуют два обычных метода измерения оптической мощности: милливатт (мВт) и дБм, что является сокращением от децибела измереной мощности относительно одного милливатта. Первый измеряет мощность сигнала по мощности, в второй описывает мощность сигнала с абсолютным значением мощности. Различные поставщики могут использовать один из них для описания мощности сигнала. Например, Cisco коммутаторы обычно использует дБм для измерения мощности, а другие коммутаторы используют мВт. Поскольку оптическая мощность невелика, некоторые производители коммутаторов иногда используют микроватт (мкВт). Следовательно, между этими методами есть преобразования.
дБм = 10*lgP (P означает оптическую мощность в мВт.) Например, 1мВт может преобразовать в 0 дБм.
1 мВт = 1000 мкВт
Вот некоторые цифры, рекомендованные EMC.
| микроватт | милливатт | дБм | Описание |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 0.0010 | -30.00 | Потеря сигнала |
| 10.0 | 0.0100 | -20 | |
| 25.1 | 0.0251 | -16 | 2 Гбит/с минимальный сигнал о приёмке |
| 31.6 | 0.0316 | -15 | 4 Гбит/с минимальный сигнал о приёмке |
| 50.0 | 0.0500 | -13.01 | |
| 100.0 | 0.1000 | -10.00 | 2 Гбит/с минимальный сигнал отправки |
| 125.9 | 0.1259 | -9.00 | 4 Гбит/с минимальный сигнал отправки |
| 150.0 | 0.1500 | -8.24 | |
| 200.0 | 0.2000 | -6.99 | Нормальный диапазон мощности оптического сигнала |
| 250.0 | 0.2500 | -6.02 | |
| 300.0 | 0.3000 | -5.23 | |
| 350.0 | 0.3500 | -4.26 | |
| 400.0 | 0.4000 | -3.98 |
Примечание: Оптические сигналы ослабляются во время передачи. Для обеспечения качества передачи, сетевым операторам также необходимо обратить внимание на затухание, вызванное оптическими модулями. Существует приемлемый диапазон затухания освещенности для некоторых обычных модулей.
8 Гбит/с максимальное приемлемое затухание сигнала: -13.8дБм
4 Гбит/с максимальное приемлемое затухание сигнала: -15.4дБм
2 Гбит/с максимальное приемлемое затухание сигнала: -18.2дБм
Как просмотреть мощность оптического сигнала модуля SFP?
Чтобы определить, работает ли модуль SFP (пара передатчика и приёмника) на соответствующих уровнях сигнала, следует обратиться к техническим характеристикам SFP модулей. Она часто предоставляет ключевую информацию, такую как охват линии связи, тип волокна (одномод или многомод), диапазон выходной мощности передатчика, диапазон оптической мощности приёма и т. д., что полезно.
Более того, некоторые коммутаторы, таких как Cisco и Brocade SAN коммутаторы предлагать пользователям справочник по CLI (интерфейс командной строки) для просмотра сведений о SFP модулях, включая скорость SFP, серийный номер, номер детали, Оптическая мощность сигнала направления приёма/отправки. На следующих рисунках показаны результаты детализации SFP модуля в коммутаторах Cisco и Brocade. Конечно, оптическая мощность сигнала включена.
Cisco CLI -- Показать информацию о модуле интерфейса
Brocade CLI -- sfpshow
Из вышеуказанного результата видно, что метод Cisco и Brocade, обозначающий мощность сигнала разный. Но оба они предлагают текущее мощность сигнала и диапазон эффективной мощности оптического сигнала модулей SFP. Пока мощность сигнала SFP находится в допустимом диапазоне, модуль SFP можно считаться нормальным.
Вывод
Мощность сигнала является важным элементом, влияющим на все оптические линии связи. В этом посте дается простое введение в него и как посмотреть уровень сигнала модуля SFP в коммутаторах Cisco и Brocade. Надеюсь, это поможет тебе.
Отношение сигнал / шум ( SNR или S / N ) - это показатель, используемый в науке и технике, который сравнивает уровень полезного сигнала с уровнем фонового шума . SNR определяется как отношение мощности сигнала к мощности шума , часто выражаемое в децибелах . Соотношение более 1: 1 (более 0 дБ) указывает на то, что сигнал больше, чем шум.
СОДЕРЖАНИЕ
Определение
Отношение сигнал-шум определяется как отношение мощности в виде сигнала (значимый вход) к мощности фонового шума (бессмысленным или нежелательного входного сигнала):
где P - средняя мощность. Мощность сигнала и шума необходимо измерять в одних и тех же или эквивалентных точках системы и в пределах одной полосы пропускания системы .
В зависимости от того, является ли сигнал константой ( -ами ) или случайной величиной ( S ), отношение сигнал / шум для случайного шума N становится:
где Е относится к ожидаемому значению , то есть в этом случае средний квадрат из N , или
Если шум имеет ожидаемую величину , равное нулю, как это часто бывает , знаменатель является его дисперсия , квадрат ее стандартного отклонения сг N .
Сигнал и шум должны измеряться одинаково, например, как напряжения на одном и том же импедансе . В качестве альтернативы среднеквадратическое значение можно использовать в соотношении:
где A - среднеквадратичная амплитуда (например, среднеквадратичное значение напряжения).
Децибелы
Поскольку многие сигналы имеют очень широкий динамический диапазон , сигналы часто выражаются с использованием логарифмической шкалы децибел . Исходя из определения децибел, сигнал и шум могут быть выражены в децибелах (дБ) как
Аналогичным образом SNR может быть выражено в децибелах как
Используя определение SNR
Использование правила частного для логарифмов
Подстановка определений ОСШ, сигнала и шума в децибелах в приведенное выше уравнение приводит к важной формуле для расчета отношения сигнал / шум в децибелах, когда сигнал и шум также выражаются в децибелах:
В приведенной выше формуле P измеряется в единицах мощности, таких как ватты (Вт) или милливатты (мВт), а отношение сигнал / шум представляет собой чистое число.
Однако, когда сигнал и шум измеряются в вольтах (В) или амперах (А), которые являются мерой амплитуды, их необходимо сначала возвести в квадрат, чтобы получить величину, пропорциональную мощности, как показано ниже:
Динамический диапазон
Понятия отношения сигнал / шум и динамического диапазона тесно связаны. Динамический диапазон измеряет соотношение между самым сильным неискаженным сигналом на канале и минимально различимым сигналом, который для большинства целей является уровнем шума. SNR измеряет соотношение между произвольным уровнем сигнала (не обязательно наиболее мощным из возможных) и шумом. Измерение отношения сигнал / шум требует выбора репрезентативного или опорного сигнала. В аудиотехнике опорный сигнал обычно представляет собой синусоидальную волну на стандартизированном номинальном уровне или уровне выравнивания , например, 1 кГц при +4 дБн (1,228 В RMS ).
SNR обычно используется для обозначения среднего отношения сигнал / шум, поскольку возможно, что мгновенные отношения сигнал / шум будут значительно отличаться. Эту концепцию можно понять как нормализацию уровня шума до 1 (0 дБ) и измерение того, насколько «выделяется» сигнал.
Отличие от обычной мощности
В физике средняя мощность сигнала переменного тока определяется как среднее значение напряжения, умноженного на ток; для резистивных (не реакционноспособный ) цепей, где напряжение и ток находятся в фазе, это эквивалентно произведению среднеквадратичного напряжения и тока:
Но при обработке сигналов и передаче данных обычно предполагается, что этот коэффициент обычно не учитывается при измерении мощности или энергии сигнала. Это может вызвать некоторую путаницу среди читателей, но коэффициент сопротивления не имеет значения для типичных операций, выполняемых при обработке сигналов, или для соотношений вычислительных мощностей. В большинстве случаев мощность сигнала будет считаться просто р знак равно 1 Ω
Альтернативное определение
Альтернативное определение SNR - это величина, обратная коэффициенту вариации , то есть отношению среднего значения к стандартному отклонению сигнала или измерения:
где - среднее или ожидаемое значение сигнала, а - стандартное отклонение шума или его оценка. Обратите внимание, что такое альтернативное определение полезно только для переменных, которые всегда неотрицательны (таких как количество фотонов и яркость ), и с тех пор это только приближение . Он обычно используется при обработке изображений , где SNR изображения обычно вычисляется как отношение среднего значения пикселя к стандартному отклонению значений пикселя по заданной окрестности. μ σ E [ Икс 2 ] знак равно σ 2 + μ 2 \ left [X ^ \ right] = \ sigma ^ + \ mu ^ >
Иногда SNR определяется как квадрат альтернативного определения, приведенного выше, и в этом случае оно эквивалентно более общему определению :
Это определение тесно связано с индексом чувствительности или d ' , если предполагается, что сигнал имеет два состояния, разделенных амплитудой сигнала , и стандартное отклонение шума не изменяется между двумя состояниями. μ σ
Критерий Rose (названный в честь Альберта Rose ) утверждает , что SNR , по меньшей мере , 5 необходим , чтобы быть в состоянии отличить изображение особенности с уверенностью. SNR меньше 5 означает менее 100% уверенности в идентификации деталей изображения.
Еще одно альтернативное, очень конкретное и четкое определение SNR используется для характеристики чувствительности систем визуализации; см. Отношение сигнал / шум (визуализация) .
Измерения системы модуляции
Амплитудная модуляция
Отношение сигнал / шум в канале определяется выражением
где W - полоса пропускания, а - индекс модуляции k а
Отношение выходной сигнал / шум (AM-приемника) определяется выражением
Модуляция частоты
Отношение сигнал / шум в канале определяется выражением
Отношение выходной сигнал / шум определяется выражением
Подавление шума
Все реальные измерения нарушены шумом. Это включает в себя электронный шум , но может также включать внешние события, которые влияют на измеряемое явление - ветер, вибрации, гравитационное притяжение Луны, колебания температуры, колебания влажности и т. Д., В зависимости от того, что измеряется, и от чувствительности прибора. устройство. Часто можно уменьшить шум, контролируя окружающую среду.
Внутренний электронный шум измерительных систем можно уменьшить за счет использования малошумящих усилителей .
Когда характеристики шума известны и отличаются от сигнала, можно использовать фильтр для уменьшения шума. Например, синхронный усилитель может выделить сигнал с узкой полосой пропускания из широкополосного шума в миллион раз сильнее.
Когда сигнал постоянный или периодический, а шум случайный, можно улучшить отношение сигнал / шум путем усреднения измерений. В этом случае шум уменьшается как квадратный корень из числа усредненных отсчетов.
Цифровые сигналы
Когда измерение оцифровано, количество битов, используемых для представления измерения, определяет максимально возможное отношение сигнал / шум. Это связано с тем, что минимально возможный уровень шума - это ошибка, вызванная квантованием сигнала, иногда называемая шумом квантования . Этот уровень шума является нелинейным и зависит от сигнала; для разных моделей сигналов существуют разные расчеты. Шум квантования моделируется как аналоговый сигнал ошибки, суммированный с сигналом перед квантованием («аддитивный шум»).
Этот теоретический максимальный SNR предполагает идеальный входной сигнал. Если входной сигнал уже зашумлен (как это обычно бывает), шум сигнала может быть больше, чем шум квантования. Настоящие аналого-цифровые преобразователи также имеют другие источники шума, которые дополнительно уменьшают отношение сигнал / шум по сравнению с теоретическим максимумом от идеализированного шума квантования, включая намеренное добавление дизеринга .
Хотя уровни шума в цифровой системе можно выразить с помощью SNR, чаще используется E b / N o , энергия на бит на спектральную плотность мощности шума.
Коэффициент ошибок модуляции (MER) является мерой отношения сигнал / шум в сигнале с цифровой модуляцией.
Фиксированная точка
Для n- битных целых чисел с равным расстоянием между уровнями квантования ( равномерное квантование ) также определяется динамический диапазон (DR).
Предполагая равномерное распределение значений входного сигнала, шум квантования представляет собой равномерно распределенный случайный сигнал с размахом амплитуды одного уровня квантования, что составляет отношение амплитуд 2 n / 1. Тогда формула:
Эта взаимосвязь является источником таких утверждений, как « 16-битный звук имеет динамический диапазон 96 дБ». Каждый дополнительный бит квантования увеличивает динамический диапазон примерно на 6 дБ.
Предполагая полномасштабный синусоидальный сигнал (то есть квантователь спроектирован так, что он имеет те же минимальное и максимальное значения, что и входной сигнал), шум квантования приближается к пилообразной волне с размахом амплитуды одного уровня квантования. и равномерное распределение. В этом случае отношение сигнал / шум составляет примерно
Плавающая запятая
Числа с плавающей запятой позволяют найти компромисс между отношением сигнал / шум для увеличения динамического диапазона. Для n-битных чисел с плавающей запятой, с nm битами в мантиссе и m битами в экспоненте :
Обратите внимание, что динамический диапазон намного больше, чем с фиксированной точкой, но за счет худшего отношения сигнал / шум. Это делает плавающую точку предпочтительной в ситуациях, когда динамический диапазон велик или непредсказуем. Более простые реализации с фиксированной точкой могут использоваться без ухудшения качества сигнала в системах с динамическим диапазоном менее 6,02 м. Очень большой динамический диапазон чисел с плавающей запятой может быть недостатком, поскольку требует более предусмотрительности при разработке алгоритмов.
Оптические сигналы
Оптические сигналы имеют несущую частоту (около 200 ТГц и более), что намного выше частоты модуляции. Таким образом, шум покрывает полосу пропускания, которая намного шире, чем сам сигнал. Влияние результирующего сигнала в основном зависит от фильтрации шума. Для описания качества сигнала без учета приемника используется оптический SNR (OSNR). OSNR - это отношение мощности сигнала к мощности шума в заданной полосе пропускания. Чаще всего используется эталонная полоса пропускания 0,1 нм. Эта полоса пропускания не зависит от формата модуляции, частоты и приемника. Например ООСШ 20 дБ / 0,1 нм может быть предоставлена, даже сигнал 40 GBit ДФМ не будет соответствовать в этой полосе частот. OSNR измеряется анализатором оптического спектра .
Виды и сокращения
Отношение сигнал / шум может быть сокращено как SNR и реже как S / N. PSNR означает пиковое отношение сигнал / шум . GSNR означает геометрическое отношение сигнал / шум. SINR - это отношение сигнал-помеха плюс шум .
Другое использование
В этой статье мы поговорим о дальности работы модулей SFP. К мысли написать этот материал нас привело отношением многих заказчиков, которые понимают цифры на этикетке трансивера слишком буквально.
Что знает SFP модуль о длине оптической линии?
Ответ лаконичен: ничего. Никаких средств измерения расстояния внутри трансивера нет. Чисто теоретически, можно было бы узнать расстояние по мощности входящего сигнала. Предположив, что передатчик на другом конце идентичен, можно примерно вычислить расстояние. Но такой расчет будет далек от действительности, и от него не будет практической пользы.
Для точного определения длины оптического волокна требуется оборудование, сильно превосходящее SFP трансивер по размерам и по стоимости.
Самый простой подобный прибор вы можете увидеть на фото справа. Такой измерительный инструмент покажет вам длину оптической линии и много всего еще.
Цены на подобные устройства начинаются от 3 000 американских долларов и закачиваются …… они вообще не закачиваются. Для сравнения, самый дешевый трансивер SFP стоит около 10 USD.
Вдобавок, внутри модулей SFP, SFP+ и XFP не очень много места и уместить туда еще и точную измерительную аппаратуру нет никакой возможности.
Возникает вопрос: “Из каких соображений производители модулей SFP ставят на этикетках своих изделий те или иные цифры?” и “Чем модуль 3км от 20-километрового?”
Действительно, откуда берется километраж на этикетках SFP?
Не стоит думать, что на заводах-производителях устроены огромные лаборатории или сидят многочисленные отделы инженеров, считающие эти расстояния. Вовсе нет. Конечно, инженеры и лаборатории на фабриках есть, но расчетами максимальных расстояний передачи данных они не занимаются.
Цифры берутся по принципу “так сложилось исторически”. Уже давно существует практика ассоциировать расстояния с определенным оптическим бюджетом. Традиционно, на оптических трансиверах WDM с бюджетом 7дБ ставят надпись 3км, на модулях с бюджетом 14дБ пишут 20км и так далее.
Кратко о том, что такое оптический бюджет
Внутри каждого модуля SFP находится лазер, который излучает свет определенной мощности. Свет проходит сквозь оптическое волокно и, конечно, теряет свою мощность.
На другой стороне линии находится приемник, и его возможности по детектированию сигнала ограничены, слишком слабый сигнал он определить просто не может.
Оптический бюджет SFP трансивера – это разница между мощностью передатчика и той минимальной мощностью, на которой возможен прием сигнала.
Эта величина измеряется в децибелах. Часто ее указывают в описании трансивера или пишут на этикетке. Даже если она не указано явно, то ее можно легко вычислить самостоятельно. Возьмите спецификацию модуля и найдите значения в таблице, как это сделано на картинке слева.
В нашем случае, минимальная гарантированная мощность лазера равна -1 дБм. Чувствительность приемника имеет значение -22дБм. Отнимаем одно от другого и получим 21 дБ – это оптический бюджет этого SFP модуля.
Расстояния и оптические бюджеты для SFP 1G
Типичные значения дальности на этикетке трансивера и его оптического бюджета разные для скоростей 1G и 10G, поэтому мы будем разбирать два этих случая отдельно. Начнем с самых распространенных модулей SFP со скоростью работы 1 гигабит в секунду.
Самые распространенные значения расстояния передачи и бюджетов приведены в таблице ниже.
Эти цифры не являются каким-либо стандартом, просто они чаще всего встречаются у производителей SFP. Если у приобретаемого вами модуля значение оптического бюджета будет чуть больше или меньше, то в этом нет ничего страшного.
Расстояния и оптические бюджеты для SFP+ и XFP 10G
В этом случае цифры немного отличаются в меньшую сторону. С этим связаны довольно частые случаи в практике операторов связи, когда в оптическую линию устанавливают трансивер 10G и связь не работает, хотя на скорости 1G все было просто замечательно.
Ниже в таблице приведены самые распространенные значения.
Не стоит забывать, что на разных расстояниях передача осуществляется на различных длинах волн. На небольших дистанциях предпочтение отдается свету с длиной волны 1310 нанометров, а “дальнобойные” трансиверы используют 1550 нм. Поэтому, строгой линейной зависимости в обоих случаях не наблюдается.
Как понять, заработает ли на вашей линии нужный модуль SFP
Самый верный способ – это измерить свою линию специальным прибором. Вы получите значение затухания в оптическом волокне. Если оно меньше, чем оптический бюджет трансивера, то можете смело его устанавливать.
Если прибора нет в наличии (гораздо более частая ситуация в российских условиях работы операторов связи), то задача усложняется.
Есть интересный способ замерить затухание, хотя он не очень точный. Можно подключить к линии с двух сторон коммутаторы с модулями, которые поддерживают функцию DDM.
По данным DDM вы узнаете о том, какова мощность передатчика с одной стороны и какой сигнал на приемнике с другой. Вычитаете одно от другого и получите фактическое затихание линии.
К примеру, DDM на трансивере с передатчиком показывает -1 дБм, а на приемнике сигнал -11 дБм. В результате фактическое затухание линии равно 10 дБ. Очень простой и дешевый способ, но, к сожалению, не очень точный. Им пользуются по принципу: “Лучше так, чем никак”.
Затухание можно посчитать самостоятельно, хотя такой метод расчета будет очень “грубым”. Каждый километр оптического волокна имеет затухание около 0,25 дБ для света 1310 ни и около 0,2 дБ для света 1550 нм. Умножайте это значение на длину вашей трассы.
На концах линии находятся оптические кроссы и шнуры, и можно смело прибавлять еще 2 дБ. На протяжении трассы волокно имеет сварки, которые добавляют дополнительные потери сигнала.
Лучше для каждого сварного соединения добавлять 0,3 дБ и рассчитывать, что сварка встречается каждые 2 километра. Оптический кабель всегда стараются прокладывать как можно более длинными кусками, чтобы сварок было меньше, даже если это физически тяжело.
Для примера, линия длиной 20 километров будет иметь расчетное затухание = 20*0,25 + 2 + 10*0,3 = 10 Дб. А трансивер 1G на дальность 20км имеет оптический бюджет 14 дБ. Такая линия для него вполне “по зубам”.
Читайте также: