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Potencia de recepción y presupuesto del enlace

La potencia de recepción es el único valor de DDM que casi siempre es real, y es el resultado de una ecuación simple: lo que lanzó el extremo lejano menos lo que perdió el trayecto. Lea ambos extremos y tendrá la pérdida medida del enlace; compárela con lo que la planta debería perder y sabrá si el problema está en la fibra, los conectores o el módulo, y cuánto margen queda antes de que el enlace falle.

La ecuación

Rx(here) = Tx(far end) − loss(path)
loss(path) = fibre attenuation × length + Σ connectors + Σ splices + Σ passive components
margin     = Rx(here) − sensitivity(this receiver)

Tanto Tx como Rx proceden del DDM (Parámetros); los elementos de pérdida proceden del registro de la planta o de estas cifras típicas:

ElementoPérdida típicaNotas
SMF a 1310 nm0,32–0,35 dB/kmG.652
SMF a 1550 nm0,18–0,22 dB/km—
SMF a 1610 nm (borde CWDM)0,22–0,25 dB/kmel pico de agua en 1383 nm es de 0,3–0,5 dB/km en fibra antigua
MMF a 850 nm2,5–3,5 dB/kmOM3/OM4
Par de conectores (LC/SC, UPC o APC)0,2–0,5 dB (0,75 máx. según TIA)sucio: +0,5 … +3 dB o más
Par MPO/MTP0,35–0,75 dBla polaridad y el pinning importan más que la pérdida
Empalme por fusión0,05–0,1 dB—
Empalme mecánico0,2–0,5 dB—
Mux + demux CWDM (por canal)2,5–4 dB en totalmás 1–2 dB por banda de paso directo
Mux/demux DWDM (AWG)3–6 dB por par—
Splitter PON 1:2 / 1:4 / 1:8≈ 3,5 / 7,2 / 10,5 dB—
Splitter PON 1:16 / 1:32 / 1:64≈ 13,7 / 17,2 / 20,5 dB—
Atenuador en líneasegún etiqueta ±0,5 dB—

Método detallado de presupuesto para CWDM: Mux/demux y presupuesto del enlace; conversiones de unidades: Unidades y conversiones.

Ejemplo resuelto: 10GBASE-LR, 12 km

  • Tx del extremo lejano (DDM): −2,5 dBm
  • Pérdida esperada: 12 km × 0,35 = 4,2 dB + 4 pares de conectores × 0,4 = 1,6 dB + 6 empalmes × 0,1 = 0,6 dB → 6,4 dB
  • Rx esperada: −2,5 − 6,4 = −8,9 dBm
  • Sensibilidad (10GBASE-LR, media): unos −14,4 dBm → margen esperado ≈ 5,5 dB
Rx medidaInterpretación
−8 … −10 dBmcomo está diseñado
−12 dBmfaltan 3 dB: un conector sucio o dañado, una macrocurvatura o un empalme; limpie e inspeccione, luego OTDR
−14 dBmen el límite de sensibilidad: el enlace puede estar activo pero con errores y caídas intermitentes
−40 dBmsin luz: fibra, puerto incorrecto, Tx apagado en el extremo lejano (Lista de verificación sin enlace)
−3 dBmel extremo lejano lanza más de lo esperado, o el trayecto es mucho más corto que el registrado

Ambas direcciones

Mida A→B y B→A. La pérdida de la fibra es simétrica dentro de unas pocas décimas de dB; una diferencia mayor que la precisión del DDM (±3 dB, en la práctica > 2 dB) indica que la asimetría está en un extremo, no en el trayecto:

ObservaciónSignificado
Ambas direcciones bajas en la misma medidatrayecto compartido: longitud, empalmes, un mux, conectores sucios en ambas fibras
Una dirección bajaconector sucio o dañado en esa fibra, Tx débil en el lado emisor, longitud de onda no coincidente para esa dirección (BiDi/CWDM)
Una dirección sin luzfibra rota del par, Tx deshabilitado o muerto, Tx/Rx cruzados
Ambas bien, pero con errores igualmenteno es un problema de potencia: dispersión, FEC, polaridad en óptica paralela (VDM y FEC)

Por carril en óptica paralela: compare los cuatro u ocho valores de Rx entre sí antes de compararlos con una especificación (Diagnóstico por carril).

Sobrecarga: demasiada luz

Todo receptor tiene una entrada máxima; por encima de ella el fotodiodo o el TIA se saturan y aparecen errores aunque «la señal sea fuerte». Puntos de sobrecarga típicos: −1 … 0 dBm para receptores PIN 10G SR/LR, −3 dBm para 1G, −7 … −9 dBm para receptores APD en módulos ZR/DWDM, +2 … +4 dBm para PAM4. Un módulo de largo alcance en un enlace corto necesita un atenuador: dimensiónelo para que la Rx caiga en el centro de la ventana (Valores típicos, Receptores).

La potencia no lo es todo: dispersión y penalizaciones

Los presupuestos del IEEE reservan varios dB para penalizaciones: dispersión, reflexiones, jitter, que no aparecen como potencia perdida. Para 10GBASE-LR el presupuesto es de 9,4 dB, de los cuales solo 6,2 dB son pérdida de inserción del canal; el resto es asignación de penalización. Así, un enlace puede mostrar «3 dB de margen» por potencia de Rx y aun así estar en su límite en un tramo largo a 1550 nm, en CWDM a 1610 nm, o en fibra OM1 a 10G. Los síntomas son errores y caídas intermitentes con niveles buenos (Caídas intermitentes del enlace); la solución es un módulo tolerante a la dispersión (EML, alcance más corto, tasa menor), no más potencia.

Política de margen

Margen (Rx − sensibilidad)Veredicto
> 6 dBsaludable; hay margen para el envejecimiento y un conector sucio
3–6 dBaceptable; monitorice y mantenga una línea base
1–3 dBmarginal; espere caídas intermitentes en días calurosos o tras cualquier manipulación
< 1 dBcorríjalo ahora: limpie, reempalme, acorte o cambie de clase de alcance

Diseñe los enlaces nuevos con al menos 3 dB de margen tras el envejecimiento (0,5–1 dB por el envejecimiento del láser a lo largo de su vida, 0,5 dB por cada futuro empalme de reparación).

Registro

Registre Tx y Rx en ambos extremos durante la instalación: el pasaporte del enlace (Monitorización). Las lecturas posteriores son entonces deltas, inmunes a la precisión absoluta de ±3 dB del DDM (Precisión y límites).

En CodingBox

La pantalla DDM muestra Tx y Rx con los propios umbrales del módulo y los registra a lo largo del tiempo; leer ambos módulos de un enlace en el banco antes de la instalación da las potencias de lanzamiento para el presupuesto anterior. Para un módulo retirado de un enlace averiado, el historial de Rx registrado muestra si la pérdida creció lentamente (planta) o si cayó el Tx del módulo (Corriente de polarización de Tx y envejecimiento del láser).

Presupuestos con splitters y ventanas de clase: Clases de ODN y presupuesto PON. Enlaces amplificados donde el límite es el ruido, no la potencia: Amplificación y OSNR.

Detalle del lado de diseño: márgenes por norma, penalizaciones, política de margen y cuatro presupuestos resueltos: Ingeniería del presupuesto del enlace; cómo medir la pérdida de la planta con LSPM y OTDR en lugar de deducirla del DDM: Pruebas y medición.


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