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Bahasa Melayu Engenharia do orçamento de potência
Um orçamento de potência é o cálculo pelo qual todo enlace de fibra é projetado e contra o qual todo enlace com falha é julgado: a luz que sai do transmissor, menos tudo o que a planta consome, ainda supera o que o receptor precisa — com folga para envelhecimento, reparos e um conector sujo? Esta página apresenta a equação e seus termos, as tolerâncias padrão para cada perda, as penalidades que não são perdas mas se comportam como tais, uma política de margem, quatro exemplos resolvidos, e o problema oposto: luz demais.
A equação
Margem restante = orçamento de potência − perda da planta − penalidades − envelhecimento / reparo, onde orçamento de potência = potência de Tx (mín.) − sensibilidade de Rx (pior caso). Todos os termos estão em dB; a meta é uma margem de pelo menos 3 dB.
De onde vêm os números:
| Termo | Fonte | Típico (10GBASE-LR) |
|---|---|---|
| Potência de Tx mín. | folha de dados do módulo / cláusula IEEE (potência média, mín.) | −8,2 dBm |
| Sensibilidade de Rx pior caso | folha de dados na BER especificada (1e-12; pré-FEC para 25G+) | −14,4 dBm |
| Orçamento de potência | diferença | 6,2 dB |
| Fibra | comprimento × coeficiente de atenuação (máx. de projeto) | 10 km × 0,35 = 3,5 dB (Atenuação) |
| Conectores | número de pares acoplados × tolerância | 4 × 0,5 = 2,0 dB (projeto) |
| Emendas | número × tolerância | 4 × 0,1 = 0,4 dB |
| Penalidades | o orçamento IEEE já as inclui para o alcance padrão; adicione para enlaces fora do padrão | 0,5–1,5 dB |
| Envelhecimento | a saída do laser cai 1–2 dB ao longo da vida útil; adicione para reparos | 1 dB |
Tolerâncias por norma
| Organismo / documento | Par de conectores | Emenda | Fibra (SMF 1310 / 1550) | Fibra (MMF 850) |
|---|---|---|---|---|
| TIA-568.3-D | 0,75 dB | 0,3 dB | 0,5 / 0,5 dB/km (interno), 0,4 externo | 3,5 dB/km |
| ISO/IEC 14763-3 | 0,75 (grau C) / 0,25 (grau B) | 0,3 | 0,4 / 0,4 (OS2) | 3,5 |
| Especificação de cabo ITU-T G.652.D | — | — | 0,35–0,4 / 0,21–0,3 | — |
| Modelo de enlace IEEE 802.3 | 2 pares incluídos (≈ 1,5 dB MMF, 2 × 0,5 SMF) | — | pior caso conforme a cláusula | conforme a cláusula |
| Projeto prático | 0,5 | 0,1 | 0,35 / 0,22 | 3,0 |
Use o mais rigoroso entre a norma do cliente e os números práticos; documente qual foi usado.
Penalidades que não são perdas
| Penalidade | Causa | Tamanho | Quando importa |
|---|---|---|---|
| Dispersão (TDP) | o alargamento do pulso fecha o olho | 1–3 dB | SMF longa em 10G+, MMF perto do seu alcance (Dispersão) |
| Reflexões / perda de retorno | a luz refletida de volta para um laser DFB o desestabiliza; múltiplas reflexões interferem entre si | 0,5–1 dB | conectores UPC em enlaces longos; APC para PON e DWDM |
| Ruído modal | mudanças no padrão de speckle em conectores MMF | 0,5–1 dB | multimodo com lasers, conectores desalinhados |
| Taxa de extinção | ER baixa = menos potência de "1" para a mesma média | 0,5–2 dB | DMLs baratos |
| Crosstalk | canais WDM adjacentes | 0,5–1 dB | multiplexadores CWDM/DWDM |
| Polarização | PDL/PMD | < 0,5 dB | enlaces coerentes longos |
Os orçamentos PMD do IEEE já contêm as penalidades para o alcance padrão em fibra padrão; adicione as suas apenas para combinações fora do padrão.
Política de margem
| Margem restante | Veredito |
|---|---|
| ≥ 3 dB | projeto aprovado |
| 1–3 dB | aprovado com condições: conectores limpos verificados, sem splitters futuros, alertas de monitoramento ativados |
| 0–1 dB | funciona no primeiro dia, falha no primeiro conector sujo ou dia quente — redesenhar (fibra melhor, menos conectores, módulo de maior alcance) |
| < 0 | não estabelece enlace; escolha um módulo ER, adicione um amplificador ou encurte o caminho |
Exemplos resolvidos
1. 10GBASE-LR em 10 km de SMF, 4 pares de conectores, 4 emendas
| Item | dB |
|---|---|
| Orçamento (−8,2 − (−14,4)) | 6,2 |
| Fibra 10 × 0,35 | −3,5 |
| Conectores 4 × 0,5 | −2,0 |
| Emendas 4 × 0,1 | −0,4 |
| Margem | 0,3 — marginal pelas tolerâncias de projeto; com conectores típicos (4 × 0,2) a margem é 1,5 dB. Veredito: verifique se a perda medida da planta é ≤ 3,5 dB, ou use 10GBASE-ER com um atenuador |
2. 10GBASE-ER em 35 km de SMF a 1550 nm, 6 pares, 20 emendas
| Item | dB |
|---|---|
| Orçamento (−4,7 − (−15,8)) | 11,1 (IEEE ER: −4,7 Tx mín., −15,8 sensibilidade, orçamento de 15 com 40 km a 0,25 e penalidades) |
| Fibra 35 × 0,22 | −7,7 |
| Conectores 6 × 0,5 | −3,0 |
| Emendas 20 × 0,1 | −2,0 |
| Margem | −1,6 pelas tolerâncias → com a planta medida (conectores 0,2, emendas 0,05) a perda é 9,9 → margem de 1,2 dB. Veredito: meça antes de se comprometer, ou use ZR (orçamento ~23 dB) com um atenuador de 5 dB |
3. 100GBASE-SR4 em 90 m de OM4, 2 pares MPO
| Item | dB |
|---|---|
| Orçamento (−8,4 OMA Tx mín. − (−10,3) sensibilidade OMA) | 1,9 (tolerância de perda de inserção de canal do IEEE de 1,9 dB para 100 m, incl. 1,5 dB de conectores) |
| Fibra 0,09 × 3,0 | −0,27 |
| MPO 2 × 0,5 | −1,0 |
| Margem | 0,6 — dentro do modelo IEEE; o limite real é a largura de banda modal, não a potência (Tabelas de alcance) |
4. GPON classe B+ em 18 km, split 1:32, 5 pares, 8 emendas
| Item | dB |
|---|---|
| Orçamento da classe B+ (mín. 13, máx. 28 dB) | 28 |
| Fibra 18 × 0,35 (1310 upstream é o pior caso) | −6,3 |
| Splitter 1:32 | −17,5 |
| Conectores 5 × 0,5 | −2,5 |
| Emendas 8 × 0,1 | −0,8 |
| Margem | 0,9 — apertada; recomenda-se classe C+ (32 dB) ou split 1:16 (Classes de ODN e orçamento) |
Luz demais: sobrecarga e atenuadores
Receptores têm uma entrada máxima (sobrecarga, −1–+3 dBm para PIN, menor para APD). Um módulo ER de 40 km em um enlace de 2 km entrega −5 dBm a um receptor classificado para +1 — sem problema; um módulo ZR com Tx de +4 dBm sobre um cordão óptico entrega +3,5 dBm a um APD classificado para −7 — erros ou dano.
| Situação | Correção |
|---|---|
| Módulo de longo alcance em um enlace curto | atenuador fixo de 5–15 dB na extremidade do receptor, escolhido para que o Rx fique no meio da janela |
| Saída de DWDM/EDFA em um módulo | VOA ajustado durante o comissionamento |
| ONU PON perto da OLT | depende da classe; geralmente dentro da faixa por causa do splitter |
| Ambas as direções | atenue cada direção separadamente; os atenuadores são por fibra |
As duas pontas precisam ser verificadas: os orçamentos são por direção e os módulos das duas pontas podem ser diferentes (Potência de Rx e orçamento).
Do projeto à aceitação
- Projetar com tolerâncias → margem ≥ 3 dB.
- Instalar; medir a perda de inserção com LSPM nos comprimentos de onda de operação (Testes).
- Comparar a perda medida com a perda de projeto; investigar qualquer conector > 0,5 dB.
- Acender o enlace; registrar o DDM de Tx e Rx nas duas pontas — o passaporte de enlace (Monitoramento).
- Margem = potência de Rx − sensibilidade; alertar se cair 2 dB em relação ao passaporte.
No CodingBox
A etapa 4 começa na bancada: leia a potência de Tx e os limiares de cada módulo antes da instalação e, depois da instalação, leia os valores de Rx no switch — o par de números é o orçamento medido. O CodingBox armazena os valores do módulo com seu número de série, para que o passaporte sobreviva a trocas de módulo (DDM no aplicativo, Code database).
Os números em uma página — atenuação, tolerâncias, refletância, geometria, dispersão, orçamentos de interfaces comuns: Valores típicos; as fórmulas com exemplos resolvidos: Fórmulas e cálculos; o lado do módulo no orçamento — potência de lançamento, sensibilidade, sobrecarga, FEC: Transceptores no enlace; quando o orçamento se esgota — amplificadores, OSNR e regeneração: Amplificadores e regeneração.