摘要:如果用dBm表示光功率,那dB为光功率的差值。我们在表示某个光器件的插损时,只需将输入和输出光功率的dBm数相减即可。
1、dBm, mW,dB之间的关系
dBm(毫瓦分贝)与mW(毫瓦)都是光功率的单位。
两者之间的换算关系:dBm=10xlgP。其中P为功率,单位为mW。
如:1mW可换算为0dBm。
dBm与dB
dBm为光功率的单位,dB为光功率增益或衰减值。
两者之间的换算关系为: dB=10xlg(P1/P2)。 其中P1、P2为光功率,单位为mW。
即:dB=10lgP1-10lgP2=dBm1-dBm2。
如果用dBm表示光功率,那dB为光功率的差值。我们在表示某个光器件的插损时,只需将输入和输出光功率的dBm数相减即可。
2、平均发送光功率 & 消光比
平均发送光功率
平均发射光功率是指光模块在正常工作条件下发射端光源输出的光功率,可以理解为光的强度。这个指标对于评估光模块的性能至关重要,因为它直接影响到光模块的传输距离、信号质量以及使用寿命。
发射光功率和所发送的数据信号中“1”占的比例相关,“1”越多,光功率也越大。当发送机发送伪随机序列信号时,“1”和“0”大致各占一半,这时测试得到的功率就是平均发射光功率,单位为W或mW或dBm。其中W或mW为线性单位,dBm为对数单位。在通信中,我们通常使用dBm来表示光功率。
消光比是指在最坏的发射条件下,传"1"的平均光功率与传"0"的平均光功率的比值。单位:dB
消光比(比例)="1"的平均光功率/"0"的平均光功率消光比(dB)=10lg"1"的平均光功率/"0"的平均光功率3、最小边模抑制比
在最坏的发射条件下,主模的平均光功率与最显著边模的光功率之比即最小边模抑制比。
什么是边模
理想情况下,光模块发射的信号应当只是有特定波长的光信号。但实际情况下不仅有一个特定波长的主信号,还有一些其他波长的存在,这些波长的光信号就是"边模"。单位:dBm
影响接收机灵敏度的因素
边模抑制比的取值越大,激光器的性能就越好。
4、入纤光功率
什么是入纤光功率?
入纤光功率:指业务光进入长纤时的单波光功率。如图所示,即为C点的光功率。
为什么要有入纤光功率
影响波分系统传输性能主要有四大因素:
光功率:表示能力的强弱,光模块能否接收。色散:对相邻波道产生干扰。光信噪比(OSNR):表示信号的清晰度。非线性效应:影响信号光的相位,脉冲形状导致传输质量下降。关于非线性效应详细的描述请参考非线性效应。
规定入纤光功率就是为了抑制产生非线性效应,从而确保传输质量。在非相干传输系统中,由于进入光纤的光功率不大,光纤呈现的是线性特性,非线性效应对系统影响非常小。然而,随着相干系统的出现,光纤放大器和高功率激光器的光泛使用,光纤的非线性特征愈来愈显著,并且成为限制传输性能的关键因素。非线性效应一旦产生,就无法消除或补偿,因此必须尽量防止非线性效应的产生!在具体实践中综合考虑其他的因素,光纤类型、码型通常无法改变,因此只能降低入纤光功率。调测入纤光功率
入纤场景分为标准入纤场景和非标准入纤场景。标准入纤场景指光纤的单波入纤光功率等于光放的单波标称输出光功率;非标准入纤场景指光纤的单波入纤光功率小于光放的单波标称输出光功率。
5、过载点
过载点即过载光功率。它定义为在保证达到所要求的误码率的条件下,接收端可以承受的最大输入平均光功率。 单位:dBm
最小过载点
规范定义的“过载点”即“最小过载点”,是一个与误码率相关的概念。表示在满足一定误码率的情况下,接收机能接收的最大平均光功率。
目前在波分设备的光模块指标中提到的过载点都是“最小过载点”。实际设备须有一定的余量,所以测出的过载点会略大于指标中给的“最小过载点”值。
最大输入光功率
表示接收机能接收的最大光功率。当实际光功率大于此值时,可能会烧坏光器件。
灵敏度与过载点
灵敏度和过载点对应的一个概念,一般指光功率的两个临界点。
如果输入光功率小于灵敏度,可能设备无法正常接收信号,因为光功率太弱了。如果输入光功率超过了过载点,可能达不到要求的误码率,甚至会对设备造成损害。6、OSNR,BER与Q值
光信噪比(OSNR)
OSNR用于定量检测信号被光噪声干扰的程度,定义为有效带宽内信号功率与噪声功率的比值。
OSNR(dB)= 10lgPi/Ni+10lgBm/Br
其中:Pi是第i个信道的光信号功率;Bm是等效噪声带宽;Ni是等效噪声带宽Bm范围内的噪声功率;Br是参考光带宽,典型的取值为0.1nm。
7、标称单波输入/输出光功率
光功率计算
光功率表示光信号能量的强弱,是波分系统的关键参数之一。光功率过大可能烧坏光器件,光功率过小,接收机就接收不到光信号。
功率的国际单位是W(瓦特)。波分系统中传输的都是弱信号,功率值都非常小,所以用mW(毫瓦)表示。由于直接使用mW计算很不方便,工程上常用dBm(毫瓦分贝)来表示光功率的大小。
标称增益
光放的增益定义为:
当输入和输出都达到标称时,此时的增益值即为光放的标称增益。即标称单波输入/输出,标称增益之间存在如下关系。
称值在光功率调测中的实际意义
在实际环境中,每一个单波的光功率都有一定的差异,因此标称值是一个理论值,但它对光功率调测有重要的参考意义。光放的标称值可以在《硬件描述》中的指标章节中查询到。
光功率调测的目标是使收端的OTU单板的OSNR满足要求,从而系统误码率符合传输要求。光放单板在对光功率进行放大的同时也引入了OSNR。
当光放的增益达到标称增益、单波输入光功率达到标称单波输入光功率时,单波输出光功率自然也达到标称单波输出光功率,光放工作最稳定,输出和各系数指标也能达到稳定值,引入的噪声也小。
因此光放的标称单波输入/输出,标称增益,是光功率调测时的重要的参考指标,在光放增益能够补偿线路损耗的情况下,使光放的单波输入/输出达到标称值,并且各波尽量平坦,此时系统传输性能达到最佳状态。
8、光功率平坦度
什么是光功率平坦度?
光功率平坦度指的是,光放各单波功率值与所有波平均值的功率差。
通过MCA(多通道光谱分析单元)扫描OMS(光复用段)上的所有单波光功率,计算经过光放的所有波长的功率平均值,计算每一波的单波功率与平均值的差值,对每一个差值分别取绝对值,其中最大值即为光功率平坦度的值。
各通道归一化实际单波功率归一化:所有通道的功率需统一折算到相同谱宽功率。若通道谱宽不一致,假设折算前后通道谱宽分别为A、B,折算前后通道功率分别为Pa、Pb,则Pb = 10log10(10^(Pa/10)/AB)修正MCA各单波功率Pi =归一化后Pi+(OA输出总功率 - MCA扫描的所有波功率和)平均功率平均功率 =(P1/W1+P2/W2+ … +Pn/Wn)* 50Pn:单通道标称功率,mWWn:通道谱宽,GHzN:监控信号波长数,不含监控的噪声通道和非监控通道为什么需要光功率平坦度指标?
在波分系统长距离光传输过程中,由于各波传输光功率差异较大会产生非线性效应,严重影响系统性能,为了避免因各通道光功率失衡导致光传输链路的信噪比劣化,使通信质量下降甚至中断,需要调节系统光功率平坦度。
9、OSNR Loss均衡
什么是OSNR
OSNR(Optical Signal to Noise Ratio )即光信噪比。它是指传输链路中的信号光功率与噪声光功率的比值,OSNR计算公式如下所示:
OSNR是决定波分系统性能的最主要因素之一。它决定了传输性能的最高值,在其他条件不变的条件下,接收端OSNR越高,表示系统传输性能越好。OSNR的影响主要源自于光放引入的ASE噪声。
为什么要使用OSNR Loss均衡?
光功率均衡是根据功率监控点上报的功率谱来进行均衡处理,实现监控点处的光功率平坦。光功率均衡的计算过程简单,判断和调整措施易行。在C80/C96 系统中,通过调节光功率均衡,避免了光功率平坦度在多个OMS段上的积累,缓解了OSNR不平坦,对于C80/C96系统而言,只要保证光功率平坦度,系统的传输性能就能达到要求。
但是,对于C120系统,即使通过光功率均衡的方式保证了光功率平坦度,也会导致某些通道的OSNR很差,导致业务无法开通,因此必须使用OSNR Loss均衡的方式。
来源:冉哥说事