ما هي ميزانية الفقد في الألياف الضوئية؟
ميزانية الفقد في الألياف الضوئية (وتُعرف أيضًا بميزانية القدرة الضوئية أو ميزانية الوصلة) تجمع كل مصادر توهين الإشارة على امتداد وصلة الليف الضوئي وتقارنها بالقدرة التي يستطيع جهاز الإرسال توفيرها. فإذا تجاوز إجمالي الفقد ميزانية القدرة المتاحة، فلن يستقبل المُستقبِل إشارة قوية بما يكفي، وستتعطل الوصلة أو تعاني من الأخطاء. هذه الحاسبة صالحة لأي نوع من الألياف وفي أي بلد — لأن فيزياء الفقد بالديسيبل واحدة في كل مكان.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل طول الكابل بالكيلومترات ومعامل توهين الليف (القيمة النموذجية لليف أحادي النمط تقارب 0.35 dB/km عند 1310 نانومتر، أو 0.22 dB/km عند 1550 نانومتر؛ بينما يكون التوهين أعلى في الليف متعدد الأنماط). أضِف عدد الموصّلات والفقد لكل موصّل (غالبًا ما بين 0.3 و0.75 dB لكل واحد)، ثم عدد لحامات الانصهار والفقد لكل لحام (نحو 0.1 dB لكل واحدة). واختياريًا، أدخِل قدرة خرج جهاز الإرسال وحساسية المُستقبِل بوحدة dBm لمعرفة الميزانية المتاحة وهامش الوصلة المتبقي.
شرح المعادلة
إجمالي الفقد ببساطة هو:
$$\text{الفقد} = (\text{الطول} \times \text{dB/km لليف}) + (\text{عدد الموصّلات} \times \text{dB}) + (\text{عدد اللحامات} \times \text{dB})$$أما ميزانية القدرة المتاحة فتساوي قدرة جهاز الإرسال مطروحًا منها حساسية المُستقبِل. وهامش الوصلة هو الميزانية المتاحة مطروحًا منها إجمالي الفقد — وعادةً ما يفضّل المهندسون هامشًا موجبًا لا يقل عن 3 dB لمراعاة التقادم وأعمال الصيانة وتغيّر درجة الحرارة.
مثال تطبيقي
وصلة بطول 10 كم من الليف أحادي النمط بمعدل 0.35 dB/km تعطي فقدًا قدره 3.5 dB في الليف. ومع 4 موصّلات بمعدل 0.5 dB يُضاف 2.0 dB، ومع لحامين بمعدل 0.1 dB يُضاف 0.2 dB. فيكون إجمالي الفقد:
$$\text{الفقد} = 3.5 + 2.0 + 0.2 = \textbf{5.7 dB}$$وإذا كان خرج جهاز الإرسال 0 dBm وحساسية المُستقبِل −23 dBm، فإن الميزانية المتاحة تساوي 23 dB، ويتبقى هامش جيد قدره \(23 - 5.7 = 17.3\) dB.
الأسئلة الشائعة
ما هو هامش الوصلة الجيد؟ استهدف 3 dB على الأقل فوق الصفر لتغطية اللحامات المستقبلية وتدهور المكوّنات مع الوقت.
لماذا يكون هامشي سالبًا؟ لأن إجمالي الفقد يتجاوز ما تستطيع مكوّناتك الضوئية توفيره — استخدم ليفًا أقل فقدًا، أو قلّل عدد الموصّلات، أو اختر جهاز إرسال أقوى، أو مُستقبِلًا أعلى حساسية.
هل للموصّلات هذا التأثير الكبير فعلًا؟ نعم. في الوصلات القصيرة قد يهيمن فقد الموصّلات واللحامات على الميزانية كلها، لذا احسِب كل زوج موصول بدقة.
