Ngân sách suy hao cáp quang là gì?
Ngân sách suy hao cáp quang (còn gọi là ngân sách công suất quang hay link budget) là phép tính cộng dồn tất cả các nguồn gây suy hao tín hiệu trên một tuyến quang, rồi đem so sánh với công suất mà bộ phát có thể cung cấp. Nếu tổng suy hao vượt quá ngân sách công suất khả dụng, đầu thu sẽ không nhận đủ tín hiệu, khiến tuyến quang chập chờn hoặc phát sinh lỗi. Công cụ này dùng được cho mọi loại sợi quang và ở bất kỳ quốc gia nào — bởi vì nguyên lý vật lý của suy hao tính bằng dB là như nhau ở khắp nơi.
Cách sử dụng công cụ
Nhập chiều dài cáp tính bằng km và hệ số suy hao của sợi quang (sợi single-mode điển hình khoảng 0,35 dB/km tại bước sóng 1310 nm, hoặc 0,22 dB/km tại 1550 nm; sợi multimode sẽ cao hơn). Tiếp đó nhập số lượng connector cùng mức suy hao mỗi connector (thường từ 0,3–0,75 dB mỗi đầu), rồi đến số mối hàn nhiệt (fusion splice) và suy hao mỗi mối hàn (khoảng 0,1 dB). Nếu muốn, bạn có thể nhập thêm công suất phát và độ nhạy thu (đơn vị dBm) để xem ngân sách khả dụng và biên dự phòng còn lại của tuyến.
Giải thích công thức
Tổng suy hao được tính rất đơn giản:
$$\text{Suy hao} = (\text{chiều dài} \times \text{dB/km của sợi}) + (\text{số connector} \times \text{dB}) + (\text{số mối hàn} \times \text{dB})$$Ngân sách công suất khả dụng bằng công suất phát trừ đi độ nhạy thu. Biên dự phòng tuyến (link margin) chính là ngân sách khả dụng trừ đi tổng suy hao — kỹ sư thường mong muốn biên dương ít nhất 3 dB để dự trù cho việc lão hóa thiết bị, sửa chữa và biến động nhiệt độ.
Ví dụ minh họa
Một tuyến single-mode dài 10 km với suy hao 0,35 dB/km sẽ tạo ra 3,5 dB suy hao trên sợi. Với 4 connector mỗi cái 0,5 dB, bạn cộng thêm 2,0 dB; và 2 mối hàn mỗi cái 0,1 dB cộng thêm 0,2 dB. Tổng suy hao = \(3{,}5 + 2{,}0 + 0{,}2 = \textbf{5{,}7}\) dB. Nếu bộ phát xuất ra 0 dBm và độ nhạy thu là −23 dBm, ngân sách khả dụng là 23 dB, để lại biên dự phòng rất thoải mái: \(23 - 5{,}7 = 17{,}3\) dB.
Câu hỏi thường gặp
Biên dự phòng bao nhiêu là tốt? Hãy nhắm tới ít nhất 3 dB trên mức 0 để dự phòng cho các mối hàn phát sinh sau này và sự xuống cấp của linh kiện.
Vì sao biên dự phòng của tôi bị âm? Vì tổng suy hao vượt quá khả năng cung cấp của thiết bị quang — hãy dùng sợi suy hao thấp hơn, giảm bớt connector, chọn bộ phát mạnh hơn hoặc đầu thu nhạy hơn.
Connector có thật sự ảnh hưởng nhiều đến vậy không? Có chứ. Trên các tuyến ngắn, suy hao do connector và mối hàn có thể chiếm phần lớn ngân sách, vì vậy hãy đếm kỹ từng cặp đầu nối.
