آنالیز افت شبکه فیبر نوری چیست؟
آنالیز میزان افت در واقع محاسبه و تایید ویژگی های عملکردی شبکه فیبر نوری می باشد که جهت تخمین میزان افت شبکه فیبر نوری استفاده می شود و همچنین تعیین می نماید که آیا بستر شبکه توانایی لازم جهت انتقال داده را دارد یا خیر؟، همچنین تخمینی جهت مقایسه با نتایج اندازه گیری واقعی را ارائه می دهد.
 
افت لینک شبکه نوری تحت تاثیر مواردی از قبیل طول لینک، نوع تار فیبر نوری، طول موج مورد استفاده، کانکتور ها و اسپلایس ها (فیوژن ، مکانیکی) و سایر پارامترهای افت در لینک شبکه نوری قرار میگیرد.
جذب Absorption، پراکندگی Dispertion و پهنای باند پارامترهای اصلی جهت تجزیه و تحلیل میزان افت می باشند، اما از آنجا که ما نمی توانیم افت را به شکل کاملا دقیق اندازه گیری نماییم، بر همین اساس از محدودیت هایی که برای اندازه گیری افت بر اساس استانداردها برای زیرساخت های شبکه  لحاظ گردیده استفاده می نماییم.
طراح شبکه باید قبل از نصب زیرساخت شبکه فیبر نوری، افت لینک را در مراحل اولیه آنالیز نماید تا مطمئن شود این سیستم بر روی شبکه مورد کاربری پیشنهادی عملکرد مناسبی دارد.
از دیدگاه سیستم ما در میزان افت محدودیت مشخصی خواهیم داشت که میتواند میزانی تلورانس یا بازه نیز داشته باشد و به عنوان بودجه توان یا توان کل تعریف می شود و بر اساس میزان توان خروجی فرستنده و ورودی مورد نیاز گیرنده تعیین می گردد. هرگونه خطا در از دست رفتن نور با میزانی از کاهش توان روبرو می شود که این خطاها را به عنوان  “سرعت خطای بیت bit-error rate ” تعریف می نماییم و ممکن است در اثر ارسال بیش از حد توان و یا ارسال کم توان نوری ایجاد گردد.
 
نکته ای دیگر که بسیار حائز اهمیت میباشد اینست که هدف بیشتر محاسبات روی اندازه گیری میزان افت شبکه نوری در برگیرنده اندازه گیری میزان توان سیستم نوری نیز می باشد و بر روی هر دو موضوع افت و توان همزمان متمرکز میشود. با این حال ، در برخی از سیستم ها ، به ویژه سیستم های سینگل مود که مبتنی بر لیزر می باشند، ممکن است گیرنده تحمل افت خیلی کم را نداشته باشد که باعث ایجاد توان زیاد در گیرنده می شود و ممکن است افت را بیش از حد نماید و سبب ایجاد خطاهای انتقال شود. در چنین شرایطی ، یک تضعیف کننده attenuator در انتهای گیرنده لینک اضافه می شود تا توان را به حد قابل قبولی کاهش دهد.
 
هر دو تجهیزات پسیو و اکتیو می توانند در محاسبه اندازه گیری میزان افت شبکه تاثیر گذار باشند. افت تجهیزات پسیو شبکه شامل افت فیبر، افت کانکتور و افت فیوژن و یا اتصال مکانیکی می شود. همچنین آداپتور یا کوپلر و اسپلیتر را نیز در لینک فراموش ننمایید. اگر مشخصات مربوط به یک نوع سیستم یا شبکه قابل شناسایی نباشد،  افت مرجع بر اساس استاندارد و راه کار های موجود در صنعت برای اجزای فیبر نوری را میتوان جهت محاسبه افت شبکه نوری لحاظ نمود. قبل از بهره برداری از سیستم ، افت قرار گیری را بوسیله سورس نوری و پاور میتر تست نمایید تا اطمینان حاصل کنید که میزان افت موجود اندازه گیری گردد.

منظور از محاسبه میزان افت جهت نشان دادن نحوه عملکرد صحیح تجهیزات نصب شده درشبکه نوری می باشد، مسئله اساسی اینست که در هنگام انجام محاسبات چه مقدار باید از میزان افت مورد تایید واقع شود. می توان از منابع موجود در برخی استانداردهای صنعت مانند 568  TIA نیز استفاده نمود که بر اساس استاندارد افت بسیار پایین نیز به عنوان مشکل در نظر گرفته می شود.
همچنین میتوان از منابع معمولی نیز استفاده کرد، سازندگان قطعات میزان افت را معمولا اندازه گیری و تحت استاندارد روی بسته بندی محصولات درج می نمایند که ممکن است به مقادیر معمولی نزدیک تر باشند تا به استاندارد، کاربران پیشرفته مانند کاربران مخابراتی شبکه فیبر نوری به منازل که نسبت به مشخصات فیبر و مقادیر افت حساس تر میباشند و معمولا از بهترین تجهیزات با مشخصات مناسب و با کمترین میزان تضعیف یا افت کانکتور استفاده می نمایند تا نصب و بهره برداری در زمان طولانی مدت فراهم شود. بهترین راه برای نشان دادن محاسبه میزان افت، نشان دادن نحوه انجام آن در شبکه فیبر نوری میباشد،در اینجا یک لینک 2 کیلومتری مالتی مود/ سینگل مود ترکیبی با 5 اتصال (2 کانکتور در هر انتها و 3 اتصال در پچ پنل های موجود در لینک) و یک اسپلایس در وسط می باشد . نقشه های زیر طرح و توان ضروری را در هر نقطه در طول مسیر شبکه نشان میدهد.

افت تجهیزات پسیو شبکه فیبر نوری
 
1 : محاسبه میزان افت فیبر در طول موج عملیاتی (برآورد طولی استاندارد افت در هر طول موج)

(کلیه مشخصات موجود در جدول حداکثر مقادیر میزان افت بر اساس استاندارد EIA / TIA- 568 می باشد. برای شبکه فیبر نوری سینگل مود افت بیشتری در انواع شکل های شبکه در نظر گرفته می شود ، 1 دسی بل در کیلومتر برای شبکه سینگل مود، 0.5 دسی بل در کیلومتر برای شبکه فیبر نوری طولانی مجاز میباشد.)

 
2. افت کانکتور
 
کانکتور های مالتی مود معمولا بین 0.2 تا 0.5 دسی بل افت دارند.
آن دسته از کانکتور های سینگل مود که در کارخانه تولید میشوند و یا با اسپلایس فیوژن متصل شده باشند، افت 0.1 تا 0.2 دسی بل  را به خود اختصاص میدهند. کانکتور های سینگل مود که در محل سربندی مکانیکی میشوند ممکن است افت هایی به اندازه 0.5 تا 1.0 دسی بل را داشته باشند. اکنون در دو حالت عادی و نامناسب آنها را مورد محاسبه قرار میدهیم.

تمامی کانکتور ها حداکثر میتوانند میزان 0.75 از افت را بر اساس استاندارد EIA / TIA 568 داشته باشند.
 
بسیاری از طراحان و مهندسان در زمان اندازه گیری میزان افت فراموش می نمایند که کانکتور های انتهای شبکه فیبر نوری را نیز در مقدار کل افت شبکه لحاظ نمایند و در هنگام تست شبکه، پچ کورد های ریفرنس به این کانکتور ها متصل می شوند و افت آنها  اندازه گیری و محاسبه و لحاظ می شود.

3. افت اسپلایس
اسپلایس های مالتی مود معمولاً توسط  اتصال دهنده های مکانیکی ایجاد می شود ، همچنین تعداد قابل توجهی به واسطه فیوژن اسپلایس می شوند. فیوژن در شبکه مالتی مود افت کمتری در مقایسه با اسپلایس مکانیکی دارد با توجه به هسته بزرگتر که سبب ایجاد  افت مکانیکی در شبکه مالتی مود میشود، در نظر داشته باشید که فیوژن اسپلایس در محیط های نامطلوب قابل اطمینان تر میباشد. رقم 0.1 تا 0.5 دسی بل dB برای اسپلایس های مالتی مود مناسب می باشد همچنین بر خورداری از میانگین افت 0.3 نیز برای کارشناسان نصب با تجربه مناسب و مورد تایید می باشد. در مورد فیوژن سینگل مود معمولاً میزان افت بایستی کمتر از 0.05 دسی بل (کمتر از یک دهم دسی بل) باشد.

جهت محاسبه میزان افت، حداکثر افت 0.3 دسی بل dB  برای هر فیوژن فیبر نوری مطابق استاندارد EIA / TIA 568 مجاز و مورد تایید می باشد.
 
 4. مجموع افت شبکه فیبر نوری
جهت اندازه گیری مجموع افت شبکه فیبر نوری بایستی مجموع افت فیوژن ها، افت کانکتور ها و افت فیبر را با هم جمع نمود.

مقادیر افت شبکه فیبر نوری بایستی با معیارهای تست اندازه گیری مطابقت داشته باشند. جهت اندازه گیری افت میزان  +/- 0.2 تا -0.5 دسی بل dB را میتوان به عنوان بازه تلورانس در نظر گرفت که سبب قبول یا عدم قبول تست اندازه گیری افت میشود.
 
محاسبه میزان افت مجاز تجهیزات لینک:
میزان افت لینک برای سخت افزار شبکه بستگی به دامنه دینامیکی و تفاوت بین حساسیت گیرنده و توان خروجی منبع در شبکه فیبر نوری دارد.
 
 5. اطلاعات سازنده ها مربوط به مشخصات  افت برای تجهیزات اکتیو  (لینک دیجیتال مالتی مود 100 مگابیت در ثانیه در طول موج 1300 نانومتر با منبع LED)

6. محاسبه حد افت

به عنوان یک قاعده کلی در گذشته،  انتظار میرفت میزان حاشیه ای افت لینک شبکه ای که بیشتر از تقریبا 3 dB باشد سبب شود تا کارشناسان نسبت به ترمیم لینک یا فیوژن مجدد  اقدام نمایند. چراغ های LED یا لیزر در فرستنده ممکن است از بین بروند و توان خود را از دست بدهند، کانکتورها یا اسپلایس ها ممکن است در طول زمان تخریب گردند و یا در صورت باز شدن مجدد برای استفاده یا تست، کانکتورها کثیف و آلوده شوند. اگر کابل ها بطور تصادفی کات یا بریده شوند، حد اضافی افت برای قرار دادن اسپلایس ها جهت ترمیم مورد نیاز خواهند بود. بنابر این هرگز بدون دستورالعمل مطابق استاندارد اقدام به ترمیم لینک ها قبل از اطمینان داشتن از تجهیزات اکتیو ننمایید.
 
امروزه برخی  از سیستم های شبکه، به ویژه شبکه های مالتی مود با پیشرفت نسل های OM3و OM4 و ورود OM5 با نرخ خطاهای بیت بالا، به دلیل پهنای باند گستره تر مواجه شده اند که افت بسزایی را نیز ایجاد مینماید. یکی از پیچیده ترین روش های تست و اندازه گیری مربوط به شبکه مالتی مود با توجه به گستره بودن مودال و حالت های حرکتی پرتوهای نوری در شبکه های مالتی مود است. همواره پیشنهاد میگردد از شبکه فیبر نوری سینگل مود استفاده نمایید چرا که سادگی در کنار سرعتی بیشتر از شبکه مالتی مود و نگهداری ساده تر و عمر طولانی تر و کیفیتی برتر در شبکه سینگل مود با ویژگی های فنی برتر در مقایسه با مالتی مود ارائه می گردد.

تهیه شده توسط: شیوا سلطانی / علیرضا عابدیان /  مجتبی منتخبی