KWALIFIKACJA INF8 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 35.
Jaka jest maksymalna długość traktu dla transmisji danych przez światłowód jednodomowy w drugim oknie transmisyjnym? Przyjmij następujące parametry w bilansie mocy traktu:
moc nadajnika (Pnad1 — Pnad2) = -5 do 0 dBm
czułość odbiornika (Podb1 — Podb2) -25 do -7 dBm
sygnał w linii światłowodowej nie jest regenerowany.
Dodatkowe parametry zestawiono w tabeli.
Ilustracja przedstawia tabelę z parametrami dotyczącymi transmisji danych przez światłowód jednodomowy w drugim oknie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Maksymalną długość traktu wyznacza budżet mocy: różnica między mocą nadajnika a wymaganą mocą na wejściu odbiornika (czułość) musi pokryć sumę strat stałych (złącza/spawy z tabeli) oraz strat liniowych włókna w 2. oknie. Bez regeneracji sygnału długość wynika bezpośrednio z tego bilansu.

Pełne wyjaśnienie:

W tego typu zadaniu szuka się maksymalnej długości traktu światłowodowego, przy której sygnał na wejściu odbiornika nadal spełnia wymagania czułości. Ponieważ w treści podano, że sygnał nie jest regenerowany, cały tor należy rozpatrywać jako jeden odcinek strat.

1) Budżet mocy łącza
Budżet mocy (w dB) to "zapas", jaki mamy na pokrycie strat: wynika z porównania mocy nadajnika (w dBm) z minimalną mocą wymaganą przez odbiornik (czułość w dBm). Dla projektowania połączenia przyjmuje się wariant najgorszy, czyli taki, który daje najmniejszy budżet (najmniej korzystne wartości graniczne).

2) Straty w torze
Całkowite straty to suma:

  • strat stałych (np. złącza, spawy, elementy pośrednie) – wartości te są podane w tabeli do zadania,
  • strat liniowych włókna, zależnych od długości (tłumienie jednostkowe w dB/km dla 2. okna transmisyjnego) pomnożonych przez długość odcinka.

3) Równanie na długość
Po zsumowaniu strat stałych otrzymuje się pozostały "zapas" na samą linię. Długość maksymalna wynika z przekształcenia zależności:
budżet mocy = straty stałe + (tłumienie jednostkowe · długość).
Stąd: długość = (budżet mocy − straty stałe) / tłumienie jednostkowe.

Dlaczego poprawna jest odpowiedź "47,5 km"?
Jest to wynik obliczeń bilansu mocy wykonanych z użyciem parametrów granicznych nadajnika i odbiornika oraz dodatkowych strat z tabeli dla 2. okna transmisyjnego, przy założeniu braku regeneracji sygnału.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "10 km" zwykle odpowiada zaniżeniu długości przez nieuwzględnienie tego, że budżet mocy pozwala na dłuższy odcinek, lub przez przyjęcie zbyt dużego tłumienia jednostkowego.
  • "81,5 km" może wynikać z przyjęcia zbyt optymistycznych parametrów (np. maksymalnej mocy nadajnika) albo pominięcia części strat stałych.
  • "150 km" jest typowym efektem całkowitego pominięcia strat z tabeli lub błędnego operowania znakami przy dBm (odejmowanie liczb ujemnych bez kontroli sensu fizycznego).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Budżet mocy to różnica (w dB) między mocą nadajnika a minimalną mocą wymaganą przez odbiornik (czułością). Ten "zapas" musi wystarczyć na pokrycie wszystkich strat w torze: złączy, spawów, patchcordów oraz tłumienia włókna zależnego od długości.
Czułość odbiornika w dBm to minimalny poziom mocy optycznej na wejściu Rx, przy którym urządzenie jeszcze poprawnie odbiera dane. Im bardziej ujemna wartość (np. −25 dBm), tym odbiornik potrafi pracować z słabszym sygnałem.
Wariant najgorszy gwarantuje, że łącze zadziała nawet przy niekorzystnych odchyłkach parametrów: minimalnej mocy nadajnika, "gorszej" czułości odbiornika oraz realnych stratach elementów pasywnych. To podejście jest stosowane w praktyce projektowej, by uniknąć niestabilnych połączeń.
Okna transmisyjne to zakresy długości fali, w których tłumienie włókna jest korzystne. W praktyce spotyka się m.in. okno około 1310 nm oraz około 1550 nm. W zadaniach egzaminacyjnych "drugie okno" bywa wiązane z określonym zakresem fali i innym tłumieniem dB/km.
W bilansie sumuje się straty stałe (np. złącza, spawy, przejściówki, elementy rozdzielające) oraz straty liniowe włókna (tłumienie dB/km razy długość). Częstym błędem jest uwzględnianie tylko tłumienia włókna i pomijanie strat złączy.
W praktyce często dodaje się margines (zapas) na starzenie elementów, zabrudzenia złączy, błędy montażu i rezerwy serwisowe. Na egzaminie margines stosuje się tylko wtedy, gdy jest wyraźnie podany w tabeli lub treści. Jeśli nie ma informacji, nie należy go "dopisywać".
Najpierw oblicz dostępny budżet mocy, potem odejmij straty stałe (złącza/spawy). Otrzymasz maksymalną stratę, którą może wnieść samo włókno. Dzielisz ją przez tłumienie jednostkowe (dB/km). Wynik to maksymalna długość w kilometrach.
Użycie maksymalnej mocy nadajnika daje wynik zbyt optymistyczny i nie gwarantuje działania w każdej sztuce urządzenia. Do obliczeń "maksymalnej długości gwarantowanej" przyjmuje się zwykle minimalną moc nadajnika, bo to ona ogranicza budżet w najgorszym przypadku.
Najczęstsze to: mylenie dBm z dB, błędne odejmowanie liczb ujemnych, nieuwzględnienie strat stałych lub błędny dobór wartości skrajnych. Pomaga zapisywanie równania: "moc na Rx = moc Tx − straty" i kontrola, czy wynik ma sens fizyczny.
Jeśli w treści są straty złączy/spawów i typowe tłumienie włókna, bardzo długie odcinki zwykle wymagają dużego budżetu mocy lub wzmacniaczy/regeneratorów. Gdy regeneracji brak, a budżet jest ograniczony, warto szybko sprawdzić rząd wielkości: straty rosną liniowo z km.
info

Statystycznie 60% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Według specjalistów z branży: "oknie. Bez regeneracji sygnału długość wynika bezpośrednio z tego bilansu."

Źródła:

  • ITU-T Recommendation G.652: "Characteristics of a single-mode optical fibre and cable" (standard opisujący włókno jednomodowe i zakresy pracy) – dokument ITU-T
  • FS Community: "Optical Power Budget Basics" https://community.fs.com/article/optical-power-budget-basics.html - dostęp 2026-03-01
  • The Fiber Optic Association (FOA): "Optical Loss Budget" https://www.foa.org/tech/ref/testing/lossbudg.html - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne o budżecie mocy toru optycznego (łącza światłowodowe)
  • Dokumentacje producentów modułów optycznych (parametry Tx/Rx, czułość, budżet mocy)
  • Podstawy techniki światłowodowej: okna transmisyjne, tłumienie i dyspersja

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego