KWALIFIKACJA INF8 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 15.
Sygnał optyczny o mocy 100 mW został wprowadzony do światłowodu o długości 100 km. Do odbiornika dociera sygnał optyczny o mocy 10 mW. Ile wynosi tłumienność jednostkowa światłowodu?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Tłumienie całkowite liczymy w dB ze stosunku mocy: 10·log10(100 mW / 10 mW) = 10·log10(10) = 10 dB.
Następnie tłumienność jednostkowa to tłumienie na kilometr: 10 dB / 100 km = 0,1 dB/km, więc poprawna jest wartość 0,1 dB/km.

Pełne wyjaśnienie:

Tłumienność światłowodu najczęściej wyraża się w skali logarytmicznej jako spadek mocy na jednostkę długości (dB/km). Dlatego nie dzielimy mocy w mW przez kilometry, tylko najpierw przeliczamy spadek mocy na decybele.

Krok 1: oblicz tłumienie całkowite toru
Definicja tłumienia (dla mocy) w dB ma postać: A = 10·log10(Pwe/Pwy).
Tu: Pwe = 100 mW, Pwy = 10 mW, więc Pwe/Pwy = 10.
Zatem A = 10·log10(10) = 10·1 = 10 dB.

Krok 2: przelicz na tłumienność jednostkową
Długość światłowodu wynosi 100 km, więc tłumienność jednostkowa wynosi:
a = A / L = 10 dB / 100 km = 0,1 dB/km.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 0,2 dB/km odpowiadałoby tłumieniu całkowitemu 20 dB na 100 km, czyli spadkowi mocy 100 razy (bo 20 dB = 10·log10(100)). To nie pasuje do spadku z 100 mW do 10 mW.
  • 1,0 dB/km oznaczałoby aż 100 dB na 100 km. Taki spadek jest gigantyczny (moc spadłaby o czynnik 10^(100/10) = 10^10), więc byłby niezgodny z danymi zadania.
  • 2,0 dB/km dałoby 200 dB na 100 km, co tym bardziej nie zgadza się z podanym spadkiem mocy.

Wskazówka egzaminacyjna: przy spadku mocy 10 razy zapamiętaj, że to dokładnie 10 dB. To pozwala szybko policzyć dB/km bez kalkulatora.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Tłumienie (dla mocy) liczysz jako 10·log10(Pwe/Pwy). Najpierw tworzysz iloraz mocy wejściowej do wyjściowej, a dopiero potem stosujesz logarytm. To kluczowe, bo dB to skala logarytmiczna, a nie "zwykła" różnica w mW.
10·log10 stosuje się do mocy. Wzór 20·log10 dotyczy wielkości amplitudowych (np. napięcia), bo moc jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy. W zadaniach ze światłowodu, gdy podane są mW, używasz 10·log10.
Tłumienność jednostkowa to strata w decybelach przypadająca na 1 km włókna. Liczy się ją jako: (tłumienie całkowite w dB) / (długość w km). Parametr dB/km pozwala porównywać odcinki o różnej długości.
Warto zapamiętać kilka stałych: log10(10)=1, więc spadek mocy 10 razy to 10 dB. Dodatkowo: 100 razy to 20 dB, a 1000 razy to 30 dB. Te zależności bardzo przyspieszają liczenie bez kalkulatora.
Nie. mW to jednostka liniowa, a dB to skala logarytmiczna. Najpierw trzeba policzyć spadek mocy w dB z ilorazu Pwe/Pwy, a dopiero potem podzielić wynik w dB przez długość w km, aby uzyskać dB/km.
Można: dBm = 10·log10(P[mW]). 100 mW to 20 dBm, a 10 mW to 10 dBm, więc różnica wynosi 10 dB. To daje ten sam wynik co liczenie z ilorazu mocy. dBm bywa wygodne w praktyce przy budżecie mocy.
Gdy planujesz łącze światłowodowe (np. między przełącznikami), porównujesz moc nadajnika i czułość odbiornika z sumą strat: włókno (dB/km) + złącza + spawy + margines. To pozwala ocenić, czy transmisja będzie stabilna.
Takie wartości oznaczają bardzo duże straty na długich odcinkach (np. 1,0 dB/km daje 100 dB na 100 km). To prowadziłoby do spadku mocy o astronomiczny czynnik, niezgodny z typowymi danymi zadań i z podanym w nich spadkiem z 100 mW do 10 mW.
Najczęściej: użycie 20·log zamiast 10·log, pominięcie logarytmu i dzielenie mocy "wprost", pomylenie kierunku ilorazu (Pwy/Pwe zamiast Pwe/Pwy), oraz zgubienie kroku z podziałem przez długość, gdy pytanie dotyczy dB/km.
Oceń rząd wielkości: spadek mocy 10 razy to 10 dB na całej długości. Jeśli długość to 100 km, to na 1 km wypada 10/100 = 0,1 dB/km. Wynik typu 1–2 dB/km oznaczałby znacznie większy spadek niż 10 razy, więc budzi podejrzenia.
info

Statystycznie 58% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Tłumienie całkowite liczymy w dB ze stosunku mocy: 10·log10(100 mW / 10 mW) = 10·log10(10) = 10 dB."

Źródła:

  • Gerd Keiser, "Optical Fiber Communications", 5th Edition, rozdział dotyczący strat (attenuation) i skali decybelowej (dB)
  • G. P. Agrawal, "Fiber-Optic Communication Systems", 4th Edition, część o budżecie mocy i definicjach dB/dBm

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw transmisji światłowodowej (rozdział: tłumienie i budżet mocy)
  • Zbiór zadań z logarytmów i przeliczeń dB/dBm
  • Materiały kursowe z teleinformatyki: podstawy toru optycznego i parametrów włókna

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego