光リンク バジェットの計算:-ステップバイステップ ガイド-
May 16, 2026| SFP の距離評価がリンク バジェットではない理由
10 km SFP は 10 km のリンクを保証しません。ラベルに記載されている数値は、工場で新品のファイバー、パッチ パネルがゼロ、きれいなコネクタ、スプライスがないことを前提としています。これは、運用ネットワークのどこにも存在しない条件です。{3}光信号が伝送できる実際の距離は、光リンク バジェットという 1 つの計算によって決まります。
その核心として、リンク バジェットは 1 つの質問に答えます。送信機は、ファイバー パスに沿って損失が発生するたびに、受信機に到達するのに十分な光パワーを送信しますか? 「はい」の場合、リンクは機能します。 「いいえ」の場合、断続的なエラーが発生したり、ビット エラー レートが上昇したり、接続がまったく確立されなくなったりします。

区別する価値がある。ほとんどのガイドでは、関連する 2 つの異なる概念の間の境界線が曖昧になっています。の電力バジェットはトランシーバーの特性です。最小送信出力電力と最小受信感度の間のギャップ (dB 単位で測定)。の損失予算はケーブル プラントのプロパティです。つまり、パス内のコネクタ、スプライス、ファイバ長、および受動部品からの推定総減衰量です。リンクは、電力バジェットが損失バジェットを十分なマージンで超える場合に機能します。多くの参考文献と同様、これら 2 つの概念を混同すると、ずさんな計算やフィールドでの予期せぬ障害が発生します (光ファイバー協会).
定格 10 km、パワー バジェット 6.3 dB のトランシーバは、4 つのパッチ パネルと 3 つの融着接続を数えると、7 km のパスで障害が発生する可能性があります。トランシーバーのデータシートには電力バジェットが記載されています。しかし、損失バジェットを知るには、実際のファイバ プラントを知る必要があります。つまり、ケーブルが実際にどのくらいの長さ (マップ上の距離ではなく) が延びているか、パスにあるコネクタの数、接続が融着か機械式か、ファイバの状態がどのような状態であるかなどです。仕様と現場の現実との間のギャップこそが、光リンク バジェットの計算で展開の失敗を防ぐ場所です。
光リンク バジェットの計算式: 各パラメータの説明
光リンク バジェットの計算式は次のとおりです。
リンク バジェット (dB)=送信電力 (分) − 受信感度 (分)
そして生存性チェック:
リンク バジェット 合計リンク損失 + 安全マージン以上
ここで、合計リンク損失は=ファイバ減衰 + コネクタ損失 + スプライス損失 + 追加のコンポーネント損失です。
送信電力 (Tx 最小)
トランシーバーがあらゆる動作条件下で生成する最小の光出力パワー (dBm 単位)。 100GBASE-LR4 QSFP28 の場合、これは通常、レーンあたり約 -4.3 dBm (IEEE 802.3ba) です。 10G SFP+ LR モジュールの場合、最小約 -8 dBm が予想されます。
ファイバーの減衰
ファイバーの種類と動作波長によって異なります。標準シングル-モードファイバー(ITU-T G.652 シングルモード ファイバー仕様-) は、1310 nm で約 0.35 dB/km、1550 nm で 0.25 dB/km 減衰します。マルチモード OM3/OM4 ファイバーは 850 nm で 2.5 ~ 3.5 dB/km で動作します。
接続損失
融着接続は、良好な現場条件下ではそれぞれ 0.1 ~ 0.3 dB で動作します。機械的スプライスは大幅に悪化し、それぞれ 0.7 ~ 1.5 dB です。
受信機感度 (Rx 最小)
受信機が許容可能なビット誤り率 (通常は 10⁻¹²) を維持しながら検出できる最も弱い信号。 10G SFP+ LR レシーバーは通常、-14.4 dBm の感度を指定します。 100GBASE- LR4 受信機には、レーンごとに少なくとも -10.6 dBm が必要な場合があります。
コネクタの紛失
業界計画値: SC、LC、または ST コネクタの嵌合ペアあたり 0.5 dB。 MPO/MTP マルチファイバー コネクタの場合は最大 0.75 dB。-汚染により、嵌合ペアごとに 1 ~ 3 dB が増加する可能性があります。
安全マージン
業界標準: 通常のリンクでは最小 3 dB、ミッション クリティカルなインフラストラクチャでは 6 dB。{2}}絶対下限は約 1.7 dB - であり、これを下回ると、リンクが 1 つのダーティ コネクタで障害が発生することを意味します。
2 つの実際の例: キャンパス SMF と DWDM メトロ
シナリオ A: 10 km のエンタープライズ キャンパス - シングルモード ファイバー リンク バジェット (100G QSFP28 LR4)
既知のパラメータ:
トランシーバーは、検証済みの最小 Tx および Rx パラメータを備えた 100GBASE-LR4 QSFP28 モジュール。このファイバー プラントでは、1310 nm の OS2 シングルモード ファイバーが使用されており、2 つの建物の間の地下導管を通って配線されています。-測定されたケーブル経路: 10.2 km。このパスには、4 つの嵌合コネクタ ペアと 3 つの融着接続が含まれます。
| 電力バジェット (Tx 最小 - Rx 感度) | 6.3dB |
| ファイバ損失:10.2km×0.35dB/km | 3.57dB |
| コネクタ損失:4ペア×0.5dB |
2.0dB |
| 接続損失:3×0.15dB |
0.45dB |
| 合計リンク損失 |
6.02dB |
| 電力マージン |
0.28dB |
シナリオ B: 60 km DWDM メトロ リンク、Mux/Demux を備えた 10G SFP+ ZR
既知のパラメータ:
このリンクは、リースされたダーク ファイバー上で 1550 nm で動作する 10G SFP+ ZR トランシーバー (電力バジェット: 23 dB) を使用します。 16 チャネル DWDM マルチプレクサ/デマルチプレクサが両端にあり、長さ . 60 km、減衰 0.25 dB/km、スプライス 4 つ、コネクタ ペア 6 つです。
| 電力バジェット (ZR トランシーバー仕様による) | 23dB |
| ファイバ損失:60km×0.25dB/km | 15.0dB |
| マルチプレクサ/デマルチプレクサ損失 (両端): 2 × 2.25 dB | 4.5dB |
| 接続損失:4×0.15dB | 0.6dB |
| コネクタ損失:6ペア×0.5dB | 3.0dB |
| 合計リンク損失 | 23.1dB |
| 電力マージン | −0.1dB |
評決: マイナスのマージン。 ZR トランシーバーが「定格 80 km」であるにもかかわらず、このリンクは確実に機能しません。マルチプレクサ/デマルチプレクサの挿入損失により、合計損失がトランシーバの予算を超えます。ここでの修正は次のいずれかですEDFA光増幅器を追加してメトロリンクの電力不足を回復しますまたは、コヒーレント トランシーバーに切り替えます。
ほとんどの光ファイバー損失予算分析で間違っている損失数値
ファイバールーティングのオーバーヘッド
ケーブルルートの長さはマップ上の距離ではありません。ファイバーはダクトバンク、ライザーシャフト、オーバーヘッドトレイをたどります。キャンパスへの導入では、実際のケーブル パスはエンドポイント間の直線距離より 20~30% 長くなると予想されます。{4}}床から床への配線がある多階建ての建物{{6}では、オーバーヘッドが 40% を超える可能性があります。{7}}
10G以上での分散ペナルティ
マルチモード ファイバ上の 10 Gbps での分散により、予算の 3 ~ 4 dB を消費する Transmitter and Dispersion Eye Closure (TDEC) ペナルティが発生します。既存の OM4 プラントのモーダル帯域幅定格が 100GBASE- SR4 に必要な 4700 MHz/km のしきい値を下回っている場合は、追加の 1.5 ~ 2.0 dB の分散ペナルティを予算に入れてください。
コネクタの汚れ
きれいなコネクタは 0.3 ~ 0.5 dB の損失をもたらします。コネクタが汚れていると、嵌合ペアごとに 1 ~ 3 dB が追加される可能性があり、これは単一の接点の安全マージン全体を消費するのに十分です。コネクタの汚染は、物理層のファイバ リンク障害の主な原因として常に挙げられています。{6}}
受信機の過負荷
高出力の送信機を使用した短いファイバーの配線では、受信機のフォトダイオードが飽和し、弱い信号障害と同じように見えるビットエラーが発生する可能性があります。-最大入力電力の仕様は、モジュール ファミリとフォーム ファクターによって大きく異なります。

フィールド障害を引き起こす 7 つの光リンク バジェット計算の間違い
間違い 1: 最小値ではなく標準的な送信電力を使用します。
例外なく、常に最小の Tx 感度と最小の Rx 感度になるように設計してください。標準値と最小値の間の 2 dB の差は、ラボで動作するリンクと実稼働環境で障害が発生するリンクとの違いに相当します。
間違い 2: 安全マージンを完全に省略している。
3 dB の最小マージンがないと、事前に有効期限が設定されたシステムを設計することになります。コンポーネントの老朽化や将来のメンテナンスにより、パスは時間の経過とともに劣化します。
間違い 3: 計算せずに距離の評価を信頼してしまう。
「10 km」モジュール定格は、理想的な条件を想定しています。実際のパスには、パッチ パネル、ケーブル配線のオーバーヘッド、老朽化したファイバーが含まれています。
間違い 4: ケーブル ルートの長さの代わりにマップの距離を使用します。
繊維は直進しません。マップ上の 5 km の距離は、通常、実際のケーブル パスに換算すると 6 ~ 7 km になります。
間違い 5: 高速マルチモード リンクでの分散ペナルティを無視する。-
分散が顕著になる速度 (10G 以上) では、使用可能なチャネル挿入損失は常に生の電力バジェットよりも小さくなります。
間違い6: 繊維の種類を混ぜてしまう。
シングルモード トランシーバーをマルチモード ファイバーとペアリングすると(またはその逆)、壊滅的なモード不整合損失が発生します。
間違い 7: 計算を現場測定で検証しない。
損失予算は見積もりです。設置後、光パワー メーターまたは OTDR を使用して実際のリンク損失を測定し、計算した予算と比較する必要があります。
クイックリファレンス: リンク バジェット計算用の光ファイバー損失パラメータ
| パラメータ | 価値 | 注意事項 |
|---|---|---|
| SMF 減衰 @ 1310 nm | 0.35dB/km | ITU-T G.652; TIA-568 仕様では最大 0.5 dB/km が可能 |
| SMF 減衰 @ 1550 nm | 0.25dB/km | 最小の損失ウィンドウ。-長距離と DWDM に使用される- |
| MMF 減衰 @ 850 nm | 2.5~3.5dB/km | OM3/OM4; TIA仕様 最大3.5dB/km |
| MMF 減衰 @ 1300 nm | 0.8~1.0dB/km | 最新の展開ではほとんど使用されません |
| SC/LC/ST コネクタ (クリーン) | 嵌合ペアあたり 0.3 ~ 0.5 dB | 最悪の場合の計画には 0.5 dB を使用します- |
| MPO/MTPコネクタ | 嵌合ペアあたり 0.5 ~ 0.75 dB | マルチファイバー配列により高い- |
| 融着接続 | 0.1~0.3dB | -適切に実行されたフィールド スプライス。ラボ用スプライス < 0.05 dB |
| メカニカルスプライス | 0.7~1.5dB | 損失を考慮した設計を避ける- |
| DWDM マルチプレクサ/デマルチプレクサ (16 チャネル) | 2.0~4.5dB/ユニットあたり | チャネルやメーカーによって大きく異なります |
| 安全マージン(標準) | 3.0dB | 通常のエンタープライズ リンクの最小値 |
| 安全マージン(ミッションクリティカル) | 6.0dB | 99.999% の稼働時間を必要とするリンクに推奨 |
| 安全マージン(絶対下限) | 1.7dB | これを下回るとリンクの存続性は保証されません |
この表は、TIA/EIA-568、ITU-T G.652、IEEE 802.3、および FOA の参考資料からの値を統合したものです。
導入後に光リンクのバジェット計算を確認する方法
リンクバジェットは予測です。導入は現実が投票するところです。 2 つの検証方法が標準的な方法です。
OTDRテスト
アンOTDR (光時間領域反射率計)-コネクタ、接続、曲げ、破断など、ファイバーに沿ったあらゆるイベントの空間マップを提供します。 OTDR トレースを比較すると、予想損失を超えるコンポーネントが明らかになります。
パワーメーター + 校正済みソース
エンドツーエンドの総挿入損失を測定します。--一方の端でソースを接続し、もう一方の端で受信電力を測定し、トランシーバーのバジェットと比較します。
物理プラントを確認した後、有効にします。リアルタイムの光パワーとモジュールの状態を追跡するためのデジタル診断モニタリング(DDM)-。 DDM は、リアルタイムの Tx 電力、Rx 電力、バイアス電流、モジュール温度を報告します。-正常な 10G SFP+ LR モジュールでは、十分なマージンが示される可能性があります。 Rx 電力が数か月にわたって変動する場合は、劣化を示します。モジュール-固有の DDM アラームしきい値は、各製品データシートの診断監視インターフェイス (DMI) セクションに記載されています。理解トランシーバーの DDM 機能がハードウェア レベルでどのように動作するかこれらの測定値を正しく解釈するのに役立ちます。
トランシーバーの選択をリンク バジェットの結果に一致させる
リンク バジェットの計算により、現在のトランシーバーがリンクを処理できるかどうかがわかります。それができない場合は、計算が駆動しますトランシーバーのフォーム ファクターとリーチ{0}}クラスの選択.
計算されたマージンが 3 dB を下回った場合は、バジェットが失敗したものとして処理され、次のトランシーバー電力クラスに移動します。 1.5 dB 未満では、リンクを確実に救済できるフィールド変数はありません。 LR (10 km クラス) モジュールから ER (40 km クラス) モジュールに移行すると、電力バジェットが約 6 dB から 20+ dB に増加し、ヘッドルームが劇的に増加します。
生のパワーではなく分散が制限要因である場合は、統合型電子分散補償 (EDC) を備えたトランシーバーを選択するか、ファイバー分散が低い波長 (G.652 ファイバーでは 1310 nm など) に切り替えることで問題が解決される可能性があります。
重要な原則: 光リンクの予算計算が最初に行われ、トランシーバーの購入注文は 2 番目に行われます。 FB-LINK は、0 度、25 度、70 度の動作温度ですべてのトランシーバーをテストし、各時点での最悪の場合の Tx 値と Rx 値を公開します。-閲覧する100G QSFP28範囲または400G QSFP-DD ポートフォリオ完全な熱特性パラメータを持つモジュール用。-
よくある質問
Q: 光リンク バジェットの計算式は何ですか?
A: リンク バジェット (dB)=最小送信電力 (dBm) − 最小受信感度 (dBm)。この値が合計パス損失に少なくとも 3 dB の安全マージンを加えた値を超える場合、リンクは実行可能です。
Q: SFP モジュールに印刷されている距離定格に依存すべきではないのはなぜですか?
A: 距離定格は、最小限のコネクタとスプライスのない理想的なファイバー状態を想定しています。実際の導入には、パッチ パネル、配線のオーバーヘッド、損失を追加する経年変化の影響が含まれます。
Q: リンク予算にはどの程度の安全マージンを含める必要がありますか?
A: 標準的な使用量は 3 ~ 6 dB です。ミッション-クリティカルなリンクでは 6 dB 以上を使用する必要があります。どのリンクの絶対最小値も約 1.7 dB です。
Q: 分散は 10G 以上の光リンク バジェットにどのような影響を与えますか?
A: 色分散とモード分散により電力ペナルティが発生し、電力バジェットの使用可能な部分が減少します。分散ペナルティにより、実際のケーブル プラント損失の余地が大幅に減少する可能性があります。
Q: インストール後にリンク バジェットを確認するにはどうすればよいですか?
A: OTDR を使用して個々のイベントをマッピングするか、光パワー メーターを使用してエンドツーエンドの合計損失を調べます。{0}}-トランシーバーの DDM 読み取り値を監視して、継続的な状態を確認します。


