核心公式与原理
L_disp = t_fib_max·1000 / (|D|·Δλ)
常见问题(FAQ)
什么是光纤链路预算?
链路预算是判断一条光链路能否工作的最基本方法:把发射光功率与接收灵敏度之差(可用预算)作为总额度,再把沿途所有损耗——光纤衰减、熔接点、连接器、分光器——逐项加起来。若总损耗小于预算,链路成立,且差额就是余量。它不涉及带宽、色散与非线性,是工程选型的第一步。
余量为什么不能等于零?
因为实际链路会变坏:光模块老化与温度漂移、连接器端面沾污、熔接点随温度与应力产生漂移、光纤弯曲半径过小导致附加衰减、施工与后续维修的临时损耗。工程上通常留 3 dB 设计余量,骨干长距离或重要线路取 6 dB 以上。工具中「设计余量」就是用于这一判断的第二个阈值。
怎么判断是衰减受限还是色散受限?
比较工具给出的 L_loss 与 L_disp:谁小谁就是瓶颈。1550nm 长距离高速系统中,由于 G.652D 色散系数约 16.7 ps/(nm·km),色散常先成为限制,表现为「距离还有余量但带宽已不达标」。此时应改用窄线宽光源(如 DFB/EML)、色散补偿光纤(DCF)或色散管理光纤。
熔接点和连接器损耗取多少合理?
机械熔接单点约 0.1 dB,热熔保护熔接约 0.02~0.05 dB,工具默认 0.05 dB。连接器(配对)单点约 0.3~0.5 dB,工具默认 0.5 dB,MPO/MTP 多芯连接器应按厂商规格取值。设计阶段建议取偏保守值,避免实测不达标。
连接器数量怎么数?
按「配对」计数,即两个配对的插芯算一个连接点。所以发端跳纤 1 个 + 收端跳纤 1 个就是 2 个连接器,中间加接则再加 2 个。本工具按两端均分放置到链路上;若全部集中在机房内(如 ODF 侧),曲线形态会不同,但总损耗不变,不影响预算结果。
分光器的损耗为什么这么快?
PLC 分光器是被动功率分路,理想损耗就是 10·log10(N),N 路分出去每路只剩 1/N 功率。1:64 理想就损失 18 dB,实际典型约 19.5 dB。因此 PON 系统中分光器往往是决定 ODN 半径的主要因素,而不是光纤本身。
为什么多模光纤的色散系数是负数?
多模光纤的色散主要来自波导色散与材料色散随波长的反向变化,总效应在 850nm 附近为负。这不表示「色散可以抵消」,只是色散功率随波长的走势相反。公式中取绝对值 |D|,因为限制因素是展宽量的绝对大小。
这个工具算的是什么色散?
只算色度色散(chromatic dispersion),即不同波长分量传播速度不同导致的脉冲展宽。多模光纤还有模间色散(modal dispersion),短距离高带宽场合往往由它主导,但计算需要 V 数、芯径与折射率剖面等参数,本工具不涉及。
为什么上升时间取 0.7/B 而不是 1/B?
这是 NRZ 码型的工程经验系数,0.7 对应约 70% 的码元间隔作为有效上升沿;RZ 码因占空比减半,取 0.35。它不是精确推导,而是业界通用的设计基准,实际系统还要考虑均衡、时钟恢复等余量。
上升时间预算法在高速率下会不会偏保守?
会,而且是系统性的,这是本工具最需要提醒的一点。0.7/B 是一阶保守筛查:直接检测 NRZ 系统的真实色散容限大致遵循 D·L ≈ 10⁵/B²(ps/nm,B 以 Gb/s 计)。10G NRZ 真实容限约 800~1600 ps/nm,在 G.652 上约 50~90km;40G NRZ 降到约 60 ps/nm,仅 3~4km。因此本工具给出的 L_disp 在 10G 以上通常小于工程实际可达距离,属偏保守的一阶估计。相干系统由 DSP 电子补偿决定容限(可达数万 ps/nm),不再遵守 1/B²,本工具模型不适用于相干链路。
为什么 100G 链路常显示「无解」?
因为 100G NRZ 的 t_allow 只有 0.007ns(7ps),而真实 100G 光模块的收发上升时间常在 30~60ps 量级,此时 t_allow² ≤ t_tx² + t_rx²,收发机本身就超了预算,任何光纤长度都不满足上升时间判据。这不是公式错误,而是该判据在高速率下的固有局限。工程上 100G 链路应改用光模块规格书给出的色散容限(ps/nm)判定,或采用相干方案,本工具对 100G 的结果仅作参考。
多模光纤的模间色散为什么没算?
本工具只计算色度色散(不同波长传播速度差导致的展宽)。多模光纤还存在模间色散,短距离高带宽场景往往由它主导,其计算需要 V 数、芯径与折射率剖面等参数。多模标准 OM3/OM4/OM5 按 850nm 下的有效模态带宽 MHz·km 规定可达距离,不按色散系数,所以这些模板中的色散数值仅供参考,不作为多模链路的判定依据。
支持拉曼/EDFA 中继的分段链路吗?
当前版本只做单段链路预算(不含光放大器分段计算)。若需中继分段、或需掺铒光纤放大器(EDFA)与拉曼放大器的增益与噪声核算,需另行建模。超长距离可先按「单跨最大距离」评估,再按跨数分段设计。
单位约定是什么?
长度统一用 km(数据中心短距直接填 0.15 表示 150 m);衰减系数用 dB/km;熔接与连接器损耗用 dB/点;光功率用 dBm;余量与损耗用 dB;色散系数用 ps/(nm·km);谱宽用 nm;码率界面填 Gb/s,内部换算为 bit/s。
为什么余量算出来是负数?
说明总损耗已超过可用预算,接收端光功率低于灵敏度,链路不通。常见原因是距离过长、固定接续损耗过多、或分光比太大。此时应缩短距离、减少中间接续点、改用更低插损的熔接方式,或直接更换更高发射功率 / 更低灵敏度阈值的模块。
结果可以用来直接下单光纤吗?
不可以。本工具的衰减系数与插损取自公开典型值,仅用于快速估算与方案对比。实际工程必须以所选厂商的规格书实测值、现场实测熔接损耗与所用模块的实际参数为准,并以实测验收结果确认。


