【光电通信】光纤通信的dB和dBm

【光电通信】光纤通信的dB和dBm

1. dB

在光通信中,dB(分贝)是一个用于量化信号强度、功率增益或损耗的对数单位。

如果光源发出的功率P1,经光纤线路传输后,在接收端的功率是P2,则光纤线路的损耗是P2/P1,用分贝(dB)表示为

P1和P2的单位必须相同。dB值可正可负,当P2>P1时,为正;当P2<P1,为负。

dB是一个比值或相对单位,因而它给不出功率的绝对值,如下表所示。

功率损耗

保存功率百分比

-0.1 dB

98%

-0.5 dB

89%

-1 dB

79%

-2 dB

63%

-3 dB

50%

-6 dB

25%

-10 dB

10%

-20 dB

1%

用dB的对数特性可以将很大的比值用十分简单的方法表示出来,如下表所示。

功率变化

dB表示

增加到100000倍

50dB

增加到10000 倍

40dB

增加到1000 倍

30dB

增加到100 倍

20dB

增加到10 倍

10dB

不变

0dB

减小到10 倍

-10dB

减小到100 倍

-20dB

减小到1000 倍

-30dB

减小到10000 倍

-40dB

减小到100000 倍

-50dB

用dB可以在一系列光纤线路中,测量两个不同点之间的信号强度变化,只需要进行加减运算。

例如,要想查找-23dB的功率比P2/P1,因为-23dB=-20dB-3dB,-20dB对应的损耗是0.01,-3dB对应的损耗是0.5,这两个值的乘积就是总损耗,即0.01×0.5=0.005。

分贝计算可以查阅下图:

上图中,a)为分贝的粗略计算,b)为放大的分贝尺度,用于精确的分贝计算。注意:右侧的纵坐标刻度与底端刻度对应(P2>P1),左侧的纵坐标刻度与顶端刻度对应(P21)。

2. dBm

在光纤通信系统中,常以1mW作为参考电平,相对于1mW用dB表示的功率值用dBm表示。

dBm是将功率与1mW相比,然后取对数所得到的值,表示为

特别记住:0 dBm=1mW,所以正的dBm值大于1mW,负的dBm值小于1mW。

功率

dBm值

200mW

23

100mW

20

10mW

10

1mW

0

100μW

-10

10μW

-20

1μW

-30

100nW

-40

10nW

-50

1nW

-60

100pW

-70

10pW

-80

1pW

-90

3. 有关dBm与dB的计算

(1)

一个基准:

30dBm=1W

两个原则:

+3dB,功率乘2倍;-3dB,功率乘0.5倍。

+10dB,功率乘10倍;-10dB,功率乘0.1倍。

举例:

33dBm=30dBm+3dB=1W*2=2W

27dBm=30dBm-3dB=1W*0.5=0.5W

40dBm=30dBm+10dB=1W*10=10W

20dBm=30dBm-10dB=1W*0.1=0.1W

44dBm=30dBm+10dB+10dB-3dB-3dB=1W*10*10*0.5*0.5=25W

32dBm=30dBm+3dB+3dB+3dB+3dB-10dB=1W*2*2*2*2*0.1=1.6W

+1dB=+10dB-3dB-3dB-3dB=10*0.5*0.5*0.5=1.25

-1dB=-10dB+3dB+3dB+3dB=0.1*2*2*2=0.8

51dBm=30dBm+10dB+10dB+1dB=1W*10*10*1.25=125W

49dBm=30dBm+10dB+10dB-1dB=1W*10*10*0.8=80W

(2)

当P用μW表示时,如用dBm表示,则

举例:

1μW=10*lg(1)-30=0-30=-30dBm

2.81μW=10*lg(2.81)-30=4.487-30=-25.51dBm

500μW=10*lg(500)-30=10*(2.699)-30=26.99-30=-3dBm

10μW=10*lg(10)-30=10 *1-30=10-30=-20dBm

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