Возврат потерь

Мера мощности, отраженной разрывом в линии или волокне.

В телекоммуникациях обратные потери являются относительной мерой мощности сигнала , отраженного разрывом в линии передачи или оптическом волокне . Этот разрыв может быть вызван несоответствием между окончанием или нагрузкой, подключенной к линии, и характеристическим сопротивлением линии. Обычно выражается как отношение в децибелах (дБ);

${\displaystyle RL(\mathrm {dB} )=10\log _{10}{P_{\mathrm {i} } \over P_{\mathrm {r} }}}$

где RL (дБ) — обратные потери в дБ, P _i — падающая мощность, а P _r — отраженная мощность.

Возвратные потери связаны как с коэффициентом стоячей волны (КСВ), так и с коэффициентом отражения (Γ). Увеличение возвратных потерь соответствует снижению КСВ. Возвратные потери являются мерой того, насколько хорошо согласованы устройства или линии. Согласование хорошее, если возвратные потери высокие. Высокие возвратные потери желательны и приводят к снижению вносимых потерь .

С определенной точки зрения «возвратные потери» — неправильное название. Обычная функция линии передачи — передавать мощность от источника к нагрузке с минимальными потерями. Если линия передачи правильно согласована с нагрузкой, отраженная мощность будет равна нулю, мощность не будет потеряна из-за отражения, а «возвратные потери» будут бесконечными. И наоборот, если линия заканчивается разомкнутой цепью, отраженная мощность будет равна падающей мощности; вся падающая мощность будет потеряна в том смысле, что никакая ее часть не будет передана нагрузке, и RL будет равно нулю. Таким образом, числовые значения RL стремятся к противоположному значению, ожидаемому от «потери».

Знак

Как определено выше, RL всегда будет положительным, поскольку P _r никогда не может превышать P _i . Однако исторически обратные потери выражались как отрицательное число, и это соглашение все еще широко встречается в литературе. ^[1] Строго говоря, если RL приписывается отрицательный знак, подразумевается отношение отраженной к падающей мощности;

${\displaystyle RL'(\mathrm {dB} )=10\log _{10}{P_{\mathrm {r} } \over P_{\mathrm {i} }}}$

где RL' (дБ) — отрицательное значение RL (дБ).

На практике знак, приписываемый RL, в значительной степени не имеет значения. Если линия передачи включает несколько разрывов по своей длине, общие возвратные потери будут суммой RL, вызванных каждым разрывом, и при условии, что всем RL присвоен один и тот же знак, не возникнет никакой ошибки или двусмысленности. Какое бы соглашение ни использовалось, всегда будет подразумеваться, что P _r никогда не может превышать P _i .

Электрические

В системах металлических проводников отражения сигнала, проходящего по проводнику, могут происходить при разрыве или несоответствии импеданса . Отношение амплитуды отраженной волны V _r к амплитуде падающей волны V _i называется коэффициентом отражения . ${\displaystyle \Gamma }$

${\displaystyle {\mathit {\Gamma }}={V_{\mathrm {r} } \over V_{\mathrm {i} }}}$

Возвратные потери являются отрицательной величиной коэффициента отражения в дБ. Поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения, возвратные потери определяются как,

${\displaystyle RL(\mathrm {dB} )=-20\log _{10}\left|{\mathit {\Gamma }}\right|}$

где вертикальные полосы указывают величину . Таким образом, большие положительные обратные потери указывают на то, что отраженная мощность мала по сравнению с падающей мощностью, что указывает на хорошее соответствие импеданса между линией передачи и нагрузкой.

Если падающая мощность и отраженная мощность выражены в «абсолютных» единицах децибел (например, дБм ), то обратные потери в дБ можно рассчитать как разницу между падающей мощностью P _i (в абсолютных единицах децибел ) и отраженной мощностью P _r (также в абсолютных единицах децибел ),

${\displaystyle RL(\mathrm {dB} )=P_{\mathrm {i} }(\mathrm {dB} )-P_{\mathrm {r} }(\mathrm {dB} )\,}$

Оптический

В оптике (особенно в волоконной оптике ) потеря, которая происходит на разрывах показателя преломления , особенно на границе раздела воздух- стекло, такой как торец волокна. На этих границах часть оптического сигнала отражается обратно к источнику. Это явление отражения также называется « потерей отражения Френеля » или просто « потерей Френеля ».

Системы передачи по оптоволокну используют лазеры для передачи сигналов по оптоволокну, и низкие оптические возвратные потери (ORL) могут привести к тому, что лазер перестанет правильно передавать. Измерение ORL становится все более важным при характеристике оптических сетей по мере увеличения использования мультиплексирования с разделением по длине волны . Эти системы используют лазеры с более низким допуском на ORL и вводят в сеть элементы, которые расположены в непосредственной близости от лазера.

${\displaystyle {\text{ORL}}(\mathrm {dB} )=10\log _{10}{P_{\mathrm {i} } \over P_{\mathrm {r} }}}$

где — отраженная мощность , а — падающая или входная мощность. ${\displaystyle \scriptstyle P_{\mathrm {r} }}$ ${\displaystyle \scriptstyle P_{\mathrm {i} }}$

Смотрите также

• Гибридный баланс
• Несоответствие потерь
• Отражение сигнала
• Рефлектометр временного диапазона
  • Оптический рефлектометр временной области

Примечания

Ссылки

Примечания

1. Тревор С. Берд, «Определение и неправильное использование обратных потерь», IEEE Antennas & Propagation Magazine , т. 51 , вып. 2, стр. 166–167, апрель 2009 г.

Библиография

• Федеральный стандарт 1037C и MIL-STD-188
• Тестирование оптических возвратных потерь — обеспечение высококачественной передачи EXFO Application note #044