Обратные потери

В телекоммуникациях обратные потери — это относительная мера мощности сигнала , отраженного разрывом в линии передачи или оптическом волокне . Этот разрыв может быть вызван несоответствием между терминатором или нагрузкой, подключенной к линии, и характеристическим сопротивлением линии. Обычно оно выражается в виде соотношения в децибелах (дБ);

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

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

Возвратные потери связаны как с коэффициентом стоячей волны (КСВ), так и с коэффициентом отражения (Г). Увеличение обратных потерь соответствует более низкому КСВ. Возвратные потери — это мера того, насколько хорошо согласованы устройства или линии. Совпадение считается хорошим, если обратные потери высоки. Желательны высокие обратные потери, которые приводят к меньшим вносимым потерям .

С определенной точки зрения термин «возвратные потери» является неправильным. Обычная функция линии передачи — передача мощности 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 «обратные потери» будут бесконечными. И наоборот, если линия прерывается в разомкнутой цепи, отраженная мощность будет равна падающей мощности; вся падающая мощность будет потеряна в том смысле, что ни одна из нее не будет передана в нагрузку, и RL будет равен нулю. Таким образом, числовые значения RL имеют тенденцию, противоположную той, которую можно ожидать от «потери».

Знак

Как определено выше, RL всегда будет положительным, поскольку Pr никогда _{не может} превышать Pi . Однако исторически обратные потери выражались отрицательным числом, и это соглашение до сих пор широко встречается в литературе. ^[1] Строго говоря, если RL приписывается отрицательный знак, подразумевается отношение отраженной и 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, во многом несущественен. Если линия передачи включает в себя несколько разрывов по всей длине, общие обратные потери будут представлять собой сумму RL, вызванных каждым разрывом, и при условии, что всем RL присвоен один и тот же знак, никаких ошибок или двусмысленности не возникнет. Какое бы соглашение ни использовалось, всегда следует понимать, что _Pr никогда не _может превышать Pi .

Электрический

В системах с металлическими проводниками отражения сигнала, идущего по проводнику, могут возникать из-за разрыва разрыва или несоответствия импедансов . 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 представляют собой отрицательную величину коэффициента отражения в дБ. Поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения, обратные потери определяются выражением:

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

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

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

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

Оптический

В оптике (особенно в волоконной оптике ) потери, возникающие при неоднородностях показателя преломления , особенно на границе раздела воздух- стекло , например на торце волокна. На этих интерфейсах часть оптического сигнала отражается обратно к источнику. Это явление отражения также называют « потери Френеля на отражение » или просто « потери Френеля ».

В системах оптоволоконной передачи для передачи сигналов по оптическому волокну используются лазеры , а низкие оптические обратные потери (ORL) могут привести к тому, что лазер перестанет правильно передавать данные. Измерение ORL становится все более важным при характеристике оптических сетей по мере увеличения использования мультиплексирования с разделением по длине волны . В этих системах используются лазеры с более низкой устойчивостью к ORL, и вводятся в сеть элементы, расположенные 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
• Потеря несоответствия
• Отражение сигнала
• Рефлектометр во временной области
  • Оптический рефлектометр во временной области

Примечания

Рекомендации

Примечания

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

Библиография

• Федеральный стандарт 1037C и MIL-STD-188.
• Тестирование оптических обратных потерь — обеспечение высокого качества передачи Примечание по применению EXFO № 044