كم من الخسائر تضاف عند استخدام جهاز التقسيم السلبي؟
May 16, 2025
ما مقدار الخسارة التي تضاف عند استخدام فاصل سلبي؟
ما مقدار فقدان الإشارة الذي تضيفه حقًا عند استخدام واحدة؟ بالاعتماد على المعلومات التي توجد عادة في الموارد عبر الإنترنت ، سنقوم بتفكيك الميكانيكا ، ونحدد الخسارة ، وشرح سبب اهتمام المستخدمين كثيرًا بهذا الرقم ، وتقديمه في مقالة مفصلة إنسانية.
خسارة إشارة الضرائب التي لا مفر منها في المقسمين السلبيين
لديك إشارة-ربما تكون بيانات سريعة الصواعق تنزلق على كابل الألياف البصرية أو دفق فيديو متجه إلى شاشات متعددة أو تغذية هوائي لأجهزة التلفزيون المختلفة. تحتاج إلى مشاركتها ، لإرسال مدخلات واحدة إلى عدة أماكن مختلفة. في كثير من الأحيان يكون حل الانتقال إلى "الخائن". ولكن إذا اخترت فاصلًا سلبيًا ، فأنت على وشك دفع ضريبة-ضريبة قوة الإشارة ، تقاس في ديسيبل.
على عكس أبناء عمومتهم النشطين (والتي قد نناقشها في مكان آخر) ، فإن المقسمين السلبيين بسيطون بشكل أساسي. إنها مثل تركيبات السباكة للإشارات ، وتقسيم التدفق دون إضافة أي ضغط أو طاقة إضافية. هذه البساطة ميزة ضخمة-إنها موثوقة ، ولا تحتاج إلى قوة ، وهي غير مكلفة نسبيًا. لكن هذه البساطة تأتي بتكلفة: توهين الإشارة ، أو الخسارة.
لأي شخص يقوم بإعداد شبكة أو تثبيت معدات الصوت/الفيديو أو التعامل مع توزيع الإشارات بأي شكل من الأشكال ، فإن فهم هذه الخسارة ليس مجرد توافه تقني. إنه عامل حاسم يؤثر بشكل مباشر على ما إذا كانت الإشارة تصل إلى وجهتها قوية بما يكفي لتكون قابلة للاستخدام. الكثير من الخسارة ، وأنت تبحث في السرعات البطيئة ، أو الجودة الرديئة ، أو الاتصالات المتقطعة ، أو حتى فشل الإشارة الكلي. هذا هو ما يهتم المستخدمون بصدق-النتيجة العملية لهذا الرقم DB مجردة على ما يبدو.
لذلك ، دعنا نعيد الطبقات واكتشف بالضبط مقدار الخسارة التي يضيفها الخائن السلبي ، ولماذا يفعل ذلك ، وماذا يعني ذلك بالنسبة لك.
لماذا يسبب الانقسامات السلبية الخسارة؟
تخيل أن لديك أنبوبًا واحدًا يوفر الماء ، وتستخدم تقاطعًا بسيطًا "Y" لتقسيمه إلى أنبوبين. على افتراض مقاومة التدفق المتساوية ، فإن معدل تدفق الماء (أو الضغط ، في تشبيه مبسط) في كل من الأنابيب الأصغر سيكون أقل من معدل التدفق في الأنبوب الأصلي. لم تضيف أي ماء. لقد قمت للتو بتقسيم العرض الحالي.
يعمل الانقسامات السلبية على نفس المبدأ. سواء أكانوا يقسمون الطاقة الكهربائية (في المقاطع الكهربائية القديمة) أو الطاقة الخفيفة (في تقسيم الألياف الضوئية الحديثة) ، فإنها ببساطة تأخذ طاقة الإشارة الواردة وتوزيع نفس الطاقة الكلية بين مسارات الإخراج. الطاقة لا تزيد بطريقة سحرية أو يتم تجديدها.
نظرًا لمشاركة الطاقة ، تكون قوة الإشارة (التي ترتبط بالطاقة أو الطاقة) في كل منفذ إخراج فردي أضعف بالضرورة من قوة الإشارة في منفذ الإدخال. هذا التخفيض في قوة الإشارة هو ما نسميه التوهين ، وهو "الخسارة" المتأصلة التي أدخلتها عملية الانقسام السلبي.
شرح ديسيبل (ديسيبل
يتم قياس فقدان الإشارة (والكسب) في الاتصالات والإلكترونيات باستخدام مقياس ديسيبل (DB). مقياس DB هو اللوغاريتمي ، مما يجعله مناسبًا جدًا لتمثيل نسب كبيرة من الطاقة ولإضافة الخسائر (والمكاسب) خطيًا على طول مسار الإشارة.
عادة ما تشير قيمة DB الإيجابية إلى كسب (مثل التضخيم).
تشير قيمة DB سلبية أو ببساطة ذكر "فقدان X DB" إلى التوهين.
من الأهمية بمكان ، عندما يكون لديك مكونات متعددة في مسار الإشارة ، يمكنك إضافة خسائر DB الخاصة بهم (وطرح أي مكاسب DB) للعثور على الخسارة الكلية. هذه الخاصية الإضافية هي السبب في أن مقياس DB مفيد جدًا لحساب ميزانيات الإشارة الإجمالية أو ميزانيات الارتباط.
كم خسارة ، بالضبط؟
الخسارة الإجمالية التي تضاف إليها الفاصل السلبي ليست مجرد رقم واحد. يتكون في المقام الأول من جزأين:
فقدان نسبة الانقسام (الخسارة النظرية): هذا هو الخسارة التي لا مفر منها والتي تنتج بحتة من تقسيم طاقة الإشارة بالتساوي بين منافذ الإخراج. يعتمد على لوغاريتم عدد الطرق التي يتم تقسيم الإشارة. بالنسبة إلى الخائن مع منافذ الإخراج 'n' (فاصل 1xN) ، فإن الخسارة النظرية لكل منفذ الإخراج تقريبًا:
الخسارة (ديسيبل) = 10 * log10 (n)
دعونا نلقي نظرة على الخسائر النظرية النموذجية لنسب الانقسام الشائعة:
1x2 الخائن: يقسم الإشارة إلى مسارين. الخسارة النظرية لكل منفذ = 10 * log10 (2)≈3.01 ديسيبل
1x4 الخائن: يقسم الإشارة إلى 4 مسارات. الخسارة النظرية لكل منفذ = 10 * log10 (4)≈6.02 ديسيبل
1x8 Splitter: يقسم الإشارة إلى 8 مسارات. الخسارة النظرية لكل منفذ = 10 * log10 (8)≈9.03 ديسيبل
1x16 الخائن: يقسم الإشارة إلى 16 مسارًا. الخسارة النظرية لكل منفذ = 10 * log10 (16)≈12.04 ديسيبل
1x32 الخائن: يقسم الإشارة إلى 32 مسارًا. الخسارة النظرية لكل منفذ = 10 * log10 (32)≈15.05 ديسيبل
1x64 الفاصل: يقسم الإشارة إلى 64 مسار. الخسارة النظرية لكل منفذ = 10 * log10 (64)≈18.06 ديسيبل
ما يعنيه هذا باللغة الإنجليزية البسيطة: في كل مرة تضعف فيها عدد الانقسامات ، تضيف ما يقرب من 3 ديسيبل من الخسارة إلى كل منفذ إخراج. 3 ديسيبل فقدان يعني أن طاقة الإشارة قد انخفضت إلى النصف. لذلك ، عند تقسيم 1x4 (مضاعفتان) ، يحتوي كل مخرج على 1/4 تقريبًا (-6 ديسيبل). في تقسيم 1x8 ، هو 1/8 القوة (-9 ديسيبل) ، وهلم جرا. تحدث هذه الخسارة لكل إشارة تمر عبر الخائن ، وتنطبق على كل منفذ إخراج.
فقدان الإدراج (الخسارة العملية): هذا هو الخسارة الإضافية غير المثالية التي أدخلها البناء المادي للبلاغ نفسه. إنه يفسر العيوب في كيفية اقتران الإشارة أو مقسمة ، امتصاص المواد ، الانتثار ، الانعكاسات ، إلخ. يختلف فقدان الإدراج اعتمادًا على جودة الخائن ، ونوع تقنية الخائن (على سبيل المثال ، FBT مقابل PLC في الألياف) ، ودقة التصنيع ، وحتى نسبة الانقسام المحددة.
يضاف فقدان الإدراج إلى فقدان نسبة الانقسام النظري. قد يكون لدى فاصل PLC البصري عالي الجودة أرقام فقدان الإدراج من:
~ 0.1 ديسيبل لخلب 1x2
~ 0.3 - 0.5 ديسيبل لخلب 1x4
~ 0.5 - 0.8 ديسيبل لخلب 1x8
~ 0.8 - 1.2 ديسيبل لخلل 1x16
~ 1.0 - 1.5 ديسيبل لخلل 1x32
~ 1.5 - 2.0 ديسيبل لخلب 1x64
ملاحظة: هذه قيم نموذجية ؛ يجب دائمًا استشارة أوراق بيانات المنتجات المحددة لأرقام فقدان الإدراج الدقيقة ، والتي يمكن أن تختلف بين الشركات المصنعة وحتى دفعات الإنتاج.
حساب إجمالي خسارة الخائن (لكل ميناء):
الخسارة الفعلية القابلة للقياس التي تواجهها عند استخدام فاصل سلبي (في أي منفذ إخراج معين) هو مجموع فقدان النسبة النظرية وفقدان الإدراج لهذا الخائن المحدد:
إجمالي فقدان الخائن (DB) لكل منفذ إخراج = فقدان نسبة الانقسام النظري (DB) + فقدان الإدراج (DB)
أمثلة باستخدام الأرقام النموذجية:
1x2 الفاصل السلبي: ~ 3.01 ديسيبل (نظري) + ~ 0.1 ديسيبل (إدراج) = ~ 3.11 ديسيبل الخسارة لكل منفذ
1x8 الفاصل السلبي: ~ 9.03 ديسيبل (نظري) + ~ 0.7 ديسيبل (إدراج) = ~ 9.73 ديسيبل خسارة لكل ميناء
1x32 الفاصل السلبي: ~ 15.05 ديسيبل (نظري) + ~ 1.2 ديسيبل (إدراج) = ~ 16.25 ديسيبل الخسارة الإجمالية لكل منفذ
هذا "إجمالي الخسارة الخسارة" هو الرقم الذي تراه عادة مدرجًا على ورقة بيانات المنتج لفاصل سلبي معين ، وأحيانًا يطلق عليه فقط "فقدان الإدراج" ولكنه يمثل بالفعل مجموع الخسائر والتصنيع.
ما هو إجمالي خسارة الرابط؟
من الأهمية بمكان أن تتذكر أن الخسارة التي يضاف إليها الفاصل السلبي ليست هي الخسارة الوحيدة في مسار الإشارة الخاص بك. سيكون إجمالي فقدان الإشارة من المصدر (جهاز الإرسال) إلى الوجهة (المتلقي) هو مجموع جميع المكونات:
إجمالي فقدان الارتباط (DB) = الخسارة عند الخسارة 1 + الخسارة في الفاصل 2 (إن وجدت) + خسارة الكبل/الألياف + خسائر موصل + خسائر لصق + أي خسائر مكونة أخرى
فقدان الكابل/الألياف:الإشارة تضعف أثناء سفرها على طول الكابل أو الألياف. يتم تحديد هذا في DB لكل وحدة طول (على سبيل المثال ، DB/KM للألياف ، DB/100ft للقنع). تشغيل أطول يعني المزيد من الخسارة.
فقدان الموصل:في كل مرة تستخدم فيها زوج موصل (توصيل كابلتين ، أو كابل للمعدات) ، هناك خسارة صغيرة. عادةً ما تكون من 0.2 ديسيبل إلى 0.5 ديسيبل لكل زوج اتصال في الألياف البصرية ، وتتراوح بناءً على نوع الموصل والنظافة والجودة. الموصلات الكهربائية لها أيضًا خسائر ، على الرغم من أنها في كثير من الأحيان أصغر مقارنة بالتشغيل القصيرة.
خسارة لصق:عند الانضمام إلى الكابلات بشكل دائم (وخاصة الألياف) ، فإن التوصيفات أو الروابط الميكانيكية تؤدي أيضًا إلى خسارة صغيرة ، عادةً ما تكون أقل من فقدان الموصل (على سبيل المثال ، 0.05 ديسيبل لصيان الاندماج الجيد).
لماذا يهتم المستخدمون كثيرًا بهذا الرقم الخسارة؟
فهم خسارة الفاصل السلبي ليس مجرد تمرين أكاديمي ؛ لها عواقب وخيمة مباشرة وعملية يهتم بها المستخدمون بعمق:
1. التأثير الأكثر إلحاحا. كل ديسيبل من الخسارة يأكل في "ميزانية الخسارة" الكلية للنظام. هذه الميزانية هي الحد الأقصى لضعف الإشارة الذي يمكن أن يحدث قبل أن يتمكن المتلقي من اكتشاف الإشارة بشكل موثوق. إن الخسارة الكبيرة من الخائن السلبي تقلل من مقدار المسافة التي يمكن أن تسافرها الإشارة بعد الصخور أو تحد من عدد المكونات الخاسرة الأخرى (مثل الموصلات) التي يمكن أن تكون في المسار. يهتم المستخدمون لأن هذا يملي المكان الذي يمكنهم فيه وضع المعدات ومدى شبكتهم الواسعة.
2. إذا كانت الخسارة الكلية مرتفعة ، فيجب أن تكون معدات الاستلام أكثر حساسية (قادرة على اكتشاف الإشارات الأضعف). يمكن أن تكون المعدات الأكثر حساسية أكثر تكلفة. يهتم المستخدمون بهذه التكلفة الخفية المحتملة.
3. بالنسبة للإشارات الرقمية (مثل بيانات الإنترنت) ، فإن الخسارة المفرطة لا تجعل الإشارة أضعف ؛ يجعل الأمر أكثر صعوبة على المتلقي لتمييز "1" S عن "0" s. هذا يؤدي إلى زيادة معدلات الخطأ ، والتي تتطلب إعادة نقل البيانات ، مما يبطئ السرعة الفعالة. يهتم المستخدمون بعمق في الحصول على السرعات التي يتوقعونها. للإشارات التناظرية (مثل الفيديو الأقدم) ، تؤدي الخسارة إلى صورة ثلجية أو مشوهة أو ضعيفة.
4. إشارة قريبة من الحد الأدنى لحساسية الحساسية معرضة للضوضاء ، والتغيرات البيئية (درجة الحرارة التي تؤثر على الأداء المكون) ، أو خسائر إضافية صغيرة مع مرور الوقت (الموصلات القذرة). هذا يمكن أن يؤدي إلى اتصالات متقطعة يصعب تشخيصها. يهتم المستخدمون بخدمة مستقرة وموثوقة.
5. يجب على المهنيين تصميم الشبكات (وخاصة الشبكات الألياف البصرية مثل FTTH) حساب بدقة ميزانية الارتباط الإجمالي ، مع مراعاة كل ديسيبل من الخسارة من الانقسامات والكابلات والاتصالات. يضمن هذا التخطيط أن تعمل الشبكة بشكل موثوق منذ اليوم الأول. إن تقديري أو التقليل من شأن فقدان الفاصل السلبي هو مأزق شائع يؤدي إلى إعادة صياغة مكلفة. يهتم المستخدمون (أو مقدمي الخدمات الذين يعتمدون عليهم) بالشبكة التي تعمل كما هو معلن.
6. عندما لا تعمل الإشارة ، فإن فهم قيم الخسارة المتوقعة يساعد على تحديد المشكلة. إذا كانت الخسارة المقاسة من خلال الفاصل أعلى بكثير من ورقة البيانات التي تحددها ، فإنها تشير إلى وجود مكون معيب أو اتصال قذر في الخائن. يهتم المستخدمون (أو فنيوهم) بإيجاد المشكلات وتثبيتها بكفاءة.
كيفية التعامل مع خسارة الفجر السلبي
نظرًا لأن فقدان الخائن السلبي أمر لا مفر منه ، فإن إدارتها هي المفتاح. إذا أظهرت حسابات التصميم الأولي أن إجمالي فقدان الارتباط مرتفع جدًا عند استخدام فاصل سلبي ، فإن المستخدمين لديهم بعض الخيارات (أقل من التبديل إلى نظام نشط):
1. استخدم المقسومات مع عدد أقل من المخرجات (على سبيل المثال ، اثنان 1x4 المقسى بدلاً من 1 × 8 ، إذا سمح الطوبولوجيا ، على الرغم من أن هذا قد يزيد من فقدان الاتصال في مكان آخر).
2. تقليل أكبر مساهم في الخسارة إلى جانب الخائن.
3. استثمر في المقسومات مع انخفاض إدخال الخسارة ، وموصلات أنظف ، وألياف/كابل الخسارة المنخفضة.
4. إذا كان النهج السلبي لا يعمل ببساطة للمسافات/الانقسامات المطلوبة أثناء البقاء ضمن ميزانية الخسارة ، فقد يكون من الضروري اتباع نهج بديل يتضمن مكونات نشطة (مكبرات الصوت ، التجديدات ، الانقسامات النشطة/المفاتيح).
مفاضلة الفاصل السلبي
يقدم المقسمون السلبيون مزايا مقنعة من حيث البساطة والموثوقية والتكلفة ، مما يجعلها مثالية للعديد من تطبيقات توزيع الإشارات ، وربما أبرزها في عمليات النشر على نطاق واسع للألياف إلى شبكات المنزل (FTTH). ومع ذلك ، فإن تصميمهم الأساسي يملي ضريبة إشارة لا مفر منها-التوهين أو الخسارة-وهي في المقام الأول وظيفة لنسبة الانقسام ولكنها تتضمن أيضًا فقدان الإدراج من تصنيع المكون.
هذه الخسارة ، المقاسة في ديسيبل ، ليست مجرد مواصفات فنية ؛ إنه عامل حاسم يؤثر بشكل مباشر على الوصول إلى الإشارة والأداء والموثوقية والقدرة الكلية على تصميم الشبكة. يهتم المستخدمون بعمق بالنتائج العملية-إنهم يريدون الإنترنت سريعًا ، ومقاطع الفيديو الخاصة بهم ، واتصالاتهم مستقرة. يعد فهم الخسارة المتأصلة في الفاصل السلبي ، وكيفية تحديده ، وكيف يساهم في فقدان الإشارة الكلي في النظام ضروريًا للتنفيذ الناجح واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. في حين أن المقسمين السلبيين يجلبون البساطة والمتانة ، فإن إدارة توهين الإشارة التي لا يمكن تجنبها هي المفتاح لضمان إكمال الإشارة بنجاح رحلتها من المصدر إلى جميع الوجهات.