Hầu hết các hệ thống thông tin liên lạc (lời nói của con người, sonar, lò vi sóng, radio, đồng trục, sợi quang, cặp xoắn, v.v.) được mô tả đơn giản theo:

Công suất máy phát
Suy thoái đường truyền
Độ nhạy thu (công suất)

Do đó, điều khá tự nhiên là các kỹ sư truyền thông nên sử dụng một hệ thống các đơn vị và phép đo cho phép ba yếu tố này được xác định và tính toán dễ dàng.

Lưu ý rằng công suất máy phát và độ nhạy của máy thu là các mức công suất tuyệt đối (ví dụ: Watts hoặc dBm), trong khi suy giảm đường truyền là một giá trị tương đối (ví dụ: giảm% tín hiệu hoặc dB), thường không phụ thuộc vào mức công suất thực tế có liên quan. Suy thoái đường dẫn có thể liên quan đến sự kết hợp của các yếu tố, chẳng hạn như suy giảm và phân tán. Các yếu tố không suy giảm như phân tán thường được tóm tắt là một hình phạt "mất tương đương" đơn giản, vì vậy chúng có thể được xử lý theo cùng một cách,

Hệ thống đo lường phổ quát được áp dụng cho mục đích này là Decibel, là một đơn vị logarit. Đơn vị decibel cho phép các tham số hệ thống 3 này dễ dàng được tính toán bằng cách cộng và trừ, thay vì nhân và chia.

Ví dụ
Làm thế nào điều này làm cho việc tính toán trở nên đơn giản được thể hiện trong một ví dụ về hệ thống truyền dẫn cáp quang:

Các mức công suất tuyệt đối trong ví dụ này được biểu thị bằng dBm và thường đề cập đến các mức công suất đầu vào và đầu ra. 'M' chỉ mức tham chiếu được sử dụng, trong trường hợp này là mW (milli Watts).

Mức tham chiếu cho các hệ thống quang học thường là 1 mW, vì công suất máy phát tuyệt đối thường ở mức công suất này, làm cho nó trở thành một điểm nêu thuận tiện. Giá trị của 0 dBm là 1 mW.

Hãy xem xét ngân sách tổn thất cho phép đối với một hệ thống điển hình:

Suy thoái cho phép, hoặc mất ngân sách: -4 -27 = 23 dB.
Lưu ý rằng "mất" thực sự có nghĩa là "âm", do đó, mất 23 dB có nghĩa là -23 dB mất cho phép.
(Một mất mát tiêu cực sẽ là một lợi ích)

Sự suy giảm tín hiệu trong ví dụ này được xác định theo đơn vị dB và thường đề cập đến tổn thất đường truyền (Đường truyền tổn thất)

Chúng ta hãy xem việc mất độ dài sợi thực tế 3 đã tham gia:

Vì vậy, suy giảm truyền được tính toán của liên kết hoàn chỉnh là 7.3 + 4.8 + 6.9 = 19 dB

Do đó lề hệ thống dự phòng -19 - (-23) = 4 dB
Trong hệ thống ví dụ này, nếu tổng tổn thất truyền tải là 19 dB, thì biên hệ thống dự phòng là 4 dB.

Tuy nhiên, phải dự phòng một số trường hợp không chắc chắn khi đo công suất & tổn thất. Giả sử độ chính xác của phép thử là cộng hoặc trừ 0.41 dB dB (ví dụ: 10%) cho mỗi phép đo trong số 2 phép đo công suất tuyệt đối và mỗi phép đo trong số 3 phép đo suy hao, thì đó là 5 lô của độ không đảm bảo 0.41 dB, đây là nơi phép toán nhận được một chút khó, vì độ không đảm bảo đo dB không chỉ thêm và, và trong mọi trường hợp, độ không đảm bảo tuyến tính được thêm vào dễ dàng nhất bằng cách sử dụng phương pháp rms.

Dưới đây là một bản tóm tắt các kết quả toán học sai và đúng:

Sai rồi! Độ không đảm bảo = 5 x 0.41 dB = 2.05 dB
Sai rồi! Độ không chắc chắn = "rms của 5 x .41 dB" = 0.92 dB (không quá xa)
Sai rồi! Độ không đảm bảo = 5 x 10% = 50% = 1.76 dB
Đúng! Độ không đảm bảo = "rms của 5 x 10%" = 22.4% = 0.88 dB
Vì vậy, trong trường hợp này, lề hệ thống thực tế được sửa cho độ không đảm bảo đo này là 4 - 0.88 = 3.12 dB

Lưu ý có một vài cách để "tính chính xác" tính không chắc chắn. Phương pháp gần đây nhất là phương trình Welch-Satterthwaite, tuy nhiên điều này phức tạp hơn và nằm ngoài bài viết này. Nó được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn và có thể dẫn đến các giá trị độ không đảm bảo nhỏ hơn một chút. Phương pháp RMS truyền thống được hiển thị ở đây dễ hiểu hơn và khá phù hợp với hầu hết các mục đích.

Trong trường hợp này, do độ không đảm bảo đo, biên độ đo được giữa 3.12 đến 4.88 thực sự là biên, ví dụ: nó có thể tốt hoặc xấu, tùy thuộc.

Vì vậy, độ chính xác kiểm tra là rất quan trọng để giảm độ không đảm bảo đo. Cải thiện độ chính xác kiểm tra kết quả trực tiếp trong việc cho phép nhiều thay đổi trong tiêu chí chấp nhận. Ví dụ, biên độ đo được cho phép là 3.12 dB trong trường hợp trên sẽ không được chấp nhận nếu độ không đảm bảo kiểm tra lớn hơn, dẫn đến tăng tốc độ làm lại.

Định nghĩa của đơn vị dBm là:

Nếu P2 không cố định, điều này còn được gọi là 'định nghĩa decibel (hoặc dB)'.
Một số giá trị mẫu:

Đối với các phép đo dB tương đối, P2 được người dùng xác định tùy ý:

Tôi cần bao nhiêu độ phân giải đo dBm / dB?
Máy đo có sẵn với độ phân giải từ 0.1 đến 0.001 dB / dBm, với sự khác biệt về chi phí để phù hợp:

Độ phân giải 0.001 dBm / dB đôi khi có thể hữu ích trong các điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát cẩn thận, tuy nhiên ngay cả trong tình huống này, rất khó để sử dụng độ phân giải nhiều này.

Độ phân giải 0.1 dB có thể không đủ. Hiệu suất này thường đủ để đo mức công suất tuyệt đối, nhưng không thể đo được tổn thất đầu nối hoặc mối nối với độ chính xác đủ, vì độ không đảm bảo đo liên quan lớn hơn giá trị thử nghiệm dự kiến. Độ không đảm bảo phải vượt quá ± 0.14 dB (ví dụ: chữ số ± 1, trên các phép đo 2).

Độ phân giải 0.01 dB (0.23%) là lý tưởng cho hầu hết các công việc trên các hệ thống sợi. Vì lý do này, các thiết bị Kingfisher thường cung cấp độ phân giải 0.01 dB.

Tính toán độ không đảm bảo đo dBm
Để tính tổng độ không đảm bảo đo, các quy tắc sau đây rất tiện dụng:

Độ không đảm bảo tuyến tính có thể được thêm vào bằng phương pháp RMS thông thường. Ví dụ: tổng số độ không đảm bảo 3 là 4%, 3% và 2%, = (42 + 32 + 22) = 5.4% (không phải 9%).
Tuy nhiên, giá trị độ không đảm bảo dBm / dB phải được chuyển đổi thành giá trị tuyến tính và sau đó lấy trung bình bằng phương pháp trên.
Trong thực tế, sự bất tiện này thường có thể tránh được bằng cách sử dụng quy tắc "decibel math" như sau:

Nếu giá trị logarit cao nhất của 2nd nhỏ hơn 80% của giá trị cao nhất, thì độ không đảm bảo sẽ xấp xỉ với giá trị lớn nhất.
Nếu giá trị cao nhất 2nd vượt quá 80% của giá trị cao nhất, hãy nhân giá trị cao nhất với 1.4 cho hình kết hợp.

Trong các tình huống thực tế, một hoặc hai con số không chắc chắn có xu hướng thống trị những người khác. Dưới đây là một số ví dụ:
Ba giá trị độ không đảm bảo khác nhau là 0.3 dB, 0.2 dB, 0.1 dB, cho độ không đảm bảo kết hợp là 0.35 dB. Lỗi trong việc bỏ qua các giá trị thấp hơn chỉ là 0.05 dB.
Hai giá trị độ không đảm bảo tương tự của 0.3 và 0.29 dB, cho độ không đảm bảo kết hợp là 0.39 dB. Con số gần đúng là 0.42 dB, chỉ bằng 0.03 dB.
Năm giá trị độ không đảm bảo khác nhau của 0.4, 0.2, 0.1 ,, 0.09, 0.05 dB cho độ không đảm bảo kết hợp của 0.42 dB. Giá trị này nằm trong 0.02 dB của con số xấp xỉ của 0.4 dB.

Trung bình dB

Trong ngành viễn thông, độ suy giảm liên kết thường được tính bằng cách lấy trung bình một phép đo hai chiều. Có nhiều lý do được đưa ra cho điều này, nhưng những lý do thực tế quan trọng nhất là phương pháp này giúp loại bỏ các lỗi hiệu chuẩn máy đo và giảm thiểu ảnh hưởng của sự trôi dạt nguồn. Tất nhiên đây là công cụ đơn giản, tuy nhiên lỗ hổng ẩn giấu là nó không chính xác về mặt toán học đối với các đơn vị logarit hoặc dB được xử lý theo cách này. Phương pháp đúng là trước tiên chuyển đổi thành tuyến tính, sau đó trung bình và cuối cùng chuyển đổi trở lại thành dB. Đọc thêm về chủ đề này có thể được tìm thấy trong Ứng dụng Kingfisher Lưu ý A14, Cải thiện độ chính xác của phép đo suy hao

Chuyển đổi điện quang:
Tín hiệu quang thường được chuyển đổi thành dòng điện, sau đó được đo dưới dạng điện áp trên một điện trở (trong bộ khuếch đại trở kháng xuyên).
Năng lượng điện tiêu tán bởi điện trở đi lên với bình phương của điện áp.
Vì vậy, công suất máy thu quang cũng tăng theo bình phương của tín hiệu quang.

Vì vậy, khi làm việc trong volt, mối quan hệ được xác định là: