Sebagian besar sistem komunikasi (ucapan manusia, sonar, microwave, radio, co-ax, serat optik, twisted pair dll) dijelaskan dengan sederhana dalam hal:

Kekuatan pemancar
Degradasi jalur transmisi
Sensitivitas penerima (daya)

Oleh karena itu sangat wajar bahwa insinyur komunikasi harus menggunakan sistem unit dan pengukuran yang memungkinkan ketiga elemen ini mudah didefinisikan dan dihitung.

Perhatikan bahwa daya pemancar dan sensitivitas penerima adalah tingkat daya absolut (misalnya Watt atau dBm), sedangkan degradasi jalur transmisi adalah nilai relatif (mis.% Pengurangan sinyal atau dB), yang umumnya tidak tergantung pada level daya aktual yang terlibat. Degradasi lintasan dapat melibatkan kombinasi beberapa faktor, seperti atenuasi dan dispersi. Faktor tanpa pelemahan seperti dispersi sering diringkas sebagai hukuman "kerugian setara" yang sederhana, sehingga mereka dapat diperlakukan dengan cara yang sama,

Sistem pengukuran universal yang diadopsi untuk tujuan ini adalah Desibel, yang merupakan unit logaritmik. Unit desibel memungkinkan parameter sistem 3 ini mudah dihitung dengan penjumlahan dan pengurangan, daripada perkalian dan pembagian.

Contoh
Cara ini menyederhanakan perhitungan ditunjukkan dalam contoh sistem transmisi serat optik:

Level daya absolut dalam contoh ini dinyatakan dalam dBm dan umumnya merujuk pada level daya input dan output. 'M' mengacu pada level referensi yang digunakan, dalam hal ini mW (mili Watt).

Level referensi untuk sistem optik biasanya 1 mW, karena daya pemancar absolut sering mengenai level daya ini, menjadikannya sebagai titik pernyataan yang nyaman. Nilai 0 dBm adalah 1 mW.

Mari kita lihat anggaran kerugian yang diijinkan untuk sistem tipikal:

Degradasi yang diijinkan, atau anggaran kerugian: -4 -27 = 23 dB.
Perhatikan bahwa "kerugian" benar-benar berarti "negatif" sehingga hilangnya 23 dB berarti -23 dB kerugian yang diijinkan.
(Kerugian negatif akan menjadi keuntungan)

Redaman sinyal dalam contoh ini didefinisikan dalam satuan dB dan umumnya mengacu pada kehilangan jalur transmisi (Lossy transmission path)

Mari kita lihat hilangnya panjang serat 3 aktual yang bergabung:

Jadi degradasi transmisi terhitung dari tautan lengkap adalah 7.3 + 4.8 + 6.9 = 19 dB

Oleh karena itu marjin sistem cadangan -19 - (-23) = 4 dB
Dalam sistem contoh ini, jika total kehilangan transmisi adalah 19 dB, maka margin sistem cadangan adalah 4 dB.

Namun, beberapa kelonggaran harus dibuat untuk ketidakpastian pengukuran daya & kerugian. Misalkan akurasi tes plus atau minus 0.41 dB dB (misalnya 10%) untuk masing-masing dari 2 pengukuran daya absolut, dan masing-masing dari 3 pengukuran kerugian, maka itu adalah 5 lot ketidakpastian 0.41 dB, Di sinilah matematika mendapat sedikit sulit, karena ketidakpastian dB tidak hanya menambah dan, dan dalam kasus apa pun ketidakpastian linier paling mudah ditambahkan menggunakan metode rms.

Berikut ini ringkasan hasil matematika yang salah dan benar:

Salah! Ketidakpastian = 5 x 0.41 dB = 2.05 dB
Salah! Ketidakpastian = "rms 5 x .41 dB" = 0.92 dB (tidak terlalu jauh)
Salah! Ketidakpastian = 5 x 10% = 50% = 1.76 dB
Kanan! Ketidakpastian = "rms 5 x 10%" = 22.4% = 0.88 dB
Jadi dalam kasus ini, margin sistem aktual yang dikoreksi untuk ketidakpastian pengukuran ini adalah 4 - 0.88 = 3.12 dB

Perhatikan ada beberapa cara untuk "benar" menghitung ketidakpastian. Yang terbaru adalah persamaan Welch-Satterthwaite, namun ini lebih kompleks dan di luar artikel ini. Ini digunakan di laboratorium kalibrasi dan dapat menghasilkan nilai ketidakpastian yang sedikit lebih kecil. Metode RMS tradisional yang ditunjukkan di sini lebih mudah dipahami, dan cukup memadai untuk sebagian besar tujuan.

Dalam hal ini, karena ketidakpastian pengukuran, margin yang diukur antara 3.12 ke 4.88 sebenarnya marginal, misalnya bisa baik atau buruk, tergantung.

Jadi akurasi tes penting untuk mengurangi ketidakpastian pengukuran. Keakuratan tes yang ditingkatkan menghasilkan langsung yang memungkinkan lebih banyak variabilitas dalam kriteria penerimaan. Sebagai contoh, margin terukur yang diperbolehkan dari 3.12 dB dalam kasus di atas tidak akan diterima jika ketidakpastian tes lebih besar, yang mengakibatkan peningkatan pengerjaan ulang.

Definisi unit dBm adalah:

Jika P2 tidak diperbaiki, ini juga dikenal sebagai definisi 'decibel (atau dB)'.
Beberapa nilai sampel:

Untuk pengukuran dB relatif, P2 ditentukan secara sewenang-wenang oleh pengguna:

Berapa resolusi pengukuran dBm / dB yang saya butuhkan?
Meter tersedia dengan resolusi mulai dari 0.1 ke 0.001 dB / dBm, dengan selisih biaya yang sesuai:

Resolusi 0.001 dBm / dB kadang-kadang berguna dalam kondisi laboratorium yang dikontrol dengan cermat, namun bahkan dalam situasi ini, sangat sulit untuk menggunakan resolusi sebanyak ini.

Resolusi 0.1 dB mungkin tidak cukup. Kinerja ini sering memadai untuk mengukur tingkat daya absolut, tetapi tidak dapat mengukur kehilangan konektor atau sambungan dengan presisi yang memadai, karena ketidakpastian pengukuran yang terlibat lebih besar dari nilai tes yang diharapkan. Ketidakpastian harus lebih dari ± 0.14 dB (mis. ± 1 digit, lebih dari pengukuran 2).

Resolusi 0.01 dB (0.23%) sangat ideal untuk sebagian besar pekerjaan pada sistem serat. Untuk alasan inilah instrumen Kingfisher umumnya memberikan resolusi 0.01 dB.

Menghitung ketidakpastian pengukuran dBm
Untuk menghitung ketidakpastian pengukuran total, aturan berikut berguna:

Ketidakpastian linear dapat ditambahkan dengan menggunakan metode RMS biasa. Misalnya total 3 ketidakpastian 4%, 3% dan 2%, = √ (42 + 32 + 22) = 5.4% (bukan 9%).
Namun nilai ketidakpastian dBm / dB harus dikonversi ke nilai linier dan kemudian dirata-rata menggunakan metode di atas.
Dalam praktiknya, ketidaknyamanan ini seringkali dapat dihindari dengan menggunakan aturan praktis "matematika desibel" sebagai berikut:

Jika 2dan nilai logaritmik tertinggi kurang dari 80% dari nilai tertinggi, ketidakpastian diperkirakan mendekati nilai terbesar.
Jika nilai tertinggi 2dan lebih dari 80% dari nilai tertinggi, kalikan nilai tertinggi dengan 1.4 untuk angka gabungan.

Dalam situasi praktis, satu atau dua angka ketidakpastian cenderung mendominasi yang lain. Berikut ini beberapa contohnya:
Tiga nilai ketidakpastian 0.3 dB yang berbeda, 0.2 dB, 0.1 dB, memberikan ketidakpastian gabungan 0.35 dB. Kesalahan dalam mengabaikan nilai-nilai yang lebih rendah hanya 0.05 dB.
Dua nilai ketidakpastian 0.3 dan 0.29 dB yang serupa, memberikan ketidakpastian gabungan 0.39 dB. Angka yang diperkirakan adalah 0.42 dB, hanya oleh 0.03 dB.
Lima nilai ketidakpastian 0.4, 0.2, 0.1,, 0.09, 0.05 dB yang berbeda memberikan ketidakpastian gabungan 0.42 dB. Ini berada dalam 0.02 dB dari angka perkiraan 0.4 dB.

dB rata-rata

Dalam industri telekomunikasi, pelemahan tautan biasanya dihitung dengan rata-rata pengukuran dua arah. Ada berbagai alasan yang diberikan untuk ini, tetapi alasan praktis yang paling penting adalah bahwa metode ini menghilangkan kesalahan kalibrasi meter dan meminimalkan efek dari penyimpangan sumber. Ini tentu saja hal-hal sederhana, namun kelemahan tersembunyi adalah bahwa secara matematis tidak benar untuk unit logaritmik atau dB diperlakukan dengan cara ini. Metode yang benar adalah pertama mengkonversi ke linear, lalu rata-rata dan akhirnya mengkonversi kembali ke dB. Bacaan lebih lanjut tentang topik ini dapat ditemukan di Catatan Aplikasi Kingfisher A14, Meningkatkan Akurasi Pengukuran Atenuasi

Konversi elektro-optik:
Sinyal optik biasanya dikonversi menjadi arus listrik, yang kemudian diukur sebagai tegangan melintasi resistor (dalam penguat trans-impedansi).
Daya listrik yang dihamburkan oleh resistor naik dengan kuadrat dari tegangan.
Jadi daya penerima optik juga naik dengan kuadrat dari sinyal optik.

Jadi ketika bekerja dalam volt, hubungan didefinisikan sebagai: