Šviesolaidinio ryšio slopintuvai

Optiniai slopintuvaiužima ypatingą vietą skaidulinės infrastruktūros{0}}įrenginiuose, sukurtuose specialiai signalo našumui pabloginti. Pagrindinė prielaida atrodo priešinga pramonėje, apsėstoje nuostolių mažinimo: sąmoningai įvesti įterpimo nuostolius perdavimo keliuose, kur inžinieriai praleido dešimtmečius, kad pašalintų kiekvieną silpninimo decibelą. Tačiau imtuvo prisotinimas išlieka nuolatine veikimo realybe, ypač naudojant vieno-režimo, kai didelės-galios lazerio šaltiniai paprastai viršija fotodetektoriaus įvesties slenksčius, o tai sunaikintų jautrius APD elementus.

Optinių siųstuvų-imtuvų specifikacijų lapuose nurodyta didžiausia priėmimo galia kartu su minimaliu jautrumu. Skaičiuojant nuorodų biudžetą, visas dėmesys skiriamas minimumui. Maksimali priėmimo galia yra tyliai, paprastai nuo -3 dBm iki -1 dBm tipiniams 10G SFP+ moduliams ir laukiama, kol kas nors sumontuos 40 km optiką 2 km atstumu.

Šį tikslų scenarijų mačiau tris kartus per pastaruosius aštuoniolika mėnesių. Duomenų centro operatorius užsako ilgo{1}}siųstuvo-imtuvų, nes pirkimams buvo taikoma nuolaida. Technikai juos montuoja ant pastatų-jungčių, kurios vos tęsiasi 500 metrų. Paleidimo galia pasiekia imtuvą +2dBm. Nuoroda atsisako nustatyti. Visi mano, kad siųstuvas-imtuvas yra sugedęs.

Jis nėra su defektais. Fotodiodas apakinamas.

Klaidų kodai retai padeda. Dauguma jungiklių programinės aparatinės įrangos praneša „nėra signalo“ arba „nuoroda žemyn“, ar imtuvas mato per mažai šviesos, ar per daug. Patyrę technikai išmoksta patikrinti abi sąlygas. Visi kiti keičia siųstuvus-imtuvus, kol kas nors netyčia paima atitinkamą pasiekiamumo modulį.

Attenuatoriai tai išsprendžia. 10 dB fiksuotas slopintuvas priėmimo pusėje saugiai sumažina nuo +2 dBm iki - 8 dBm veikimo diapazone. Nuoroda nustato. Problema išnyksta. Sprendimas kainuoja gal penkiolika dolerių.

Verta aiškiai pasakyti: daugiamodei infrastruktūrai beveik niekada nereikia slopintuvų.

VCSEL šaltiniai kelių režimų siųstuvuose-imtuvuose paleidžia nuo -3 dBm iki 0 dBm. Daugiamodiai imtuvai patogiai valdo -1 dBm didžiausią įvestį. Įprastomis sąlygomis matematika nesukuria perpildymo scenarijų. Netgi tiesioginiai pataisų ryšiai tarp gretimų prievadų – absoliučiai minimalių nuostolių konfigūracijos – neperžengia priimtinų ribų.

Vieno{0}}režimo problema yra ta vieta. DFB lazeriai, stumiantys +3dBm, paleidžia energiją į pluoštus, sukurtus 80 km perdavimo atstumui. Įdiekite šią optiką per 50 -metrų kryžminę jungtį ir imtuvas neturi jokios galimybės.

Tarpo{0}}nuostolių slopintuvai yra pigūs. Jie taip pat yra problemiški, nes jų kainodara neatspindi.

Veikimo principas elegantiškas: tarp skaidulų galų sukurkite oro tarpą, leiskite pluoštui išsiskirti, tik dalį tos išsklaidytos šviesos surinkite į priimantį pluoštą. Pasiektas slopinimas. Paprasta fizika.

Fizika taip pat sukuria Frenelio atspindžius tose oro{0}}stiklo sąsajose. Šviesa grįžta atgal į šaltinį. CATV galvutėje, kurioje rodomas analoginis vaizdo įrašas, šie atspindžiai pasireiškia kaip vaiduokliai. DFB lazerio ertmėje jie sukelia režimo peršokimą ir linijos pločio pablogėjimą. EDFA jie gali sukelti parazitinį lazeravimą, jei pakanka atspindėtos galios.

Popietę praleidau šalindamas pertraukiamus BER šuolius DWDM diapazone, kur kažkas įrengė tarpo -nuostolių slopintuvą, nepatikrinęs grąžinimo nuostolių specifikacijų. Pats slopintuvas išmatavo puikų-tinkamą įterpimo praradimą, teisingą slopinimo vertę, mechaniškai patikimą. Tačiau jo grįžtamasis nuostolis buvo 14 dB. Siųstuvo lazeris buvo nepatenkintas maždaug 4% jo galios, kuri atsimušė į ertmę kiekvieno impulso metu.

Jis buvo pakeistas legiruotu{0}}pluošto slopintuvu. Problema išnyko.

Vieno -režimo programoms-ypač viskam, kuriame veikia nuosekli moduliacija arba didelis simbolių dažnis,-grąžos nuostolių specifikacijos yra svarbesnės nei ant korpuso išspausdinta slopinimo vertė. Mažiausias 45 dB grįžtamasis nuostolis rimtų diegimų atveju. 55 dB arba geresnis, jei naudojate daugiau nei 100 G.

Fiksuoti atenuatoriai kainuoja nuo penkių iki dvidešimties dolerių, priklausomai nuo jungties tipo ir kokybės. Kintami slopintuvai prasideda maždaug penkiasdešimt dolerių rankinio reguliavimo tipams ir greitai kyla iš ten.

Instinktas yra pirkti fiksuotas vertes, atitinkančias apskaičiuotus reikalavimus. 7 dB fiksuotas slopintuvas kainuoja pigiau nei kintamasis vienetas. Kam mokėti papildomai už reguliavimą, kurio jums nereikia?

Nes neteisingai apskaičiavote.

Arba todėl, kad siųstuvo-imtuvo specifikacijos buvo optimistinės. Arba todėl, kad pataisų skydelis prideda netikėtų nuostolių. Arba dėl to, kad kažkas per techninės priežiūros laikotarpį sukeitė šviesolaidžio maršrutus ir niekas neatnaujino dokumentų. Arba todėl, kad pradiniame saito biudžete buvo numatytos jungtys, kurios iš tikrųjų nebuvo įdiegtos.

Stebėjau, kaip technikai sujungia fiksuotus slopintuvus-5 dB ir 3 dB sujungiami-, bandydami apytiksliai nustatyti slopinimą, kurio iš tikrųjų reikia jų ryšiui. Pakopiniai atspindžiai iš kelių oro{5}}tarpo įrenginių apsunkina anksčiau aprašytą grąžinimo praradimo problemą. Du pigūs slopintuvai, veikiantys blogiau nei vienas tinkamas kintamasis blokas.

Kintamieji slopintuvai yra prasmingi bandymams ir paleidimui. Surenkate tiksliai reikiamą slopinimą, patikrinkite ryšio našumą, tada pasirinktinai pakeisite fiksuotu vienetu, atitinkančiu tą išmatuotą vertę. Nuolatiniams įrengimams, kuriuose optinės galios biudžetas yra gerai -apibūdintas ir stabilus, tinka fiksuoti slopintuvai. Dėl viso kito kintamieji vienetai uždirba savo sąnaudų priemoką dėl veiklos lankstumo.

attenuators

Tradiciniai kintamieji slopintuvai naudojo mechaninius mechanizmus-sukamus neutralaus tankio filtrus, reguliuojamus oro tarpus, blokuojančius elementus, perkeltus į spindulio kelią. Šie veikė. Jie taip pat dreifavo, susidėvėjo, reikėjo iš naujo kalibruoti ir lėtai reagavo į reguliavimo komandas.

MEMS{0}}pagrįsti kintamieji optiniai slopintuvai visą tą sudėtingumą pakeitė mikroveidrodiu. Elektrostatiškai įjungiamas, sub-milisekundžių reakcijos laikas, nėra mechaninių dilimo paviršių, nereikšminga poliarizacijos priklausomybė. Technologija greitai subrendo per DWDM kūrimo erą, kai įrangos pardavėjai prireikė kiekvieno kanalo galios išlyginimo optinių stiprintuvų grandinėse.

MEMS VOA EDFA viduje nėra tam, kad būtų išvengta imtuvo prisotinimo. Jis skirtas stiprinimo pokrypiui išlyginti-užtikrinant, kad 1530 nm kanalai neatsirastų iš stiprintuvo 3 dB stipresni už 1560 nm kanalus vien todėl, kad erbio stiprinimo spektras nėra plokščias. Keturiasdešimt ar aštuoniasdešimt tokių įrenginių, po vieną kiekvienam bangos ilgiui, nuolat reguliuojami keičiantis kanalo apkrovai.

Alternatyva buvo stiprinimo{0}}plokštieji filtrai. Pasyvūs, bangos ilgio-selektyvūs, fiksuoti slopinimo profiliai, atitinkantys atvirkštinę tikėtino stiprinimo formą. Jie puikiai veikia, kai kanalo įkėlimas yra statinis. Kai klientai dinamiškai prideda ir sumažina bangos ilgius, stiprinimo forma pasikeičia ir fiksuoti filtrai negali to kompensuoti.

MEMS VOA padarė perkonfigūruojamus optinius tinklus komerciškai perspektyvius. Tai nėra pervertinimas. Be dinaminio kanalo galios valdymo ROADM architektūros sukurtų nevaldomus optinio signalo-ir-triukšmo santykio skirtumus nuo bangos ilgio{5}}priklausomų kelio ilgių.

Skystųjų kristalų kintamieji slopintuvai pasirodė kaip MEMS konkuruojanti technologija. Jokių judančių dalių -slopinimas, valdomas įtampos-sukeliamų dvigubo lūžio pokyčių LC medžiagoje. Greitesnis atsakas nei naudojant mechaninius metodus, jokių susidėvėjimo mechanizmų, kietojo kūno{4}}patikimumas.

Jie rado nišas. Laboratorinė įranga. Tam tikros specializuotos programos. Jie niekada nepakeitė MEMS įprastuose telekomunikacijų diegimuose.

Temperatūros jautrumas juos nužudė lauke. LC medžiagos savybės keičiasi priklausomai nuo temperatūros, todėl reikia kompensavimo grandinių ir dažno pakartotinio kalibravimo aplinkoje, kurioje nėra klimato kontrolės. Duomenų centro sąlygos yra valdomos; lauko augalų aptvaruose, kuriuose žiemos –40 laipsnių, o vasaros – +50 laipsnių.

Įterpimo praradimas taip pat buvo didesnis nei MEMS alternatyvų. Pusė dB čia, trys-ketvirčiai dB ten-susikaupia sistemose, kuriose kas dešimtadalis dB svarbus OSNR.

Attenuatoriai priklauso nuorodos imtuvo gale. Ne siųstuvo galas. Ne kažkur per vidurį.

Tai nėra savavališka. Slopinimas imtuve yra skirtas dviem tikslams, be akivaizdžios prisotinimo prevencijos: bet kokie atspindžiai iš paties slopintuvo sąsajų susilpnėja grįždami į šaltinį, o imtuve galios matavimai išlieka nesudėtingi-, kai matuojate prieš slopintuvą, po slopintuvo.

Įstatykite slopintuvą siųstuvo gale ir nieko nepasieksite, kad valdytumėte grąžinimo nuostolius. Kiekviena jungtis ir sandūra, esanti pasroviui, atspindi šaltinį visa amplitude. Slopintuvas blokuoja pirminę galią, bet nieko nedaro, kad atgal-skleistų šviesa, kuri niekada nebuvo susilpninta.

Esu susidūręs su instaliacijomis, kai kažkas iš karto po siųstuvo pastatė slopintuvus, „kad apsaugotų skaidulą“ nuo per didelės galios. Pluoštui nereikia apsaugos nuo kelių milivatų. Imtuvams reikia apsaugos. Įdėjimas neturėjo optinės prasmės, bet išliko per kelis priežiūros ciklus, nes buvo dokumentuotas ir niekas neabejojo dokumentuota praktika.

Ant atenuatoriaus paketo rašoma 10dB. Tikrasis slopinimas gali būti 9,7 dB. Arba 10,4 dB. Arba 11,2 dB, priklausomai nuo bangos ilgio, temperatūros ir nuo to, kiek gamintojas rūpinosi atitiktimi specifikacijomis.

Daugeliui programų ši tolerancijos juosta nėra svarbi. Norint pasiekti imtuvo galią, reikia maždaug 10 dB slopinimo. Nesvarbu, ar pasieksite 9,5 dB ar 10,5 dB, nuorodos gyvybingumui įtakos neturi.

Tiksliųjų programų{0}}priėmimo bandymų, OSNR matavimų, stiprintuvo charakteristikų-slopintuvo tikslumas labai svarbus. Aukštos kokybės-bandymo įrangos pardavėjų kintamieji slopintuvai apima tūkstančius kalibravimo taškų, nurodančių tikrąjį slopinimą ir rinkimo nustatymus įvairiais bangos ilgiais ir galios lygiais. Priemonės atitinkamai kainuoja.

Imtuvo jautrumui apibūdinti naudojau 15 000 USD programuojamą slopintuvą. Slopinimo tikslumas buvo ±0,05 dB visoje C- juostoje su 0,01 dB skiriamąja geba. Toks tikslumas būtinas, kai matuojate, ar imtuvo jautrumas yra -28,0 dBm ar -28,3 dBm. Absurdiškas perteklius užkertant kelią gamybos nuorodos prisotinimui.

Suderinkite instrumentą su programa. Nenaudokite laboratorinio-laipsnio slopintuvų pataisų skydeliuose. Nešalinkite DWDM sistemų trikčių su slopintuvais iš pigių prekių dėžės.

Vikipedijoje kaip laikiną slopinimo būdą minimas pluošto apvyniojimas aplink pieštuką. Tai retkarčiais pasirodo atliekant trikčių diagnostiką, kai nėra tinkamų slopintuvų.

Veikia, savotiškai. Lenk{1}}sukeltas slopinimas yra tikra fizika. Stiprūs posūkiai priverčia šviesą į apvalkalą, sumažindami perduodamą galią.

Nedaryk šito.

Silpnumas yra nenuspėjamas{0}}priklauso nuo lenkimo spindulio, apvyniojimų skaičiaus, pluošto tipo ir bangos ilgio. Nestabilus-pluoštas atsipalaiduoja, pasikeičia slopinimas. Tai destruktyvus-pasikartojantis įtempis sulaužo stiklą. Jame įdiegtas daugiamodio pluošto režimų sujungimas, paleidžiant paleidimo sąlygas taip, kad tai turi įtakos matavimo tikslumui.

Jei kas nors apvynioja pluoštą aplink pieštuką, kad nuoroda veiktų, tai ženklas sustoti ir įsigyti tinkamą įrangą. Tai ne sprendimas. Tai neviltis, dokumentuojama kaip technika.

Didesnis simbolių dažnis padidina jautrumą grąžinimo praradimui. Fazinis triukšmas iš nugaros-atspindi galią yra svarbesnis esant 64 QAM, nei esant OOK. Attenuator grąžinimo nuostolių specifikacijos, kurios buvo priimtinos 10G, tampa problemiškos 400G.

Nuosekli DSP imtuvai turi platesnį dinaminį diapazoną nei tiesioginio{0}}aptikimo imtuvai, todėl sumažėja kai kurių prisotinimo problemų. Optinis signalo apdorojimas, įgalinantis nuoseklų aptikimą, taip pat suteikia daugiau tolerancijos galios pokyčiams. Tai nepanaikina slopintuvų poreikio,{3}}tačiau perkeliamas programos profilis.

Silicio fotonikos integracija suteikia VOA funkcionalumą{0}}siųstuvų-imtuvų konstrukcijoms. Jei siųstuvas turi integruotą kintamą slopintuvą, kai kurių diegimo scenarijų išorinis slopinimas tampa nereikalingas. Pats siųstuvas-imtuvas reguliuoja paleidimo galią, kad atitiktų ryšio reikalavimus.

Ši integracija nepanaikins išorinės atenuatorių rinkos. Senoje įrangoje trūksta integruoto galios valdymo. Bandomoms programoms reikalingas kalibruotas išorinis slopinimas. Modifikuotiems įrengimams reikia sprendimų, kuriems nereikia keisti siųstuvo-imtuvo.

Tačiau pusiausvyra pasikeičia. Reikalingi-pastatyti slopinimo moduliai; jų skverbtis į rinką keičiasi didėjant siųstuvo-imtuvo intelektui.

Attenuatoriai nėra sudėtingi įrenginiai. Jie sumažina optinę galią. Fizika yra paprasta. Diegimo parinktys yra-gerai suprantamos.

Komplikacijos kyla dėl diegimo konteksto: tinkamų slopinimo verčių parinkimas be tinkamų galios matavimų, slopintuvų technologijų parinkimas, neatitinkantis taikomųjų programų reikalavimų, įrenginių išdėstymas tokiose vietose, kurios nesprendžia tikrųjų problemų, grąžinimo nuostolių specifikacijų priėmimas, dėl kurių atsiranda naujų problemų sprendžiant senas problemas.

Kiekvienas slopintuvo įrengimas yra pripažinimas, kad kažkas kitas nuorodos konstrukcijoje neatitiko veikimo tikrovės. Imtuvas per jautrus siųstuvo galiai. Atstumas per trumpas pagal optikos specifikacijas. Kanalo apkrova skiriasi nuo pradinių projektavimo prielaidų.

Attenuatoriai užtaiso šiuos neatitikimus. Tinkamai pasirinkus, jie tai daro efektyviai, pigiai ir patikimai. Jie nėra elegantiški. Jie pragmatiški.

Gamybiniuose optiniuose tinkluose pragmatiški sprendimai pranoksta elegantiškus sprendimus, kurie neveikia. Atenuatoriai veikia.