Kas yra šviesolaidinis atenuatorius?

 

 

A šviesolaidinis slopintuvasyra pasyvus įtaisas, sukurtas sąmoningai sumažinti optinio signalo, sklindančio per skaidulinį ryšį, galios lygį. Skirtingai nuo stiprintuvų, kurie sustiprina signalus, slopintuvai veikia į perdavimo kelią įvesdami valdomus nuostolius-, matuojamus decibelais (dB){2}}. Pagrindinė fizika apima absorbcijos, sklaidos ar poslinkio mechanizmus, kurie nuspėjamai, kalibruotai išsklaido fotoninę energiją. Šie komponentai pirmiausia naudingi vieno-modės skaidulų infrastruktūroje, kur didelės-galios lazeriniai šaltiniai reguliariai generuoja išvesties lygius, galinčius prisotinti arba sugadinti jautrias fotodetektorių grandines.

Problema, apie kurią niekas nekalba: per daug šviesos

Štai kažkas, kas užklumpa žmones netikėtai. Išleidžiate tūkstančius pinigų, kad sukurtumėte šviesolaidinį tinklą, kad nuostoliai būtų kuo mažesni, o ne dėl sujungimo kokybės ir jungties švarumo,{1}}o tada signalas pasirodo per stiprus.

Imtuvo perkrova yra tikras reiškinys. Kai optinė galia viršija fotodiodo veikimo slenkstį, detektorius prisotinamas. Stiprintuvo klipai. Bitų klaidų dažnio šuolis. Analoginėse sistemose, tokiose kaip CATV paskirstymas, atsiranda iškraipymų produktų, kurie pastebimai pablogina vaizdo kokybę. Ironija nepraranda lauko technikų, kurie savo karjerą praleido kovodami su susilpnėjimu ir sužinojo, kad dabar jiems reikia šiek tiek prisidėti.

Imtuvo veikimo diapazonas yra tarp dviejų ribų: jautrumo žemesniame gale (kur triukšmas aplenkia signalą) ir perkrovos aukščiausioje dalyje (kur sodrumas gadina duomenis). Daugumoje duomenų lapų šios jautrumo ir perkrovos ribos nurodytos aiškiai{1}}, pavyzdžiui, nuo -30 dBm iki -15 dBm. Praleiskite arba ribas, ir našumo bakus.

Kaip jie iš tikrųjų veikia

Mechanizmai skiriasi labiau nei tikitės.

• Tarpo{0}}praradimo slopintuvaiišnaudoti sąmoningą oro tarpą tarp pluošto galų. Šviesa, išeinanti iš įvesties pluošto, sklinda, kai kerta tarpą; tik dalis susijungia į priimančiąją šerdį. Paprasta fizika. Kuo didesnis tarpas, tuo didesnis slopinimas-, nors šis metodas kelia susirūpinimą dėl atspindžio, kuris tam tikrose programose yra labai svarbus.
• Legiruotas pluoštasyra tinkamiausias sprendimas daugelyje komercinių fiksuotų slopintuvų. Gamintojai įveda metalo jonus į trumpo pluošto segmentą, sukurdami absorbciją, kuri optinę energiją paverčia šiluma. Silpimo vertė išlieka nepaprastai stabili esant temperatūros svyravimams ir nesukelia problemiškų atgalinių-atspindžių. Juos rasite tuose kompaktiškuose -moteriškuose kištukų- tipo slopintuvuose, kurie visur užpildo plokštes.
• Neutralaus tankio filtrairodomi kintamuose slopintuvuose ir bandymo įrangoje. Iš dalies nepermatomas elementas yra kolimuotame spindulio kelyje tarp dviejų fokusuojančių lęšių. Perkelkite elementą giliau į spindulį ir slopinimas padidės. Sąranka reikalauja tikslaus išlygiavimo, bet užtikrina nuo bangos ilgio-nepriklausantį našumą plačiuose spektro diapazonuose-, kurie yra labai svarbūs atliekant DWDM testavimą, kai keli kanalai apima C-juostą.

 

Taip pat yra įtvaro apvyniojimo triukas. Keletą kartų apvyniokite vieno-modemo tinklelio laidą aplink pieštuką ir sukelsite lenkimą. Technikai tai naudojo kelis dešimtmečius. Tai veikia. Tai nemokama. Pluošto pardavėjai to nekenčia, nes nedidelio -spindulio lenkimai apkrauna stiklą ir gali sukelti ilgalaikių{7}} patikimumo problemų. Bet kai šalinate triktis 2 val. ryto ir neturite tinkamo fiksuoto slopintuvo, darote tai, ką turite padaryti.

Fiksuotas ir kintamasis: kai kiekvienas turi prasmę

Fiksuoti slopintuvai suteikia nustatytą slopinimo vertę – 1 dB, 5 dB, 10 dB, 20 dB, kad ir kokios būtų taikomos programos. Jie yra pigūs, patikimi ir jų nereikia koreguoti. Sistemos projektuotojai planuodami apskaičiuoja galios biudžetą, nurodo reikiamą slopinimą iki centrinio imtuvo galios veikimo diapazone ir sumontuoja atitinkamą fiksuotą slopintuvą. Atlikta.

Matematika nėra sudėtinga. Siųstuvo išvestis, atėmus kabelio įrenginio nuostolius, atėmus fiksuotą slopintuvo vertę, turėtų būti kažkas patogiai imtuvo veikimo lange. Palikite jungties senėjimo ir temperatūros svyravimus-3 dB abiejose vardinės pusės.

Kintami slopintuvai atveria įvairias galimybes. Akivaizdu, kad jie yra svarbūs bandymams. Imtuvo jautrumą apibūdinantis optinis inžinierius, stebėdamas BER, turi nušluoti slopinimą plačiame diapazone. Rankiniai kintami slopintuvai su reguliavimo varžtais rankenos suoliuko darbai; motorizuotos versijos integruojamos į automatizuotas testavimo sistemas, kur produktyvumas pateisina išlaidas.

Tačiau kintamieji taip pat atsiranda įdiegtose sistemose. Erbium-legiruotiems skaiduliniams stiprintuvams tolimųjų nuotolių-tinkluose reikalingas kanalo galios išlyginimas. Skirtingi bangos ilgiai DWDM sistemoje patiria skirtingą stiprintuvą,{4}}reiškinį, vadinamą stiprinimo pakreipimu. Kintamieji optiniai slopintuvai (VOA) kiekvienam kanalui leidžia tinklo operatoriams suvienodinti išvesties spektrą. Kai kurie iš šių VOA reaguoja elektroniniu būdu, naudodami MEMS mikroveidrodžius arba skystųjų kristalų elementus, kurie reguliuoja slopinimą pagal valdymo signalus iš tinklo valdymo sistemų.

Jungčių tipai ir formos veiksniai

Jungties sąsaja nustato, kur galima fiziškai įdiegti slopintuvą. LC, SC, FC, ST{1}}siltintuvai yra visų standartinių konfigūracijų. Suderinkite slopintuvo jungtį su įdiegta gamykla. Akivaizdu, bet verta paminėti.

APC (kampinio fizinio kontakto) programoms svarbu jungties poliravimo tipas. APC slopintuvai susijungia su APC jungtimis; APC ir UPC maišymas kviečia į nelaimę. 8-laipsnių kampas APC galuose neleidžia susijungti su plokščiomis-poliruotomis UPC jungtimis, tačiau žmonės vis tiek bando, o dėl padarytos žalos ištisus jungties segmentus gali užteršti šiukšlėmis.

Vieno{0}}režimo ir kelių režimų padalijimas

Vieno{0}}modės sistemos dominuoja naudojant slopintuvus, nes vieno-modžio lazeriniai šaltiniai gamina pakankamai galios, kad kiltų problemų. Siauro šerdies skersmens ir nuoseklios lazerio išvesties derinys sukuria didelį galios tankį, kurio fotodetektoriai ne visada gali toleruoti-ypač trumpuose jungtyse, kur kabelio nuostoliai yra minimalūs.

Daugiamodėms programoms retai reikia slopintuvų. Šviesos diodų šaltiniai ir VCSEL, maitinantys kelių režimų nuorodas, tiesiog nepateikia pakankamai optinės galios, kad perkrautų imtuvus net ir minimaliais atstumais. Didesnis šerdies skersmuo paskirsto galią keliuose sklidimo režimuose, o šaltinio išėjimo apribojimai dar labiau sumažina perkrovos riziką.

Tai reiškia, kad egzistuoja kelių režimų slopintuvai. Tam tikri bandymo scenarijai jų reikalauja. Ir kai kurie didelio{2}}galio daugiamodžiai vertikalieji-ertminiai lazeriai šiuolaikiniuose duomenų centruose sujungia ribas, kurių ankstesnės kartos nepriartėjo.

Viena komplikacija: nuo režimo{0}}priklausomas praradimas. Erdvinį filtravimą naudojantys slopintuvai (pvz., blade{2}}tipo kintamieji) skirtingai veikia skirtingus režimus. Aukštesnės-tvarkos režimai, keliaujantys netoli šerdies-apdangalo ribos, patiria didesnį slopinimą nei pagrindiniai režimai, sutelkti pagrindiniame centre. Ši priklausomybė nuo režimo apsunkina tikslų slopinimo matavimą daugiamodėse sistemose.

Montavimas: imtuvo pusė, visada

 

Padėkite slopintuvus jungties imtuvo gale. Tai nėra savavališka.

Įdėjus slopintuvą prie siųstuvo, galia sumažinama, tačiau sukeliamas bandomasis galvos skausmas. Neįmanoma patogiai išmatuoti gaunamos galios nieko neatjungus. Negalite patikrinti, ar slopintuvas užtikrina teisingą nuostolį, nenueidamas iki galo.

Prie imtuvo jūsų galios matuoklis jungiasi čia pat. Išmatuokite, kai atenuatorius yra vietoje. Išmatuokite be jo. Patikrinkite, ar delta atitinka lūkesčius. Jei reikia, sureguliuokite (kintamiems tipams). Paprasta darbo eiga.

Imtuvo išdėstymas taip pat susijęs su atspindžiu. Bet koks atgalinis-atspindys nuo slopintuvo turi nukeliauti per visą jungties ilgį prieš pasiekiant siųstuvą-ir susilpnėja dėl kabelių įrenginio praradimo kelyje. Padėkite slopintuvą prie siųstuvo, o atspindžiai netrukdomi grįš tiesiai į lazerio ertmę. Kai kurie siųstuvai su tuo susidoroja puikiai; kiti pastebimai destabilizuojasi.

Realaus{0}}pasaulio skaičiavimo pavyzdys

Apsvarstykite tipišką scenarijų. Jūsų siųstuvas skleidžia mažiausiai 0 dBm. Imtuvas nurodo veikimo diapazoną nuo -15 iki -30 dBm, o tai reiškia, kad jis perkrauna virš -15 dBm, o jautrumas yra mažesnis nei -30 dBm.

Jūsų kabelių įrenginių nuostoliai siekia 7 dB. Jungtys, sujungimai, skaidulų slopinimas{2}}viskas.

Be įsikišimo gaunama galia yra lygi siųstuvo išėjimui atėmus nuostolius: 0 dBm minus 7 dB lygu -7 dBm. Tai viršija -15 dBm perkrovos slenkstį. Imtuvas prisisotins.

Turite sumažinti gaunamą galią iki maždaug -20 dBm iki -25 dBm – patogiai veikimo diapazone su atsarga. Tikslas: -22 dBm.

Reikalingas bendras nuostolis: 0 dBm minus (-22 dBm) lygu 22 dB. Jau turite 7 dB iš kabelinės gamyklos. Reikalingas papildomas slopinimas: 22 minus 7 yra lygus 15 dB.

Imtuve sumontuokite fiksuotą 15 dB slopintuvą. Patikrinkite galios matuokliu. Pirmyn.

Programų testavimas

Be nuolatinio įrengimo, slopintuvai atlieka esminį sistemos kvalifikacijos ir trikčių šalinimo vaidmenį.

• Galios atsargos bandymasnustato, kiek papildomų nuostolių gali toleruoti nuoroda, kol nepavyks. Įdėkite kintamą slopintuvą. Padidinkite slopinimą stebint BER arba paketų praradimą. Atkreipkite dėmesį į vietą, kurioje atsiranda klaidų. Skirtumas tarp tos slenkstinės ir įprastos darbinės galios rodo saugos buferio ribą,{4}}saugantį nuo jungties pablogėjimo, kabelio pažeidimo ar šaltinio senėjimo.
• Imtuvo jautrumo patikrinimaspatvirtina, kad įranga atitinka specifikacijas. Kalibruotas slopinimas leidžia tiksliai valdyti detektoriaus optinę galią matuojant gautą BER. Automatizuotos bandymo sistemos nubraukia galios lygius ir sukuria būdingas „vonios“ kreives, kurios apibrėžia imtuvo veikimą.
• Kanalų išlyginimo testavimasWDM sistemose reikalauja selektyvaus atskirų bangos ilgių slopinimo. Specializuoti kelių kanalų slopintuvų blokai, kartais integruoti su bangos ilgio{1}}selektyviais jungikliais, leidžia inžinieriams imituoti įvairius stiprinimo pokrypio scenarijus ir patikrinti, ar stebėjimo ir kompensavimo sistemos tinkamai reaguoja.

Dažnos klaidos ir kaip jų išvengti

Žmonės pamiršta atsižvelgti į atenuatoriaus įterpimo praradimą. Netgi „0 dB“ kintamo slopintuvo nustatymas sukelia tam tikrą pradinį nuostolį-, priklausomai nuo konstrukcijos, gal 0,5–1,5 dB. Atsižvelkite į tai į skaičiavimus.

Užteršimas slopina slopintuvus greičiau nei piktnaudžiavimas. Galinis paviršius yra atviras jungties sąsajoje, renkantis dulkes ir pirštų atspaudų aliejus, kaip ir bet kuri kita jungtis. Prieš montuodami patikrinkite ir išvalykite. Kai nenaudojate, naudokite tinkamus dangtelius.

Nuo poliarizacijos{0}}priklausomų nuostolių (PDL) stebina nuoseklių sistemų žmonės. Kai kurių atenuatorių konstrukcijų nuostoliai skiriasi priklausomai nuo įvesties poliarizacijos būsenos. Intensyvumo-moduliuotų sistemų, kuriose veikia standartiniai protokolai, niekas nepastebi. Siekiant nuoseklaus aptikimo su poliarizacijos tankinimu, PDL sukuria tikrų problemų.

Bandomųjų šaltinių junginių bangos ilgio poslinkis priklauso nuo bangos ilgio{0}}slopintuvo. Jūsų 1550 nm šaltinis iš tikrųjų gali išvesti 1553 nm, priklausomai nuo temperatūros. Jei atenuatoriaus specifikacijoje numatoma 1550 nm, kaupiasi nedidelės paklaidos.

Ekonomika

Fiksuoti slopintuvai beveik nieko nekainuoja{0}}keleto dolerių už standartinius jungčių tipus ir slopinimo vertes. Laikykite pasirinkimą po ranka. 5 dB, 10 dB ir 15 dB LC ir SC nuo vyriškos lyties -–-moteriškos atmainos atitinka daugumą situacijų.

Kintami atenuatoriai yra labai įvairūs. Priklausomai nuo diapazono ir jungties stiliaus, rankiniai tipai, skirti naudoti ant stalo, kainuoja nuo 50 iki 200 USD. Tiksliai programuojami prietaisai automatizuotoms testavimo sistemoms kainuoja tūkstančius. MEMS-pagrįsti VOA, skirti diegti tinkle, yra kažkur tarp jų, o kainos atspindi apimtį ir integravimo reikalavimus.

Alternatyva pirkti tinkamą slopintuvą dažnai apima kūrybiškus sprendimus-papildomus kabelius, kad būtų prarasta jungtis, įtvarų apvyniojimas arba tiesiog suprastėjęs veikimas. Apskaičiuokite sunkvežimio ritinėlio kainą, kad pašalintumėte paslaptingas klaidas, palyginti su tinkamų slopintuvų laikymo įrankių rinkinyje išlaidomis.

Kylantys svarstymai

Lenkimui-nejautrus pluoštas pakeitė įtvaro apvyniojimo lygtį. Šiuolaikinės ITU-T G.657 skaidulos toleruoja mažus lenkimo spindulius be reikšmingo nuostolių padidėjimo-dėl konstrukcijos, kad būtų galima griežčiau nutiesti kabelius patalpose. Dėl tų pačių savybių, dėl kurių šie pluoštai atleidžiami nuo netinkamo įrengimo, jie yra atsparūs tyčiniam lenkimo praradimui. Tas senas pieštuko{7}}vyniojimo triukas netinka lenkimui{8}}nejautriam pluoštui.

Didesnės{0}}galios koherentiniai siųstuvai-imtuvai kelia galios apdorojimo reikalavimus. Duomenų centrų jungtys ir metro DWDM sistemos vis dažniau diegia perdavimo įrangą, kurios išėjimo galia kelia iššūkį įprastoms slopintuvų konstrukcijoms. Išplėstinė-spindulių ir laisvos-erdvės konfigūracijos apkrovą atlaiko geriau nei tradiciniai skaiduliniai{5}}pagrįsti slopinimo elementai.

Integracija tęsiasi. Siųstuvuose-imtuvuose, stiprintuvuose ir bangos ilgio{1}}selektyviuose jungikliuose įterptos silpninimo funkcijos. Atskirieji slopintuvai išlieka būtini bandymams ir trikčių šalinimui, tačiau nuolatinis montavimas vis dažniau vyksta integruotose fotoninėse posistemėse.

Apatinė eilutė

Skaiduliniai optiniai slopintuvai išsprendžia esminę problemą: sumažina optinę galią iki tokio lygio, kurį imtuvai gali valdyti be iškraipymų ar pažeidimų. Technologija brandi, fizika nesudėtinga, komponentas kainuoja minimaliai. Žmones trikdo tai, kad jie pamiršta, kad jiems reikia-darant prielaidą, kad daugiau galios visada yra geresnė, nepaisoma viršutinės imtuvo specifikacijų ribos arba nepaisoma tikrojo galios lygio paleidimo metu.

Savo rinkinyje laikykite keletą fiksuotų slopintuvų. Supraskite, kaip apskaičiuoti reikiamą slopinimą pagal nuorodų biudžeto skaičius. Įdiekite juos prie imtuvo, o ne prie siųstuvo. Nuvalykite juos kaip ir visas kitas optines sąsajas.

Tai nėra spalvingas darbas. Tačiau tai yra skirtumas tarp nuorodos, kuri veikia švariai, ir tos, kuri sukelia klaidas, kurių niekas negali paaiškinti.