Prigušivači optičkih vlakanazauzimaju posebnu nišu uoptičko umrežavanje-pasivna komponenta čiji je cijeli posao da pogorša vaš signal. Namjerno. Ovi mali, skromni uređaji smanjuju nivoe optičke snage apsorbujući, reflektujući ili difuzujući fotone kroz konstruisane mehanizme, sprečavajući zasićenje prijemnika do kojeg dolazi kada laserski izvori velike{3}}snage preplave kola fotodetektora. Fizika je jednostavna: previše svjetla koje udari u lavinu fotodiodu gura uređaj u teritoriju nelinearnog odgovora, izobličujući talasni oblik signala i povećavajući stopu greške u bitovima. Prigušivači se nalaze između izvora i odredišta, upijajući višak. U jedno-modu dugog-veza koje pokreću 1550nm DFB lasere sa EDFA pojačanjem-gdje budžeti optičke snage mogu varirati 20 ili 30 dB u zavisnosti od inženjeringa raspona{13}}atenuator postaje manje pogodnost nego potreba.
Ali to ne znači da su jednostavni za ispravnu upotrebu.
The dB Thing
Evo broja koji ljude sablažnjava: atenuator od 10 dB ne smanjuje vaš signal za 10%. Smanjuje ga za 90%. Svakih 10 dB je faktor snage deset. Pad od 3 dB prepolovi vašu snagu. 20 dB? Pali ste na 1% od onoga s čime ste počeli.
Pominjem ovo jer sam gledao tehničare kako ubacuju prigušivač od 15 dB kada im je bilo potrebno 5 dB, a zatim provedu sat vremena pitajući se zašto je veza zatamnila. Decibeli su logaritamski. Skala nije intuitivna ako ste navikli razmišljati u procentima. Držite grafikon konverzije pri ruci-ili zapamtite ključne vrijednosti. 3 dB je polovina. 10 dB je-desetina. Sve ostalo je matematika.
Fixed vs. Variable: Izaberite svoj otrov
Fiksni prigušivači dolaze u unaprijed određenim vrijednostima-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB kao uobičajeni koraci. Kupujete ono što vam treba. Uključite ga. Gotovo. Jeftini su, obično ispod 20 dolara za pristojan kvalitet, i pokvare se samo kada ih fizički razbijete ili kontaminirate krajnji dio bez povratka. Za trajne instalacije u kojima ste izračunali budžet veze i tačno znate koliko je prigušenje potrebno portu prijemnika, fiksni je način.
Varijabilni atenuatori vam omogućavaju da birate prigušenje u rasponu-obično 1-30 dB ili otprilike-pomoću kotačića, mikrometarskog zavrtnja ili ponekad elektronske kontrole. Laboratorijska oprema. Testiranje scenarija. Puštanje u rad mreže gdje testirate vezu postupnim smanjenjem signala sve dok ne pokvari. Oni koštaju više. Oni su takođe mehanički složeniji, što znači više tačaka potencijalnog kvara.
Nemojte koristiti varijabilni prigušivač kao stalnu komponentu instalacije osim ako nemate poseban razlog. Vidio sam kako se vremenom mijenjaju, posebno one jeftinije. Oscilacije temperature, vibracije, postepeno popuštanje mehanizama za podešavanje-vaše pažljivo postavljeno slabljenje od 7 dB postaje 8,5 dB osamnaest mjeseci kasnije, i odjednom otklanjate povremene greške koje niko ne može objasniti.
Tipovi konektora: Match ili Die
Attenuatori dolaze u svim vrstama konektora koje ste naišli u vlaknima: LC, SC, FC, ST, i sve više MTP/MPO za aplikacije visoke{0}}gustine. Tip konektora je manje važan od toga da ga pravilno odredite. SC atenuator se očito neće spojiti s vašim LC patch panelom. Ali suptilnije: LC/UPC atenuator priključen na LC/APC port stvara zračni razmak, masivni gubitak pri umetanju i potencijalno uništava oba krajnja- lica.
Označavanje bojama postoji s razlogom. Plava ili bež znači UPC (Ultra Physical Contact). Zelena znači APC (ugaoni fizički kontakt). Nikada ih nemojte miješati.
Ovo nije paranoja. APC konektor ima ugao od 8-stepeni uglačan u kraj-farule. Taj ugao usmjerava nazad-odbijenu svjetlost u oblogu, a ne pravo nazad prema izvoru lasera. Kada zaglavite ravan UPC konektor uz APC port pod uglom, jezgra vlakana se ne poravnavaju. Svetlost se svuda raspršuje. Gubitak povrata je katastrofalan. A ako ih prisiljavate više puta, fizički ćete razbiti staklo.
Gdje staviti atenuator
Gap{0}}prigušivači-koji stvaraju mali zračni prostor između krajeva vlakana-trebaju se približiti predajniku. Položaj je važan. Ako instalirate-uređaj za gubitak razmaka daleko niz vezu, već ste dozvolili da se snop pune-snage širi kroz kilometre vlakana gdje može izazvati neželjene nelinearne efekte ili akumulirati refleksije koje destabiliziraju izvorni laser.
Apsorptivni prigušivači (dopirana vlakna, tipovi sa ion-implantiranim) su blaži pri postavljanju, ali konvencionalno mišljenje još uvijek favorizuje instalaciju na strani predajnika- kada je to moguće.
Evo praktičnog razloga o kome niko ne govori: patch paneli se dodiruju. Puno. Tehničari menjaju kablove. Dodaju veze, uklanjaju ih, čiste stvari, razbijaju stvari. Ako se vaš atenuator nalazi na patch panelu na strani prijemnika i neko povuče pogrešan kabl, taj primopredajnik od 300 dolara odjednom doživljava punu eksploziju. Bolje je prigušiti prije nego što signal napusti predajno kućište.
Problem gubitka povrata
Neki prigušivači-posebno jeftini zazor-gubitak i reflektirajući tipovi-imaju prljavu tajnu: visoku stražnju refleksiju. Oni mogu isporučiti upravo ono prigušenje koje ste naručili, ali odražavaju mjerljiv dio upadne svjetlosti ravno nazad na predajnik. Za određene aplikacije, posebno analogni CATV ili bilo koji sistem koji koristi DFB lasere uske-line širine, ovo je smrt. Reflektovana svjetlost ponovo -ulazi u lasersku šupljinu, destabilizuje izlaz, stvara bučne skokove.
Look at the datasheet. Return loss (or optical return loss, ORL) should be specified. For most digital telecom applications, you want >45 dB ORL minimum. For sensitive analog systems, push that to >55 dB. Apsorptivni prigušivači općenito imaju bolje performanse ovdje od dizajna-gubitka zazora.
Ako tablica sa podacima ne navodi gubitak povrata, pretpostavite najgore.
Čišćenje. Da, opet.
Već znate da trebate očistiti krajeve{0}}vlakana. Prigušivači nisu izuzetak. U stvari, oni su gori-jer prigušivači često polu-žive polutrajno u patch panelima ili adapterima za pregrade, akumulirajući prašinu mjesecima između inspekcija, dok svi pretpostavljaju da su "pasivni, zapečaćeni, bez održavanja-."
Nisu.
Čestica od 1-mikrona na jednom-jezgru blokira oko 1% svjetlosti. Čestica od 9-mikrona – još uvijek nevidljiva bez uvećanja – može začepiti cijelo jezgro. I ovdje je izazov: kontaminacija ne uzrokuje samo gubitak umetanja. Krhotine zarobljene između spojenih konektora mogu izgrebati staklo, stvarajući trajno oštećenje. Vidio sam kako tehničari krive "neispravne prigušivače" kada je stvarni problem bio mrlja od otiska prsta sa zadnje instalacije.
Pregledajte svaki kraj{0}}primjerom od 200x prije spajanja. Očistite odgovarajućim vlaknima i odobrenim rastvaračem-IPA ostavlja ostatke, tako da su specijalizovane tekućine vrijedne troškova. Nakon čišćenja ponovo pregledajte. Mentalitet "jednom čisto i gotovo" ovdje ne funkcionira.
Kad ti ne treba
Višemodni sistemi retko zahtevaju prigušivače. VCSEL i LED diode koje pokreću multimodna vlakna jednostavno ne daju dovoljno snage da zasiti moderne prijemnike. Ako neko specificira prigušivače za vašu OM3/OM4 mrežu kampusa, postavljajte pitanja.
Kratke jedno-mode veze-ispod nekoliko stotina metara sa standardnim primopredajnicima-često nisu ni potrebne. Matematika budžeta za gubitak obično funkcionira. To su dugi-rasponi, pojačane veze, scenariji u kojima se predajnik od 10 dBm susreće sa prijemnikom sa pragom preopterećenja od -3 dBm koji zahtijevaju aktivno upravljanje energijom.
Prvo izračunajte. Smanjite sekundu.
Trik s olovkom (nemoj)
Postoji stari terenski hak koji se pojavljuje kad god nekome treba prigušenje, a nema atenuator: omotajte vlakno oko olovke nekoliko puta da izazovete gubitak savijanja.
Da li radi? Tehnički, da. Savijanje vlakana iznad svog minimalnog radijusa propušta svjetlost u oblogu.
Treba li to uraditi? Apsolutno ne.
Vlakna pod stresom vremenom slabe. Mikro{1}}prolomi se šire. Taj "privremeni popravak" postaje tačka kvara šest mjeseci kasnije kada cikliranje temperature okoline završi ono što ste započeli. Takođe, slabljenje savijanja je veoma varijabilno-zavisi od talasne dužine, tipa vlakna, radijusa savijanja, broja omotača i faze mjeseca. Ne možete ga kalibrirati. Ne možete to dokumentovati. A kada sljedeća tehnika naiđe na vaše vlakno omotano olovkom-proklet će vaše ime.
Kupite odgovarajući atenuator. Oni koštaju manje od sati za rješavanje problema koje ćete inače potrošiti.
Testiranje vašeg atenuatora
Prije ugradnje bilo kojeg atenuatora, provjerite njegovu stvarnu vrijednost prigušenja pomoću optičkog mjerača snage. Trebat će vam izvor svjetlosti na vašoj radnoj talasnoj dužini-1310 nm, 1550 nm, šta god odgovara vašem sistemu - i kalibrirana referenca.
Direktno povežite izvor sa mjeračem. Obratite pažnju na očitavanje snage (P1). Umetnite prigušivač. Obratite pažnju na novo očitanje (P2). Slabljenje=P1 - P2 u dB.
Taj atenuator od 5 dolara sa oznakom "10 dB" bi zapravo mogao dati 8,7 dB. Ili 11,2 dB. Proizvodne tolerancije variraju. Za većinu aplikacija, ±1 dB nije važno. Za precizno testiranje, to je jako bitno.
Varijabilnim prigušivačima je potrebna periodična provjera. Kalibracija se pomjera. Ono što brojčanik kaže i ono što svjetlo zapravo vidi razlikuju se tokom vremena i ciklusa upotrebe.
Napomena o talasnoj dužini
Prigušivači su talasne dužine-specificirane s razlogom. Karakteristike apsorpcije dopiranog vlakna, ponašanje difrakcije na zračnim prazninama, odziv tankog filma-svi oni variraju u zavisnosti od talasne dužine. Atenuator koji je ocijenjen za rad od 1550 nm mogao bi raditi potpuno drugačije na 1310 nm.
Većina modernih prigušivača su "dual-prozori" kompatibilni za 1310/1550nm, uobičajene talasne dužine telekomunikacija. Ali nemojte pretpostavljati. A ako radite sa specijalnim talasnim dužinama-850nm multimode, 1625nm za OTDR testiranje, C-pojasni DWDM kanali - eksplicitno provjerite kompatibilnost.
Stacking Attenuators
Trebate 17 dB, ali imate samo prigušivače od 10 dB i 5 dB? Složite ih. Slabljenje u dB je aditivno: 10 + 5=15 dB, plus ćete dobiti dodatni dB ili dva od dodatne spojene veze.
Ovo dobro radi. Samo zapamtite da svaka dodatna površina za spajanje dovodi do gubitka konektora (~0,3-0,5 dB svaki), dodatne tačke refleksije i još jedan par krajnjih- površina koje treba održavati čistima. Za jednokratne testne postavke, slaganje je razumno. Za trajne instalacije naručite ispravnu vrijednost.
Takođe: nemojte slagati više od tri prigušivača. U nekom trenutku samo gradite lanac gubitka konektora s nepredvidivim ponašanjem.
Loopback Attenuator
Loopback atenuatori su posebna vrsta-oni reflektiraju signal natrag na sebe dok ga istovremeno prigušuju. Inženjeri ih koriste za testiranje parova predajnik/prijemnik bez drugog uređaja, za snimanje-u testiranju optičkih linijskih kartica, za različite laboratorijske scenarije gdje vam je potrebno opterećenje na portu za vlakna.
Nisu za mrežnu upotrebu. Odraz je namjeran, ali je ipak odraz. Stavljanje atenuatora s povratnom petljom u kolo pod naponom garantuje degradaciju signala i vjerovatno zabunu opreme.
Spominjem ovo jer oblik faktor izgleda identičan standardnim inline prigušivačima. Označite svoj inventar.
Final Thought
Attenuatori su jednostavne komponente koje obavljaju jednostavan posao: kontrolirano smanjenje signala. Ali "jednostavno" u optičkim vlaknima uvijek skriva složenost. Kompatibilnost konektora, tip poliranja, položaj, čistoća, specifikacije povratnog gubitka, podudaranje talasne dužine-pogrešite bilo šta od ovoga i vaša jednostavna pasivna komponenta postaje izvor sati za rješavanje problema.
Imajte pri ruci nekoliko rezervnih prigušivača uobičajenih vrijednosti. Dokumentujte šta instalirate i gde. Testirajte pre nego što verujete. Čisti opsesivno.
Signal zavisi od toga.
