Theoptiline summutieksisteerib omamoodi professionaalse vastuoluna telekommunikatsiooni infrastruktuuris. Insenerid kulutavad oma karjääri kiudude vahekaugustest tekkivate kadude kõrvaldamiseks-täiustades liitsidemeid, määrates üli-madala-kaoga pistikud, valides esmaklassilise kaabli-, seejärel sisestades teadlikult seadme, mille kogu eesmärk on signaali hävitamine. Loogika on mõttekas, kui olete vastuvõtja õhku lasknud, kuid enamikul inimestel on vaja esimest ebaõnnestumist, et mõista, miks need komponendid on olulised.
Kui teie signaal on probleem
Vastuvõtja tundlikkus saab lingieelarve arutelude ajal kogu tähelepanu. Igal spetsifikatsioonilehel kuvatakse selgelt -28 dBm või -24 dBm miinimumlävi. Maksimaalne sisendvõimsus istub vaikselt lehe allosas, tüüpilise SFP+ puhul võib-olla -3dBm, oodates, et keegi eksiks.
Viga seisneb tavaliselt selles, et hangete hankimisel ostetakse{0}}pika ulatusega optika, kuna mahu allahindlus näis atraktiivne. Või haarab keegi 40 km pikkuse transiiveri 300-meetriseks hoonetevaheliseks jooksuks-, sest see oli sahtlis. Käivitusvõimsus saabub fotodetektorile kuskil 0dBm või rohkem. Link keeldub tulemast. Logid näitavad "Rx LOS" või võib-olla lihtsalt "link down" - sama veakoodi, mida näete tumeda kiu puhul.
Ma ei suuda kokku lugeda, mitu tundi olen raisanud vaadates, kuidas tehnikud nendel töödel transiivereid vahetavad. Asendusmoodul käitub identselt, kuna tegelikult pole midagi katki. APD- ehk PIN-diood on footonitega üle ujutatud. See on küllastunud. Automaatsed võimenduse juhtimisahelad ei suuda kompenseerida. Keegi ei mõtle kontrollida, kas valgust on liiga palju, sest me kõik oleme sunnitud muretsema ebapiisava võimsuse pärast.
12-dollarine fikseeritud summuti lahendab selle. Paigaldage vastuvõtuotsa 10dB. Võimsus langeb +1 dBm-lt -9 dBm-le. Link loob. Liigu edasi.
Multirežiim: pole siin tegelikult asjakohane
Kogu see arutelu kehtib peaaegu eranditult ühe{0}}režiimi juurutamise kohta.
VCSEL-i allikad mitmemoodilistes transiiverites võivad olla -4 dBm kuni 0 dBm. Mitmerežiimiliste vastuvõtjate ülekoormusläved on vahemikus 0 dBm kuni +2 dBm. Matemaatika annab harva küllastusstsenaariume isegi minimaalse-kaoga konfiguratsioonides. Otsesed plaastriühendused naaberportide vahel -sõna otseses mõttes jäävad lühima võimaliku vahemikuga tavaliselt piiridesse.
Üksik{0}}režiim on koht, kus probleemid elavad. DFB laserid, mis suruvad +5dBm kiududesse, mis on loodud 100 km ülekandeks. Paigaldage see optika ülikoolilinnaku magistraalvõrgule, mis kulgeb 400 meetri kaugusel ja vastuvõtjal pole võimalust.
Väärib mainimist, sest olen näinud, kuidas inimesed paigaldavad mitmerežiimilistesse linkidesse atenuate "lihtsalt ohutuse huvides" ja veedavad seejärel päevi nende ebapiisava võimsuse tõrkeotsingul. Ära tee.
Vahe{0}}Kaotuse probleem, mille eest mind ei hoiatanud keegi
Õhuvahe{0}}summutajad on odavad. Nad töötavad. Need põhjustavad ka probleeme, mida nende 8-dollarine hinnasilti ei reklaami.
Füüsika on arusaadav: eraldage kaks kiu otsapinda kontrollitud vahemaaga, laske talal lahku minna, haarake vastuvõtvasse kiudu ainult osa. Lihtne sumbumine saavutatakse geomeetrilise hajutamise teel
Need õhu{0}}klaasiliidesed tekitavad ka Fresneli peegeldusi. Võib-olla 4% põrkab igal pinnal tagasi allika poole. Vahe-kao summutis on teil kaks sellist liidest. See on potentsiaalselt 8% tootlus, kui teil ei vea, kuidas kõik ühtib.
Analoogvideot esitava CATV-peajaama puhul ilmnevad{0}}tagasi peegeldused nähtava varjundina. DFB laseri puhul destabiliseerivad need õõnsust ja tekitavad režiimi hüppamist. EDFA puhul võib piisavalt peegeldunud võimsust käivitada parasiit-laseerimine, mis muudab võimendi kasutuks.
Veetsin suurema osa laupäevast metroo DWDM-rõnga juhuslike BER-i naelu tõrkeotsinguga. Keegi oli paigaldanud plaastripaneelile tühimiku-kao summuti, ilma et oleks kontrollinud tagastuskao spetsifikatsiooni. Atenuaator mõõtis 15 dB tagastuskadu, mis kõlab hästi, kuni mõistate, et see on 3% signaalist, mis põrkub tagasi laserisse, mis eelistas tõesti stabiilsust. Vahetas selle legeeritud-kiudsummuti vastu, mille tagastuskadu on 55 dB. Probleem kadus.
Midagi, mis töötab koherentse modulatsiooni või suure sümbolisagedusega-100 G ja rohkem, on vaja minimaalselt 45 dB tagastuskadu. Eelistatavalt 55dB või parem. See on olulisem kui täpse sumbumisväärtuse määramine.
Fikseeritud versus muutuja: majandus ei tööta nii, nagu arvate
Fikseeritud summutid maksavad 5-20 dollarit. Muutuvad summutid algavad käsitsi tüüpide puhul umbes 40 dollarist ja suurenevad sealt edasi. Instinkt on ilmne: arvutage vajalik sumbumine, ostke sellele väärtusele vastav fikseeritud ühik, säästke raha.
Välja arvatud see, et sa arvutasid valesti. Või olid transiiveri andmed optimistlikud. Või suunati keegi hooldusakna ajal kiu ümber ja dokumentatsiooni ei värskendatud kunagi. Või põhjustab plaastri paneel eeldatust erinevat kahju.
Seejärel vaatan, kuidas tehnikud järjestavad fikseeritud atenuatoreid{0}}, kes panevad 5 dB ja 3 dB kokku, püüdes ligikaudselt hinnata, mida link tegelikult vajab. Mitu õhu-vaheseadet, mis suurendavad ülalkirjeldatud tagastuskao probleemi. Kaks odavat komponenti, mis toimivad halvemini kui ühel korralikul muutuval üksusel.
Kasutuselevõtu ja testimise eest teenivad muudetavad atenuaatorid oma kulu. Sisestage täpselt see, mida link nõuab, kontrollige jõudlust kogu töövahemikus ja asendage seejärel soovi korral fikseeritud ühikuga, mis vastab sellele mõõdetud väärtusele. Tootmispaigaldiste puhul, kus energiaeelarve on hästi-iseloomulik ja stabiilne, töötavad fikseeritud summutid hästi. Kõige muu jaoks kulutage lisakolmkümmend dollarit.
Mida MEMS tegelikult muutis
Traditsioonilised muutuvsummutid põhinesid mehaanilisel liikumisel{0}}pöörlevatel neutraalse tihedusega filtritel, reguleeritavatel õhupiludel ja kiirteel nihkuvatel blokeerivatel elementidel. Nad töötasid. Samuti triivisid need aja jooksul, kulusid, vajasid perioodilist ümberkalibreerimist ja reageerisid aeglaselt juhtsisenditele.
MEMS-i muutuvad optilised atenuaatorid asendasid suurema osa sellest keerukusest elektrostaatiliselt käivitatava mikropeegliga. Alam-millisekundiline reageerimisaeg. Puuduvad mehaanilised kulumispinnad. Tähelepanelik sõltuvus polarisatsioonist. Tehnoloogia arenes kiiresti{6}}90ndate lõpu DWDM-i ehitamise ajal, kui seadmete müüjad vajasid võimendiahelates kanalipõhist toitehaldust.
EDFA-s olev rakendus ei kaitse vastuvõtjat. See on võimenduse kalde kompenseerimine. Erbiumi võimendusspekter ei ole üle C-riba- ühtlane. Kanalid lainepikkusel 1530 nm on loomulikult tugevamad kui 1560 nm juures olevad kanalid. Ilma korrigeerimiseta kogunevad kanalid SNR-i erinevused, kui nad läbivad mitut võimendi staadiumit. Nelikümmend või kaheksakümmend MEMS-i VOA-d, üks iga lainepikkuse kohta, mida reguleeritakse pidevalt kanali koormuse muutudes.
Alternatiiviks olid fikseeritud võimendusega -tasandusfiltrid-passiivsed seadmed, mille sumbumisprofiilid vastasid eeldatava võimenduse kuju pöördväärtusele. Töötab ilusti, kui kanali laadimine on staatiline. Kui kliendid lisavad ja langetavad dünaamiliselt lainepikkusi, kuju muutub ja fikseeritud filtrid ei suuda seda kompenseerida.
MEMS-i VOA-d muutsid ümberkonfigureeritavad optilised võrgud äriliselt elujõuliseks. See ei ole hüperbool. Ilma dünaamilise -kanalipõhise võimsuse juhtimiseta tekitaksid ROADM-i arhitektuurid lainepikkustest-sõltuvate teepikkuste lõikes hallamatuid OSNR-i variatsioone. Tehnoloogia oli hädavajalik, mitte järkjärguline.
Vedelkristall: peaaegu, kuid mitte päris
Konkureeriva tehnoloogiana kerkisid esile vedelkristall-muutuvad atenuaatorid. Ükski liikuv osa-summutust ei juhita täielikult pinge-indutseeritud kaksikmurdumise muutuste kaudu LC materjalis. Kiirem reageerimine kui mehaanilised lähenemised. Kulumismehhanismid puuduvad. Tahkis{6}}usaldusväärsus.
Nad ei tõrjunud kunagi välja MEMS-i peavoolu telekommunikatsioonis.
Temperatuuritundlikkus tappis väljakasutuse elujõulisuse. LC-materjali omadused muutuvad koos temperatuuriga, nõudes kompensatsiooniahelaid ja sagedast ümberkalibreerimist keskkonnas, kus kliimaseade puudub. 22-kraadine andmekeskus on hallatav. Väljas olev taimekapp, kus on -30 kraadine talv ja +45 kraadine suvi, ei ole.
Sisestamiskadu oli samuti suurem. Pool dB siin, 0,7 dB seal. Koguneb süsteemidesse, kus iga kümnendik dB mõjutab OSNR-i marginaale.
LC atenuaatorid leidsid labori nišše. Spetsiaalsed mõõteriistade rakendused, kus temperatuuri kontrollitakse ja suurem kadu on vastuvõetav. Kuid peavooluturg läks MEMS-i ja jäi sinna.
Paigutus on tegelikult oluline
Atenuaatorid kuuluvad vastuvõtja otsa. Mitte saatja juures. Mitte juhuslikult kuskil keskel.
See ei ole meelevaldne eelistus. Vastuvõtja-külje paigutusel on kaks eesmärki peale ilmse küllastumise vältimise: atenuaatori enda liideste peegeldused sumbuvad tagasiteel allikasse ja vastuvõtja võimsuse mõõtmine jääb lihtsaks-mõõta enne atenuaatorit, mõõta pärast, tehtud.
Paigaldage atenuaator saatja otsa ja te pole tagastuskao haldamisel midagi saavutanud. Iga allavoolu pistik ja splaiss annab peegeldusi, mis levivad tagasi allikani täisamplituudiga. Atenuaator blokeerib edasivoolu, kuid ei tee midagi tagurpidi{2}}liikuva valguse suhtes, mida pole kunagi summutatud.
Olen kohanud paigaldusi, kus keegi asetas atenuaatorid kohe saatja järele, et "kiudu kaitsta" liigse võimsuse eest. Klaaskiud ei vaja kaitset mõne millivati eest. Vastuvõtjad vajavad kaitset. Paigutamisel ei olnud optilist mõtet, kuid see püsis mitme hooldustsükli jooksul, kuna keegi dokumenteeris selle ja keegi ei seadnud dokumentatsiooni kahtluse alla.
Tolerantsid ja kalibreerimine
Pakendil on kirjas 10dB. Tegelik sumbumine võib olenevalt lainepikkusest, temperatuurist ja tootmiskvaliteedi kontrollist olla 9,6 dB või 10,5 dB või 11,1 dB.
Enamiku paigalduste puhul pole see tolerantsivahemik asjakohane. Vastuvõtja võimsuse vastuvõetavasse vahemikku viimiseks vajate umbes 10 dB sumbumist. See, kas saavutate 9,5 dB või 10,5 dB, ei mõjuta lingi toimimist.
Täppisrakenduste{0}}vastuvõtja tundlikkuse iseloomustuse, OSNR-i mõõtmiste ja võimendi kvalifitseerimise{1}}täpsus on oluline. Testseadmete tarnijate laboratoorsete{3}}tasemega programmeeritavad atenuaatorid sisaldavad tuhandeid kalibreerimispunkte, mis kaardistavad tegeliku sumbumise mitme lainepikkuse ja võimsustaseme valimisseadistustega. Instrumendid maksavad vastavalt. Olen kasutanud 12 000 dollari suurust ühikut, mis määras 0,01 dB eraldusvõimega ±0,05 dB täpsuse kogu C--riba ulatuses. Vajalik, kui mõõdate, kas vastuvõtja tundlikkus on -27,8 dBm versus -28,1 dBm. Absurdne liialdus tootmislingi toitehalduse jaoks.
Sobitage instrument rakendusega.
Mandrel Wrap Hack
Kiudude mähkimine ümber pliiatsi või südamiku painde sumbumise esilekutsumiseks kuvatakse tõrkeotsingu juhendites ajutise välitehnikana, kui korralikud summutid pole saadaval.
See töötab, omamoodi. Paind{1}}indutseeritud kadu on tõeline füüsika. Tihe raadius sunnib valgust voodrisse, vähendades edastatavat võimsust.
Ära tegelikult seda tee.
Sumbumine on ettearvamatu{0}}sõltub painderaadiusest, pöörete arvust, kiu tüübist, lainepikkusest ja tõenäoliselt sellel päeval valitsevast õhuniiskusest. See on ebastabiilne-kiud lõdvestuvad, sumbumine nihkub. See on potentsiaalselt hävitav-korduv stressiväsimus, mis võib klaasi puruneda. See tutvustab mitmemoodilises kius režiimide sidumise efekte, mis segavad käivitustingimusi viisil, mis mõjutab mõõtmise täpsust.
Kui keegi mähib kiudu ümber pliiatsi, et link töötaks, on see signaal peatumiseks ja korraliku varustuse hankimiseks. See on meeleheide, mida segatakse tehnikaga.
Kuhu see läheb 400 G ja üle selle
Kõrgemad sümbolite määrad suurendavad tundlikkust tagastamiskao suhtes. Tagant-peegeldunud võimsuse faasimüra on 64-QAM-i puhul olulisem kui lihtsal sisse-välja lülitamisel. 10G jaoks vastuvõetavad summuti tagastuskao spetsifikatsioonid muutuvad 400G puhul problemaatiliseks.
Koherentsetel DSP-vastuvõtjatel on laiem dünaamiline ulatus kui otse{0}}tuvastusvastuvõtjatel, mis vähendab mõningaid küllastusprobleeme. Optiline signaalitöötlus, mis võimaldab koherentset tuvastamist, tagab suurema tolerantsi võimsuse kõikumise suhtes. See ei kõrvalda summuti nõudeid,{3}}see nihutab rakenduse profiili.
Veelgi huvitavam on see, et ränifotoonika integreerimine lisab VOA funktsioonid{0}}transiiveri kujunduse kiibile. Kaasaegsed 400G ZR+ moodulid sisaldavad integreeritud muutuvaid atenuaatoreid ja häälestatavat saatevõimsust. Mõned transiiverid tarnitakse nüüd sisseehitatud mini-EDFA-ga, et suurendada väljundvõimsust kuni +3dBm või kõrgemale. Kui transiiver ise reguleerib käivitusvõimsust, et see vastaks linginõuetele, muutub väline summutamine teatud juurutusstsenaariumide jaoks ebavajalikuks.
See integratsioon ei tapa välist summutite turgu. Pärandseadmetel puudub integreeritud toitekontroll. Testrakendused nõuavad kalibreeritud välist sumbumist. Uuenduspaigaldised vajavad lahendusi, mis ei vaja transiiveri väljavahetamist. Kuid turu tasakaal muutub, kui transiiveri intelligentsus suureneb.
Aus hinnang
Atenuaatorid ei ole keerulised seadmed. Need vähendavad optilist võimsust. Füüsika on otsekohene. Rakendusvalikud on küpsed ja hästi-arusaadavad.
Komplikatsioonid tulenevad juurutamise kontekstist: sumbumisväärtuste valimine ilma piisavate võimsusmõõtmisteta, rakendusnõuetega mittevastavate tehnoloogiate valimine, seadmete paigutamine kohtadesse, mis ei lahenda tegelikke probleeme, nõustuda tootluskao spetsifikatsioonidega, mis tekitavad vanade probleemide lahendamisel uusi probleeme.
Iga atenuaatori paigaldamine on põhimõtteliselt tunnistamine, et miski muu lingi disainis ei vastanud tegelikkusele. Vastuvõtja on saatja võimsuse jaoks liiga tundlik. Ajavahemik on optilise spetsifikatsiooni jaoks liiga lühike. Kanali laadimine erineb algsetest eeldustest. Hange ostis seda, mis oli odavaim.
Atenuaatorid parandavad need mittevastavused. Nad teevad seda usaldusväärselt, odavalt ja tõhusalt, kui need on õigesti valitud ja paigutatud. Need ei ole elegantsed lahendused. Nad on pragmaatilised.
Tootmisvõrgustikes ületavad pragmaatilised lahendused, mis töötavad, elegantsed lahendused, mis mitte.
