Mis on fiiberoptiline summuti?

 

 

A fiiberoptiline summution passiivne seade, mis on ette nähtud fiiberlingi kaudu leviva optilise signaali võimsuse tahtlikuks vähendamiseks. Erinevalt signaale võimendavatest võimenditest töötavad atenuaatorid, lisades ülekandeteele kontrollitud kadu-, mida mõõdetakse detsibellides (dB)-. Selle aluseks olev füüsika hõlmab neeldumis-, hajutamis- või nihkemehhanisme, mis hajutavad fotoonenergiat prognoositaval ja kalibreeritud viisil. Need komponendid leiavad oma peamist kasu ühe-moodilise kiu infrastruktuuris, kus suure võimsusega-laserallikad genereerivad regulaarselt väljundtasemeid, mis võivad tundlikku fotodetektori vooluringi küllastada või kahjustada.

Probleem, millest keegi ei räägi: liiga palju valgust

Siin on midagi, mis tõmbab inimesi tähelepanuta. Kulutate tuhandeid raha kiudoptilise võrgu projekteerimisele, et kaod oleks minimaalsed, jälgides liidete kvaliteeti ja pistikute puhtust{1}}ja siis on signaal liiga tugev.

Vastuvõtja ülekoormus on tõeline nähtus. Kui optiline võimsus ületab fotodioodi tööläve, detektor küllastub. Võimendi klambrid. Bitivea määr kasvab. Analoogsüsteemides, nagu CATV levitamine, ilmnevad moonutusproduktid, mis halvendavad pildikvaliteeti märgatavalt. Iroonia pole kadunud välitehnikute puhul, kes on veetnud karjääri sumbumise vastu võideldes vaid selleks, et avastaksid, et neil on nüüd vaja osa tagasi panna.

Vastuvõtja töövahemik jääb kahe piiri vahele: tundlikkus madalas otsas (kus müra ületab signaali) ja ülekoormus kõrgeimas (kus küllastus rikub andmeid). Enamik andmelehti määrab need piirangud selgelt{1}}tundlikkuse ja ülekoormuse puhul nagu -30 dBm kuni -15 dBm. Miss kas piiri ja jõudluspaagid.

Kuidas nad tegelikult töötavad

Mehhanismid varieeruvad rohkem, kui ootate.

• Lõhe{0}}kao summutidkasutada ära tahtlikku õhuruumi kiu otspindade vahel. Sisendkiust väljuv valgus levib pilu ületades; vastuvõtusüdamikuga ühendub vaid osa. Lihtne füüsika. Mida suurem on vahe, seda suurem on sumbumine,-kuigi see lähenemine toob kaasa peegeldusprobleeme, mis on teatud rakenduste puhul väga olulised.
• Legeeritud kiudon eelistatud lahendus enamikes kaubanduslikes fikseeritud atenuaatorites. Tootjad viivad metalliioone lühikesesse kiudude segmenti, luues neeldumise, mis muudab optilise energia soojuseks. Summutuse väärtus jääb temperatuurikõikumiste ajal märkimisväärselt stabiilseks ega tekita probleemseid tagasi-peegeldusi. Leiate need kompaktsete isas--pistiku-tüüpi summutite seest, mis asuvad kõikjal paigapaneele.
• Neutraalse tihedusega filtridkuvatakse muutuvates atenuaatorites ja katseseadmetes. Osaliselt läbipaistmatu element asub kollimeeritud kiirteel kahe teravustamisläätse vahel. Liigutage elementi tala sügavamale ja sumbumine suureneb. Seadistamine nõuab täpset joondamist, kuid tagab lainepikkusest-sõltumatu jõudluse laiades spektrivahemikes-, mis on kriitilise tähtsusega DWDM-i testimisel, kus C-riba ületavad mitu kanalit.

 

Seal on ka torni mähkimise trikk. Keerake ühe-režiimi plaastri nöör paar korda ümber pliiatsi ja olete tekitanud paindekadu. Tehnikud on seda näpuotsaga kasutanud aastakümneid. See toimib. See on tasuta. Kiudude müüjad vihkavad seda, sest väikese -raadiusega painded koormavad klaasi ja võivad põhjustada pikaajalisi töökindlusprobleeme. Kuid kui teete tõrkeotsingut kell 2 öösel ja teil pole õiget fikseeritud summutit, teete seda, mida peate tegema.

Fikseeritud vs. muutuja: kui igaühel on mõtet

Fikseeritud summutid pakuvad seadistatud sumbumisväärtust – 1 dB, 5 dB, 10 dB, 20 dB, olenemata rakendusest. Need on odavad, töökindlad ja ei vaja reguleerimist. Süsteemi disainerid arvutavad planeerimise käigus välja võimsuse eelarve, määravad nõutava sumbuvuse keskvastuvõtja võimsusele töövahemikus ja paigaldavad vastava fikseeritud summuti. Valmis.

Matemaatika pole keeruline. Saatja väljund miinus kaablijaama kadu miinus fikseeritud summuti väärtus peaks võrduma millegagi mugavalt vastuvõtja tööaknas. Jätke pistiku vananemise ja temperatuurikõikumiste jaoks varu -võib-olla 3 dB mõlemal pool nimiväärtust.

Muutuvad atenuaatorid avavad erinevaid võimalusi. Ilmselgelt on need testimiseks olulised. Vastuvõtja tundlikkust iseloomustav optikainsener peab BER-i jälgimise ajal sumbumist laias vahemikus pühkima. Käsitsi reguleeritavad atenuaatorid reguleerimiskruvidega käepideme pingitööd; mootoriga versioonid integreeruvad automatiseeritud testimissüsteemidesse, kus tootlikkus õigustab lisatasu.

Kuid muutujad ilmuvad ka juurutatud süsteemides. Erbium-leegeeritud kiudvõimendid pikamaa-võrkudes nõuavad kanali võimsuse ühtlustamist. Erinevad DWDM-süsteemi lainepikkused kogevad võimendi kaudu erinevat võimendust-. Seda nähtust nimetatakse võimenduse kalleks. Kanalipõhised muutuvad optilised summutid (VOA-d) võimaldavad võrguoperaatoritel väljundspektrit tasandada. Mõned neist VOA-dest reageerivad elektrooniliselt, kasutades MEMS-i mikropeegleid või vedelkristallelemente, mis reguleerivad sumbumist võrguhaldussüsteemide juhtsignaalide põhjal.

Ühenduste tüübid ja vormitegurid

Pistiku liides määrab, kuhu atenuaatorit saab füüsiliselt paigaldada. LC, SC, FC, ST{1}}summutit on saadaval kõigis standardkonfiguratsioonides. Sobitage atenuaatori pistik oma paigaldatud seadmega. Ilmselge, kuid väärib märkimist.

APC (nurkse füüsilise kontakti) rakenduste puhul on pistiku poleerimistüüp oluline. APC atenuaatorid on ühendatud APC pistikutega; APC ja UPC segamine kutsub esile katastroofi. APC otspindade 8-kraadise nurga all olev lõige takistab paaritumist lamedate-poleeritud UPC-pistikutega, kuid inimesed proovivad sellegipoolest ja sellest tulenevad kahjustused võivad terveid lülisegmente prügiga saastada.

Üks{0}}režiim vs. mitmerežiimiline jagunemine

Atenuaatorite kasutuses domineerivad-üherežiimilised süsteemid, kuna ühe-režiimiga laserallikad toodavad probleemide tekitamiseks piisavalt võimsust. Südamiku kitsa läbimõõdu ja koherentse laserväljundi kombinatsioon loob suure võimsustiheduse, mida fotodetektorid alati ei talu,-eriti lühikeste ühendusvahemike korral, kus kaablikadu on minimaalne.

Mitmerežiimilised rakendused vajavad atenuaatoreid harva. Mitmerežiimilisi linke toidavad LED-allikad ja VCSEL-id lihtsalt ei anna piisavalt optilist võimsust vastuvõtjate ülekoormamiseks isegi minimaalse vahemaa tagant. Suurem südamiku läbimõõt jaotab võimsuse mitme levimisrežiimi vahel ja allika väljundpiirangud vähendavad veelgi ülekoormusriski.

See tähendab, et mitmerežiimilised atenuaatorid on olemas. Teatud katsestsenaariumid nõuavad neid. Ja mõned suure-võimsusega mitmerežiimilised vertikaalsed-õõnsused laserid tänapäevastes andmekeskustes ühendavad omavahel piire, millele varasemad põlvkonnad ei lähenenud.

Üks tüsistus: režiimist-sõltuv kadu. Ruumilist filtreerimist kasutavad summutid (nagu blade-tüüpi muutuja kujundused) mõjutavad erinevaid režiime erinevalt. Kõrgema-järjekorraga režiimid, mis liiguvad tuum-katte piiri lähedal, kogevad rohkem sumbumist kui põhilised režiimid, mis on koondunud tuuma keskele. See režiimisõltuvus muudab sumbumise täpse mõõtmise mitmerežiimilistes süsteemides keeruliseks.

Paigaldamine: vastuvõtja pool, alati

 

Asetage atenuaatorid lingi vastuvõtja otsa. See ei ole meelevaldne.

Atenuaatori panemine saatja külge vähendab võimsust, kuid tekitab testimisel peavalu. Vastuvõetud võimsust ei saa mugavalt mõõta ilma midagi lahti ühendamata. Te ei saa kontrollida, kas atenuaator tagab õige kadu, kui ei jõua kaugele otsa.

Vastuvõtja juures ühendub teie võimsusmõõtur just seal. Mõõtke, kui summuti on paigas. Mõõtke ilma selleta. Veenduge, et delta vastab ootustele. Vajadusel reguleerige (muutuvate tüüpide puhul). Lihtne töövoog.

Vastuvõtja paigutus käsitleb ka peegeldust. Summuti tagasipeegeldus-peab läbima kogu lingi pikkuse enne saatjani jõudmist-ja sumbub kaablijaama kadu teel. Asetage atenuaator saatja juurde ja peegeldused naasevad takistamatult otse laseriõõnde. Mõned saatjad saavad sellega hakkama; teised destabiliseerivad märgatavalt.

Reaalse{0}}maailma arvutusnäide

Mõelge tüüpilisele stsenaariumile. Teie saatja väljund on vähemalt 0 dBm. Vastuvõtja määrab töövahemiku -15 kuni -30 dBm, mis tähendab, et see koormab üle -15 dBm ja langeb tundlikkusest alla -30 dBm.

Teie kaablijaama kadu on kokku 7 dB. Pistikud, liitmikud, kiudude summutus-kõik sees.

Ilma sekkumiseta võrdub vastuvõetud võimsus saatja väljundiga miinus kadu: 0 dBm miinus 7 dB võrdub -7 dBm. See on üle -15 dBm ülekoormusläve. Vastuvõtja küllastub.

Peate vähendama vastuvõetud võimsust umbes -20 dBm kuni -25 dBm-ni – mugavalt tööpiirkonnas, varuvaruga. Sihtmärk: -22 dBm.

Nõutav kogukadu: 0 dBm miinus (-22 dBm) võrdub 22 dB. Kaablijaamast on teil juba 7 dB. Vajalik täiendav sumbumine: 22 miinus 7 võrdub 15 dB.

Paigaldage vastuvõtjale 15 dB fikseeritud summuti. Kontrollige võimsusmõõturiga. Liigu edasi.

Rakenduste testimine

Lisaks püsivale paigaldamisele täidavad atenuaatorid olulist rolli süsteemi kvalifitseerimisel ja tõrkeotsingul.

• Võimsusmarginaali testiminemäärab, kui palju lisakadu link talub enne ebaõnnestumist. Sisestage muutuv summuti. Suurendage sumbumist BER-i või pakettide kadumise jälgimisel. Pange tähele kohta, kus vead ilmuvad. Erinevus selle läve ja normaalse töövõimsuse vahel tähistab ohutuspuhvri varu, mis kaitseb pistiku lagunemise, kaabli kahjustuste või allika vananemise eest.
• Vastuvõtja tundlikkuse kontrolliminekinnitab, et seade vastab spetsifikatsioonidele. Kalibreeritud sumbumine võimaldab täpselt juhtida detektori optilist võimsust, mõõtes saadud BER-i. Automatiseeritud testsüsteemid pühivad läbi võimsustaseme ja loovad iseloomulikud "vanni" kõverad, mis määravad vastuvõtja jõudluse.
• Kanalite võrdsustamise testimineWDM-süsteemides nõuab üksikute lainepikkuste selektiivset sumbumist. Spetsiaalsed mitmekanalilised summutiplokid, mis on mõnikord integreeritud lainepikkuse{1}}selektiivlülititega, võimaldavad inseneridel simuleerida erinevaid võimenduse kalde stsenaariume ja kontrollida, kas seire- ja kompensatsioonisüsteemid reageerivad õigesti.

Levinud vead ja kuidas neid vältida

Inimesed unustavad arvestada summuti sisestamise kadu. Isegi "0 dB" seadistus muutuva atenuaatori puhul toob kaasa mõningase algtaseme kadu -võib-olla 0,5 kuni 1,5 dB olenevalt konstruktsioonist. Kaasake see arvutustes.

Saastumine tapab atenuaatorid kiiremini kui kuritarvitamine. Otspind on konnektori liideses avatud, kogudes tolmu ja sõrmejäljeõlisid nagu iga teinegi pistik. Enne paigaldamist kontrollige ja puhastage. Kui te seda ei kasuta, kasutage sobivaid korke.

Polarisatsioonist{0}}sõltuv kadu (PDL) üllatab inimesi sidusates süsteemides. Mõnel atenuaatori konstruktsioonil on sõltuvalt sisendi polarisatsiooni olekust erinev kadu. Standardprotokolle töötavate intensiivsusega-moduleeritud süsteemide puhul ei pane keegi seda tähele. Polarisatsioonimultipleksimisega sidusa tuvastamise jaoks tekitab PDL tõelisi probleeme.

Lainepikkuse triiv katseallikate ühendites, millel on lainepikkusest{0}}sõltuv nõrgendav käitumine. Teie 1550 nm allikas võib sõltuvalt temperatuurist väljastada 1553 nm. Kui atenuaatori spetsifikatsioon eeldab 1550 nm, kogunevad väikesed vead.

Majandusteadus

Fikseeritud summutid ei maksa standardsete konnektoritüüpide ja sumbumisväärtuste puhul peaaegu midagi{0}}mõned dollarit. Hoidke valik käepärast. Isased -–- LC ja SC variandid 5 dB, 10 dB ja 15 dB katavad enamiku olukordadest.

Muutuvate summutite ulatus on dramaatiliselt. Manuaalsed tüübid pingil kasutamiseks võivad sõltuvalt vahemikust ja pistiku stiilist maksta 50–200 dollarit. Täpselt programmeeritavad instrumendid automatiseeritud testimissüsteemide jaoks maksavad tuhandeid. MEMS-põhised VOA-d võrgu juurutamiseks asuvad kuskil vahepeal, kusjuures hinnakujundus peegeldab mahtu ja integratsiooninõudeid.

Alternatiiv õige summuti ostmisele hõlmab sageli loomingulisi lahendusi-lisakaablite lisamiseks, et lisada konnektori kadumist, südamiku mähiseid või lihtsalt leppida halvenenud jõudlusega. Arvutage välja veokirulli maksumus, et leida salapäraseid vigu, võrrelduna tööriistakomplektis korralike atenuaatorite hoidmise kuludega.

Tekkivad kaalutlused

Painde{0}}tundetu kiud on muutnud südamiku mähkimise võrrandit. Kaasaegsed ITU-T G.657 kiud taluvad väikeseid painderaadiusi ilma märkimisväärse kadude suurenemiseta-, et võimaldada kaablite tihedamat marsruutimist ruumides. Samad omadused, mis muudavad need kiud paigalduse kuritarvitamise suhtes andeks, muudavad need vastupidavaks tahtlikule paindekaotusele. See vana pliiatsi{7}}mähkimistrikk ei tööta hästi painde{8}}tundliku kiu puhul.

Suurema-võimsusega koherentsed transiiverid nõuavad võimsuse haldamise nõudeid. Andmekeskuste omavahelised ühendused ja metroo-DWDM-süsteemid kasutavad üha enam edastusseadmeid, mille väljundvõimsused seavad kahtluse alla tavapärased summutite konstruktsioonid. Laiendatud-tala ja vaba-ruumi konfiguratsioonid taluvad koormust paremini kui traditsioonilised kiud{5}}põhised summutuselemendid.

Integratsioon edeneb jätkuvalt. Atenuaatorifunktsioonid on integreeritud transiiveritesse, võimenditesse ja lainepikkuse{1}}selektiivlülititesse. Diskreetsed summutid jäävad testimiseks ja tõrkeotsinguks oluliseks, kuid püsivat paigaldamist toimub üha sagedamini integreeritud fotooniliste alamsüsteemide sees.

Alumine rida

Fiiberoptilised atenuaatorid lahendavad olulise probleemi: optilise võimsuse vähendamine tasemeni, millega vastuvõtjad saavad hakkama ilma moonutuste või kahjustusteta. Tehnoloogia on küps, füüsika lihtne, komponent maksab minimaalselt. Inimesed ajab segadusse see, et nad unustavad, et nad seda vajavad,-eeldades, et rohkem võimsust on alati parem, eiratakse vastuvõtja spetsifikatsioonide ülemist piiri või ei kontrollita kasutuselevõtu ajal tegelikku võimsustaset.

Hoidke oma komplektis paar fikseeritud summutit. Saate aru, kuidas arvutada lingi eelarve numbrite põhjal nõutavat sumbumist. Paigaldage need vastuvõtja, mitte saatja külge. Puhastage neid nagu iga teist optilist liidest.

See pole glamuurne töö. Kuid see on erinevus lingi vahel, mis töötab puhtalt ja mis tekitab vigu, mida keegi ei saa seletada.