Tipy na tlmenie optických vlákien

Tlmiče optických vlákienzaujímajú zvláštne miesto voptické siete-pasívny komponent, ktorého hlavnou úlohou je zhoršiť váš signál. Naschvál. Tieto malé, nenáročné zariadenia znižujú úrovne optického výkonu absorbovaním, odrážaním alebo difúziou fotónov prostredníctvom skonštruovaných mechanizmov, čím zabraňujú saturácii prijímača, ku ktorej dochádza, keď vysokovýkonné laserové zdroje zahltia obvody fotodetektora. Fyzika je jednoduchá: príliš veľa svetla dopadajúce na lavínovú fotodiódu tlačí zariadenie do oblasti nelineárnej odozvy, skresľuje priebeh signálu a zvyšuje vašu bitovú chybovosť. Atenuátory sú umiestnené medzi zdrojom a cieľom a absorbujú prebytok. V jednotnom{7}}režime dlhých{8}}linkov prevádzkujúcich 1550nm DFB lasery so zosilnením EDFA{10}}kde sa rozpočet na optickú energiu môže pohybovať o 20 alebo 30 dB v závislosti od konštrukcie rozpätia-sa atenuátor stáva menej pohodlným ako nutnosťou.

To však neznamená, že ich správne používanie je jednoduché.

Tu je číslo, ktoré ľudí naštartuje: 10 dB atenuátor nezníži váš signál o 10 %. Znižuje to o 90 %. Každých 10 dB je desaťnásobok výkonu. Pokles o 3 dB zníži váš výkon na polovicu. 20 dB? Ste na 1 % z toho, s čím ste začali.

Uvádzam to preto, lebo som sledoval technikov, ktorí nasadili 15 dB tlmič, keď potrebovali 5 dB, a potom strávili hodinu premýšľaním, prečo spojenie stmavlo. Decibely sú logaritmické. Stupnica nie je intuitívna, ak ste zvyknutí myslieť v percentách. Majte po ruke tabuľku konverzií-alebo si zapamätajte kľúčové hodnoty. 3 dB je polovica. 10 dB je jedna-desatina. Všetko ostatné je matematika.

Pevné tlmiče sa dodávajú vo vopred určených hodnotách-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB sú bežné prírastky. Kúpite si, čo potrebujete. Zapojte ho. Hotovo. Sú lacné, zvyčajne pod 20 dolárov za slušnú kvalitu, a zlyhajú iba vtedy, keď ich fyzicky zlomíte alebo kontaminujete koncovú stranu, ktorú nemožno obnoviť. Pri trvalých inštaláciách, pri ktorých máte vypočítaný rozpočet na prepojenie a presne viete, koľko útlmu port prijímača vyžaduje, je správna cesta.

Variabilné tlmiče vám umožňujú nastaviť útlm v rozsahu -zvyčajne 1-30 dB alebo približne- pomocou kolieska, mikrometrovej skrutky alebo niekedy elektronického ovládania. Laboratórne vybavenie. Testovacie scenáre. Uvedenie siete do prevádzky, pri ktorom testujete spojenie postupným znižovaním signálu, až kým nezlyhá. Tie stoja viac. Sú tiež mechanicky zložitejšie, čo znamená viac bodov potenciálneho zlyhania.

Nepoužívajte variabilný atenuátor ako komponent trvalej inštalácie, pokiaľ na to nemáte konkrétny dôvod. Videl som ich unášať časom, najmä tie lacnejšie. Kolísanie teploty, vibrácie, postupné uvoľňovanie nastavovacích mechanizmov-váš starostlivo nastavený 7 dB útlm sa o osemnásť mesiacov neskôr zmení na 8,5 dB a zrazu riešite občasné chyby, ktoré nikto nevie vysvetliť.

Tlmiče sú dostupné vo všetkých variantoch konektorov, s ktorými ste sa stretli vo vlákne: LC, SC, FC, ST a čoraz viac MTP/MPO pre aplikácie s vysokou{0}}hustotou. Na type konektora záleží menej ako na jeho správnom nastavení. Je zrejmé, že tlmič SC sa nebude spájať s vaším LC patch panelom. Ale jemnejšie: LC/UPC atenuátor zapojený do LC/APC portu vytvára vzduchovú medzeru, masívnu stratu vloženia a potenciálne ničí obe koncové-čelá.

Farebné kódovanie existuje z nejakého dôvodu. Modrá alebo béžová znamená UPC (Ultra Physical Contact). Zelená znamená APC (Angled Physical Contact). Nikdy ich nemiešajte.

Toto nie je paranoja. Konektor APC má 8-uhol vyleštený do čela koncovky objímky-. Tento uhol smeruje späť-odrazené svetlo do plášťa a nie priamo späť k laserovému zdroju. Keď zaseknete plochý konektor UPC o naklonený port APC, jadrá vlákien nebudú zarovnané. Svetlo sa rozptyľuje všade. Strata návratnosti je katastrofálna. A ak ich opakovane násilne spájate, fyzicky rozbijete sklo.

Gap-stratové tlmiče{1}}typu, ktorý vytvára malý vzduchový priestor medzi koncami vlákien-musí byť blízko vysielača. Na polohe záleží. Ak nainštalujete medzerové-stratové zariadenie ďaleko za spojom, už ste umožnili plnému-lúču, aby sa šíril cez kilometre vlákna, kde by mohol vyvolať nežiaduce nelineárne efekty alebo nahromadiť odrazy, ktoré destabilizujú zdrojový laser.

Absorpčné tlmiče (typy s dopovaným vláknom, iónové -implantované typy) sú zhovievavejšie pri umiestňovaní, ale konvenčná múdrosť stále uprednostňuje inštaláciu na-stranu vysielača, ak je to možné.

Tu je praktický dôvod, o ktorom nikto nehovorí: prepojovacie panely sa dotýkajú. Veľa. Technici si vymenili káble. Pridávajú spojenia, odstraňujú ich, čistia veci, rozbíjajú veci. Ak váš atenuátor sedí na prepojovacom paneli na strane prijímača a niekto vytrhne nesprávny kábel, tento transceiver za 300 dolárov zrazu zažije plný výkon. Je lepšie stlmiť skôr, ako signál vôbec opustí vysielaciu skrinku.

Niektoré tlmiče-najmä lacné medzerové-stratové a reflexné typy-majú špinavé tajomstvo: vysoký odraz vzadu. Môžu poskytnúť presne taký útlm, aký ste si objednali, ale odrážajú merateľný zlomok dopadajúceho svetla priamo späť na vysielač. Pre určité aplikácie, najmä analógové CATV alebo akýkoľvek systém využívajúci lasery DFB s úzkou{5}}šírkou čiary, je to smrť. Odrazené svetlo sa vracia do dutiny lasera, destabilizuje výstup a vytvára šumové špičky.

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. Absorpčné tlmiče tu vo všeobecnosti fungujú lepšie ako medzerové-stratové konštrukcie.

Ak údajový list nešpecifikuje stratu návratnosti, predpokladajte najhoršiu.

Fiber optic attenuators

Už viete, že je potrebné vyčistiť-čelá vlákna. Atenuátory nie sú výnimkou. V skutočnosti sú na tom horšie,-pretože tlmiče často fungujú čiastočne-v prepojovacích paneloch alebo predelových adaptéroch, pričom sa v nich mesiace medzi kontrolami hromadí prach, zatiaľ čo každý predpokladá, že sú „pasívne, utesnené, bezúdržbové-“.

Nie sú.

1-mikrónová častica na jadre s jedným-režimom blokuje približne 1 % svetla. 9-mikrónová častica – stále neviditeľná bez zväčšenia – môže uzavrieť celé jadro. A tu je základ: kontaminácia nespôsobuje len stratu vloženia. Nečistoty zachytené medzi spojenými konektormi môžu poškriabať sklo a spôsobiť trvalé poškodenie. Videl som technikov obviňovať „zlyhané tlmiče“, keď skutočným problémom bola olejová škvrna z odtlačkov prstov z poslednej inštalácie.

Pred párovaním skontrolujte každú-stranu pomocou 200-násobného rozsahu. Čistite pomocou vhodných vláknitých utierok a schválených rozpúšťadiel-IPA zanecháva zvyšky, takže špecializované tekutiny stoja za to. Po vyčistení znova skontrolujte. Mentalita „raz vyčistiť a hotovo“ tu nefunguje.

Multimódové systémy zriedka vyžadujú atenuátory. VCSEL a LED poháňajúce multimódové vlákno jednoducho nevydávajú dostatok energie na nasýtenie moderných prijímačov. Ak niekto špecifikuje atenuátory pre vašu kampusovú sieť OM3/OM4, pýtajte sa.

Krátke jedno{0}}režimové prepojenia-pod niekoľko sto metrov so štandardnými vysielačmi a prijímačmi-často nepotrebujú. Matematika stratového rozpočtu zvyčajne vyjde. Sú to dlhé{5}}rozpätia, zosilnené spojenia, scenáre, v ktorých sa 10 dBm vysielač stretne s prijímačom s prahom preťaženia -3 dBm, ktoré vyžadujú aktívne riadenie napájania.

Najprv vypočítajte. Utlmiť druhý.

Existuje starý hack, ktorý sa objaví vždy, keď niekto potrebuje útlm a nemá atenuátor: niekoľkokrát omotajte vlákno okolo ceruzky, aby ste vyvolali stratu ohybu.

funguje to? Technicky áno. Ohýbanie vlákna za jeho minimálny polomer prepúšťa svetlo do plášťa.

Mali by ste to urobiť? Rozhodne nie.

Namáhané vlákno časom slabne. Mikro-zlomeniny sa šíria. Táto „dočasná oprava“ sa stane bodom zlyhania o šesť mesiacov neskôr, keď cyklovanie teploty prostredia dokončí to, čo ste začali. Útlm ohybu je tiež veľmi variabilný-závisí od vlnovej dĺžky, typu vlákna, polomeru ohybu, počtu obalov a fázy mesiaca. Nedá sa to kalibrovať. Nevieš to zdokumentovať. A keď ďalší technik narazí na vaše vlákno-obalené v ceruzke, bude preklínať vaše meno.

Kúpte si správny atenuátor. Stojí to menej ako hodiny na riešenie problémov, ktoré strávite inak.

Pred inštaláciou akéhokoľvek atenuátora overte jeho skutočnú hodnotu útlmu pomocou merača optického výkonu. Budete potrebovať svetelný zdroj s prevádzkovou vlnovou dĺžkou-1310nm, 1550nm, podľa toho, čo zodpovedá vášmu systému – a kalibrovanú referenciu.

Pripojte zdroj priamo k meraču. Zaznamenajte si údaj o sile (P1). Vložte atenuátor. Všimnite si nový údaj (P2). Útlm=P1 - P2 v dB.

Ten 5-dolárový tlmič označený ako "10 dB" môže v skutočnosti poskytnúť 8,7 dB. Alebo 11,2 dB. Výrobné tolerancie sa líšia. Pre väčšinu aplikácií nezáleží na ±1 dB. Pre presné testovanie na tom veľmi záleží.

Variabilné tlmiče vyžadujú pravidelné overovanie. Kalibrácia sa posúva. To, čo hovorí ciferník a čo svetlo v skutočnosti vidí, sa časom a cyklom používania rozchádzajú.

Fiber optic attenuators

Atenuátory sú z nejakého dôvodu špecifikované-. Absorpčné charakteristiky dopovaného vlákna, difrakčné správanie vo vzduchových medzerách, odozvy tenkých -vrstvových povlakov-, to všetko sa mení v závislosti od vlnovej dĺžky. Atenuátor dimenzovaný na 1550nm prevádzku môže fungovať úplne inak pri 1310nm.

Väčšina moderných atenuátorov je kompatibilná s „dvojitým{0}oknom“ pre vlnové dĺžky 1310/1550 nm, čo sú bežné telekomunikačné vlnové dĺžky. Ale nepredpokladajte. A ak pracujete so špeciálnymi vlnovými dĺžkami-850nm multimode, 1625nm na testovanie OTDR, C-pásmo DWDM kanálov – explicitne overte kompatibilitu.

Potrebujete 17 dB, ale máte len 10 dB a 5 dB atenuátory? Naskladajte ich. Útlm v dB je aditívny: 10 + 5=15 dB, navyše získate jeden alebo dva dB navyše z dodatočného spojeného pripojenia.

Toto funguje dobre. Len si pamätajte, že každý ďalší spojovací povrch spôsobuje stratu konektora (~0,3{2}}0,5 dB každý), ďalšie odrazové body a ďalší pár koncových- plôch, ktoré je potrebné udržiavať v čistote. Pre jednorazové testovacie nastavenia je stohovanie rozumné. Pre trvalé inštalácie objednajte správnu hodnotu.

Tiež: neskladajte viac ako tri tlmiče. V určitom bode len vytvárate reťazec strát konektorov s nepredvídateľným správaním.

Tlmiče spätnej slučky sú špeciálnym typom-odrážajú signál späť na seba a súčasne ho tlmia. Inžinieri ich používajú na testovanie párov vysielač/prijímač bez druhého zariadenia, na vyhorenie-pri testovaní kariet optických liniek, pre rôzne laboratórne scenáre, kde potrebujete zaťažiť optický port.

Nie sú určené na sieťové použitie. Odraz je zámerný, ale stále je to odraz. Umiestnenie atenuátora spätnej slučky do živého obvodu zaručuje degradáciu signálu a pravdepodobne zmätok zariadenia.

Spomínam to preto, lebo tvarový faktor vyzerá identicky so štandardnými inline tlmičmi. Označte svoj inventár.

Atenuátory sú jednoduché komponenty vykonávajúce jednoduchú prácu: riadenú redukciu signálu. Ale "jednoduché" vo vláknovej optike vždy skrýva zložitosť. Kompatibilita konektora, typ lesku, umiestnenie, čistota, špecifikácie straty spätného toku, prispôsobenie vlnovej dĺžky-pomýlite si niektorý z týchto prvkov a váš jednoduchý pasívny komponent sa stane zdrojom hodín odstraňovania problémov.

Majte po ruke niekoľko náhradných tlmičov v bežných hodnotách. Zdokumentujte, čo a kde inštalujete. Pred dôverou otestujte. Čistite obsedantne.

Signál závisí od toho.