Волоконно-оптичні атенюаторизаймають своєрідну нішу воптичні мережі-пасивний компонент, завдання якого — погіршити ваш сигнал. Навмисно. Ці невеликі, невибагливі пристрої зменшують рівні оптичної потужності, поглинаючи, відбиваючи або розсіюючи фотони за допомогою розроблених механізмів, запобігаючи насиченню приймача, яке виникає, коли потужні-лазерні джерела перевантажують схеми фотодетектора. Фізика проста: занадто багато світла, що потрапляє на лавинний фотодіод, штовхає пристрій на територію нелінійного відгуку, спотворюючи форму сигналу та підвищуючи рівень бітових помилок. Атенюатори знаходяться між джерелом і одержувачем, поглинаючи надлишок. У одиночних-режимах-лінії зв’язку з лазерами DFB 1550 нм із підсиленням EDFA-де бюджет оптичної потужності може коливатися на 20 або 30 дБ залежно від конструкції діапазону-аттенюатор стає не зручністю, ніж необхідністю.
Але це не означає, що ними легко правильно користуватися.
Справа дБ
Ось цифра, яка збиває людей з пантелику: аттенюатор на 10 дБ не зменшує сигнал на 10%. Це скорочує його на 90%. Кожні 10 дБ є десятикратним коефіцієнтом потужності. Падіння на 3 дБ зменшує вашу потужність вдвічі. 20 дБ? Ви скоротилися до 1% від того, з чого почали.
Я згадую це, тому що спостерігав, як техніки вставляли аттенюатор на 15 дБ, коли їм було потрібно 5 дБ, а потім цілу годину гадали, чому зв’язок потьмарився. Децибели логарифмічні. Шкала не є інтуїтивно зрозумілою, якщо ви звикли думати у відсотках. Тримайте під рукою діаграму перетворення-або запам’ятайте ключові значення. 3 дБ дорівнює половині. 10 дБ дорівнює одній-десятій. Все інше – математика.
Фіксований проти змінного: виберіть свою отруту
Стаціонарні атенюатори мають заздалегідь визначені значення-1 дБ, 3 дБ, 5 дБ, 10 дБ, 15 дБ, 20 дБ — це загальний крок. Ви купуєте те, що вам потрібно. Підключіть його. Готово. Вони дешеві, зазвичай менше 20 доларів за пристойну якість, і вони виходять з ладу лише тоді, коли ви їх фізично ламаєте або забрудните торець до неможливості відновлення. Для постійних інсталяцій, де ви розрахували свій бюджет зв’язку і точно знаєте, скільки загасання вимагає порт приймача, фіксовано – це шлях.
Змінні аттенюатори дають змогу налаштувати ослаблення в діапазоні-зазвичай 1-30 дБ або близько-за допомогою коліщатка, мікрометричного гвинта або іноді електронного керування. Лабораторне обладнання. Сценарії тестування. Введення мережі в експлуатацію, коли ви тестуєте з’єднання шляхом стрес-тестування, поступово зменшуючи сигнал, доки він не вийде з ладу. Вони коштують дорожче. Вони також механічно складніші, що означає більше точок потенційної несправності.
Не використовуйте змінний аттенюатор як постійний компонент установки, якщо у вас немає конкретної причини. Я бачив, як вони з часом дрейфували, особливо дешевші. Перепади температури, вібрація, поступове ослаблення механізмів налаштування-ваше ретельно встановлене затухання 7 дБ стає 8,5 дБ через вісімнадцять місяців, і раптом ви вирішуєте періодичні помилки, які ніхто не може пояснити.
Типи з’єднувачів: сірник або матриця
Атенюатори доступні в усіх варіантах роз’ємів, які ви зустрічали у оптоволокні: LC, SC, FC, ST і все частіше MTP/MPO для додатків із високою-щільністю. Тип роз’єму важливий менше, ніж правильний вибір. Очевидно, що атенюатор SC не підійде до вашої патч-панелі LC. Але більш тонко: аттенюатор LC/UPC, підключений до порту LC/APC, створює повітряний зазор, значні внесені втрати та потенційно руйнує обидві торцеві-грані.
Кольорове кодування існує неспроста. Блакитний або бежевий означає UPC (Ultra Physical Contact). Зелений означає APC (Angled Physical Contact). Ніколи не змішуйте їх.
Це не параноя. З’єднувач APC має кут 8-градусів, відполірований на торці-наконечника. Цей кут спрямовує-відбите світло всередину оболонки, а не прямо назад до лазерного джерела. Коли ви затискаєте плоский роз’єм UPC проти кутового порту APC, оптоволоконні сердечники не вирівнюються. Світло розсіюється всюди. Зворотні втрати стають катастрофічними. І якщо ви насилуєте їх багаторазово, ви фізично роздробите скло.
Де розмістити аттенюатор
Атенюатори-втрат,-які створюють невеликий повітряний простір між кінцями волокна-потрібно розташовувати поблизу передавача. Посада має значення. Якщо ви встановлюєте пристрій із-втратами проміжків далеко вниз по каналу зв’язку, ви вже дозволили повному-променю потужності поширюватися крізь кілометри волокна, де він може викликати небажані нелінійні ефекти або накопичувати відбиття, що дестабілізує вихідний лазер.
Поглинальні аттенюатори (типи з легованим волокном, іонно-імплантовані) є більш поблажливими щодо розміщення, але загальноприйняте переконання все ще надає перевагу-встановленню на стороні передавача, коли це можливо.
Ось практична причина, про яку ніхто не говорить: патч-панелі торкаються. багато. Техніки міняють кабелі. Вони додають зв’язки, видаляють їх, чистять речі, ламають речі. Якщо ваш аттенюатор розташований на патч-панелі на стороні приймача, і хтось висмикує не той кабель, трансивер за 300 доларів раптово починає працювати на повну потужність. Краще ослабити перед тим, як сигнал покине корпус передачі.
Проблема зворотних втрат
Деякі аттенюатори-особливо дешеві зазори-втрат і відбиваючі типи-мають брудний секрет: високе зворотне відбиття. Вони можуть забезпечувати саме те ослаблення, яке ви замовили, але вони відображають вимірну частку падаючого світла прямо на передавач. Для певних застосувань, особливо для аналогового кабельного телебачення чи будь-якої системи, що використовує вузько-лінійні лазери DFB, це смерть. Відбите світло повертається-в порожнину лазера, дестабілізує вихід, створює шумові сплески.
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 дБ. Поглинальні аттенюатори, як правило, працюють краще, ніж конструкції з-втратами проміжків.
Якщо в таблиці даних не вказано зворотні втрати, припустіть найгірше.
прибирання. Так, знову.
Ви вже знаєте, що вам потрібно очистити торці-волокна. Атенюатори не є винятком. Насправді вони гірші,-оскільки атенюатори часто живуть напів{4}}постійно в коммутаційних панелях або адаптерах перегородки, накопичуючи пил місяцями між перевірками, тоді як усі вважають, що вони «пасивні, герметичні,-не потребують обслуговування».
Вони не є.
Частинка розміром 1-мікрон на одному-модовому ядрі блокує близько 1% світла. Частинка розміром 9- мікронів, яка все ще невидима без збільшення, може закрити все ядро. І ось головний момент: забруднення не просто викликає внесені втрати. Сміття, що потрапило між сполученими роз’ємами, може подряпати скло, спричинивши непоправне пошкодження. Я бачив, як техніки звинувачують «несправні атенюатори», коли справжньою проблемою був масляний пляма від відбитків пальців після останньої установки.
Огляньте кожну торцеву-грань за допомогою 200-кратного прицілу перед сполученням. Очищуйте за допомогою відповідних волокнистих серветок і схваленого розчинника-IPA залишає залишки, тому спеціальні рідини варті вартості. Огляньте ще раз після очищення. Менталітет «очистити один раз і зробити» тут не працює.
Коли вам це не потрібно
Багатомодові системи рідко потребують атенюаторів. VCSEL та світлодіоди, що керують багатомодовим волокном, просто не видають достатньої потужності, щоб наситити сучасні приймачі. Якщо хтось специфікує атенюатори для вашої кампусної мережі OM3/OM4, ставте запитання.
Короткі одномодові-з’єднання-менше кількох сотень метрів із стандартними трансиверами-вони також часто не потрібні. Математика бюджету збитків зазвичай спрацьовує. Довгі-прольоти, посилені зв’язки, сценарії, коли передавач 10 дБм зустрічається з приймачем із порогом перевантаження -3 дБм, вимагають активного керування живленням.
Спочатку обчисліть. Послаблення другого.
Трюк з олівцем (не роби)
Є старий польовий прийом, який виникає щоразу, коли комусь потрібне ослаблення, а аттенюатора немає: оберніть волокно навколо олівця кілька разів, щоб викликати втрати на вигині.
це працює? Технічно так. Згинання волокна за мінімальний радіус пропускає світло в оболонку.
Чи варто це робити? Абсолютно ні.
Стресова клітковина з часом слабшає. Мікро-розломи поширюються. Це «тимчасове виправлення» стає точкою збою через шість місяців, коли зміна температури навколишнього середовища завершує те, що ви почали. Крім того, затухання при вигині надзвичайно варіюється-воно залежить від довжини хвилі, типу волокна, радіуса вигину, кількості обертань і фази місяця. Ви не можете його відкалібрувати. Ви не можете документувати це. І коли наступний технік натрапить на ваше опточне-волокно, він прокляне ваше ім’я.
Купіть відповідний атенюатор. Вони коштують менше, ніж години, які ви витратите на усунення несправностей.
Тестування атенюатора
Перед встановленням будь-якого аттенюатора перевірте його фактичне значення загасання за допомогою вимірювача оптичної потужності. Вам знадобиться джерело світла з вашою робочою довжиною хвилі-1310 нм, 1550 нм, незалежно від того, що відповідає вашій системі, і калібрований еталон.
Підключіть джерело до лічильника безпосередньо. Зверніть увагу на показання потужності (P1). Вставте атенюатор. Зверніть увагу на нове показання (P2). Затухання=P1 - P2 в дБ.
Цей аттенюатор за 5 доларів із позначкою «10 дБ» міг би справді забезпечити 8,7 дБ. Або 11,2 дБ. Виробничі допуски можуть бути різними. Для більшості застосувань ±1 дБ не має значення. Для перевірки точності це має велике значення.
Змінні аттенюатори потребують періодичної перевірки. Калібрування дрейфує. Те, що говорить циферблат, і те, що насправді бачить світло, розходяться з часом і використовують цикли.
Примітка про довжину хвилі
Довжину хвилі атенюаторів-вказано неспроста. Характеристики поглинання легованого волокна, дифракційна поведінка в повітряних проміжках, відгуки тонкоплівкового покриття-всі вони змінюються залежно від довжини хвилі. Атенюатор, розрахований на роботу на 1550 нм, може працювати зовсім інакше на 1310 нм.
Більшість сучасних атенюаторів сумісні з дво-вікнами для 1310/1550 нм, звичайних телекомунікаційних довжин хвиль. Але не припускайте. А якщо ви працюєте зі спеціальними довжинами хвиль-850 нм, багатомодовими, 1625 нм для тестування OTDR, C-діапазон каналів DWDM — чітко перевірте сумісність.
Стекуючі атенюатори
Потрібні 17 дБ, але є лише атенюатори на 10 дБ і 5 дБ? Складіть їх. Загасання в дБ є додатковим: 10 + 5=15 дБ, плюс ви отримаєте додатковий дБ або два від додаткового сполученого з’єднання.
Це добре працює. Просто пам’ятайте, що кожна додаткова сполучна поверхня вносить втрати в роз’ємі (~0,3-0,5 дБ кожна), додаткові точки відбиття та ще одну пару торцевих-граней, які потрібно підтримувати в чистоті. Для одноразових тестових налаштувань доцільно використовувати стек. Для постійних установок замовляйте правильне значення.
Також: не складайте більше трьох атенюаторів. У якийсь момент ви просто будуєте ланцюг втрат конектора з непередбачуваною поведінкою.
Петлевий аттенюатор
Петлеві атенюатори – це особлива порода-вони відбивають сигнал назад на себе, одночасно послаблюючи його. Інженери використовують їх для тестування пар передавач/приймач без другого пристрою, для запису-під час тестування оптичних лінійних карт, для різних лабораторних сценаріїв, коли потрібно навантаження на оптоволоконний порт.
Вони не для використання в мережі. Відображення навмисне, але все одно відображення. Розміщення петлевого атенюатора в ланцюзі під напругою гарантує погіршення сигналу та, ймовірно, плутанину обладнання.
Я згадав це тому, що форм-фактор виглядає ідентичним до стандартних вбудованих атенюаторів. Позначте свій інвентар.
Заключна думка
Атенюатори — це прості компоненти, які виконують просту роботу: контрольоване зменшення сигналу. Але «просте» у волоконній оптиці завжди приховує складність. Сумісність роз’єму, тип полірування, розміщення, чистота, специфікації зворотних втрат, узгодження довжини хвилі-якщо це не так, ваш простий пасивний компонент стане джерелом годин усунення несправностей.
Тримайте під рукою кілька запасних атенюаторів загального значення. Задокументуйте, що ви встановлюєте та де. Перевірте, перш ніж довіряти. Одержимо чистити.
Від цього залежить сигнал.
