Εξασθένηση οπτικών ινώνκαταλαμβάνουν μια ιδιόμορφη θέση μέσαοπτική δικτύωση-ένα παθητικό στοιχείο του οποίου η όλη δουλειά είναι να χειροτερεύει το σήμα σας. Επίτηδες. Αυτές οι μικρές, ανεπιτήδευτες συσκευές μειώνουν τα επίπεδα οπτικής ισχύος απορροφώντας, αντανακλώντας ή διαχέοντας φωτόνια μέσω μηχανικών μηχανισμών, αποτρέποντας τον κορεσμό του δέκτη που συμβαίνει όταν οι πηγές λέιζερ υψηλής ισχύος κατακλύζουν το κύκλωμα του φωτοανιχνευτή. Η φυσική είναι απλή: πολύ φως που χτυπά μια φωτοδίοδο χιονοστιβάδας ωθεί τη συσκευή σε μη γραμμική περιοχή απόκρισης, παραμορφώνοντας την κυματομορφή του σήματος και αυξάνοντας το ποσοστό σφάλματος bit. Οι εξασθενητές κάθονται μεταξύ πηγής και προορισμού, απορροφώντας την περίσσεια. Σε μονής-λειτουργίας μακράς-ζεύξης με λέιζερ 1550nm DFB με ενίσχυση EDFA{10}}όπου οι προϋπολογισμοί οπτικής ισχύος μπορούν να ταλαντεύονται κατά 20 ή 30 dB ανάλογα με τη μηχανική του εύρους{13}}ο εξασθενητής γίνεται λιγότερο χρήσιμος.
Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι είναι απλά στη σωστή χρήση τους.
Το dB Thing
Ακολουθεί ένας αριθμός που οδηγεί τους ανθρώπους: ένας εξασθενητής 10 dB δεν μειώνει το σήμα σας κατά 10%. Το κόβει κατά 90%. Κάθε 10 dB είναι ένας συντελεστής δέκα σε ισχύ. Μια πτώση 3 dB μειώνει στο μισό την ισχύ σας. 20 dB; Έχετε μειωθεί στο 1% από αυτό που ξεκινήσατε.
Το αναφέρω αυτό γιατί έχω παρακολουθήσει τεχνικούς να χαστουκίζουν έναν εξασθενητή 15 dB όταν χρειάζονταν 5 dB και μετά να περνούν μια ώρα αναρωτιούνται γιατί σκοτείνιασε ο σύνδεσμος. Τα ντεσιμπέλ είναι λογαριθμικά. Η κλίμακα δεν είναι διαισθητική αν έχετε συνηθίσει να σκέφτεστε σε ποσοστά. Κρατήστε ένα διάγραμμα μετατροπών διαθέσιμο-ή απομνημονεύστε τις βασικές τιμές. 3 dB είναι μισό. 10 dB είναι ένα-δέκατο. Όλα τα άλλα είναι μαθηματικά.
Διορθώθηκε έναντι μεταβλητής: Διαλέξτε το δηλητήριό σας
Οι σταθεροί εξασθενητές έρχονται σε προκαθορισμένες τιμές-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB που είναι οι κοινές αυξήσεις. Αγοράζεις ότι χρειάζεσαι. Συνδέστε το. Έγινε. Είναι φθηνά, συνήθως κάτω των 20 $ για αξιοπρεπή ποιότητα και αποτυγχάνουν μόνο όταν τα σπάσετε σωματικά ή μολύνετε το τελικό πρόσωπο πέρα από την ανάκτηση. Για μόνιμες εγκαταστάσεις όπου έχετε υπολογίσει τον προϋπολογισμό σύνδεσης και γνωρίζετε ακριβώς πόση εξασθένηση απαιτεί η θύρα του δέκτη, η λύση είναι η σωστή λύση.
Οι μεταβλητοί εξασθενητές σάς επιτρέπουν να πληκτρολογείτε την εξασθένηση σε ένα εύρος-συνήθως 1-30 dB ή περίπου-χρησιμοποιώντας έναν τροχό αντίχειρα, μια μικρομετρική βίδα ή μερικές φορές ηλεκτρονικό έλεγχο. Εξοπλισμός εργαστηρίου. Σενάρια δοκιμών. Θέση σε λειτουργία δικτύου όπου δοκιμάζετε άγχος σε μια σύνδεση μειώνοντας σταδιακά το σήμα μέχρι να αποτύχει. Κοστίζουν περισσότερο. Είναι επίσης μηχανικά πιο περίπλοκα, πράγμα που σημαίνει περισσότερα σημεία πιθανής αστοχίας.
Μην χρησιμοποιείτε μεταβλητό εξασθενητή ως μόνιμο στοιχείο εγκατάστασης, εκτός εάν έχετε συγκεκριμένο λόγο. Τα έχω δει να παρασύρονται με τον καιρό, ειδικά τα φθηνότερα. Διακυμάνσεις θερμοκρασίας, κραδασμοί, σταδιακή χαλάρωση των μηχανισμών προσαρμογής-η προσεκτικά ρυθμισμένη εξασθένιση των 7 dB γίνεται 8,5 dB δεκαοκτώ μήνες αργότερα και ξαφνικά αντιμετωπίζετε διαλείποντα σφάλματα που κανείς δεν μπορεί να εξηγήσει.
Τύποι συνδετήρων: Ταίριασμα ή Die
Οι εξασθενητές διατίθενται σε κάθε γεύση συνδετήρα που έχετε συναντήσει σε ίνες: LC, SC, FC, ST και όλο και περισσότερο MTP/MPO για εφαρμογές υψηλής-πυκνότητας. Ο τύπος του συνδετήρα έχει μικρότερη σημασία από το να τον διορθώσετε. Προφανώς, ένας εξασθενητής SC δεν θα συνδυάζεται με το patch panel LC. Αλλά πιο διακριτικά: ένας εξασθενητής LC/UPC που είναι συνδεδεμένος σε μια θύρα LC/APC δημιουργεί ένα διάκενο αέρα, τεράστια απώλεια εισαγωγής και πιθανώς καταστρέφει και τα δύο άκρα-όψεις.
Η χρωματική κωδικοποίηση υπάρχει για κάποιο λόγο. Μπλε ή μπεζ σημαίνει UPC (Ultra Physical Contact). Πράσινο σημαίνει APC (Angled Physical Contact). Μην τα ανακατεύετε ποτέ.
Αυτό δεν είναι παράνοια. Ο σύνδεσμος APC έχει γωνία 8{2}}μοιρών γυαλισμένη στην πρόσοψη-του άκρου του δακτυλίου. Αυτή η γωνία κατευθύνει προς τα πίσω-το ανακλώμενο φως στην επένδυση και όχι κατευθείαν πίσω προς την πηγή λέιζερ. Όταν μπλοκάρετε μια επίπεδη υποδοχή UPC σε μια γωνιακή θύρα APC, οι πυρήνες ινών δεν ευθυγραμμίζονται. Το φως διαχέεται παντού. Η απώλεια επιστροφής γίνεται καταστροφική. Και αν τα ζευγαρώσεις με το ζόρι επανειλημμένα, θα σκουπίσεις σωματικά το ποτήρι.
Πού να τοποθετήσετε τον εξασθενητή
Gap-εξασθενητές απώλειας-του είδους που δημιουργούν ένα μικρό χώρο αέρα μεταξύ των άκρων των ινών-πρέπει να πλησιάζουν τον πομπό. Σημασία έχει η θέση. Εάν εγκαταστήσετε μια συσκευή απώλειας κενού-μακριά στη ζεύξη, έχετε ήδη επιτρέψει στην πλήρη-δέσμη ισχύος να διαδοθεί μέσω χιλιομέτρων ίνας όπου μπορεί να διεγείρει ανεπιθύμητα μη γραμμικά φαινόμενα ή να συσσωρεύσει αντανακλάσεις που αποσταθεροποιούν το λέιζερ πηγής.
Οι απορροφητικοί εξασθενητές (ενσωματωμένες ίνες, τύποι εμφυτευμένων ιόντων-) είναι πιο επιεικής κατά την τοποθέτηση, αλλά η συμβατική σοφία εξακολουθεί να ευνοεί την εγκατάσταση του πομπού-στο πλάι όταν είναι δυνατόν.
Αυτός είναι ο πρακτικός λόγος για τον οποίο κανείς δεν μιλάει: τα patch panel αγγίζονται. Πολλά. Τεχνικοί αλλάζουν καλώδια. Προσθέτουν συνδέσεις, τις αφαιρούν, καθαρίζουν πράγματα, σπάνε πράγματα. Εάν ο εξασθενητής σας κάθεται στο patch panel στην πλευρά του δέκτη και κάποιος τραβήξει το λάθος καλώδιο, αυτός ο πομποδέκτης των $300 ξαφνικά βλέπει την πλήρη έκρηξη. Καλύτερα να εξασθενήσετε πριν το σήμα φύγει ποτέ από το περίβλημα εκπομπής.
Το πρόβλημα της απώλειας επιστροφής
Ορισμένοι εξασθενητές-ιδιαίτερα οι φθηνοί τύποι κενού-απώλειας και ανακλαστικών-έχουν ένα βρώμικο μυστικό: την αντανάκλαση στην πλάτη. Μπορεί να προσφέρουν ακριβώς την εξασθένηση που παραγγείλατε, αλλά αντανακλούν ένα μετρήσιμο κλάσμα του προσπίπτοντος φωτός κατευθείαν πίσω στον πομπό. Για ορισμένες εφαρμογές, ειδικά την αναλογική CATV ή οποιοδήποτε σύστημα που χρησιμοποιεί λέιζερ DFB στενού-εύρους γραμμής, αυτό είναι θάνατος. Το ανακλώμενο φως επαν-εισέρχεται στην κοιλότητα του λέιζερ, αποσταθεροποιεί την έξοδο, δημιουργεί αιχμές θορύβου.
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. Οι απορροφητικοί εξασθενητές γενικά αποδίδουν καλύτερα εδώ από τα σχέδια απώλειας κενού.
Εάν το φύλλο δεδομένων δεν προσδιορίζει απώλεια επιστροφής, υποθέστε το χειρότερο.
Καθάρισμα. Ναι, Πάλι.
Γνωρίζετε ήδη ότι πρέπει να καθαρίσετε τα άκρα-με ίνες. Οι εξασθενητές δεν αποτελούν εξαίρεση. Στην πραγματικότητα, είναι χειρότερα-επειδή οι εξασθενητές ζουν συχνά ημι-μόνιμα σε patch panel ή προσαρμογείς διαφραγμάτων, συσσωρεύοντας σκόνη για μήνες μεταξύ των επιθεωρήσεων, ενώ όλοι υποθέτουν ότι είναι "παθητικά, σφραγισμένα, χωρίς συντήρηση-."
Δεν είναι.
Ένα σωματίδιο 1-μικρών σε έναν πυρήνα μονής-λειτουργίας μπλοκάρει περίπου το 1% του φωτός. Ένα σωματίδιο 9-μικρών-ακόμα αόρατο χωρίς μεγέθυνση-μπορεί να αποφράξει ολόκληρο τον πυρήνα. Και εδώ είναι το κλειδί: η μόλυνση δεν προκαλεί απλώς απώλεια εισαγωγής. Τα συντρίμμια που έχουν παγιδευτεί μεταξύ των συνδυασμένων συνδέσμων μπορεί να χαράξουν το γυαλί, δημιουργώντας μόνιμη ζημιά. Έχω δει τεχνικούς να κατηγορούν τους "αποτυχόντες εξασθενητές" όταν το πραγματικό πρόβλημα ήταν μια κηλίδα λαδιού δακτυλικών αποτυπωμάτων από την τελευταία εγκατάσταση.
Επιθεωρήστε κάθε άκρο-με εμβέλεια 200x πριν το ζευγάρωμα. Καθαρίστε με κατάλληλα μαντηλάκια από ίνες και εγκεκριμένο διαλύτη-Το IPA αφήνει υπολείμματα, επομένως τα εξειδικευμένα υγρά αξίζουν το κόστος. Επιθεωρήστε ξανά μετά τον καθαρισμό. Η νοοτροπία "καθαρίστε μια φορά και γίνεστε" δεν λειτουργεί εδώ.
Όταν δεν χρειάζεστε ένα
Τα πολυτροπικά συστήματα σπάνια απαιτούν εξασθενητές. Οι VCSEL και οι λυχνίες LED που οδηγούν ίνα πολλαπλών λειτουργιών απλά δεν αποδίδουν αρκετή ισχύ για να κορεστούν οι σύγχρονοι δέκτες. Εάν κάποιος προσδιορίζει εξασθενητές για το δίκτυο της πανεπιστημιούπολης OM3/OM4, κάντε ερωτήσεις.
Σύντομοι σύνδεσμοι μονής-λειτουργίας-κάτω από μερικές εκατοντάδες μέτρα με τυπικούς πομποδέκτες-συχνά δεν τους χρειάζονται ούτε. Τα μαθηματικά του προϋπολογισμού απώλειας συνήθως λειτουργούν. Είναι οι μεγάλες αποστάσεις, οι ενισχυμένοι σύνδεσμοι, τα σενάρια όπου ένας πομπός 10 dBm συναντά έναν δέκτη με κατώφλι υπερφόρτωσης -3 dBm που απαιτούν ενεργή διαχείριση ενέργειας.
Υπολογίστε πρώτα. Μετριάστε το δεύτερο.
The Pencil Trick (Μην το κάνετε)
Υπάρχει μια παλιά αμυχή πεδίου που εμφανίζεται όποτε κάποιος χρειάζεται εξασθένιση και δεν έχει εξασθενητή: τυλίξτε την ίνα γύρω από ένα μολύβι μερικές φορές για να προκαλέσει απώλεια κάμψης.
Λειτουργεί; Τεχνικά, ναι. Η κάμψη της ίνας πέρα από την ελάχιστη ακτίνα της διοχετεύει φως στην επένδυση.
Πρέπει να το κάνεις; Απολύτως όχι.
Οι στρεσαρισμένες ίνες εξασθενούν με την πάροδο του χρόνου. Τα μικρο-κατάγματα πολλαπλασιάζονται. Αυτή η "προσωρινή επιδιόρθωση" γίνεται σημείο αστοχίας έξι μήνες αργότερα, όταν η ανακύκλωση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος τελειώσει αυτό που ξεκινήσατε. Επίσης, η εξασθένηση της κάμψης είναι εξαιρετικά μεταβλητή-εξαρτάται από το μήκος κύματος, τον τύπο της ίνας, την ακτίνα κάμψης, τον αριθμό των αναδιπλώσεων και τη φάση της σελήνης. Δεν μπορείτε να το βαθμονομήσετε. Δεν μπορείς να το τεκμηριώσεις. Και όταν η επόμενη τεχνολογία συναντήσει τις ίνες σας με τυλιγμένο μολύβι-, θα βρίζουν το όνομά σας.
Αγοράστε το σωστό εξασθενητή. Κοστίζουν λιγότερο από τις ώρες αντιμετώπισης προβλημάτων που θα ξοδέψετε διαφορετικά.
Δοκιμή του εξασθενητή σας
Πριν εγκαταστήσετε οποιονδήποτε εξασθενητή, επαληθεύστε την πραγματική τιμή εξασθένησής του χρησιμοποιώντας έναν μετρητή οπτικής ισχύος. Θα χρειαστείτε μια πηγή φωτός στο μήκος κύματος λειτουργίας σας-1310 nm, 1550 nm, ό,τι ταιριάζει με το σύστημά σας - και μια βαθμονομημένη αναφορά.
Συνδέστε απευθείας την πηγή στο μετρητή. Σημειώστε την ένδειξη ισχύος (P1). Εισαγάγετε τον εξασθενητή. Σημειώστε τη νέα ανάγνωση (P2). Εξασθένηση=P1 - P2 σε dB.
Αυτός ο εξασθενητής $5 με την ένδειξη "10 dB" μπορεί στην πραγματικότητα να αποδίδει 8,7 dB. Ή 11,2 dB. Οι ανοχές κατασκευής ποικίλλουν. Για τις περισσότερες εφαρμογές, το ±1 dB δεν έχει σημασία. Για δοκιμές ακριβείας, έχει μεγάλη σημασία.
Οι μεταβλητοί εξασθενητές χρειάζονται περιοδική επαλήθευση. Η βαθμονόμηση μετατοπίζεται. Αυτό που λέει το καντράν και αυτό που πραγματικά βλέπει το φως αποκλίνουν με την πάροδο του χρόνου και τους κύκλους χρήσης.
Σημείωση για το μήκος κύματος
Οι εξασθενητές καθορίζονται σε μήκος κύματος-για κάποιο λόγο. Τα χαρακτηριστικά απορρόφησης των ινών με πρόσμιξη, η συμπεριφορά περίθλασης στα διάκενα αέρα, οι αποκρίσεις λεπτής-επικάλυψης μεμβράνης-διαφέρουν όλα ανάλογα με το μήκος κύματος. Ένας εξασθενητής που έχει ονομαστεί για λειτουργία 1550nm μπορεί να έχει τελείως διαφορετική απόδοση στα 1310nm.
Οι περισσότεροι σύγχρονοι εξασθενητές είναι συμβατοί με "διπλό-παράθυρο" για 1310/1550nm, τα κοινά μήκη κύματος τηλεπικοινωνιών. Αλλά μην υποθέτετε. Και αν εργάζεστε με εξειδικευμένα μήκη κύματος-850 nm πολλαπλών λειτουργιών, 1625 nm για δοκιμές OTDR, κανάλια DWDM ζώνης C-- επαληθεύστε ρητά τη συμβατότητα.
Στοίβαξη εξασθενητών
Χρειάζεστε 17 dB αλλά έχετε μόνο εξασθενητές 10 dB και 5 dB; Τοποθετήστε τα. Η εξασθένηση σε dB είναι αθροιστική: 10 + 5=15 dB, συν ότι θα λάβετε ένα ή δύο επιπλέον dB από την πρόσθετη συνδεδεμένη σύνδεση.
Αυτό λειτουργεί καλά. Απλώς θυμηθείτε ότι κάθε πρόσθετη επιφάνεια ζευγαρώματος εισάγει απώλεια συνδέσμου (~0,3-0,5 dB η καθεμία), πρόσθετα σημεία ανάκλασης και ένα άλλο ζεύγος ακραίων- όψεων για να διατηρούνται καθαρές. Για ρυθμίσεις δοκιμής μίας χρήσης, η στοίβαξη είναι λογική. Για μόνιμες εγκαταστάσεις, παραγγείλετε τη σωστή τιμή.
Επίσης: μην στοιβάζετε πέρα από τρεις εξασθενητές. Κάποια στιγμή απλά δημιουργείτε μια αλυσίδα απώλειας συνδέσμων με απρόβλεπτη συμπεριφορά.
Το Loopback Attenuator
Οι εξασθενητές Loopback είναι μια ειδική φυλή-που αντανακλούν το σήμα πίσω στον εαυτό τους ενώ ταυτόχρονα το εξασθενούν. Οι μηχανικοί τα χρησιμοποιούν για τη δοκιμή ζευγών πομπών/δέκτη χωρίς δεύτερη συσκευή, για εγγραφή-στη δοκιμή καρτών οπτικής γραμμής, για διάφορα εργαστηριακά σενάρια όπου χρειάζεστε φορτίο σε μια θύρα οπτικών ινών.
Δεν προορίζονται για χρήση δικτύου. Ο προβληματισμός είναι σκόπιμος, αλλά εξακολουθεί να είναι προβληματισμός. Η τοποθέτηση ενός εξασθενητή loopback σε ένα ζωντανό κύκλωμα εγγυάται υποβάθμιση του σήματος και πιθανώς σύγχυση του εξοπλισμού.
Το αναφέρω αυτό επειδή ο παράγοντας μορφής μοιάζει πανομοιότυπος με τους τυπικούς ενσωματωμένους εξασθενητές. Τοποθετήστε ετικέτα στο απόθεμά σας.
Τελική σκέψη
Οι εξασθενητές είναι απλά εξαρτήματα που κάνουν μια απλή δουλειά: ελεγχόμενη μείωση σήματος. Όμως το «απλό» στις οπτικές ίνες κρύβει πάντα πολυπλοκότητα. Η συμβατότητα των συνδέσμων, ο τύπος γυαλίσματος, η τοποθέτηση, η καθαριότητα, οι προδιαγραφές απώλειας επιστροφής, η αντιστοίχιση μήκους κύματος-έχουν κάποιο από αυτά λάθος και το απλό παθητικό εξάρτημά σας γίνεται η πηγή πολλών ωρών αντιμετώπισης προβλημάτων.
Κρατήστε μερικούς εφεδρικούς εξασθενητές σε κοινές τιμές στο χέρι. Τεκμηριώστε τι εγκαθιστάτε και πού. Δοκιμάστε πριν εμπιστευτείτε. Καθαρίστε με εμμονή.
Το σήμα εξαρτάται από αυτό.
