Οδηγός για τον εξασθενητή οπτικών ινών

Οδηγός για τον εξασθενητή οπτικών ινών

Πολλά εξαρτήματα χρησιμοποιούνται για τη διεύρυνση των σημάτων στο σημερινό σύστημα μετάδοσης οπτικών ινών, όπως το EDFA (ενισχυτής ίνας doped Erbium). Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, το επίπεδο ισχύος ενός οπτικού σήματος θα πρέπει να μειωθεί. Για παράδειγμα, στα συστήματα DWDM (πολυπλεξία πυκνού μήκους κύματος), τα κανάλια πολλαπλών μηκών κύματος που φθάνουν σε έναν κόμβο μπορούν να περάσουν από διαφορετικές διαδρομές και να βιώσουν διαφορετικές απώλειες, οι δυνάμεις τους πρέπει να εξισωθούν πριν εισέλθουν στον οπτικό ενισχυτή, κανάλι εξαρτάται από τα επίπεδα ισχύος των άλλων καναλιών. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να απαιτείται μείωση σημείου στην ένταση του οπτικού σήματος. Και συνήθως χρησιμοποιείται ένα εξάρτημα το οποίο είναι γνωστό ως εξασθενητή οπτικών ινών. Αυτό το άρθρο είναι να δώσει μια βασική εισαγωγή του εξασθενητή οπτικών ινών σε λεπτομέρειες.

Ένας εξασθενητής οπτικών ινών, επίσης γνωστός ως ένας οπτικός εξασθενητής, είναι ένα παθητικό στοιχείο το οποίο χρησιμοποιείται για τη μείωση της στάθμης ισχύος ενός οπτικού σήματος από έναν προκαθορισμένο παράγοντα στο σύστημα μετάδοσης οπτικών ινών. Η ένταση του σήματος περιγράφεται σε ντεσιμπέλ (dB) σε μια συγκεκριμένη απόσταση που ταξιδεύει το σήμα. Οι εξασθενητές οπτικών ινών χρησιμοποιούνται γενικά σε απλή λειτουργία μακρινών αποστάσεων.

Καθώς προωθήθηκαν οι τεχνολογίες, χρησιμοποιούνται πολλές αρχές στη λειτουργία του εξασθενητή οπτικών ινών για την επίτευξη της επιθυμητής μείωσης ισχύος. Αρκετές αρχές λειτουργίας των εξασθενητών οπτικών ινών εισάγονται εδώ.

Αρχή απώλειας χάσματος: στον εξασθενητή που χρησιμοποιεί την αρχή απώλειας χάσματος, η μείωση της οπτικής ισχύος επιτυγχάνεται με δύο ίνες οι οποίες διαχωρίζονται από τον αέρα για να αποδώσουν τη σωστή απώλεια. Το οπτικό σήμα εξασθενεί όταν διέρχεται ένα διαμήκες διάκενο μεταξύ δύο οπτικών ινών. Αυτός ο τύπος εξασθενητή ονομάζεται επίσης εξασθενητές διακένου αέρα οι οποίοι είναι επιρρεπείς σε ρύπανση από σκόνη και μπορεί να είναι ευαίσθητοι στις διακυμάνσεις της υγρασίας και της θερμοκρασίας. Επιπλέον, αυτό το εξασθενητή είναι πολύ ευαίσθητο στην κατανομή των τρόπων μπροστά από τον πομπό. Επομένως, συνιστάται να χρησιμοποιείται πολύ κοντά στον οπτικό πομπό. Όσο μακρύτερα ο εξασθενητής χάσματος αέρα τοποθετείται μακριά από τον πομπό, τόσο λιγότερο αποτελεσματικό είναι ο εξασθενητής και δεν επιτυγχάνεται η επιθυμητή απώλεια. Για να εξασθενήσει ένα σήμα πολύ κάτω από τη διαδρομή των ινών, πρέπει να χρησιμοποιηθεί οπτικός εξασθενητής με απορροφητικές ή ανακλαστικές τεχνικές. Η αρχή Gap-loss εμφανίζεται ως εξής εικόνα.

Απορροφητική Αρχή: καθώς το οπτικό σύστημα έχει την ατέλεια να απορροφά την οπτική ενέργεια και να την μετατρέπει σε θερμότητα. Αυτή η απορροφητική αρχή χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό του εξασθενητή οπτικών ινών, χρησιμοποιώντας το υλικό στην οπτική διαδρομή για την απορρόφηση της οπτικής ενέργειας. Αυτή η αρχή είναι πολύ απλή, ωστόσο, μπορεί να είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να μειωθεί η ισχύς του οπτικού σήματος. Η παρακάτω εικόνα δείχνει την απορροφητική αρχή.

Αντανακλαστική αρχή: μια άλλη ατέλεια των οπτικών ινών χρησιμοποιείται επίσης για τη μείωση της ισχύος σήματος, η οποία είναι αντανάκλαση. Η μεγάλη απώλεια ισχύος στις οπτικές ίνες προκαλείται από την αντανάκλαση ή τη σκέδαση. Το διάσπαρτο φως προκαλεί παρεμβολές στην ίνα, μειώνοντας έτσι την ισχύ του σήματος. Χρησιμοποιώντας την ανακλαστική αρχή (που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα), ο εξασθενητής οπτικών ινών θα μπορούσε να κατασκευαστεί ώστε να αντικατοπτρίζει μια γνωστή ποσότητα σήματος, επιτρέποντας έτσι να πολλαπλασιαστεί μόνο το επιθυμητό τμήμα του σήματος.

Χρησιμοποιούνται διάφορες αρχές για τη μείωση της μοναδικής ισχύος. Επίσης, διάφοροι τύποι εξασθενητών κατασκευάζονται για να ικανοποιούν διαφορετικές εφαρμογές. Το παρακάτω μέρος αφορά τους κύριους τύπους των εξασθενητών οπτικών ινών.

Σταθερές και μεταβλητές εξασθενητές είναι οι κύριοι τύποι που παρέχονται στη σημερινή αγορά. Τα χαρακτηριστικά τους εισάγονται.

Ο σταθερός εξασθενητής, όπως υποδηλώνει το όνομα, έχει σταθερό επίπεδο εξασθένησης. Ο σταθερός εξασθενητής μπορεί θεωρητικά να σχεδιαστεί για να παρέχει οποιαδήποτε επιθυμητή εξασθένηση και να ρυθμίζεται ώστε να παρέχει ακριβή ισχύ εξόδου. Οι σταθεροί εξασθενητές χρησιμοποιούνται συνήθως για εφαρμογές μιας λειτουργίας. Συνδέονται με τακτικούς συνδέσμους του ίδιου τύπου, για παράδειγμα FC, ST, SC και LC.

Οι μεταβλητές εξασθενητές επιτρέπουν μια σειρά ρυθμίσεων, παρέχοντας ακριβή ισχύ εξόδου σε πολλαπλά επίπεδα αποζημιώσεων. Οι μεταβλητές εξασθενητές μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους. Ο ένας είναι βηματικός μεταβλητός εξασθενητής ο οποίος μπορεί να αλλάξει την εξασθένηση του μοναδικού σε γνωστά στάδια όπως 0.1dB, 0.5dB ή 1 dB. Ο άλλος είναι συνεχώς μεταβλητός εξασθενητής. Αυτό το είδος εξασθενητή οπτικών ινών παράγει ακριβές επίπεδο εξασθένησης, με ευέλικτες ρυθμίσεις. Επιτρέπει στους χειριστές να ρυθμίζουν τον εξασθενητή ώστε να ικανοποιούν τις αλλαγές που απαιτούνται γρήγορα και με ακρίβεια χωρίς διακοπή του κυκλώματος. Είναι επίσης διαθέσιμα με διάφορες υποδοχές οπτικών ινών.

Ο εξασθενητής οπτικών ινών, μια σημαντική συσκευή που ελέγχει επακριβώς το επίπεδο ισχύος του οπτικού σήματος, σχεδιάζεται με διαφορετικές αρχές και τύπους λειτουργίας. Η απόκτηση των βασικών γνώσεων σχετικά με την αρχή λειτουργίας και τους τύπους εργασίας θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιλογή του εξασθενητή οπτικών ινών στις απαιτούμενες εφαρμογές.