Tipy pro tlumení optických vláken

Tlumiče optických vlákenzaujímat zvláštní místo voptické sítě-pasivní součástka, jejímž hlavním úkolem je zhoršit váš signál. Záměrně. Tato malá, nenáročná zařízení snižují úrovně optického výkonu tím, že pohlcují, odrážejí nebo rozptylují fotony prostřednictvím navržených mechanismů, čímž zabraňují saturaci přijímače, k níž dochází, když vysoce výkonné laserové zdroje zahltí obvody fotodetektoru. Fyzika je přímočará: příliš mnoho světla dopadajícího na lavinové fotodiody tlačí zařízení do oblasti nelineární odezvy, zkresluje průběh signálu a zvyšuje vaši bitovou chybovost. Atenuátory sedí mezi zdrojem a cílem a absorbují přebytek. V jednorežimových linkách na dlouhé vzdálenosti-provozujících 1550nm DFB lasery se zesílením EDFA{10}}kde se rozpočet na optický výkon může pohybovat o 20 nebo 30 dB v závislosti na rozpětí-se útlumový člen stává méně pohodlím než nutností.

Ale to neznamená, že je snadné je správně používat.

Zde je číslo, které lidi podrazí: 10 dB útlum nesníží váš signál o 10 %. Snižuje to o 90 %. Každých 10 dB je desetinásobek výkonu. Pokles o 3 dB sníží váš výkon na polovinu. 20 dB? Jste na 1 % toho, s čím jste začali.

Uvádím to, protože jsem pozoroval techniky, jak plácli 15 dB útlum, když potřebovali 5 dB, a pak strávili hodinu přemýšlením, proč spojení zhaslo. Decibely jsou logaritmické. Stupnice není intuitivní, pokud jste zvyklí uvažovat v procentech. Mějte po ruce konverzní graf-nebo si zapamatujte klíčové hodnoty. 3 dB je polovina. 10 dB je jedna-desatina. Všechno ostatní je matematika.

Pevné atenuátory se dodávají v předem určených hodnotách-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB jsou běžné přírůstky. Koupíte si, co potřebujete. Zapojte to. Hotovo. Jsou levné, obvykle pod 20 USD za slušnou kvalitu a selhávají pouze tehdy, když je fyzicky rozbijete nebo kontaminujete koncovou plochu, kterou nelze obnovit. Pro trvalé instalace, kde jste si vypočítali svůj rozpočet na propojení a přesně víte, jak velký útlum port přijímače vyžaduje, je řešením pevné.

Variabilní útlumové prvky umožňují nastavit útlum v rozsahu -obvykle 1-30 dB nebo přibližně- pomocí kolečka, mikrometrického šroubu nebo někdy elektronického ovládání. Vybavení laboratoře. Testovací scénáře. Zprovoznění sítě, při kterém testujete spojení postupným snižováním signálu, dokud se nezdaří. Jsou dražší. Jsou také mechanicky složitější, což znamená více bodů potenciálního selhání.

Pokud k tomu nemáte konkrétní důvod, nepoužívejte proměnný atenuátor jako trvalou součást instalace. Viděl jsem je unášet časem, zvláště ty levnější. Kolísání teploty, vibrace, postupné uvolňování nastavovacích mechanismů-váš pečlivě nastavený útlum 7 dB se o osmnáct měsíců později změní na 8,5 dB a najednou řešíte občasné chyby, které nikdo nedokáže vysvětlit.

Tlumiče se dodávají ve všech variantách konektorů, se kterými jste se u vláken setkali: LC, SC, FC, ST a stále častěji MTP/MPO pro aplikace s vysokou{0}}hustotou. Na typu konektoru záleží méně než na správném provedení. SC atenuátor se samozřejmě nespojí s vaším LC patch panelem. Ale jemněji: LC/UPC atenuátor zapojený do LC/APC portu vytváří vzduchovou mezeru, masivní vložný útlum a potenciálně ničí obě koncové-čela.

Barevné kódování existuje z nějakého důvodu. Modrá nebo béžová znamená UPC (Ultra Physical Contact). Zelená znamená APC (Angled Physical Contact). Nikdy je nemíchejte.

Tohle není paranoia. Konektor APC má 8-úhel leštěný do čela-ferule. Tento úhel směřuje zpět-odražené světlo do pláště, nikoli přímo zpět ke zdroji laseru. Když zaseknete plochý konektor UPC proti šikmému portu APC, vlákna vláken se nezarovnají. Světlo se rozptýlí všude. Návratová ztráta je katastrofální. A pokud je násilně spojíte opakovaně, fyzicky rozbijete sklo.

Gap-útlumiče ztráty{1}}typu, který vytváří malý vzduchový prostor mezi konci vláken,-musí být blízko vysílače. Na pozici záleží. Pokud nainstalujete mezerové-ztrátové zařízení daleko za spoj, již jste umožnili plnému-paprsku, aby se šířil kilometry vláken, kde by mohl vyvolat nežádoucí nelineární efekty nebo hromadit odrazy, které destabilizují zdrojový laser.

Absorpční atenuátory (dopované vlákno, iontové -implantované typy) jsou při umístění shovívavější, ale konvenční moudrost stále upřednostňuje instalaci na straně vysílače, pokud je to možné.

Zde je praktický důvod, o kterém nikdo nemluví: propojovací panely se dotýkají. Mnoho. Technici si vyměňují kabely. Přidávají souvislosti, odstraňují je, čistí věci, rozbíjejí věci. Pokud váš atenuátor sedí na propojovacím panelu na straně přijímače a někdo škubne špatným kabelem, ten transceiver za 300 $ najednou vidí naplno. Je lepší utlumit dříve, než signál vůbec opustí vysílací kryt.

Některé tlumiče-zejména levné mezerové-typy ztrátové a reflexní-mají špinavé tajemství: vysoký zadní odraz. Mohou poskytovat přesně takový útlum, jaký jste si objednali, ale odrážejí měřitelný zlomek dopadajícího světla přímo zpět na vysílač. Pro určité aplikace, zejména analogové CATV nebo jakýkoli systém využívající úzkou -šířku čáry DFB lasery, je to smrt. Odražené světlo znovu vniká do dutiny laseru, destabilizuje výstup a vytváří 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. Absorpční atenuátory zde obecně fungují lépe než mezerové-ztrátové konstrukce.

Pokud datový list neuvádí ztrátu návratnosti, předpokládejte nejhorší.

Fiber optic attenuators

Už víte, že potřebujete vyčistit koncové-plošky vláken. Atenuátory nejsou výjimkou. Ve skutečnosti jsou horší,-protože tlumiče často žijí polotrvale-v propojovacích panelech nebo přepážkových adaptérech a hromadí se v nich prach po celé měsíce mezi kontrolami, zatímco všichni předpokládají, že jsou „pasivní, utěsněné, bezúdržbové-“.

nejsou.

1-mikronová částice na jednom-jádru blokuje asi 1 % světla. Částice o velikosti 9-mikronů – stále neviditelná bez zvětšení – může uzavřít celé jádro. A tady je nakopávačka: kontaminace nezpůsobuje jen ztrátu vložení. Nečistoty zachycené mezi spojenými konektory mohou poškrábat sklo a způsobit trvalé poškození. Viděl jsem, jak technici obviňují "nefunkční tlumiče", když skutečným problémem byl olej z otisků prstů z poslední instalace.

Před spárováním zkontrolujte každou koncovou-plochu pomocí 200násobného rozsahu. Čistěte pomocí vhodných vláknitých ubrousků a schválených rozpouštědel-IPA zanechává zbytky, takže specializované kapaliny stojí za to. Po vyčištění znovu zkontrolujte. Mentalita „jednou čisté a hotovo“ zde nefunguje.

Multimódové systémy zřídka vyžadují útlumové články. VCSEL a LED pohánějící multimódové vlákno jednoduše nevydávají dostatek energie k nasycení moderních přijímačů. Pokud někdo specifikuje atenuátory pro vaši kampusovou síť OM3/OM4, zeptejte se.

Krátké jedno{0}}režimové odkazy-pod několik set metrů se standardními vysílači a přijímači-je často nepotřebují. Matematika ztrátového rozpočtu obvykle vyjde. Jsou to dlouhé-rozpětí, zesílená spojení, scénáře, kdy se 10 dBm vysílač setká s přijímačem s prahem přetížení -3 dBm, které vyžadují aktivní řízení spotřeby.

Nejprve spočítejte. Ztlumit sekundu.

Existuje starý polní hack, který se objeví vždy, když někdo potřebuje útlum a nemá útlum: několikrát omotejte vlákno kolem tužky, abyste vyvolali ztrátu ohybu.

funguje to? Technicky ano. Ohýbání vlákna za jeho minimální poloměr propouští světlo do pláště.

Měli byste to udělat? rozhodně ne.

Namáhané vlákno časem slábne. Mikro-zlomeniny se množí. Tato „dočasná oprava“ se stane bodem selhání o šest měsíců později, když cyklování teploty prostředí dokončí to, co jste začali. Také útlum ohybu je velmi variabilní-závisí na vlnové délce, typu vlákna, poloměru ohybu, počtu ovinutí a fázi měsíce. Nemůžete to zkalibrovat. Nemůžete to zdokumentovat. A až další technik narazí na vaše vlákno-obalené tužkou, bude proklínat vaše jméno.

Kupte si správný atenuátor. Stojí méně než hodiny odstraňování problémů, které jinak strávíte.

Před instalací jakéhokoli atenuátoru ověřte jeho skutečnou hodnotu útlumu pomocí měřiče optického výkonu. Budete potřebovat světelný zdroj s vaší provozní vlnovou délkou-1310nm, 1550nm, cokoliv odpovídá vašemu systému – a kalibrovanou referenci.

Připojte zdroj přímo k měřiči. Poznamenejte si odečet výkonu (P1). Vložte atenuátor. Poznamenejte si novou hodnotu (P2). Útlum=P1 - P2 v dB.

Ten atenuátor za 5 $ označený jako "10 dB" by mohl ve skutečnosti poskytnout 8,7 dB. Nebo 11,2 dB. Výrobní tolerance se liší. Pro většinu aplikací nezáleží na ±1 dB. Pro přesné testování na tom hodně záleží.

Variabilní atenuátory vyžadují pravidelné ověřování. Kalibrace se posunuje. To, co říká ciferník a co světlo skutečně vidí, se v průběhu času liší a cykly používání.

Fiber optic attenuators

Zeslabovače mají vlnovou délku-určenou z nějakého důvodu. Absorpční charakteristiky dopovaného vlákna, difrakční chování ve vzduchových mezerách, reakce tenkého -potahu filmu-, to vše se mění s vlnovou délkou. Atenuátor určený pro 1550nm provoz může fungovat úplně jinak při 1310nm.

Většina moderních atenuátorů je kompatibilní s „duálním-oknem“ pro 1310/1550nm, běžné telekomunikační vlnové délky. Ale nepředpokládejte. A pokud pracujete se speciálními vlnovými délkami-850nm multimode, 1625nm pro testování OTDR, C-pásmo DWDM kanály – ověřte kompatibilitu explicitně.

Potřebujete 17 dB, ale máte pouze 10 dB a 5 dB atenuátory? Naskládejte je. Útlum v dB je aditivní: 10 + 5=15 dB, navíc získáte jeden nebo dva dB navíc z dalšího spojeného připojení.

Tohle funguje dobře. Jen nezapomeňte, že každá další protilehlá plocha způsobuje ztrátu konektoru (~0,3{2}}0,5 dB každý), další body odrazu a další pár-koncových ploch, které je třeba udržovat v čistotě. Pro jednorázová testovací nastavení je stohování rozumné. Pro trvalé instalace objednejte správnou hodnotu.

Také: neskládejte více než tři atenuátory. V určitém okamžiku jen budujete řetězec ztráty konektoru s nepředvídatelným chováním.

Tlumiče zpětné smyčky jsou speciálním typem-odrážejí signál zpět na sebe a zároveň jej tlumí. Inženýři je používají pro testování párů vysílač/přijímač bez druhého zařízení, pro vypalování-při testování karet optických linek, pro různé laboratorní scénáře, kde potřebujete zatížit optický port.

Nejsou pro síťové použití. Odraz je záměrný, ale stále je to odraz. Umístění atenuátoru zpětné smyčky do živého obvodu zaručuje degradaci signálu a pravděpodobně záměnu zařízení.

Zmiňuji to proto, že tvarový faktor vypadá identicky se standardními inline atenuátory. Označte svůj inventář.

Atenuátory jsou jednoduché komponenty, které vykonávají jednoduchou práci: řízenou redukci signálu. Ale "jednoduchost" v optice vždy skrývá složitost. Kompatibilita konektoru, typ lesku, umístění, čistota, specifikace ztráty zpětného toku, přizpůsobení vlnové délky-něco z toho pokazíte a vaše jednoduchá pasivní součástka se stane zdrojem hodin řešení problémů.

Mějte po ruce několik náhradních tlumičů v běžných hodnotách. Zdokumentujte, co a kde instalujete. Před důvěrou otestujte. Čistěte posedle.

Signál na tom závisí.