Atenuadors de fibra òpticaocupa un nínxol peculiarxarxes òptiques-un component passiu la funció del qual és empitjorar el vostre senyal. A propòsit. Aquests dispositius petits i modestos redueixen els nivells de potència òptica absorbint, reflectint o difent fotons mitjançant mecanismes dissenyats, evitant la saturació del receptor que es produeix quan les fonts làser de gran-potència desborden els circuits del fotodetector. La física és senzilla: massa llum que colpeja un fotodíode d'allau empeny el dispositiu cap a un territori de resposta no lineal, distorsionant la forma d'ona del senyal i augmentant la taxa d'error de bits. Els atenuadors se situen entre la font i la destinació, absorbint l'excés. En enllaços de llarg recorregut-mode únic-que fan servir làsers DFB de 1550 nm amb amplificació EDFA-on els pressupostos de potència òptica poden oscil·lar entre 20 o 30 dB segons l'enginyeria d'abast-l'atenuador esdevé menys una comoditat que una necessitat.
Però això no vol dir que siguin senzills d'utilitzar correctament.
La cosa dB
Aquí hi ha una xifra que enganxa la gent: un atenuador de 10 dB no talla el vostre senyal en un 10%. Ho redueix en un 90%. Cada 10 dB és un factor deu de potència. Una caiguda de 3 dB redueix a la meitat la vostra potència. 20 dB? Has baixat a l'1% del que vas començar.
Apunto això perquè he vist com els tècnics van colpejar un atenuador de 15 dB quan necessitaven 5 dB i, després, vaig passar una hora preguntant-me per què l'enllaç es va enfosquir. Els decibels són logarítmics. L'escala no és intuïtiva si esteu acostumats a pensar en percentatges. Teniu a mà un gràfic de conversió-o memoritzeu els valors clau. 3 dB és la meitat. 10 dB és una-desena part. Tota la resta són matemàtiques.
Fix o variable: Tria el teu verí
Els atenuadors fixos tenen valors predeterminats-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB i 20 dB són els increments habituals. Compreu el que necessiteu. Endolla'l. Fet. Són barats, normalment menys de 20 dòlars per a una qualitat decent, i només fallen quan els trenqueu físicament o contamineu la cara final més enllà de la recuperació. Per a instal·lacions permanents on hàgiu calculat el vostre pressupost d'enllaç i sabeu exactament quina atenuació requereix el port del receptor, el camí a seguir és el que cal fer.
Els atenuadors variables us permeten marcar l'atenuació en un rang-normalment d'1-30 dB o més o menys-utilitzant una roda de pols, un cargol micròmetre o, de vegades, un control electrònic. Equip de laboratori. Escenaris de prova. Posada en marxa de la xarxa on esteu provant un enllaç reduint gradualment el senyal fins que falla. Costen més. També són mecànicament més complexos, el que significa més punts de possible fallada.
No utilitzeu un atenuador variable com a component d'instal·lació permanent tret que tingueu una raó específica. Els he vist anar a la deriva amb el temps, sobretot els més econòmics. Els canvis de temperatura, la vibració, l'afluixament gradual dels mecanismes d'ajust-la vostra atenuació de 7 dB ajustada amb cura es converteix en 8,5 dB divuit mesos després, i de sobte esteu solucionant errors intermitents que ningú pot explicar.
Tipus de connectors: Match o Die
Els atenuadors tenen tots els tipus de connectors que heu trobat en fibra: LC, SC, FC, ST i cada cop més MTP/MPO per a aplicacions d'alta-densitat. El tipus de connector importa menys que fer-ho bé. Un atenuador SC no s'acoblarà amb el vostre panell de connexió LC, òbviament. Però de manera més subtil: un atenuador LC/UPC connectat a un port LC/APC crea un buit d'aire, una pèrdua massiva d'inserció i potencialment destrueix les dues cares-extrems.
La codificació de colors existeix per un motiu. Blau o beix significa UPC (Ultra Physical Contact). El verd significa APC (Angled Physical Contact). No els barregis mai.
Això no és paranoia. El connector APC té un angle de 8-graus polit a la cara de l'extrem-de la virola. Aquest angle dirigeix cap enrere-la llum reflectida cap al revestiment en lloc de cap enrere cap a la font làser. Quan encaixeu un connector UPC pla contra un port APC inclinat, els nuclis de fibra no s'alineen. La llum es dispersa per tot arreu. La pèrdua de retorn és catastròfica. I si els acompanyes força repetidament, físicament talleu el vidre.
On posar l'atenuador
Els atenuadors de -pèrdues-del tipus que creen un petit espai d'aire entre els extrems de la fibra-han d'apropar-se al transmissor. La posició importa. Si instal·leu un dispositiu de pèrdua-gap-al llarg de l'enllaç, ja heu permès que el feix-de potència complet es propagui a través de quilòmetres de fibra on podria provocar efectes no lineals no desitjats o acumular reflexos que desestabilitzin el làser font.
Els atenuadors d'absorció (fibra dopada, tipus implantats d'ions-) són més tolerants a l'hora de col·locar-los, però la saviesa convencional encara afavoreix la instal·lació lateral del transmissor-quan és possible.
Aquesta és la raó pràctica de la qual ningú parla: els panells de connexió es toquen. Molts. Els tècnics intercanvien els cables. Afegeixen connexions, les eliminen, netegen coses, trenquen coses. Si el vostre atenuador s'asseu al tauler de connexió del costat del receptor i algú treu el cable equivocat, aquest transceptor de 300 dòlars veurà de sobte tot plegat. És millor atenuar abans que el senyal surti mai del recinte de transmissió.
El problema de la pèrdua de retorn
Alguns atenuadors-especialment els tipus de pèrdua barata-i reflectants-tenen un secret brut: la reflexió posterior alta. Poden oferir exactament l'atenuació que vau demanar, però reflecteixen una fracció mesurable de la llum incident directament al transmissor. Per a determinades aplicacions, especialment CATV analògic o qualsevol sistema que utilitzi làsers DFB d'amplada de línia estreta-, això és la mort. La llum reflectida torna a-entrar a la cavitat del làser, desestabilitza la sortida i crea pics de soroll.
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. Els atenuadors d'absorció generalment funcionen millor aquí que els dissenys de pèrdua-gap.
Si el full de dades no especifica la pèrdua de retorn, suposa el pitjor.
Neteja. Sí, de nou.
Ja sabeu que heu de netejar les cares{0}}finals de la fibra. Els atenuadors no són una excepció. De fet, són pitjors-perquè els atenuadors sovint viuen semi-permanentment en panells de connexió o adaptadors de mampares, acumulant pols durant mesos entre inspeccions, mentre que tothom assumeix que són "passius, segellats i lliures de manteniment-".
No ho són.
Una partícula d'1-micra en un nucli d'un sol-mode bloqueja aproximadament l'1% de la llum. Una partícula de 9-micres, encara invisible sense augment, pot ocluir tot el nucli. I aquí està el punt de mira: la contaminació no només provoca pèrdua d'inserció. Els residus atrapats entre els connectors acoblats poden ratllar el vidre, creant danys permanents. He vist que els tècnics culpan als "atenuadors fallits" quan el problema real era un frotis d'oli d'empremtes dactilars de l'última instal·lació.
Inspeccioneu totes les cares-extrems amb un abast de 200x abans de l'aparellament. Netegeu amb tovalloletes de fibra adequades i dissolvent aprovat-l'IPA deixa residus, de manera que els fluids especialitzats valen la pena. Inspeccioneu de nou després de netejar. La mentalitat de "netejar una vegada i fet" no funciona aquí.
Quan no en necessiteu cap
Els sistemes multimode rarament requereixen atenuadors. Els VCSEL i els LED que condueixen la fibra multimode simplement no emeten prou potència per saturar els receptors moderns. Si algú especifica atenuadors per a la vostra xarxa de campus OM3/OM4, feu preguntes.
Els enllaços curts-mode únic-menys d'uns quants centenars de metres amb transceptors estàndard-tampoc no els necessiten sovint. Les matemàtiques del pressupost de pèrdues solen funcionar. Són els intervals de llarg-recorregut, els enllaços amplificats, els escenaris en què un transmissor de 10 dBm es troba amb un receptor amb un llindar de sobrecàrrega de -3 dBm els que demanen una gestió activa de l'energia.
Calculeu primer. Atenuar segon.
El truc del llapis (no fer-ho)
Hi ha un vell hack de camp que apareix sempre que algú necessita atenuació i no té un atenuador: emboliqueu la fibra al voltant d'un llapis unes quantes vegades per induir la pèrdua de flexió.
Funciona? Tècnicament, sí. Doblar la fibra més enllà del seu radi mínim sagna llum al revestiment.
Ho hauries de fer? Absolutament no.
La fibra estressada es debilita amb el temps. Les micro-fractures es propaguen. Aquesta "correcció temporal" es converteix en un punt de fallada sis mesos després quan el cicle de temperatura ambiental acaba el que vau començar. A més, l'atenuació de flexió és molt variable-depèn de la longitud d'ona, el tipus de fibra, el radi de flexió, el nombre d'embolcalls i la fase de la lluna. No el pots calibrar. No ho pots documentar. I quan la propera tecnologia es trobi amb la teva fibra-embolicada amb llapis, maleirà el teu nom.
Compra l'atenuador correcte. Costen menys que les hores de resolució de problemes que passareu d'una altra manera.
Prova el teu atenuador
Abans d'instal·lar qualsevol atenuador, verifiqueu el seu valor d'atenuació real amb un mesurador de potència òptic. Necessitareu una font de llum a la vostra longitud d'ona operativa-1310 nm, 1550 nm, el que coincideixi amb el vostre sistema, i una referència calibrada.
Connecteu la font al comptador directament. Tingueu en compte la lectura de potència (P1). Inseriu l'atenuador. Observeu la nova lectura (P2). Atenuació=P1 - P2 en dB.
Aquest atenuador de 5 dòlars etiquetat com a "10 dB" podria oferir 8,7 dB. O 11,2 dB. Les toleràncies de fabricació varien. Per a la majoria d'aplicacions, ±1 dB no importa. Per a les proves de precisió, és molt important.
Els atenuadors variables necessiten una verificació periòdica. La calibració deriva. El que diu el dial i el que realment veu la llum divergeixen amb el temps i els cicles d'ús.
Una nota sobre la longitud d'ona
Els atenuadors s'especifiquen en longitud d'ona-per un motiu. Les característiques d'absorció de la fibra dopada, el comportament de difracció als buits d'aire, les respostes del recobriment de pel·lícula fina--tots varien amb la longitud d'ona. Un atenuador classificat per a un funcionament de 1550 nm pot funcionar de manera completament diferent a 1310 nm.
La majoria dels atenuadors moderns són compatibles amb la "-finestra dual" per a 1310/1550 nm, les longituds d'ona habituals de les telecomunicacions. Però no assumeixis. I si treballeu amb longituds d'ona especials-850 nm multimode, 1625 nm per a proves OTDR, canals DWDM de banda C-verifiqueu la compatibilitat explícitament.
Atenuadors d'apilament
Necessites 17 dB però només tens atenuadors de 10 dB i 5 dB? Apila'ls. L'atenuació en dB és additiva: 10 + 5=15 dB, a més obtindreu un o dos dB addicionals de la connexió acoblada addicional.
Això funciona bé. Només recordeu que cada superfície d'acoblament addicional introdueix una pèrdua de connector (~0,3-0,5 dB cadascun), punts de reflexió addicionals i un altre parell de cares-extrems per mantenir-los nets. Per a les configuracions de prova d'una sola vegada, l'apilament és raonable. Per a instal·lacions permanents, demaneu el valor correcte.
A més: no apileu més de tres atenuadors. En algun moment només esteu construint una cadena de pèrdua de connectors amb un comportament impredictible.
L'atenuador de bucle
Els atenuadors de bucle són una classe especial-reflecteixen el senyal sobre si mateixes alhora que l'atenuen. Els enginyers els utilitzen per provar parells transmissor/receptor sense un segon dispositiu, per gravar-en proves de targetes de línia òptica, per a diversos escenaris de laboratori on necessiteu una càrrega en un port de fibra.
No són per a ús en xarxa. La reflexió és intencionada, però no deixa de ser una reflexió. Posar un atenuador de bucle en un circuit en viu garanteix la degradació del senyal i probablement la confusió de l'equip.
Esmento això perquè el factor de forma sembla idèntic als atenuadors en línia estàndard. Etiqueta el teu inventari.
Pensament final
Els atenuadors són components simples que fan una feina senzilla: reducció controlada del senyal. Però "simple" en fibra òptica sempre amaga complexitat. La compatibilitat del connector, el tipus de poliment, la ubicació, la neteja, les especificacions de pèrdua de retorn, la concordança de longitud d'ona-s'equivoquen i el vostre senzill component passiu es converteix en la font d'hores de resolució de problemes.
Mantingui uns quants atenuadors de recanvi en valors comuns a mà. Documenteu què instal·leu i on. Prova abans de confiar. Netejar obsessivament.
El senyal depèn d'això.
