Wat is een glasvezelverzwakker?

A glasvezel verzwakkeris een passief apparaat dat is ontworpen om opzettelijk het vermogensniveau te verminderen van een optisch signaal dat zich via een glasvezelverbinding voortplant. In tegenstelling tot versterkers die signalen versterken, werken verzwakkers door gecontroleerd verlies-gemeten in decibel (dB)-in het transmissiepad te introduceren. De onderliggende fysica omvat absorptie-, verstrooiings- of verplaatsingsmechanismen die fotonische energie op een voorspelbare, gekalibreerde manier verspreiden. Deze componenten vinden hun voornaamste nut in single-mode glasvezelinfrastructuur, waar krachtige-laserbronnen routinematig uitgangsniveaus genereren die gevoelige fotodetectorcircuits kunnen verzadigen of beschadigen.

Hier is iets dat mensen overrompelt. Je besteedt duizenden euro's aan het ontwerpen van een glasvezelnetwerk met minimaal verlies, je bent geobsedeerd door de verbindingskwaliteit en de netheid van de connectoren-en dan blijkt het signaal te sterk.

Overbelasting van de ontvanger is een reëel fenomeen. Wanneer het optische vermogen de bedrijfsdrempel van een fotodiode overschrijdt, raakt de detector verzadigd. De versterker klemt. Het aantal bitfouten stijgt. In analoge systemen zoals CATV-distributie ontstaan vervormingsproducten die de beeldkwaliteit merkbaar verslechteren. De ironie gaat niet verloren bij veldtechnici die hun carrière hebben besteed aan het bestrijden van verzwakking, maar ontdekken dat ze er nu weer wat aan moeten toevoegen.

Het werkingsbereik van de ontvanger ligt tussen twee grenzen: gevoeligheid aan de lage kant (waar ruis het signaal overtreft) en overbelasting aan de hoge kant (waar verzadiging de gegevens corrumpeert). In de meeste datasheets worden deze limieten duidelijk gespecificeerd-zo van -30 dBm tot -15 dBm voor respectievelijk gevoeligheid en overbelasting. Mis grens- en prestatietanks.

De mechanismen variëren meer dan je zou verwachten.

Gap-verliesverzwakkersexploiteren van een opzettelijke luchtruimte tussen de eindvlakken van de vezels. Licht dat de invoervezel verlaat, verspreidt zich terwijl het de opening overschrijdt; slechts een deel koppelt in de ontvangende kern. Eenvoudige natuurkunde. Hoe groter de kloof, hoe hoger de verzwakking-hoewel deze benadering reflectieproblemen met zich meebrengt die bij bepaalde toepassingen enorm van belang zijn.
Gedoteerde vezelsis de voorkeursoplossing in de meeste commerciële vaste verzwakkers. Fabrikanten introduceren metaalionen in een kortvezelsegment, waardoor absorptie ontstaat die optische energie omzet in warmte. De dempingswaarde blijft opmerkelijk stabiel bij temperatuurschommelingen en veroorzaakt geen problematische terug-reflecties. Je vindt deze in die compacte verzwakkers van mannelijke-naar-vrouwelijke plug-stijl die overal in patchpanelen te vinden zijn.
Neutrale dichtheidsfiltersverschijnen in variabele verzwakkers en testapparatuur. Een gedeeltelijk ondoorzichtig element bevindt zich in een gecollimeerd straalpad tussen twee focusseerlenzen. Verplaats het element dieper in de balk en de demping neemt toe. De opstelling vereist nauwkeurige uitlijning, maar levert golflengte-onafhankelijke prestaties over brede spectrale bereiken-die van cruciaal belang zijn voor DWDM-tests waarbij meerdere kanalen de C--band overspannen.

Er is ook de doornwikkeltruc. Wikkel het single--patchsnoer een paar keer rond een potlood en je hebt buigverlies veroorzaakt. Technici gebruiken dit al tientallen jaren in nood. Het werkt. Het is gratis. De glasvezelleveranciers hebben er een hekel aan, omdat kleine-buigingen het glas belasten en op de lange- termijn betrouwbaarheidsproblemen kunnen veroorzaken. Maar als je om 02.00 uur bezig bent met het oplossen van problemen en je hebt niet de juiste vaste verzwakker, dan doe je wat je moet doen.

Vaste verzwakkers bieden een vaste verzwakkingswaarde: 1 dB, 5 dB, 10 dB, 20 dB, ongeacht de toepassingseisen. Ze zijn goedkoop, betrouwbaar en vereisen geen enkele aanpassing. Systeemontwerpers berekenen het energiebudget tijdens de planning, specificeren de vereiste verzwakking om het ontvangervermogen binnen het werkingsbereik te centreren en installeren de juiste vaste verzwakker. Klaar.

De wiskunde is niet ingewikkeld. Zenderuitgang minus kabelinstallatieverlies minus vaste verzwakkerwaarde moet gelijk zijn aan iets dat comfortabel is binnen het werkingsvenster van de ontvanger. Laat een marge voor connectorveroudering en temperatuurschommelingen-misschien 3 dB aan weerszijden van de nominale waarde.

Variabele verzwakkers openen verschillende mogelijkheden. Ze zijn uiteraard van belang voor het testen. Een optisch ingenieur die de gevoeligheid van de ontvanger karakteriseert, moet de verzwakking over een breed bereik vegen terwijl hij BER bewaakt. Handmatig variabele dempers met stelschroeven zorgen voor werk op de bank; gemotoriseerde versies kunnen worden geïntegreerd in geautomatiseerde testsystemen waarbij de productiviteit de kostenpremie rechtvaardigt.

Maar variabelen komen ook voor in gebruikte systemen. Erbium-gedoteerde vezelversterkers in lange-netwerken vereisen kanaalvereffening. Verschillende golflengten in een DWDM-systeem ervaren verschillende versterkingen via de versterker-een fenomeen dat gain tilt wordt genoemd. Met variabele optische verzwakkers (VOA's) per-kanaal kunnen netwerkoperators het uitgangsspectrum afvlakken. Sommige van deze VOA's reageren elektronisch, met behulp van MEMS-microspiegels of vloeibaar-kristalelementen die de verzwakking aanpassen op basis van besturingssignalen van netwerkbeheersystemen.

De connectorinterface bepaalt waar een verzwakker fysiek kan worden geïnstalleerd. LC-, SC-, FC-, ST-verzwakkers zijn verkrijgbaar in alle standaardconfiguraties. Zorg ervoor dat de verzwakkerconnector overeenkomt met uw geïnstalleerde installatie. Voor de hand liggend, maar het vermelden waard.

Man-naar-vrouwelijk (stekkerstijl)

verzwakkers worden rechtstreeks op de ontvanger geplaatst, tussen de patchpaneelpoort en de apparatuuringang. Dit is de meest voorkomende implementatieconfiguratie. De verzwakker heeft een mannelijke connector die wordt aangesloten op de vrouwelijke aansluiting van de ontvanger, en een vrouwelijke adapter accepteert de inkomende patchkabel.

Vrouw-naar-vrouwelijk (schotstijl)

verzwakkers vervangen een standaard koppeladapter. Beide poorten accepteren mannelijke connectoren. Deze werken goed in patchpanelen waar u wilt dat de verzwakking in de verbinding wordt ingebouwd in plaats van aan de apparatuur te bungelen.

In-line-verzwakkers

integreren in patchcords zelf. Ze zien eruit als gewone glasvezelkabels met ergens in de lengte een kleine behuizing. Schonere installaties. Geen afzonderlijk onderdeel om te volgen of neer te zetten.

Voor APC-toepassingen (hoekig fysiek contact) is het polijsttype van de connector van belang. APC-dempers passen bij APC-connectoren; het mixen van APC en UPC leidt tot rampen. De hoek van 8- graden op de APC-eindvlakken verhindert paring met platte-gepolijste UPC-connectoren, maar mensen proberen het toch, en de daaruit voortvloeiende schade kan hele verbindingssegmenten vervuilen met vuil.

fiber optic attenuator

Niet alle verzwakkers presteren even goed. Verschillende parameters scheiden adequate componenten van precisie-instrumenten.

Nauwkeurigheid van de demping

beschrijft hoe nauw het werkelijke verlies overeenkomt met de nominale waarde. Een verzwakker van 10 dB kan in de praktijk 9,7 dB of 10,4 dB meten. Tolerantiespecificaties bedragen doorgaans ±0,5 dB voor lage waarden en ±5% voor hogere verzwakkingen. Precisietestverzwakkers versterken dit aanzienlijk-tot ±0,05 dB voor instrumenten van kalibratie-kwaliteit.

Terug verlies

kwantificeert terug-reflecties. Laag retourverlies betekent hoge reflectie-slecht nieuws voor laserzenders die gevoelig zijn voor optische feedback. Gap-verliesverzwakkers hebben het hier vaak moeilijk. Gedoteerde-vezelontwerpen blinken uit en behalen routinematig een rendementsverlies van 50+ dB. Voor analoge videosystemen of coherente transmissieapparatuur kunnen reflectiespecificaties een implementatie maken of breken.

Golflengteafhankelijkheid

heeft invloed op breedbandtoepassingen. Een verzwakker die is geoptimaliseerd voor 1550 nm kan een ander verlies vertonen bij 1310 nm. Controleer het specificatieblad. De meeste commerciële verzwakkers werken redelijk in beide vensters, maar aannames brengen mensen in de problemen.

Vermogensafhandeling

wordt kritisch in de buurt van versterkers met een hoog-vermogen. Connector-verzwakkers absorberen energie aan het eindvlak van de vezel, en extreme vermogensdichtheden kunnen de interface beschadigen. Uitgebreide-bundelontwerpen kunnen een hoger vermogen verwerken door de bundel over een groter gebied te verspreiden voordat verzwakking optreedt.

Single{0}}systemen domineren het gebruik van verzwakkers, omdat laserbronnen met single-mode voldoende stroom produceren om problemen te veroorzaken. De combinatie van een smalle kerndiameter en coherente laseruitvoer zorgt voor hoge vermogensdichtheden die fotodetectoren niet altijd kunnen verdragen,-vooral bij korte verbindingsoverspanningen waar minimaal kabelverlies optreedt.

Multimode-toepassingen hebben zelden verzwakkers nodig. LED-bronnen en VCSEL's die multimode links voeden, leveren simpelweg niet genoeg optisch vermogen om ontvangers te overbelasten, zelfs over minimale afstanden. De grotere kerndiameter verdeelt het vermogen over meerdere voortplantingsmodi, en de beperkingen van de bronuitgang verminderen het risico op overbelasting verder.

Dat gezegd hebbende, bestaan er multimode verzwakkers. Bepaalde testscenario's vereisen ze. En sommige krachtige-multimode verticale-cavity-lasers in moderne datacenterverbindingen verleggen grenzen die eerdere generaties niet benaderden.

Eén complicatie: mode-afhankelijk verlies. Verzwakkers die gebruikmaken van ruimtelijke filtering (zoals variabele ontwerpen van het type blade-) beïnvloeden verschillende modi op verschillende manieren. Modi van hogere-orde die dichtbij de kern-bekledingsgrens reizen, ervaren meer demping dan fundamentele modi die geconcentreerd zijn in het kerncentrum. Deze modusafhankelijkheid maakt het nauwkeurig meten van de demping lastig in multimode-systemen.

Plaats verzwakkers aan het ontvangeruiteinde van de link. Dit is niet willekeurig.

Door de verzwakker op de zender te plaatsen, wordt het vermogen verminderd, maar ontstaat er bij het testen hoofdpijn. U kunt het ontvangen vermogen niet gemakkelijk meten zonder iets los te koppelen. U kunt niet verifiëren dat de verzwakker het juiste verlies oplevert zonder naar het uiteinde te lopen.

Op de ontvanger wordt uw vermogensmeter daar aangesloten. Meet terwijl de verzwakker op zijn plaats zit. Meten zonder. Controleer of de delta overeenkomt met de verwachtingen. Pas indien nodig aan (voor variabeletypen). Eenvoudige werkstroom.

Bij de plaatsing van de ontvanger wordt ook rekening gehouden met reflectie. Eventuele terugreflectie-van de verzwakker moet de gehele verbindingslengte afleggen voordat deze de zender bereikt-en wordt verzwakt door het verlies van de kabelinstallatie onderweg. Plaats de verzwakker op de zender en reflecties keren ongehinderd terug in de laserholte. Sommige zenders gaan hier prima mee om; andere destabiliseren merkbaar.

Neem een typisch scenario. Uw zender levert minimaal 0 dBm. De ontvanger specificeert een werkbereik van -15 tot -30 dBm, wat betekent dat hij overbelast raakt boven -15 dBm en onder de gevoeligheid valt onder -30 dBm.

Het verlies van uw kabelinstallatie bedraagt in totaal 7 dB. Connectoren, splitsingen, vezelverzwakking-alles-in.

Zonder tussenkomst is het ontvangen vermogen gelijk aan het uitgangsvermogen van de zender minus het verlies: 0 dBm min 7 dB is gelijk aan -7 dBm. Dat is boven de overbelastingsdrempel van -15 dBm. De ontvanger zal verzadigen.

U moet het ontvangen vermogen terugbrengen tot ongeveer -20 dBm tot -25 dBm, wat comfortabel binnen het werkingsbereik ligt, met een marge over. Doel: -22 dBm.

Vereist totaal verlies: 0 dBm minus (-22 dBm) is gelijk aan 22 dB. Je hebt al 7 dB van de kabelinstallatie. Extra demping nodig: 22 min 7 is gelijk aan 15 dB.

Installeer een vaste verzwakker van 15 dB bij de ontvanger. Controleer dit met een vermogensmeter. Ga verder.

Naast permanente installatie vervullen verzwakkers een cruciale rol bij systeemkwalificatie en probleemoplossing.

Testen van vermogensmargesbepaalt hoeveel extra verlies een link kan verdragen voordat deze faalt. Plaats een variabele verzwakker. Verhoog de demping terwijl u BER of pakketverlies bewaakt. Let op het punt waar fouten verschijnen. Het verschil tussen die drempelwaarde en het normale bedrijfsvermogen vertegenwoordigt de marge-de veiligheidsbuffer die beschermt tegen degradatie van connectoren, schade aan de kabel of veroudering van de bron.
Verificatie van de gevoeligheid van de ontvangerbevestigt dat apparatuur aan de specificaties voldoet. Gekalibreerde verzwakking maakt nauwkeurige controle van het optische vermogen bij de detector mogelijk terwijl de resulterende BER wordt gemeten. Geautomatiseerde testsystemen doorzoeken de vermogensniveaus en genereren de karakteristieke "badkuip"-curven die de prestaties van de ontvanger bepalen.
Kanaal egalisatie testenin WDM-systemen vereist selectieve verzwakking van individuele golflengten. Gespecialiseerde meerkanaalsverzwakkerblokken, soms geïntegreerd met golflengteselectieve schakelaars-, stellen ingenieurs in staat verschillende gain-tilt-scenario's te simuleren en te verifiëren dat bewakings- en compensatiesystemen op de juiste manier reageren.

fiber optic attenuator

Mensen vergeten rekening te houden met het invoegverlies van de verzwakker. Zelfs een instelling van "0 dB" op een variabele verzwakker veroorzaakt enig basisverlies-misschien 0,5 tot 1,5 dB, afhankelijk van het ontwerp. Neem dit mee in de berekeningen.

Vervuiling doodt verzwakkers sneller dan misbruik. Het eindvlak ligt bloot bij de connectorinterface en verzamelt net als elke andere connector stof en vingerafdrukolie. Inspecteer en reinig vóór installatie. Gebruik de juiste doppen wanneer u deze niet gebruikt.

Polarisatie-afhankelijk verlies (PDL) verrast mensen in samenhangende systemen. Sommige verzwakkerontwerpen vertonen verschillende verliezen, afhankelijk van de ingangspolarisatietoestand. Bij intensiteit-gemoduleerde systemen die standaardprotocollen gebruiken, merkt niemand iets. Voor coherente detectie met polarisatiemultiplexing creëert PDL echte problemen.

Golflengtedrift in testbronnen bestaat uit verbindingen met golflengte-afhankelijk verzwakkergedrag. Afhankelijk van de temperatuur kan uw 1550 nm-bron feitelijk 1553 nm uitvoeren. Als de verzwakkerspecificatie uitgaat van 1550 nm, stapelen zich kleine fouten op.

Vaste verzwakkers kosten bijna niets-een paar dollar voor standaard connectortypen en verzwakkingswaarden. Houd een selectie bij de hand. De mannelijke-naar-vrouwelijke LC- en SC-variëteiten in 5 dB, 10 dB en 15 dB dekken de meeste situaties.

Variabele verzwakkers variëren enorm. Handmatige typen voor gebruik op de bank kosten misschien $ 50 tot $ 200, afhankelijk van het bereik en de connectorstijl. Precisieprogrammeerbare instrumenten voor geautomatiseerde testsystemen kosten duizenden euro's. Op MEMS-gebaseerde VOA's voor netwerkimplementatie zitten daar ergens tussenin, waarbij de prijzen het volume en de integratievereisten weerspiegelen.

Het alternatief voor het kopen van de juiste verzwakker bestaat vaak uit creatieve oplossingen-extra patchkabels om connectorverlies te voorkomen, doornwikkelingen of simpelweg het accepteren van verminderde prestaties. Bereken de kosten van het rollen van een vrachtwagen om mysterieuze fouten op te lossen, vergeleken met de kosten van het in de gereedschapskist houden van de juiste verzwakkers.

Buig-ongevoelige vezels hebben de doornwikkelvergelijking veranderd. Moderne ITU-T G.657-vezels tolereren kleine buigradii zonder aanzienlijke verliestoename-door het ontwerp, om strakkere kabelgeleiding in gebouwen mogelijk te maken. Dezelfde eigenschappen die deze vezels vergevingsgezind maken bij installatiemisbruik, maken ze bestand tegen opzettelijk buigverlies. Die oude potlood-inpaktruc werkt niet goed op buig-ongevoelige vezels.

Coherente zendontvangers met een hoger-vermogen stellen eisen aan de vermogensverwerking. Datacenterverbindingen en metro-DWDM-systemen maken steeds vaker gebruik van transmissieapparatuur met uitgangsvermogens die conventionele verzwakkerontwerpen uitdagen. Uitgebreide-ligger- en vrije-configuraties kunnen de belasting beter aan dan traditionele op vezels-gebaseerde dempingselementen.

De integratie gaat steeds verder vooruit. Verzwakkerfuncties zijn geïntegreerd in zendontvangers, versterkers en golflengteselectieve schakelaars-. Discrete verzwakkers blijven essentieel voor testen en probleemoplossing, maar permanente installatie vindt steeds vaker plaats binnen geïntegreerde fotonische subsystemen.

Glasvezelverzwakkers lossen een essentieel probleem op: het reduceren van het optische vermogen tot niveaus die ontvangers aankunnen zonder vervorming of schade. De technologie is volwassen, de fysica eenvoudig en de kosten van de componenten minimaal. Waar mensen over struikelen, is dat ze vergeten dat ze er een nodig hebben-ervan uitgaande dat meer vermogen altijd beter is, dat ze de bovengrens van de ontvangerspecificaties negeren, of dat ze de werkelijke vermogensniveaus niet controleren tijdens de inbedrijfstelling.

Houd een paar vaste verzwakkers in uw set. Begrijp hoe u de vereiste demping kunt berekenen op basis van koppelingsbudgetnummers. Installeer ze op de ontvanger, niet op de zender. Maak ze schoon zoals u elke andere optische interface schoonmaakt.

Het is geen glamoureus werk. Maar het is het verschil tussen een link die schoon werkt en een link die fouten genereert die niemand kan verklaren.