Kaj je atenuator iz optičnih vlaken? Vodnik po vrstah, uporabi in izbiri

Dušilnik z optičnimi vlakni je pasivna optična komponenta, ki namerno zmanjša moč signala za določeno količino, merjeno v decibelih (dB). Ne pretvarja, ojača ali preoblikuje signala -, preprosto zmanjša optično moč, ki doseže sprejemnik.

Zakaj bi kdo želel namerno oslabiti optični signal? Ker je v mnogih-resničnih povezavah signal, ki pride do sprejemnika, premočan. Ko sprejeta moč preseže največjo vhodno raven detektorja, so rezultat nasičenost sprejemnika - bitne napake, popačenje signala in poslabšana zmogljivost povezave. To je še posebej pogosto pri kratkih eno-načinskih potekih, kjer je izguba poti minimalna in izhod oddajnika/sprejemnika zlahka preglasi oddaljeni-sprejemnik. Atenuatorji to rešijo tako, da vrnejo signal nazaj v delovno okno sprejemnika.

Poleg zaščite sprejemnika se dušilniki iz optičnih vlaken pogosto uporabljajo pri laboratorijskem testiranju, validaciji meje sistema in uravnoteženju moči kanala. Ta vodnik pokriva, kako delujejo, glavne vrste, ki so na voljo, in praktično izbirno metodo, ki temelji na analizi proračuna povezave in ne na ugibanju.

Kaj počne atenuator iz optičnih vlaken?

Vsak optični sprejemnik ima določeno območje vhodne moči. Spodnja meja je občutljivost sprejemnika - najmanjša moč, potrebna za sprejemljivo stopnjo bitnih napak (BER). Zgornja meja je največja vhodna moč, včasih imenovana točka preobremenitve ali raven nasičenosti. Te vrednosti so objavljene vpodatkovni listi sprejemnikain se razlikujejo glede na vrsto modula, hitrost prenosa podatkov in valovno dolžino.

Če sprejeta optična moč pade pod občutljivost, povezava pade ali povzroči čezmerne napake. Če preseže najvišjo vhodno raven, se fotodetektor nasiči in sprejemnik ne more več zanesljivo razlikovati med enicami in ničlami. Optični dušilnik rešuje drugo težavo: dodaja nadzorovano, predvidljivo količino izgube, tako da signal, ki prihaja do sprejemnika, ostane znotraj varnega delovnega območja.

Ta nadzorovana izguba se razlikuje od nenamernevstavljena izgubapovzročijo umazani priključki, slabi spoji ali upogibi vlaken. Dušilnik zagotavlja natančno, ponovljivo zmanjšanje -, običajno določeno s toleranco ±0,5 dB za vrednosti pod 10 dB in ±10 % za višje vrednosti, v skladu s kvalifikacijskimi standardi, kot je Telcordia GR-910-CORE.

Kdaj potrebujete atenuator iz optičnih vlaken?

Povezave na-kratke razdalje s presežno močjo

Najpogostejši scenarij je kratka optična povezava - na primer 1 km ali 2 km eno{3}}povezave med dvema stikaloma v isti stavbi. Oddajnik se sproži pri, recimo, 0 dBm, skupna izguba poti zaradi vlaken, konektorjev in povezovalnih plošč pa je samo 1–2 dB. Če je največji vhod sprejemnika −3 dBm, je sprejeta moč precej nad pragom preobremenitve. Fiksni dušilnik 5 dB na vratih sprejemnika vrne raven nazaj v območje. Ta situacija se pogosto pojavlja v podatkovnih centrih, hrbtenicah kampusov in kratkih metropolitanskih povezavaheno-moduli SFPse uporabljajo na razdaljah, ki so daleč pod njihovo nazivno največjo.

Testiranje in preverjanje sistemske marže

Med sprejemljivim testiranjem ali odpravljanjem težav inženirji uporabljajo spremenljive optične dušilce (VOA), da vhodno moč sprejemnika potegnejo po razponu in opazujejo, kje se začnejo napake. Ta postopek, včasih imenovan test občutljivosti ali test marže, razkrije, koliko prostora ima povezava, preden odpove. VOA se uporabljajo tudi za simulacijo daljših vlaken brez fizičnega dodajanja vlaken, kar je uporabno za kvalificiranje povezav v laboratoriju pred uvedbo na terenu. TheVodnik po proračunu izgub Fiber Optic Associationpojasnjuje, kako so izračuni proračuna moči povezani z vhodnimi omejitvami sprejemnika in rezervo sistema.

Uravnoteženje moči kanala v sistemih WDM

V omrežjih z-multipleksiranjem valovne dolžine (WDM) lahko različni kanali pridejo do sprejemnika z neenakimi ravnmi moči zaradi nagiba ojačevalnika ali različnih izgub razpona. Atenuatorji - pogosto na-kanalne VOA - se uporabljajo za izenačevanje moči med kanali, tako da niz sprejemnikov obdela vse valovne dolžine znotraj doslednega okna moči.

Kako delujejo atenuatorji z optičnimi vlakni?

Notranji mehanizem je odvisen od zasnove dušilnika. Pogosti pristopi vključujejo absorpcijo dopiranega vlakna, kjer kratka dolžina posebej obdelanega vlakna absorbira fiksen del svetlobe; nadzorovana neusklajenost zračne-reže, kjer majhna reža ali stranski odmik med jedri vlaken zmanjša učinkovitost spajanja; in filtrirni elementi z nevtralno{2}}gostoto, kjer je v optično pot nameščen tanek absorpcijski stekleni element.

Poseben mehanizem vpliva na vstavljeno izgubo,povratna izguba, polarizacijsko odvisna izguba (PDL) in občutljivost na valovno dolžino.

Na primer, dušilniki z dopiranimi-oplakni imajo ponavadi zelo nizek povratni odboj, zaradi česar so primerni za povezave, kjer je zmogljivost povratne izgube kritična -, kot so tiste, ki uporabljajoAPC{0}}polirani konektorji. Dušilniki-zračne reže pa lahko nasprotno kažejo večji povratni odboj, razen če niso posebej zasnovani za njegovo zmanjšanje.

Industrijska kvalifikacija dušilnikov iz optičnih vlaken običajno sledi Telcordii GR-910-CORE, ki določa zahteve za natančnost dušenja, okoljsko stabilnost in mehansko vzdržljivost. Meritve slabljenja in vnesene izgube na ravni komponente so opisane v IEC 61300-3-4. Ti standardi zagotavljajo, da dušilnik z oznako "5 dB" dejansko zagotavlja skoraj 5 dB izgube v določenih pogojih delovanja.

Fiksni ali variabilni atenuatorji iz optičnih vlaken: katerega bi morali izbrati?

Dve osnovni kategoriji sta fiksni dušilci, ki zagotavljajo eno samo nespremenljivo vrednost dušenja, in spremenljivi optični dušilniki (VOA), ki uporabniku omogočajo prilagajanje dušenja v neprekinjenem ali stopničastem območju.

Kdaj uporabiti fiksni dušilnik:Izberite fiksno, ko je proračun za moč povezave dobro-razumljen in je zahtevana vrednost slabljenja stabilna. Kratka proizvodna povezava, ki dosledno zagotavlja 6 dB večjo moč od največje sprejemne vrednosti, je jasen primer za fiksni dušilnik 7 dB. Fiksni atenuatorji so standardna izbira za trajno namestitev v patch panele, stojala za opremo in strukturirane kable.

Kdaj uporabiti spremenljivi dušilnik:Izberite spremenljivko, ko še vedno opisujete povezavo, izvajate teste sprejemljivosti ali potrebujete eno orodje, ki deluje v več nastavitvah. Inženirji, ki izvajajo preglede občutljivosti sprejemnika, ali tehniki, ki preverjajo marže na novo nameščenih povezavah, običajno najprej uporabijo VOA. Ko je zahtevana vrednost dušenja potrjena, številne ekipe zamenjajo VOA s fiksnim dušilnikom za dolgoročno-uvajanje.

Vrste dušilnikov z optičnimi vlakni glede na fizično obliko

Poleg razlikovanja med fiksnim in spremenljivim, so dušilci v različnih fizičnih konfiguracijah. Pravi faktor oblike je odvisen od tega, kje je dušilnik v povezavi in ​​kako je strukturirano okoliško kabliranje.

Vtični-Atenuatorji (moški-na-ženski, vgradni-izven)

Dušilnik-v obliki vtičnice ali vgrajen-out ima moški konektor na enem koncu in ženskivrata adapterjana drugi strani. Priključite ga neposredno v vrata oddajnika ali povezovalno ploščo, nato pa priključitepatch kabelna strani adapterja atenuatorja. To je najpogostejši faktor oblike za stalne fiksne instalacije. Je kompakten, ne potrebuje dodatne strojne opreme in po namestitvi ostane na mestu.

Pregradni ali adapterski-slog dušilcev (ženski-na-ženski)

Dušilnik v slogu adapterja- deluje kot standardni adapter za optična vlakna - z ženskimi vrati na vsaki strani -, vendar uvaja določeno dušenje med dvema povezanima vlaknema. Te so uporabne v okoljih povezovalnih plošč, kjer želite dodati dušenje brez spreminjanja razporeditve kablov.

Inline ali Patch{0}}Cable-Atenuatorji

Nekateri atenuatorji so vgrajeni v kabelski sklop s konektorji na obeh koncih in dušilnim elementom na sredini. Inline variabilni dušilniki so običajni v laboratorijih in-testnih okoljih, kjer služijo kot priročna točka prilagajanja na optični poti.

Vrste dušilcev optičnih vlaken glede na priključek, poliranje in način vlaken

Dušilniki niso zamenljivi med vrstami konektorjev, slogi poliranja ali načini vlaken. Neujemanje katerega koli od teh parametrov je ena najpogostejših napak pri naročanju.

LC, SC, FC in ST Fiber Attenuator konektorji

Dušilniki so na voljo z vsemi standardivrste konektorjev za optična vlakna. Danes se najbolj uporabljajoLC dušilniki(prevladuje v sodobni opremi podatkovnih centrov in podjetij) inDušilniki SC(pogosto v telekomunikacijskih, PON in starejših poslovnih omrežjih).inSTatenuatorje še vedno najdemo v starih napravah in nekaterih specializiranih testnih okoljih. Priključek atenuatorja vedno ujemajte z vrati ali patch ploščo, s katero se bo povezal.

Atenuatorji UPC proti APC

Vrsta laka konektorja je pomembna. Dušilniki UPC (Ultra Physical Contact) imajo ravno-polirano končno površino in zagotavljajo tipično povratno izgubo okoli –50 dB. Atenuatorji APC (Angled Physical Contact) imajo 8-stopinjsko nagnjeno čelno površino, ki usmerja odbito svetlobo v oblogo in dosega povratno izgubo okoli –60 dB ali več. Atenuatorji APC so potrebni v sistemih, občutljivih na povratni odboj, vključno z omrežji FTTx, PON in WDM. Priključki UPC in APC so fizično nezdružljivi in ​​jih nikoli ne smete združiti – to poškoduje obe končni strani in povzroči resno izgubo signala.

Enoj-modni v primerjavi z večmodnimi atenuatorji

Atenuatorji so zasnovani za obojeenomodno-optično vlakno(običajno 9/125 μm, ki deluje pri 1310 nm ali 1550 nm) alivečmodno vlakno(50/125 μm ali 62,5/125 μm, deluje pri 850 nm ali 1300 nm). Velikost jedra vlakna, numerična apertura in delovna valovna dolžina se med obema razlikujejo, zato dušilnik, zasnovan za eno-način, ne bo pravilno deloval na večmodni povezavi in ​​obratno. Preden izberete specifikacijo vlaken dušilnika, preverite sprejemnik in vrsto vlakna.

Kako izbrati pravi atenuator iz optičnih vlaken: metoda-po-korakih

Pravilna izbira atenuatorja je problem proračuna povezave. Cilj je izračunati prejeto moč in jo primerjati z delovnim območjem sprejemnika. Tukaj je praktičen potek dela:

1. korak: Poiščite izhodno moč oddajnika.Odprite podatkovni list oddajnika in poiščite najmanjšo in največjo oddajno (Tx) izhodno moč. Na primer, modul 10GBASE-LR SFP+ lahko določi izhod Tx od –8,2 dBm do +0.5 dBm.

2. korak: Ocenite skupno izgubo povezave.Seštejte vse vire izgube na poti: slabljenje vlakna (dB/km × razdalja), izgubo konektorja (običajno 0,2–0,5 dB na par), izgubo spoja, če je primerno, in vse druge pasivne komponente.Juniperjev vodič po proračunu močiponuja delujoč primer tega izračuna.

3. korak: Izračunajte ocenjeno sprejemno moč.Odštejte skupno izgubo povezave od izhoda oddajnika: Ocenjena moč Rx=Izhod Tx − Skupna izguba povezave.

4. korak: Primerjajte z vhodnim obsegom sprejemnika.Preverite podatkovni list oddajnika za občutljivost sprejemnika (najmanjša moč Rx) in največjo vhodno moč Rx (raven preobremenitve). Če ocenjena sprejemna moč presega največji vhod, potrebujete dušenje.

5. korak: Določite zahtevano vrednost slabljenja.Dušilnik bi moral zmanjšati prejeto moč na raven, ki je varna v območju sprejemnika -, ne samo komaj pod točko preobremenitve, ampak z rezervo 1–3 dB. Na primer, če je ocenjena moč Rx +1 dBm in največja sprejemna vrednost -3 dBm, potrebujete vsaj 4 dB dušenja. Dušilnik 5 dB zagotavlja razumno rezervo.

6. korak: Preverite druge parametre.Prepričajte se, da se dušilnik ujema z vrsto priključka, poliranjem (UPC ali APC), načinom vlaken (eno-način ali več načinov) in delovno valovno dolžino povezave.

7. korak: Fiksno ali spremenljivo?Če je povezava trajna in je zahtevana vrednost jasna, uporabite fiksni dušilnik. Če še vedno preverjate povezavo ali pričakujete, da se bodo pogoji spremenili, med preskušanjem uporabite spremenljivi dušilnik, nato pa preidite na fiksnega za proizvodnjo.

Koliko dB dušenja potrebujete?

To je vprašanje, ki povzroča največ napak pri naročanju. Pravilen odgovor vedno izhaja iz proračuna povezave - in ne iz privzete vrednosti »najbolj priljubljene«.

Pogosta napaka je izbira višje-vrednosti od-potrebne »zaradi varnosti«. Dušilnik z 10 dB na povezavi, ki potrebuje samo 3 dB, potisne signal pod občutljivost sprejemnika, kar povzroči nasprotno težavo. Pod-dušenje je tudi tvegano: dušilnik 3 dB na povezavi, ki potrebuje 7 dB, še vedno pusti sprejemnik preobremenjen.

Če še nimate natančnih številk, uporabite najslabši-primer izhodne moči oddajnika (največji Tx) in najboljši-primer izgube povezave (najmanjša izguba), da ocenite največjo možno prejeto moč. To vam daje konzervativno izhodišče. Če negotovost ostaja, najprej preizkusite s spremenljivim dušilcem, izmerite prejeto moč z optičnim merilnikom moči in zabeležite dejansko potrebno vrednost, preden naročite količino fiksnih dušilcev.

Pogoste napake pri izbiri dušilnikov z optičnimi vlakni

Urejanje samo po vrednosti dB.Vrednost slabljenja je samo en parameter. SC/UPC eno-načinski dušilnik 5 dB je napačen del za vrata LC/APC, čeprav je vrednost dB morda pravilna. Vedno preverite vrsto priključka, poliranje, način vlakna in valovno dolžino.

Mešanje UPC in APC.Priključitev dušilnika UPC v vrata APC (ali obratno) povzroči visoko vstavljeno izgubo, slabo povratno izgubo in potencialno fizično poškodbo končnih površin konektorja. Barvno kodiranje pomaga - konektorji UPC so običajno modri, konektorji APC so zeleni -, vendar vedno preverite oznake.

Ignoriranje proračuna povezave.Izbira "priljubljene" vrednosti, kot je 5 dB ali 10 dB brez preverjanja podatkovnega lista oddajnika, je ugibanje in ne oblikovalska odločitev. Rezultat je preostala preobremenitev ali nepotrebna izguba signala.

Trajna uporaba spremenljivega dušilnika, kjer bi zadostoval fiksni.VOA so dragocena preskusna orodja, vendar stanejo več, lahko zamaknejo in dodajo nepotrebno zapletenost stalni povezavi. Ko je zahtevano dušenje potrjeno, zamenjajte VOA s fiksno enoto.

Pozabljamo, da je vzrok kratka povezava.Atenuator odpravi simptom (presežna moč), vendar je glavni vzrok običajno oddajnik, ki je zasnovan za veliko daljše dosege kot dejanska povezava. V nekaterih primerih je uporaba oddajno-sprejemnega modula s krajšim{1}}dosegom ali prilagoditev oddajne moči (če modul to podpira) morda boljša dolgoročna- rešitev kot dodajanje pasivnega dušenja.

Ko atenuator morda ni prava rešitev

Vsake težave-v zvezi z napajanjem ni najbolje rešiti z dušilcem. Če se v povezavi pojavljajo občasne napake, ki jih očitno ne povzroča preobremenitev sprejemnika, so lahko težava umazani konektorji, prevelika vstavljena izguba, prekinitev vlakna ali neujemanje valovnih dolžin. Dodajanje slabljenja povezavi, ki je že pod-napajanjem, bo stvari samo poslabšalo. Pred namestitvijo dušilnika vedno potrdite - idealno z optičnim merilnikom moči -, da je sprejeta moč resnično višja od največje sprejemnikove.

Podobno je lahko v povezavah, kjer oddajnik-sprejemnik podpira nastavljivo izhodno moč, elektronsko prilagajanje ravni Tx preprostejše in bolj vzdržljivo kot dodajanje fizičnega dušilnika na poti.

Pogosto zastavljena vprašanja

Kakšna je razlika med fiksnim in spremenljivim dušilnikom iz optičnih vlaken?

Fiksni dušilnik zagotavlja eno samo trajno vrednost dušenja (na primer 3 dB, 5 dB ali 10 dB) in ga ni mogoče prilagoditi. Spremenljivi optični dušilnik (VOA) vam omogoča izbiranje različnih ravni dušenja v neprekinjenem obsegu. Fiksni dušilniki se uporabljajo za stalne instalacije z znanimi nivoji moči; VOA so prednostni za testiranje, validacijo meje in situacije, ko zahtevana vrednost dušenja ni bila dokončno določena.

Kako vem, koliko dB mora biti moj dušilnik?

Izračunajte svoj proračun za povezavo. Poiščite izhodno moč oddajnika in največjo vhodno moč sprejemnika iz podatkovnega lista oddajnika, ocenite skupno izgubo povezave in ugotovite, ali sprejeta moč presega raven preobremenitve sprejemnika. Vrednost atenuatorja mora zmanjšati prejeto moč v varnem območju sprejemnika z rezervo 1–3 dB.

Ali lahko uporabim eno-načinski dušilnik na večmodni povezavi?

Ne. En-modni in večmodni dušilci se razlikujejo po velikosti jedra, numerični aperturi in delovni valovni dolžini. Enoj-atenuator, zasnovan za vlakna 9/125 μm pri 1310 nm, ne bo ustvaril pravilnega slabljenja na večmodni povezavi 50/125 μm pri 850 nm. Dušilnik vedno prilagodite vrsti vlakna in valovni dolžini, uporabljeni v povezavi.

Ali je varno povezati dušilnik UPC z vrati APC?

Ne. Končna vmesnika UPC in APC sta fizično nezdružljiva. Priključki UPC imajo poliran-ploski radij; Konektorji APC imajo kot 8 stopinj. Njihovo združevanje povzroči visoko vstavljeno izgubo, zmanjšano povratno izgubo in lahko trajno poškoduje oba konca konektorja. Vedno povežite UPC z

UPC in APC v APC.

Katere vrste priključkov so na voljo za dušilnike z optičnimi vlakni?

Dušilniki so izdelani za vse standardne tipe optičnih konektorjev, vključno z LC, SC, FC in ST. Dušilniki LC so najpogostejši v trenutnih uvedbah podatkovnih centrov in podjetij. Dušilniki SC se pogosto uporabljajo v telekomunikacijskih in PON aplikacijah. Priključek atenuatorja ujemajte z vrati, v katera bo nameščen.

Ali dušilniki iz optičnih vlaken vplivajo na povratno ali vstavljeno izgubo?

ja Vsak dušilnik povzroči majhno količino dodatne vnesene izgube, ki presega nazivno vrednost slabljenja, njegova zmogljivost povratne izgube pa je odvisna od notranje zasnove in poliranja čelne površine. Visoko{2}}kakovostni fiksni dušilniki, ki uporabljajo dopirano{3}}absorpcijo vlaken, običajno dosežejo povratno izgubo boljšo od −50 dB (UPC) ali −60 dB (APC). Natančnost slabljenja, povratna izguba in okoljska stabilnost so zajeti v industrijskih standardih, vključno s Telcordia GR-910-CORE in IEC 61300-3-4.

Kam naj fizično namestim dušilnik v povezavi?

V večini primerov je dušilnik nameščen na sprejemnem koncu povezave ali blizu njega - bodisi priključen neposredno na vrata sprejemnika bodisi nameščen v priključni plošči, ki je najbližja sprejemniku. To zagotavlja, da se signal zmanjša, preden doseže fotodetektor. Namestitev dušilnika na koncu oddajnika doseže enako neto slabljenje, vendar je postavitev na strani-sprejemnika pogostejša praksa.

Ali lahko zložim več atenuatorjev, da dosežem višjo vrednost dB?

Tehnično gledano da - dva dušilnika 5 dB v seriji zagotavljata približno 10 dB skupnega dušenja. Vendar pa vsak dodatni par priključkov doda vstavljeno izgubo in potencialno odbojno točko. Kjer je mogoče, namesto zlaganja več enot uporabite en dušilnik s pravilno vrednostjo. Če točne vrednosti niso na voljo, je zlaganje sprejemljivo kot začasen ukrep, ni pa idealno za trajne namestitve.

Povzetek

Dušilniki iz optičnih vlaken so enostavne komponente, vendar izbira pravega zahteva pozornost več parametrov, ki presegajo samo vrednost dB. Povežite vrsto vlakna, konektor, poliranje in valovno dolžino s povezavo. Vrednost oslabitve temelji na izračunu proračuna povezave, ne na ugibanju. Med preskušanjem uporabite spremenljivi dušilnik, če je zahtevana vrednost negotova, nato pa uporabite fiksno enoto za proizvodnjo. Če ste v dvomih, izmerite prejeto moč z optičnim merilnikom moči pred in po namestitvi dušilnika -, saj en korak preverjanja odpravi večino napak pri izbiri.

Če nabavljate dušilnike iz optičnih vlaken ali sorodne pasivne komponente, raziščite našo celotno ponudbokonektorji za optična vlakna, adapterji, inpovezovalne vrviceda zagotovite združljivost v vaši namestitvi.