Тхеоптички атенуаторпостоји као својеврсна професионална противречност у телекомуникационој инфраструктури. Инжењери проводе своје каријере елиминишући губитке из распона влакана-усавршавајући фузионе спојеве, одређујући конекторе са ултра-малим-губицима, бирајући премијум кабл-а затим намерно убацују уређај чија је цела сврха уништавање сигнала. Логика има смисла када једном разнесете пријемник, али је потребан тај први неуспех да већина људи заиста схвати зашто су ове компоненте важне.
Када је ваш сигнал проблем
Осетљивост пријемника привлачи сву пажњу током дискусија о буџету везе. Сваки лист са спецификацијама уочљиво приказује тај минимални праг од -28дБм или -24дБм. Максимална улазна снага се налази тихо на дну странице, можда -3дБм за типичан СФП+, чекајући да неко погреши.
Грешка обично укључује набавку куповине оптике великог{0}}дохвата јер је попуст на количину изгледао привлачно. Или неко зграби примопредајник од 40 км за 300-метара између-зграда јер је то оно што је било у фиоци. Снага покретања стиже до фотодетектора негде око 0 дБм или више. Веза одбија да се појави. Дневници показују "Рк ЛОС" или можда само "линк довн" - исти код грешке који бисте видели за тамно влакно.
Не могу да избројим колико сам сати изгубио гледајући како техничари мењају примопредајнике на овим пословима. Заменски модул показује идентично понашање јер ништа није покварено. АПД или ПИН диода је преплављена фотонима. Засићено је. Кола за аутоматску контролу појачања не могу да компензују. Нико не помишља да проверава да ли има превише светла јер смо сви били условљени да бринемо о недовољној снази.
Фиксни атенуатор од 12 долара то решава. Инсталирајте 10дБ на крају пријема. Снага опада са +1дБм на -9дБм. Веза успоставља. Крени даље.
Мултимоде: Овде није стварно релевантно
Цела ова дискусија се односи скоро искључиво на једно{0}}примену у једном режиму.
ВЦСЕЛ извори у мултимодним примопредајницима могу да излазе од -4дБм до 0дБм. Прагови преоптерећења вишемодног пријемника су око 0дБм до +2дБм. Математика ретко производи сценарије засићења чак и у конфигурацијама са минималним-губицима. Директне закрпе између суседних портова-буквално најкраћи могући распон обично остају унутар граница.
Једноструки{0}}режим је место где су проблеми. ДФБ ласери који потискују +5дБм у влакна дизајнирани за пренос од 100 км. Поставите ту оптику преко кичме кампуса која траје 400 метара и пријемник нема шансе.
Вреди помена јер сам видео људе како инсталирају пригушиваче у вишемодним везама „само да би били безбедни“, а затим проводе дане решавајући проблеме са недовољном снагом коју су створили. немој.
Проблем{0}}Проблем губитка на који ме нико није упозорио
Пригушивачи{0}}ваздушног отвора су јефтини. Они раде. Они такође изазивају проблеме које њихова цена од 8 долара не рекламира.
Физика је једноставна: одвојите два краја влакна на контролисаној удаљености, пустите да се сноп разиђе, ухватите само део у пријемно влакно. Једноставно слабљење постигнуто геометријским ширењем
Ови ваздушни{0}}стаклени интерфејси такође производе Фреснелове рефлексије. Можда 4% одбија назад ка извору на свакој површини. У атенуатору-губитака имате два таква интерфејса. То је потенцијални повраћај од 8% ако немате среће с тим како се све усклади.
За ЦАТВ главну централу која ради аналогни видео,{0}}одрази се манифестују као видљиви духови. За ДФБ ласер, они дестабилизују шупљину и производе скакање режима. За ЕДФА, довољна рефлектована снага може изазвати паразитско ласерско зрачење које појачало чини бескорисним.
Провео сам већи део суботе решавајући насумичне БЕР скокове на ДВДМ прстену у метроу. Неко је инсталирао-пригушивач губитка на патцх панелу без провере спецификације повратног губитка. Атенуатор је измерио повратни губитак од 15 дБ, што звучи у реду док не схватите да се 3% сигнала одбија назад у ласер који је заиста преферирао стабилност. Заменио сам га за пригушивач-фибер са повратним губитком од 55дБ. Проблем је нестао.
За било шта са кохерентном модулацијом или високим брзинама симбола-100Г и више – потребан вам је минимални повратни губитак од 45 дБ. Пожељно 55 дБ или боље. Ово је важније од добијања тачне вредности слабљења.
Фиксна наспрам променљиве: Економија не функционише као што мислите
Фиксни пригушивачи коштају 5-20 долара. Променљиви пригушивачи почињу око 40 долара за ручне типове и одатле ескалирају. Инстинкт је очигледан: израчунајте потребно пригушење, купите фиксну јединицу која одговара тој вредности, уштедите новац.
Осим што сте погрешно израчунали. Или су спецификације примопредајника биле оптимистичне. Или је неко преусмерио влакна током периода одржавања, а документација никада није ажурирана. Или патцх панел доприноси другачијем губитку од претпостављеног.
Затим гледам како техничари каскадирају фиксне пригушиваче-слажу 5дБ и 3дБ заједно покушавајући да приближе шта је линку заправо потребно. Вишеструки уређаји са зрачним{4}}рама који отежавају проблем повратног губитка који је горе описан. Две јефтине компоненте које имају лошије перформансе него што би имала једна одговарајућа варијабилна јединица.
За пуштање у рад и тестирање, варијабилни пригушивачи зарађују своје трошкове. Изаберите тачно оно што веза захтева, проверите перформансе у радном опсегу, а затим опционо замените фиксном јединицом која одговара тој измереној вредности ако желите. За производне инсталације где је буџет снаге добро-окарактерисан и стабилан, фиксни пригушивачи раде добро. За све остало, потрошите додатних тридесет долара.
Шта се МЕМС заправо променило
Традиционални променљиви пригушивачи ослањали су се на механичко кретање-ротирајућих филтера неутралне густине, подесиви ваздушни отвори, блокирајуће елементе који се померају кроз путању зрака. Они су радили. Такође су се временом померали, истрошили, захтевали периодично рекалибрацију и споро реаговали на контролне уносе.
МЕМС варијабилни оптички атенуатори заменили су већину те сложености електростатички активираним микроогледалом. Време одговора испод{1}}милисекунде. Нема механичких хабајућих површина. Занемарљива зависност поларизације. Технологија је брзо сазрела током изградње ДВДМ касних-90-их када је продавцима опреме било потребно управљање напајањем по каналу у ланцима појачала.
Апликација унутар ЕДФА није заштита пријемника. То је компензација нагиба. Спектар појачања ербијума није раван у Ц-опсегу-канали на 1530 нм природно се појављују јачи од канала на 1560 нм. Без корекције, канали акумулирају СНР диспаритете док пролазе кроз више ступњева појачала. Четрдесет или осамдесет МЕМС ВОА, један по таласној дужини, који се непрекидно прилагођава како се мења оптерећење канала.
Алтернатива су били пасивни уређаји-филтери за изравнавање{1}}са фиксним појачањем са профилима слабљења који се подударају са инверзним обликом очекиваног појачања. Одлично функционише када је учитавање канала статичко. Када купци динамички додају и испуштају таласне дужине, добијају промене облика, а фиксни филтери не могу да компензују.
МЕМС ВОА учиниле су реконфигурабилне оптичке мреже комерцијално одрживим. То није хипербола. Без динамичке контроле снаге по-каналу, РОАДМ архитектуре би произвеле неуправљиве варијације ОСНР-а на дужинама пута које зависе од таласне дужине{3}}. Технологија је била суштинска, а не инкрементална.
Течни кристал: скоро, али не сасвим
Променљиви атенуатори са течним кристалима су се појавили као конкурентска технологија. Нема{1}}слабљења покретних делова које се у потпуности контролише кроз промене двоструког преламања -индукованих напоном у ЛЦ материјалу. Бржи одговор од механичких приступа. Нема механизама за хабање. Поузданост-чврстог стања.
Никада нису заменили МЕМС у мејнстрим телекомуникацијама.
Осетљивост на температуру је умањила одрживост примене на терену. Својства ЛЦ материјала се мењају са температуром, захтевајући компензационе кругове и честу рекалибрацију у окружењима без контроле климе. Дата центар који има 22 степена је управљив. Спољни орман за биљке који има -30 степени зими и +45 степени лети није.
Губитак уметања је такође био већи. Пола дБ овде, 0,7 дБ тамо. Акумулира се у системима где свака десетина дБ утиче на ОСНР маргине.
ЛЦ пригушивачи пронашли су лабораторијске нише. Специјализоване апликације за инструментацију где је температура контролисана и већи губитак је прихватљив. Али мејнстрим тржиште је отишло у МЕМС и остало тамо.
Пласман је заправо важан
Атенуатори припадају крају пријемника. Не на предајнику. Не случајно негде у средини.
Ово није произвољна преференција. Постављање-на страни пријемника има две сврхе осим очигледне превенције засићења: рефлексије са сопствених интерфејса атенуатора се пригушују на повратној путањи ка извору, а мерење снаге на пријемнику остаје једноставно-мерити пре атенуатора, мерити после, завршено.
Инсталирајте пригушивач на крају предајника и нисте постигли ништа за управљање губицима повратка. Сваки конектор и спој низводно доприносе рефлексијама које се шире до извора пуном амплитудом. Пригушивач блокира напредну снагу, али не ради ништа на-путујућој светлости која никада није била пригушена.
Сусрео сам се са инсталацијама где је неко поставио пригушиваче одмах иза предајника "да заштити влакно" од претеране снаге. Стакленим влакнима није потребна заштита од неколико миливата. Пријемницима је потребна заштита. Постављање није имало оптичког смисла, али је опстало кроз више циклуса одржавања јер га је неко документовао и нико није доводио у питање документацију.
Толеранције и калибрација
На паковању пише 10дБ. Стварно слабљење може бити 9,6 дБ или 10,5 дБ или 11,1 дБ у зависности од таласне дужине, температуре и контроле квалитета производње.
За већину инсталација, овај опсег толеранције је ирелевантан. Потребно вам је приближно 10 дБ слабљења да бисте довели снагу пријемника у прихватљив опсег. Било да постигнете 9,5 дБ или 10,5 дБ не утиче на рад везе.
За прецизне апликације-карактеризација осетљивости пријемника, ОСНР мерења, квалификација појачала-тачност је значајно важна. Програмабилни атенуатори лабораторијског{3}}програма од произвођача опреме за тестирање укључују хиљаде тачака калибрације које мапирају стварно слабљење у подешавања бирања на више таласних дужина и нивоа снаге. Инструменти коштају сходно томе. Користио сам јединицу од 12.000 долара која је специфицирала ±0,05дБ тачност у Ц-опсегу са резолуцијом од 0,01дБ. Неопходно је када мерите да ли је осетљивост пријемника -27,8 дБм у односу на -28,1 дБм. Апсурдно претеривање за управљање напајањем производне везе.
Ускладите инструмент са апликацијом.
Тхе Мандрел Врап Хацк
Омотавање влакана око оловке или трна да би се изазвало слабљење савијања појављује се у водичима за решавање проблема као привремена теренска техника када одговарајући пригушивачи нису доступни.
Делује, некако. Губитак изазван савијањем{1}} је права физика. Уски радијус тера светлост у облогу, смањујући преношену снагу.
Не ради ово заправо.
Слабљење је непредвидиво-зависи од радијуса савијања, броја завоја, типа влакна, таласне дужине и вероватно влажности тог дана. Нестабилно је-влакно опушта, слабљење се помера. Потенцијално је деструктиван-понављани замор од стреса може да сломи стакло. Он уводи ефекте спајања модова у мултимодну влакну који се мешају са условима лансирања на начин који утиче на тачност мерења.
Ако неко омота влакно око оловке да би веза функционисала, то је сигнал да се заустави и набави одговарајућу опрему. То је очај погрешно за технику.
Где ово иде на 400Г и више
Веће брзине симбола повећавају осетљивост на повратни губитак. Фазни шум од позади{1}}рефлектоване снаге је важнији код 64-КАМ-а него код једноставног укључивања и искључивања. Спецификације повратног губитка атенуатора прихватљиве за 10Г постају проблематичне на 400Г.
Кохерентни ДСП пријемници имају шири динамички опсег од пријемника са директном{0}}откривањем, што смањује неке проблеме са засићењем. Оптичка обрада сигнала која омогућава кохерентну детекцију пружа већу толеранцију за варијације снаге. Ово не елиминише захтеве за атенуатором-већ помера профил апликације.
Још интересантније, интеграција силиконске фотонике ставља функцију ВОА на-чип у дизајну примопредајника. Модерни 400Г ЗР+ модули укључују интегрисане променљиве атенуаторе и подесиву снагу преноса. Неки примопредајници се сада испоручују са уграђеним мини ЕДФА за повећање излазне снаге на +3дБм или више. Ако сам примопредајник прилагођава снагу покретања тако да одговара захтевима везе, спољно слабљење постаје непотребно за одређене сценарије примене.
Та интеграција неће убити тржиште екстерних атенуатора. Старој опреми недостаје интегрисана контрола напајања. Тестне апликације захтевају калибрисано спољашње слабљење. Инсталације за накнадну уградњу захтевају решења која не захтевају замену примопредајника. Али тржишна равнотежа се мења како се повећава интелигенција примопредајника.
Хонест Ассессмент
Атенуатори нису компликовани уређаји. Они смањују оптичку снагу. Физика је једноставна. Опције имплементације су зреле и добро-схваћене.
Компликације произилазе из контекста примене: избор вредности слабљења без адекватних мерења снаге, избор технологија које нису усклађене са захтевима апликације, постављање уређаја на позиције које не решавају стварне проблеме, прихватање спецификација повратних губитака које стварају нове проблеме док решавају старе.
Свака инсталација атенуатора је у основи признање да нешто друго у дизајну везе није одговарало оперативној стварности. Пријемник је превише осетљив за снагу предајника. Распон је прекратак за оптичку спецификацију. Учитавање канала се разликује од првобитних претпоставки. Набавка је куповала шта је било најјефтиније.
Пригушивачи закрпе ове неусклађености. Они то раде поуздано, јефтино и ефикасно када су правилно одабрани и постављени. Нису елегантна решења. Они су прагматични.
У производним мрежама, прагматична решења која функционишу побеђују елегантна решења која не раде.
