Sinyal Kontrolü için Fiber Zayıflatıcılar

optik zayıflatıcıtelekomünikasyon altyapısında bir tür mesleki çelişki olarak mevcuttur. Mühendisler kariyerlerini fiber açıklıklarından kaynaklanan kayıpları ortadan kaldırarak-füzyon eklemelerini mükemmelleştirerek, ultra-düşük{-kayıplı konektörleri belirleyerek, birinci sınıf kablo seçerek- ve ardından tüm amacı sinyali yok etmek olan bir cihazı kasıtlı olarak yerleştirerek geçirirler. Bir alıcıyı havaya uçurduğunuzda bu mantık mantıklıdır, ancak çoğu insanın bu bileşenlerin neden önemli olduğunu gerçekten içselleştirmesi için ilk başarısızlık gerekir.

Alıcı duyarlılığı, bağlantı bütçesi tartışmaları sırasında tüm dikkati çeker. Her teknik özellik sayfası, -28dBm veya -24dBm minimum eşiğini belirgin bir şekilde gösterir. Maksimum giriş gücü sayfanın alt kısmında sessizce duruyor, tipik bir SFP+ için belki -3dBm, birisinin hata yapmasını bekliyor.

Hata genellikle toplu indirim cazip göründüğü için uzun{0}}erişimli optiklerin satın alınmasıyla ilgilidir. Veya birileri 300{{4}metrelik-binalar arası koşu için 40 km'lik bir alıcı-vericiyi kapıyor çünkü çekmecede olan buydu. Fırlatma gücü fotodetektöre 0dBm veya daha yüksek bir yerde ulaşır. Bağlantı gelmeyi reddediyor. Günlükler "Rx LOS" ya da belki sadece "bağlantı kesildi" gösteriyor; koyu fiber için göreceğiniz hata kodunun aynısı.

Teknisyenlerin bu işlerde alıcı-vericileri değiştirmesini izleyerek kaç saatimi harcadığımı sayamam. Değiştirilen modül aynı davranışı sergiliyor çünkü aslında hiçbir şey bozuk değil. APD veya PIN diyotu fotonlarla dolup taşıyor. Doymuş. Otomatik kazanç kontrol devreleri bunu telafi edemez. Kimsenin aklına çok fazla ışık olup olmadığını kontrol etmek gelmiyor çünkü hepimiz yetersiz güç konusunda endişelenmeye şartlandırılmışız.

12 dolarlık sabit bir zayıflatıcı bu sorunu çözüyor. Alma ucuna 10dB yükleyin. Güç +1dBm'den -9dBm'ye düşer. Bağlantı kurulur. Devam et.

Bu tartışmanın tamamı neredeyse yalnızca tek{0}}modlu dağıtımlar için geçerlidir.

Çok modlu alıcı-vericilerdeki VCSEL kaynaklarının çıkışı belki -4dBm ila 0dBm arasındadır. Çok modlu alıcı aşırı yük eşikleri 0dBm ila +2dBm civarındadır. Matematik, minimum-kayıplı yapılandırmalarda bile nadiren doyum senaryoları üretir. Bitişik bağlantı noktaları arasındaki doğrudan yama bağlantıları-kelimenin tam anlamıyla mümkün olan en kısa aralıktadır ve genellikle sınırlar dahilinde kalır.

Tekli-mod, sorunların yaşandığı yerdir. DFB lazerleri, +5dBm'yi 100 km iletim için tasarlanmış fibere aktarıyor. Bu optiği 400 metrelik bir kampüs omurgasına yerleştirirseniz alıcının hiç şansı kalmaz.

Bahsetmeye değer çünkü insanların "sadece güvende olmak için" çok modlu bağlantılara zayıflatıcılar taktıklarını ve oluşturdukları yetersiz gücü gidermek için günler harcadıklarını gördüm. Yapma.

Hava-boşluğu zayıflatıcılar ucuzdur. Çalışıyorlar. Ayrıca 8 dolarlık fiyat etiketlerinin reklamını yapmadığı sorunlara da neden oluyorlar.

Fizik basittir: iki fiberin uç yüzeyini kontrollü bir mesafeyle ayırın, ışının uzaklaşmasına izin verin, alıcı fiberin yalnızca bir kısmını yakalayın. Geometrik yayılma yoluyla elde edilen basit zayıflama

Bu hava{0}}cam arayüzleri aynı zamanda Fresnel yansımaları da üretir. Belki her yüzeyde %4'ü kaynağa doğru geri dönüyor. Bir boşluk-kayıp zayıflatıcıda böyle iki arayüz bulunur. Her şeyin yolunda gitmesi konusunda şanssızsanız bu potansiyel olarak %8'lik bir getiridir.

Analog video çalıştıran bir CATV ana ucu için, geri-yansımalar görünür gölgelenme olarak ortaya çıkar. Bir DFB lazer için, boşluğun stabilitesini bozarlar ve mod atlaması üretirler. Bir EDFA için yeterli yansıyan güç, amplifikatörü işe yaramaz hale getiren parazit lazeri tetikleyebilir.

Cumartesi gününün çoğunu metro DWDM halkasındaki rastgele BER artışlarını gidermekle geçirdim. Birisi geri dönüş kaybı özelliklerini kontrol etmeden bağlantı paneline bir boşluk-zayıflatıcı takmıştı. Zayıflatıcı 15dB'lik geri dönüş kaybını ölçtü; bu, sinyalin %3'ünün gerçekten stabiliteyi tercih eden bir lazere geri döndüğünü fark edene kadar kulağa hoş geliyor. Bunu, 55dB geri dönüş kaybına sahip katkılı-fiber zayıflatıcıyla değiştirdik. Sorun ortadan kalktı.

Tutarlı modülasyon çalıştıran herhangi bir şey veya özellikle-100G ve üzeri yüksek sembol hızları için minimum 45dB geri dönüş kaybına ihtiyacınız vardır. Tercihen 55dB veya daha iyisi. Bu, zayıflama değerinin tam olarak doğru alınmasından daha önemlidir.

Sabit zayıflatıcıların maliyeti 5-20$'dır. Değişken zayıflatıcılar manuel tipler için 40 dolardan başlıyor ve oradan yükseliyor. İçgüdü açıktır: gerekli zayıflamayı hesaplayın, bu değere uygun sabit ünite satın alın, paradan tasarruf edin.

Yanlış hesaplamış olman dışında. Veya alıcı-verici özellikleri iyimserdi. Veya birisi bakım penceresi sırasında fiberi yeniden yönlendirdi ve belgeler hiçbir zaman güncellenmedi. Veya yama paneli varsayılandan farklı bir kayba neden oluyor.

Daha sonra teknisyenlerin, bağlantının gerçekte neye ihtiyacı olduğunu yaklaşık olarak tahmin etmeye çalışarak-5dB ve 3dB'yi bir araya toplayarak sabit zayıflatıcıları kademelendirmesini izliyorum. Yukarıda açıklanan geri dönüş kaybı problemini daha da karmaşık hale getiren birden fazla hava-boşluğu cihazı. Tek bir değişken ünitenin sahip olabileceğinden daha kötü performans gösteren iki ucuz bileşen.

Devreye alma ve test etme için değişken zayıflatıcılar kendi maliyetlerini kazanır. Bağlantının tam olarak neyi gerektirdiğini arayın, çalışma aralığı boyunca performansı doğrulayın ve ardından isterseniz, isteğe bağlı olarak ölçülen değerle eşleşen sabit bir üniteyle değiştirin. Güç bütçesinin iyi tanımlandığı ve-kararlı olduğu üretim kurulumları için sabit zayıflatıcılar iyi çalışır. Geriye kalan her şey için fazladan otuz doları harcayın.

Geleneksel değişken zayıflatıcılar, mekanik hareketli-dönen nötr yoğunluk filtrelerine, ayarlanabilir hava boşluklarına, ışın yolu boyunca kayan bloklama elemanlarına dayanıyordu. Çalıştılar. Ayrıca zamanla sürüklendiler, yıprandılar, periyodik yeniden kalibrasyon gerektirdiler ve kontrol girişlerine yavaş tepki verdiler.

MEMS değişken optik zayıflatıcılar, bu karmaşıklığın çoğunu elektrostatik olarak çalıştırılan bir mikro aynayla değiştirdi. Milisaniyenin- altında yanıt süresi. Mekanik aşınma yüzeyleri yoktur. İhmal edilebilir polarizasyon bağımlılığı. Teknoloji, ekipman satıcılarının amplifikatör zincirlerinde kanal başına güç yönetimine ihtiyaç duyduğu 90'ların sonundaki DWDM oluşumu sırasında hızla olgunlaştı.

EDFA içindeki uygulama alıcı koruması değildir. Kazanç eğim telafisidir. Erbiyum kazanç spektrumu C-band- boyunca düz değildir 1530 nm'deki kanallar doğal olarak 1560 nm'deki kanallardan daha güçlü ortaya çıkar. Düzeltme yapılmazsa, kanallar birden fazla amplifikatör aşamasından geçerken SNR eşitsizliklerini biriktirir. Kırk ya da seksen MEMS VOA, dalga boyu başına bir tane olmak üzere, kanal yüklemesi değiştikçe sürekli olarak ayarlanır.

Bunun alternatifi, beklenen kazanç şeklinin tersiyle eşleşen zayıflama profillerine sahip sabit kazanç-düzleştirme filtreleri-pasif cihazlardı. Kanal yüklemesi statik olduğunda harika çalışır. Müşteriler dinamik olarak dalga boylarını ekleyip çıkardığında, şekil değişiklikleri elde ettiğinde ve sabit filtreler bunu telafi edemediğinde.

MEMS VOA'lar yeniden yapılandırılabilir optik ağları ticari olarak uygun hale getirdi. Bu abartı değil. Kanal başına dinamik güç kontrolü olmadan, ROADM mimarileri, dalga boyuna-bağlı yol uzunlukları boyunca yönetilemeyen OSNR varyasyonları üretecektir. Teknoloji önemliydi, artımlı değil.

Sıvı kristal değişken zayıflatıcılar rakip teknoloji olarak ortaya çıktı. LC malzemesinde tamamen gerilim- kaynaklı çift kırılma değişiklikleri yoluyla kontrol edilen hareketli parça zayıflaması yoktur. Mekanik yaklaşımlara göre daha hızlı tepki. Aşınma mekanizması yok. Katı-hal güvenilirliği.

Ana akım telekomda MEMS'i hiçbir zaman yerinden etmediler.

Sıcaklık hassasiyeti saha konuşlandırmasının uygulanabilirliğini öldürdü. LC malzeme özellikleri sıcaklıkla birlikte değişir, iklim kontrolü olmayan ortamlarda dengeleme devreleri ve sık sık yeniden kalibrasyon gerektirir. 22 derece tutan bir veri merkezi yönetilebilir. -30 derecelik kışlar ve +45 derecelik yazlar yaşayan bir dış bitki kabini değildir.

Ekleme kaybı da daha yüksekti. Burada yarım dB, orada 0,7dB. Bir dB'nin onda birinin OSNR marjlarını etkilediği sistemlerde birikir.

LC zayıflatıcılar laboratuvar nişlerini buldu. Sıcaklığın kontrol edildiği ve daha yüksek kaybın kabul edilebilir olduğu özel enstrümantasyon uygulamaları. Ancak ana akım pazar MEMS'e geçti ve orada kaldı.

Fiber Attenuators

Zayıflatıcılar alıcı ucuna aittir. Vericide değil. Ortada bir yerde rastgele değil.

Bu keyfi bir tercih değil. Alıcı-tarafına yerleştirme, bariz doygunluk önlemenin ötesinde iki amaca hizmet eder: zayıflatıcının kendi arayüzlerinden gelen yansımalar, kaynağa dönüş yolunda zayıflar ve alıcıdaki güç ölçümü, zayıflatıcıdan önce ölç-sonra ölç, tamamlanır, basit kalır.

Zayıflatıcıyı verici ucuna taktığınızda, geri dönüş kaybı yönetimi için hiçbir şey başarmış olmazsınız. Aşağı yöndeki her konektör ve ekleme, tam genlikte kaynağa geri yayılan yansımalara katkıda bulunur. Zayıflatıcı ileri gücü bloke eder ancak hiçbir zaman zayıflatılmamış ışığın-geriye doğru gitmesi konusunda hiçbir şey yapmaz.

"Fiberi aşırı güçten korumak için" birinin zayıflatıcıları vericinin hemen arkasına yerleştirdiği kurulumlarla karşılaştım. Cam elyafın birkaç miliwatt'tan korumaya ihtiyacı yoktur. Alıcıların korumaya ihtiyacı var. Yerleştirme optik anlamda sıfırdı ancak birden fazla bakım döngüsü boyunca devam etti çünkü birisi bunu belgeledi ve kimse belgeleri sorgulamadı.

Pakette 10dB yazıyor. Gerçek zayıflama, dalga boyuna, sıcaklığa ve üretim kalite kontrolüne bağlı olarak 9,6dB veya 10,5dB veya 11,1dB olabilir.

Çoğu kurulum için bu tolerans aralığının önemi yoktur. Alıcı gücünü kabul edilebilir aralığa getirmek için yaklaşık 10dB zayıflamaya ihtiyacınız vardır. 9,5dB veya 10,5dB'ye ulaşmanız bağlantının çalışmasını etkilemez.

Hassas uygulamalar için-alıcı duyarlılığı karakterizasyonu, OSNR ölçümleri, amplifikatör kalifikasyonunun-doğruluğu önemli ölçüde önemlidir. Test ekipmanı satıcılarının sunduğu laboratuvar düzeyinde programlanabilir zayıflatıcılar, birden çok dalga boyu ve güç düzeyinde kadran ayarlarına gerçek zayıflamayı eşleyen binlerce kalibrasyon noktası içerir. Aletlerin maliyeti buna göre. 0,01dB çözünürlükle C-bantında ±0,05dB doğruluk belirten 12.000 ABD doları değerinde bir birim kullandım. Alıcı duyarlılığının -27,8dBm'ye karşı -28,1dBm olup olmadığını ölçerken gereklidir. Üretim bağlantısı güç yönetimi için saçma bir aşırılık.

Enstrümanı uygulamaya göre eşleştirin.

Fiber Attenuators

Bükülmeyi azaltmak için fiberin bir kalem veya mandrel etrafına sarılması, uygun zayıflatıcılar mevcut olmadığında sorun giderme kılavuzlarında geçici bir saha tekniği olarak görünür.

Bir nevi işe yarıyor. Bükülme-kaynaklı kayıp gerçek fiziktir. Dar yarıçap, ışığı kaplamaya zorlayarak iletilen gücü azaltır.

Aslında bunu yapmayın.

Zayıflama tahmin edilemez;-bükülme yarıçapına, dönüş sayısına, fiber türüne, dalga boyuna ve muhtemelen o günkü neme bağlıdır. Kararsızdır-lif gevşer, zayıflama değişir. Potansiyel olarak yıkıcıdır-tekrarlanan stres yorgunluğu camı kırabilir. Çok modlu fiberde, ölçüm doğruluğunu etkileyecek şekilde başlatma koşullarını bozan mod birleştirme efektlerini sunar.

Birisi bir bağlantının çalışması için kalemin etrafına elyaf sararsa, bu durup uygun ekipmanı alması için bir işarettir. Çaresizliğin teknikle karıştırılmasıdır.

Daha yüksek sembol oranları, geri dönüş kaybına karşı duyarlılığı artırır. Geri-yansıyan güçten kaynaklanan faz gürültüsü, basit açma-kapama anahtarlamasına kıyasla 64-QAM'de daha önemlidir. 10G için kabul edilebilir zayıflatıcı geri dönüş kaybı spesifikasyonları 400G'de problemli hale gelmektedir.

Tutarlı DSP alıcıları, doğrudan-algılanan alıcılardan daha geniş dinamik aralığa sahiptir ve bu da bazı doygunluk endişelerini azaltır. Tutarlı algılamayı mümkün kılan optik sinyal işleme, güç değişimine karşı daha fazla tolerans sağlar. Bu zayıflatıcı gereksinimlerini ortadan kaldırmaz-uygulama profilini değiştirir.

Daha da ilginci, silikon fotonik entegrasyonu, alıcı-verici tasarımlarında-çip üzerine VOA işlevselliğini koyuyor. Modern 400G ZR+ modülleri, entegre değişken zayıflatıcılar ve ayarlanabilir iletim gücü içerir. Bazı alıcı-vericiler artık çıkış gücünü +3dBm veya daha yükseğe artırmak için yerleşik mini EDFA'larla birlikte gönderiliyor. Alıcı-vericinin kendisi başlatma gücünü bağlantı gereksinimlerine uyacak şekilde ayarlarsa, belirli dağıtım senaryoları için harici zayıflatma gereksiz hale gelir.

Bu entegrasyon harici zayıflatıcı pazarını ortadan kaldırmayacak. Eski ekipmanlar entegre güç kontrolünden yoksundur. Test uygulamaları kalibre edilmiş harici zayıflama gerektirir. Yenileme kurulumları, alıcı-vericinin değiştirilmesini gerektirmeyen çözümlere ihtiyaç duyar. Ancak alıcı-verici zekası arttıkça pazar dengesi değişiyor.

Zayıflatıcılar karmaşık cihazlar değildir. Optik gücü azaltırlar. Fizik basittir. Uygulama seçenekleri olgunlaşmış ve-iyi anlaşılmıştır.

Dağıtım bağlamından kaynaklanan zorluklar: Yeterli güç ölçümleri olmadan zayıflama değerlerinin seçilmesi, uygulama gereksinimlerine uygun olmayan teknolojilerin seçilmesi, cihazların gerçek sorunları çözmeyen konumlara yerleştirilmesi, eski sorunları çözerken yeni sorunlar yaratan geri dönüş kaybı spesifikasyonlarının kabul edilmesi.

Her zayıflatıcı kurulumu, temelde bağlantı tasarımındaki başka bir şeyin operasyonel gerçeklikle eşleşmediğinin kabulüdür. Alıcı, verici gücü için çok hassastır. Açıklık optik özellikler için çok kısa. Kanal yüklemesi orijinal varsayımlardan farklıdır. Tedarik en ucuz olanı satın aldı.

Zayıflatıcılar bu uyumsuzlukları giderir. Doğru seçilip konumlandırıldıklarında bunu güvenilir, ucuz ve etkili bir şekilde yaparlar. Zarif çözümler değiller. Onlar pragmatik olanlardır.

Üretim ağlarında işe yarayan pragmatik çözümler, işe yaramayan zarif çözümleri yener.