Tip Atenuasi Serat Optik

Attenuator serat optikmenempati ceruk khusus di dalamnyajaringan optik-komponen pasif yang seluruh tugasnya memperburuk sinyal Anda. Sengaja. Perangkat kecil dan sederhana ini mengurangi tingkat daya optik dengan menyerap, memantulkan, atau menyebarkan foton melalui mekanisme yang dirancang, mencegah saturasi penerima yang terjadi ketika-sumber laser bertenaga tinggi membanjiri sirkuit fotodetektor. Fisikanya sederhana: terlalu banyak cahaya yang mengenai fotodioda longsoran mendorong perangkat ke wilayah respons nonlinier, mendistorsi bentuk gelombang sinyal, dan meningkatkan tingkat kesalahan bit Anda. Attenuator berada di antara sumber dan tujuan, menyerap kelebihannya. Dalam tautan jarak-mode tunggal yang menjalankan laser DFB 1550nm dengan amplifikasi EDFA-di mana anggaran daya optik dapat berayun sebesar 20 atau 30 dB bergantung pada rekayasa rentang-attenuator menjadi kurang nyaman dibandingkan kebutuhan.

Namun bukan berarti alat tersebut mudah digunakan dengan benar.

Berikut angka yang membuat orang tersandung: attenuator 10 dB tidak memotong sinyal Anda sebesar 10%. Ini memotongnya hingga 90%. Setiap 10 dB adalah faktor sepuluh kekuatan. Penurunan 3 dB mengurangi separuh kekuatanmu. 20 dB? Anda turun hingga 1% dari apa yang Anda mulai.

Saya mengemukakan hal ini karena saya telah menyaksikan para teknisi menggunakan attenuator 15 dB ketika mereka membutuhkan 5 dB, kemudian menghabiskan satu jam bertanya-tanya mengapa tautannya menjadi gelap. Desibel adalah logaritmik. Skala ini tidak intuitif jika Anda terbiasa berpikir dalam persentase. Siapkan bagan konversi-atau hafalkan nilai kuncinya. 3 dB adalah setengah. 10 dB adalah-sepersepuluh. Segala sesuatu yang lain adalah matematika.

Attenuator tetap mempunyai nilai yang telah ditentukan-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB adalah kenaikan umum. Anda membeli apa yang Anda butuhkan. Hubungkan. Selesai. Harganya murah, biasanya di bawah $20 untuk kualitas yang layak, dan hanya rusak jika Anda merusaknya secara fisik atau mencemari permukaan akhir sehingga tidak bisa diperbaiki lagi. Untuk instalasi permanen di mana Anda telah menghitung anggaran tautan dan mengetahui secara pasti berapa banyak atenuasi yang dibutuhkan port penerima, solusi tetap adalah yang harus dilakukan.

Atenuasi variabel memungkinkan Anda memasukkan atenuasi pada rentang-biasanya 1-30 dB atau sekitar itu-menggunakan roda jempol, sekrup mikrometer, atau terkadang kontrol elektronik. Peralatan laboratorium. Skenario pengujian. Komisioning jaringan tempat Anda menguji tautan dengan mengurangi sinyal secara bertahap hingga gagal. Harganya lebih mahal. Secara mekanis juga lebih kompleks, yang berarti lebih banyak titik potensi kegagalan.

Jangan gunakan attenuator variabel sebagai komponen instalasi permanen kecuali Anda memiliki alasan tertentu. Saya telah melihat mereka melayang seiring berjalannya waktu, terutama yang lebih murah. Perubahan suhu, getaran, pelonggaran mekanisme penyesuaian secara bertahap-atenuasi 7 dB yang Anda atur dengan cermat menjadi 8,5 dB delapan belas bulan kemudian, dan tiba-tiba Anda memecahkan masalah kesalahan intermiten yang tidak dapat dijelaskan oleh siapa pun.

Attenuator hadir dalam berbagai jenis konektor yang Anda temui di fiber: LC, SC, FC, ST, dan semakin banyak MTP/MPO untuk-aplikasi kepadatan tinggi. Jenis konektor kurang penting dibandingkan memperbaikinya. Tentu saja, attenuator SC tidak akan cocok dengan panel patch LC Anda. Namun yang lebih halus: attenuator LC/UPC yang dicolokkan ke port LC/APC menciptakan celah udara, insertion loss yang sangat besar, dan berpotensi menghancurkan kedua permukaan-ujungnya.

Kode warna ada karena suatu alasan. Biru atau krem berarti UPC (Ultra Physical Contact). Hijau berarti APC (Kontak Fisik Sudut). Jangan pernah mencampurkannya.

Ini bukan paranoia. Konektor APC memiliki sudut 8-derajat yang dipoles ke permukaan ujung ferrule. Sudut tersebut mengarahkan kembali-cahaya yang dipantulkan ke dalam kelongsong, bukan langsung kembali ke sumber laser. Saat Anda menyambungkan konektor UPC datar ke port APC yang miring, inti serat tidak sejajar. Cahaya menyebar ke mana-mana. Kerugian pengembalian menjadi bencana besar. Dan jika Anda mengawinkannya secara paksa berulang kali, Anda secara fisik akan mencungkil kacanya.

Celah-attenuator kerugian-jenis yang menciptakan ruang udara kecil di antara ujung serat-harus ditempatkan di dekat pemancar. Posisi itu penting. Jika Anda memasang perangkat gap-kerugian jauh di bawah tautan, Anda telah membiarkan pancaran-kekuatan penuh merambat melalui serat berkilo-kilometer yang mungkin menimbulkan efek nonlinier yang tidak diinginkan atau mengakumulasi pantulan yang mengganggu kestabilan laser sumber.

Attenuator serap (serat doped, tipe-implantasi ion) lebih mudah dalam penempatannya, namun kebijakan konvensional masih lebih memilih pemasangan-di sisi pemancar jika memungkinkan.

Inilah alasan praktis yang tidak dibicarakan orang: panel patch tersentuh. Banyak. Teknisi menukar kabel. Mereka menambah koneksi, menghapusnya, membersihkan sesuatu, merusak sesuatu. Jika attenuator Anda berada di panel patch di sisi receiver dan seseorang menarik kabel yang salah, transceiver seharga $300 itu tiba-tiba mengeluarkan ledakan penuh. Lebih baik melemahkannya sebelum sinyal meninggalkan enklosur transmisi.

Beberapa attenuator-khususnya jenis attenuator-kerugian dan reflektif-yang murah memiliki rahasia kotor: pantulan balik yang tinggi. Mereka mungkin memberikan redaman persis seperti yang Anda pesan, tetapi mereka memantulkan sebagian kecil cahaya datang langsung ke pemancar. Untuk aplikasi tertentu, terutama CATV analog atau sistem apa pun yang menggunakan laser DFB-lebar garis sempit, ini adalah kematian. Cahaya yang dipantulkan kembali-memasuki rongga laser, mengganggu kestabilan keluaran, dan menimbulkan lonjakan kebisingan.

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 >55dB. Attenuator serap umumnya berperforma lebih baik di sini dibandingkan desain gap-loss.

Jika lembar data tidak menentukan return loss, asumsikan yang terburuk.

Fiber optic attenuators

Anda sudah tahu bahwa Anda perlu membersihkan-permukaan ujung serat. Attenuator tidak terkecuali. Sebenarnya, hal ini lebih buruk-karena attenuator sering kali berada secara semi-permanen di panel tempel atau adaptor sekat, mengumpulkan debu selama berbulan-bulan di antara pemeriksaan sementara semua orang berasumsi bahwa attenuator tersebut "pasif, tersegel,-bebas perawatan".

Sebenarnya tidak.

Partikel berukuran 1-mikron pada inti-mode tunggal memblokir sekitar 1% cahaya. Partikel berukuran 9-mikron—yang masih tidak terlihat tanpa pembesaran—dapat menyumbat seluruh inti. Dan inilah yang menarik: kontaminasi tidak hanya menyebabkan hilangnya penyisipan. Kotoran yang terperangkap di antara konektor yang dipasangkan dapat menggores kaca dan menyebabkan kerusakan permanen. Saya telah melihat teknisi menyalahkan "attenuator yang gagal" padahal masalah sebenarnya adalah noda minyak sidik jari dari instalasi terakhir.

Periksa setiap-sisi ujung dengan cakupan 200x sebelum melakukan perkawinan. Bersihkan dengan tisu serat yang tepat dan pelarut yang disetujui-IPA meninggalkan residu, jadi cairan khusus sepadan dengan biayanya. Periksa lagi setelah dibersihkan. Mentalitas "bersihkan sekali dan selesai" tidak berlaku di sini.

Sistem multimode jarang memerlukan attenuator. VCSEL dan LED yang menggerakkan serat multimode tidak menghasilkan daya yang cukup untuk memenuhi receiver modern. Jika seseorang menentukan attenuator untuk jaringan kampus OM3/OM4 Anda, ajukan pertanyaan.

Tautan pendek-mode tunggal-di bawah beberapa ratus meter dengan transceiver standar-seringkali juga tidak memerlukannya. Perhitungan anggaran kerugian biasanya berhasil. Ini adalah rentang-jauh, tautan yang diperkuat, skenario ketika pemancar 10 dBm bertemu dengan penerima dengan ambang kelebihan beban -3 dBm yang memerlukan pengelolaan daya aktif.

Hitung dulu. Kurangi yang kedua.

Ada cara lama yang muncul setiap kali seseorang membutuhkan redaman dan tidak memiliki attenuator: bungkus serat di sekitar pensil beberapa kali untuk menyebabkan hilangnya tikungan.

Apakah itu berhasil? Secara teknis, ya. Membengkokkan serat melewati radius minimumnya akan mengeluarkan cahaya ke dalam kelongsong.

Haruskah kamu melakukannya? Sama sekali tidak.

Serat yang tertekan melemah seiring waktu. Rekahan-mikro menyebar. "Perbaikan sementara" tersebut menjadi titik kegagalan enam bulan kemudian ketika perputaran suhu lingkungan mengakhiri apa yang Anda mulai. Selain itu, redaman tekukan sangat bervariasi-tergantung pada panjang gelombang, jenis serat, radius tekukan, jumlah lilitan, dan fase bulan. Anda tidak dapat mengkalibrasinya. Anda tidak dapat mendokumentasikannya. Dan ketika teknologi berikutnya menemukan pensil Anda-yang terbungkus serat, mereka akan mengutuk nama Anda.

Beli attenuator yang benar. Biayanya lebih murah dibandingkan jam pemecahan masalah yang akan Anda habiskan.

Sebelum memasang attenuator apa pun, verifikasi nilai redaman aktualnya menggunakan pengukur daya optik. Anda memerlukan sumber cahaya dengan panjang gelombang pengoperasian-1310nm, 1550nm, berapa pun yang cocok dengan sistem Anda-dan referensi yang dikalibrasi.

Hubungkan sumber ke meter secara langsung. Perhatikan pembacaan daya (P1). Masukkan attenuator. Perhatikan bacaan baru (P2). Atenuasi=P1 - P2 dalam dB.

Attenuator $5 berlabel "10 dB" sebenarnya dapat menghasilkan 8,7 dB. Atau 11,2dB. Toleransi produksi bervariasi. Untuk sebagian besar aplikasi, ±1 dB tidak menjadi masalah. Untuk pengujian presisi, ini sangat penting.

Attenuator variabel memerlukan verifikasi berkala. Kalibrasinya melayang. Apa yang tertulis di pelat jam dan apa yang sebenarnya dilihat oleh cahaya berbeda seiring waktu dan siklus penggunaan.

Fiber optic attenuators

Attenuator adalah panjang gelombang-yang ditentukan karena suatu alasan. Karakteristik penyerapan serat yang didoping, perilaku difraksi pada celah udara,-respons lapisan film tipis-semuanya bervariasi menurut panjang gelombang. Attenuator dengan rating operasi 1550nm mungkin memiliki kinerja yang sangat berbeda pada 1310nm.

Kebanyakan attenuator modern memiliki "dual-jendela" yang kompatibel untuk 1310/1550nm, panjang gelombang telekomunikasi yang umum. Tapi jangan berasumsi. Dan jika Anda bekerja dengan multimode panjang gelombang khusus-850nm, 1625nm untuk pengujian OTDR, saluran C-band DWDM memverifikasi kompatibilitas secara eksplisit.

Butuh 17 dB tetapi hanya memiliki attenuator 10 dB dan 5 dB? Tumpuk mereka. Atenuasi dalam dB bersifat aditif: 10 + 5=15 dB, ditambah lagi Anda akan mendapatkan satu atau dua dB ekstra dari koneksi berpasangan tambahan.

Ini berfungsi dengan baik. Ingatlah bahwa setiap permukaan gabungan tambahan menyebabkan hilangnya konektor (masing-masing ~0,3-0,5 dB), titik refleksi tambahan, dan sepasang permukaan-ujung lainnya agar tetap bersih. Untuk pengaturan pengujian satu kali, penumpukan adalah hal yang wajar. Untuk instalasi permanen, pesan nilai yang benar.

Juga: jangan menumpuk melebihi tiga attenuator. Pada titik tertentu Anda baru saja membangun rantai kehilangan konektor dengan perilaku yang tidak dapat diprediksi.

Atenuator loopback adalah jenis khusus-yang memantulkan kembali sinyal sekaligus melemahkannya. Insinyur menggunakannya untuk menguji pasangan pemancar/penerima tanpa perangkat kedua, untuk pembakaran-dalam pengujian kartu jalur optik, untuk berbagai skenario lab yang memerlukan beban pada port serat.

Itu bukan untuk penggunaan jaringan. Refleksinya memang disengaja, tapi tetap saja refleksi. Menempatkan attenuator loopback di sirkuit aktif menjamin degradasi sinyal dan mungkin kebingungan peralatan.

Saya menyebutkan ini karena faktor bentuknya terlihat identik dengan attenuator inline standar. Beri label pada inventaris Anda.

Attenuator adalah komponen sederhana yang melakukan pekerjaan sederhana: pengurangan sinyal terkontrol. Namun "sederhana" dalam serat optik selalu menyembunyikan kerumitan. Kompatibilitas konektor, jenis pemolesan, penempatan, kebersihan, spesifikasi return loss, pencocokan panjang gelombang-jika semua ini salah, komponen pasif sederhana Anda akan menjadi sumber pemecahan masalah selama berjam-jam.

Siapkan beberapa attenuator cadangan dengan nilai yang sama. Dokumentasikan apa yang Anda instal dan di mana. Ujilah sebelum mempercayai. Bersihkan secara obsesif.

Sinyalnya tergantung pada itu.