Thepengecil optikwujud sebagai sejenis percanggahan profesional dalam infrastruktur telekomunikasi. Jurutera menghabiskan kerjaya untuk menghapuskan kehilangan daripada rentang gentian-menyelesaikan sambungan gabungan, menentukan penyambung ultra-rendah-kehilangan, memilih kabel premium-kemudian dengan sengaja memasukkan peranti yang tujuan keseluruhannya memusnahkan isyarat. Logiknya masuk akal sebaik sahaja anda meletupkan penerima, tetapi kegagalan pertama itu memerlukan kebanyakan orang untuk benar-benar memahami mengapa komponen ini penting.
Apabila Isyarat Anda Menjadi Masalah
Sensitiviti penerima mendapat semua perhatian semasa perbincangan belanjawan pautan. Setiap helaian spesifikasi memaparkan dengan jelas bahawa -28dBm atau -24dBm ambang minimum. Kuasa input maksimum terletak senyap di bahagian bawah halaman, mungkin -3dBm untuk SFP+ biasa, menunggu seseorang membuat kesilapan.
Kesilapan biasanya melibatkan perolehan membeli optik yang mencapai-panjang kerana diskaun volum kelihatan menarik. Atau seseorang mengambil transceiver 40km untuk larian bangunan 300-meter-kerana itulah yang ada di dalam laci. Kuasa pelancaran tiba pada pengesan foto di sekitar 0dBm atau lebih tinggi. Pautan enggan muncul. Log menunjukkan "Rx LOS" atau mungkin hanya "paut ke bawah"-kod ralat yang sama yang anda lihat untuk gentian gelap.
Saya tidak boleh mengira berapa jam saya telah membazir menonton juruteknik menukar transceiver pada kerja ini. Modul gantian mempamerkan tingkah laku yang sama kerana tiada yang benar-benar rosak. Diod APD atau PIN sedang dibanjiri dengan foton. dah tepu. Litar kawalan keuntungan automatik tidak boleh mengimbangi. Tiada siapa yang berfikir untuk menyemak sama ada terdapat terlalu banyak cahaya kerana kita semua telah dikondisikan untuk bimbang tentang kuasa yang tidak mencukupi.
Atenuator tetap $12 menyelesaikannya. Pasang 10dB pada hujung terima. Kuasa berkurangan daripada +1dBm kepada -9dBm. Pautan ditubuhkan. Teruskan.
Multimode: Tidak Sangat Relevan Di Sini
Keseluruhan perbincangan ini terpakai hampir secara eksklusif pada-penyerahan mod tunggal.
Sumber VCSEL dalam output transceiver berbilang mod mungkin -4dBm hingga 0dBm. Ambang beban penerima berbilang mod berada sekitar 0dBm hingga +2dBm. Matematik jarang menghasilkan senario tepu walaupun dalam-konfigurasi kerugian yang minimum. Sambungan tampalan terus antara port bersebelahan-secara literal jangka masa yang paling singkat-biasanya kekal dalam had.
Mod tunggal-adalah tempat masalah hidup. Laser DFB menolak +5dBm ke dalam gentian yang direka untuk penghantaran 100km. Gunakan optik itu merentasi tulang belakang kampus yang berjalan sejauh 400 meter dan penerima tidak berpeluang.
Patut disebut kerana saya pernah melihat orang memasang attenuator dalam pautan berbilang mod "hanya untuk selamat" dan kemudian menghabiskan hari untuk menyelesaikan masalah kuasa yang tidak mencukupi yang mereka cipta. jangan.
Jurang-Masalah Kehilangan Tiada Siapa Yang Memberi Amaran Kepada Saya
Atenuator-udara adalah murah. Mereka bekerja. Mereka juga menyebabkan masalah yang tidak diiklankan oleh tanda harga $8 mereka.
Fiziknya mudah: asingkan dua muka hujung gentian dengan jarak terkawal, biarkan rasuk menyimpang, tangkap hanya sebahagian ke dalam gentian penerima. Pengecilan mudah dicapai melalui penyebaran geometri
Antara muka kaca udara-itu juga menghasilkan pantulan Fresnel. Mungkin 4% melantun kembali ke arah sumber di setiap permukaan. Dalam jurang-pengurang kehilangan anda mempunyai dua antara muka sedemikian. Itu berkemungkinan 8% pulangan jika anda tidak bernasib baik dengan cara semuanya sejajar.
Untuk bahagian kepala CATV yang menjalankan video analog, -pantulan belakang nyata sebagai hantu yang boleh dilihat. Untuk laser DFB, ia menjejaskan kestabilan rongga dan menghasilkan mod melompat. Untuk EDFA, kuasa pantulan yang mencukupi boleh mencetuskan pengelasan parasit yang menjadikan penguat tidak berguna.
Saya menghabiskan sebahagian besar hari Sabtu untuk menyelesaikan masalah pancang BER secara rawak pada gelang DWDM metro. Seseorang telah memasang gap-atenuator kehilangan pada panel tampalan tanpa menyemak spesifikasi kerugian pulangan. Atenuator mengukur kehilangan pulangan 15dB, yang kedengarannya baik sehingga anda menyedari bahawa 3% daripada isyarat itu melantun semula ke dalam laser yang benar-benar mengutamakan kestabilan. Menukarnya dengan penguat gentian-dop dengan kehilangan pulangan 55dB. Masalah hilang.
Untuk apa-apa yang menjalankan modulasi koheren atau kadar simbol tinggi-100G dan ke atas terutamanya-anda memerlukan kehilangan pulangan minimum 45dB. Sebaiknya 55dB atau lebih baik. Ini lebih penting daripada mendapatkan nilai pengecilan yang tepat dengan betul.
Tetap Berbanding Pembolehubah: Ekonomi Tidak Berjaya Seperti Yang Anda Fikirkan
Atenuator tetap berharga $5-20. Atenuator boleh ubah bermula sekitar $40 untuk jenis manual dan meningkat dari sana. Nalurinya adalah jelas: kira pengecilan yang diperlukan, beli unit tetap yang sepadan dengan nilai itu, jimat wang.
Kecuali anda salah mengira. Atau spesifikasi transceiver adalah optimistik. Atau seseorang mengubah laluan gentian semasa tetingkap penyelenggaraan dan dokumentasi tidak pernah dikemas kini. Atau panel tampalan menyumbang kerugian yang berbeza daripada yang diandaikan.
Kemudian saya melihat juruteknik melonjakkan pengecil tetap-menyusun 5dB dan 3dB bersama-sama cuba menganggarkan apa yang sebenarnya diperlukan oleh pautan itu. Berbilang peranti celah udara-mengkompaun masalah kehilangan pulangan yang diterangkan di atas. Dua komponen murah berprestasi lebih buruk daripada satu unit pembolehubah yang sepatutnya.
Untuk pentauliahan dan ujian, pengecil boleh ubah memperoleh kosnya. Dail dengan tepat apa yang diperlukan oleh pautan, sahkan prestasi merentas julat pengendalian, kemudian gantikan secara pilihan dengan unit tetap yang sepadan dengan nilai yang diukur jika anda mahu. Untuk pemasangan pengeluaran yang mempunyai belanjawan kuasa-berciri dan stabil, pengecil tetap berfungsi dengan baik. Untuk segala-galanya, belanjakan lebihan tiga puluh dolar.
Apa MEMS Sebenarnya Berubah
Atenuator pembolehubah tradisional bergantung pada pergerakan mekanikal-penapis ketumpatan neutral berputar, celah udara boleh laras, elemen menyekat yang beralih melalui laluan pancaran. Mereka bekerja. Mereka juga hanyut dari semasa ke semasa, haus, memerlukan penentukuran semula berkala, dan bertindak balas perlahan untuk mengawal input.
Atenuator optik pembolehubah MEMS menggantikan kebanyakan kerumitan itu dengan mikromirror yang digerakkan secara elektrostatik. Masa tindak balas sub-milisaat. Tiada permukaan haus mekanikal. Kebergantungan polarisasi yang boleh diabaikan. Teknologi ini matang dengan cepat semasa-pembinaan DWDM lewat 90-an apabila vendor peralatan memerlukan pengurusan kuasa setiap saluran dalam rantaian penguat.
Aplikasi di dalam EDFA bukan perlindungan penerima. Ia mendapat pampasan kecondongan. Spektrum perolehan erbium tidak rata merentasi saluran-jalur-C pada 1530nm secara semula jadi muncul lebih kuat daripada saluran pada 1560nm. Tanpa pembetulan, saluran mengumpul jurang SNR semasa ia merentasi berbilang peringkat penguat. Empat puluh atau lapan puluh MEMS VOA, satu setiap panjang gelombang, melaraskan secara berterusan apabila pemuatan saluran berubah.
Alternatifnya ialah perolehan tetap-penapis meratakan-peranti pasif dengan profil pengecilan yang sepadan dengan songsangan bentuk perolehan yang dijangkakan. Berfungsi dengan baik apabila pemuatan saluran adalah statik. Apabila pelanggan menambah dan menurunkan panjang gelombang secara dinamik, memperoleh perubahan bentuk dan penapis tetap tidak dapat mengimbangi.
MEMS VOA menjadikan rangkaian optik boleh dikonfigurasikan semula berdaya maju secara komersial. Itu bukan hiperbola. Tanpa kawalan kuasa setiap-saluran dinamik, seni bina ROADM akan menghasilkan variasi OSNR yang tidak terurus merentas-panjang gelombang bergantung kepada panjang laluan. Teknologi itu penting, bukan tambahan.
Kristal Cecair: Hampir Tetapi Tidak Cukup
Atenuator pembolehubah kristal cecair muncul sebagai teknologi bersaing. Tiada bahagian bergerak-pelemahan dikawal sepenuhnya melalui voltan-perubahan dwirefringens teraruh dalam bahan LC. Tindak balas yang lebih cepat daripada pendekatan mekanikal. Tiada mekanisme haus. Kebolehpercayaan keadaan pepejal-.
Mereka tidak pernah menggantikan MEMS dalam telekom arus perdana.
Kepekaan suhu membunuh daya maju penggunaan medan. Sifat bahan LC berubah mengikut suhu, memerlukan litar pampasan dan penentukuran semula yang kerap dalam persekitaran tanpa kawalan iklim. Pusat data yang memegang 22 darjah boleh diurus. Kabinet tumbuhan luar mengalami musim sejuk -30 darjah dan musim panas +45 darjah tidak.
Kehilangan sisipan juga lebih tinggi. Setengah dB di sini, 0.7dB di sana. Terkumpul dalam sistem di mana setiap persepuluh dB mempengaruhi margin OSNR.
Atenuator LC menemui ceruk makmal. Aplikasi instrumentasi khusus di mana suhu dikawal dan kehilangan yang lebih tinggi boleh diterima. Tetapi pasaran arus perdana pergi MEMS dan kekal di sana.
Penempatan Sebenarnya Penting
Atenuator berada di hujung penerima. Bukan pada pemancar. Tidak secara rawak di suatu tempat di tengah-tengah.
Ini bukan pilihan sewenang-wenangnya. Peletakan sisi penerima-mempunyai dua tujuan melangkaui pencegahan ketepuan yang jelas: pantulan daripada antara muka pengecil sendiri dilemahkan pada laluan kembalinya ke sumber dan pengukuran kuasa pada penerima kekal mudah-ukur sebelum attenuator, ukur selepas, selesai.
Pasang atenuator di hujung pemancar dan anda tidak mencapai apa-apa untuk pengurusan kehilangan pulangan. Setiap penyambung dan sambatan hiliran menyumbang pantulan yang merambat kembali ke sumber pada amplitud penuh. Atenuator menyekat kuasa hadapan tetapi tidak melakukan apa-apa tentang-cahaya bergerak ke belakang yang tidak pernah dilemahkan.
Saya telah menemui pemasangan di mana seseorang meletakkan pengecil sejurus selepas pemancar "untuk melindungi gentian" daripada kuasa yang berlebihan. Gentian kaca tidak memerlukan perlindungan daripada beberapa miliwatt. Penerima memerlukan perlindungan. Peletakan itu tidak masuk akal optik tetapi berterusan melalui pelbagai kitaran penyelenggaraan kerana seseorang mendokumentasikannya dan tiada siapa yang mempersoalkan dokumentasi.
Toleransi dan Penentukuran
Pakej mengatakan 10dB. Pengecilan sebenar mungkin 9.6dB atau 10.5dB atau 11.1dB bergantung pada panjang gelombang, suhu dan kawalan kualiti pembuatan.
Untuk kebanyakan pemasangan, jalur toleransi ini tidak relevan. Anda memerlukan lebih kurang 10dB pengecilan untuk membawa kuasa penerima ke dalam julat yang boleh diterima. Sama ada anda mencapai 9.5dB atau 10.5dB tidak menjejaskan operasi pautan.
Untuk aplikasi ketepatan-pencirian sensitiviti penerima, ukuran OSNR, kelayakan penguat-ketepatan adalah penting. Makmal-atenuator boleh diprogramkan gred daripada vendor peralatan ujian termasuk beribu-ribu titik penentukuran yang memetakan pengecilan sebenar kepada tetapan dail merentas berbilang panjang gelombang dan aras kuasa. Kos instrumen adalah sewajarnya. Saya telah menggunakan unit $12,000 yang menyatakan ketepatan ±0.05dB merentas jalur C-dengan peleraian 0.01dB. Diperlukan apabila anda mengukur sama ada sensitiviti penerima ialah -27.8dBm berbanding -28.1dBm. Keterlaluan yang tidak masuk akal untuk pengurusan kuasa pautan pengeluaran.
Padankan instrumen dengan aplikasi.
The Mandrel Wrap Hack
Membungkus gentian di sekeliling pen atau mandrel untuk mendorong pengecilan lenturan muncul dalam panduan penyelesaian masalah sebagai teknik medan sementara apabila pengecil yang betul tidak tersedia.
Ia berfungsi, semacam. Bend{1}}kehilangan teraruh ialah fizik sebenar. Jejari yang ketat memaksa cahaya masuk ke dalam pelapisan, mengurangkan kuasa yang dihantar.
Jangan lakukan ini sebenarnya.
Pengecilan tidak dapat diramalkan-bergantung pada jejari selekoh, bilangan lilitan, jenis gentian, panjang gelombang dan mungkin kelembapan pada hari itu. Ia tidak stabil-gentian mengendur, anjakan pengecilan. Ia berkemungkinan merosakkan-keletihan tekanan berulang boleh memecahkan kaca. Ia memperkenalkan kesan gandingan mod dalam gentian berbilang mod yang mengacaukan keadaan pelancaran dengan cara yang menjejaskan ketepatan pengukuran.
Jika seseorang membalut gentian di sekeliling pensel untuk membuat pautan berfungsi, itu adalah isyarat untuk berhenti dan mendapatkan peralatan yang sesuai. Ia terdesak disalah anggap sebagai teknik.
Di Mana Ini Pergi pada 400G dan Lebih Jauh
Kadar simbol yang lebih tinggi meningkatkan sensitiviti untuk mengembalikan kerugian. Bunyi fasa dari belakang-kuasa yang dipantulkan lebih penting pada 64-QAM berbanding pada kekunci hidup-mati yang mudah. Spesifikasi kehilangan pulangan pengecut yang boleh diterima untuk 10G menjadi bermasalah pada 400G.
Penerima DSP yang koheren mempunyai julat dinamik yang lebih luas daripada penerima pengesanan-langsung, yang mengurangkan beberapa kebimbangan tepu. Pemprosesan isyarat optik yang membolehkan pengesanan koheren memberikan lebih toleransi untuk variasi kuasa. Ini tidak menghapuskan keperluan attenuator-ia mengalihkan profil aplikasi.
Lebih menarik, penyepaduan fotonik silikon meletakkan kefungsian VOA pada-cip dalam reka bentuk transceiver. Modul 400G ZR+ moden termasuk attenuator pembolehubah bersepadu dan kuasa hantar boleh melaras. Sesetengah transceiver kini dihantar dengan EDFA mini terbina dalam untuk rangsangan kuasa output kepada +3dBm atau lebih tinggi. Jika transceiver itu sendiri melaraskan kuasa pelancaran untuk memadankan keperluan pautan, pengecilan luaran menjadi tidak diperlukan untuk senario penggunaan tertentu.
Penyepaduan itu tidak akan membunuh pasaran pengecil luaran. Peralatan warisan tidak mempunyai kawalan kuasa bersepadu. Aplikasi ujian memerlukan pengecilan luaran yang ditentukur. Pemasangan retrofit memerlukan penyelesaian yang tidak memerlukan penggantian transceiver. Tetapi imbangan pasaran berubah apabila kecerdasan transceiver meningkat.
Penilaian Jujur
Atenuator bukanlah peranti yang rumit. Mereka mengurangkan kuasa optik. Fizik adalah mudah. Pilihan pelaksanaan sudah matang dan-difahami dengan baik.
Komplikasi timbul daripada konteks penggunaan: memilih nilai pengecilan tanpa ukuran kuasa yang mencukupi, memilih teknologi yang tidak sepadan dengan keperluan aplikasi, meletakkan peranti pada kedudukan yang tidak menangani masalah sebenar, menerima spesifikasi kerugian pulangan yang mencipta isu baharu semasa menyelesaikan masalah lama.
Setiap pemasangan attenuator pada asasnya adalah pengakuan bahawa sesuatu yang lain dalam reka bentuk pautan tidak sepadan dengan realiti operasi. Penerima terlalu sensitif untuk kuasa pemancar. Span terlalu pendek untuk spesifikasi optik. Pemuatan saluran berbeza daripada andaian asal. Perolehan membeli apa sahaja yang paling murah.
Atenuator menampal pada ketidakpadanan ini. Mereka melakukannya dengan pasti, murah dan berkesan apabila dipilih dan diletakkan dengan betul. Mereka bukan penyelesaian yang elegan. Mereka pragmatik.
Dalam rangkaian pengeluaran, penyelesaian pragmatik yang berfungsi mengatasi penyelesaian elegan yang tidak berfungsi.
