Pengurusan isyarat optik dalam kemudahan hiperskala moden memberikan cabaran yang sering tidak disedari sehingga peralatan gagal. Theattenuator gentian optik-komponen pasif yang direka untuk mengurangkan kuasa optik secara terkawal-berfungsi sebagai tenaga kerja sederhana yang menghalang ketepuan penerima, kemerosotan kadar ralat bit dan keletihan transceiver pramatang. Walaupun penguat dan pemultipleks menerima perhatian kejuruteraan yang tidak seimbang, pengecil kekal sebagai penimbangtara senyap bagi pematuhan belanjawan kuasa merentas -saling penjangkauan pendek.

Masalah Tiada Siapa Bicarakan

Berikut adalah sesuatu yang membuat jurutera berpengalaman tidak berjaga-jaga. Anda menentukan pautan 100G yang cantik, memasang -transceiver QSFP28 baharu, menjalankan gentian OM4 tulen merentasi tampalan 15-meter-dan tiba-tiba anda melihat ralat. Tidak banyak, tetapi cukup. Pautan mengepak sekali-sekala. Log menunjukkan kegagalan CRC yang meningkat semasa trafik puncak.

Pesalahnya? Terlalu banyak cahaya.

Transceiver moden-terutamanya SR4 dan modul gelombang-pendek-mengepam keluar kuasa optik yang dioptimumkan untuk jarak undian maksimumnya. Apabila transceiver berkadar 100-meter itu hanya perlu mencapai 8 meter, fotodiod penerima akan dipalu dengan lebih banyak foton daripada yang boleh diproses secara linear. Pengesan tepu. Integriti isyarat runtuh. Dan kerana "terlalu banyak isyarat" bukanlah sesuatu yang paling dipertimbangkan oleh carta alir penyelesaian masalah, pasukan membuang masa mengejar kerosakan kabel hantu.

Apa Yang Sebenarnya Dilakukan oleh Attenuator

Mekanismenya adalah mudah. Atenuator memperkenalkan amaun kehilangan optik yang ditentukur-diukur dalam desibel-untuk membawa kuasa yang diterima ke dalam tetingkap sensitiviti yang ditentukan oleh transceiver. Fikirkan ia sebagai cermin mata hitam untuk serat. Fizik asas berbeza mengikut reka bentuk: sesetengah menggunakan celah udara yang menghasilkan kehilangan pantulan Fresnel, yang lain menggunakan kaca dop serap, dan beberapa bergantung pada salah jajaran gentian yang tepat dalam ferrule.

Pendekatan berasaskan-jurang (kadangkala dipanggil "sebaris" atau "gaya-palam") mendominasi penempatan pusat data. Jurang udara kecil antara muka-penghujung penyambung memperkenalkan kehilangan yang boleh diramal-biasanya 3dB hingga 10dB untuk pengecil tetap. Atenuator optik boleh ubah (VOA) menawarkan pengecilan boleh laras melalui mekanisme berasaskan mekanikal atau MEMS-, walaupun kerumitan tambahan dan penggunaan had kos kepada aplikasi khusus seperti penyamaan saluran DWDM.

Kebanyakan jurutera yang saya telah bekerja dengan lalai kepada pengecil 5dB sebagai pilihan-mereka. Ia tidak selalunya pilihan yang tepat, tetapi ia jarang sekali salah.

Nombor Penting

Penyegaran pantas pada belanjawan kuasa optik, kerana di sinilah kesilapan pengiraan berlaku. Setiap lembaran data transceiver menentukan julat kuasa penghantaran (katakan, -1 hingga +2 dBm) dan tetingkap sensitiviti penerima (mungkin -11.5 hingga +2.4 dBm untuk peranti SR 25G). Perbezaan antara kuasa penghantaran sebenar anda dan sensitiviti penerima minimum membentuk belanjawan pautan anda. Kehilangan penyambung, pengecilan kabel, kehilangan sambungan-semuanya menolak daripada margin ini.

Tetapi input penerima maksimum-yang +2.4 siling dBm-sama pentingnya. Melebihi itu, dan anda terlalu memandu pengesan. Kebanyakan helaian spesifikasi menyenaraikan ambang "lebihan" di suatu tempat di luar sensitiviti maksimum, tetapi beroperasi di zon kelabu itu mengundang masalah. Di sinilah attenuator memperoleh simpanan mereka.

Katakan anda mengukur +1 dBm pada penerima dengan kord tampalan 3-meter. Julat optimum penerima anda mendahului pada +1 dBm untuk operasi linear, tetapi anda melihat ralat bit terputus-putus. Menambah atenuator 3dB jatuh kuasa yang diterima kepada -2 dBm-selesa dalam spesifikasi. Masalah selesai, dan anda telah membelanjakan mungkin $8.

Senario Penggunaan Sebenar

Pusat data tidak homogen. Bilik meet-pembekal kolokasi beroperasi di bawah kekangan yang berbeza daripada fabrik tulang belakang-penskala daun. Kes penggunaan Attenuator berbeza-beza mengikut kesesuaian.

Sambungan dalam-rak.Ini ialah senario roti-dan-mentega. Pelayan yang menyambung ke atas-suis-rak melalui 1-meter atau 2{13}}kabel DAC biasanya tidak memerlukan pengecil-kabel itu sendiri memberikan kehilangan yang mencukupi. Tetapi apabila gentian menggantikan tembaga (semakin biasa dengan kelajuan 100G+ dan tolakan ke arah kabel berstruktur), larian sub-5 meter tersebut menjadi bermasalah. Transceiver SR berkuasa tinggi yang menyuap terus ke port bersebelahan mencipta isu tepu yang diterangkan sebelum ini.

Ujian peralatan berperingkat.Sebelum penggunaan pengeluaran, pasukan operasi mengesahkan suis dan penghala pada persediaan bangku. Konfigurasi ujian ini selalunya menggunakan terus balik-untuk-sambungan gentian belakang-secara berkesan sifar-laluan kehilangan yang menjamin beban penerima. Atenuator membenarkan jurutera mensimulasikan kehilangan pautan pengeluaran tanpa mengikat 300 meter gentian merentasi makmal.

Saya telah melihat atenuator disalurkan-dilekatkan pada meja kerja dalam sedozen makmal. Tidak cantik, tetapi berfungsi.

Penyepaduan peralatan warisan.Pusat data Brownfield tidak dapat tidak mengandungi peralatan daripada beberapa generasi. Penerima SFP+ 10G yang direka sedekad yang lalu mungkin mempunyai julat dinamik yang lebih sempit daripada transceiver 25G kontemporari. Apabila penerima yang lebih lama ini bersambung kepada pemancar kuasa-moden yang lebih tinggi, pengecil merapatkan jurang tanpa memerlukan penggantian transceiver.

Sistem CWDM/DWDM.Seni bina pemultipleks bahagian panjang gelombang-meminta pengimbangan kuasa saluran yang ketat. Variasi 3dB antara saluran bersebelahan merendahkan OSNR dan menekankan EDFA. Setiap-VOA saluran-atau attenuator tetap semasa pentauliahan-meratakan medan permainan. Ini memasuki wilayah melangkaui penggunaan palam-dan-main yang mudah, tetapi prinsipnya tetap sama.

Perkataan mengenai Jenis Penyambung

LC menguasai optik pusat data moden. SC masih muncul dalam pemasangan warisan dan peralatan pembawa tertentu. FC muncul sekali-sekala dalam persediaan ujian. Penyambung MTP/MPO menyediakan optik selari-40G SR4, 100G SR4 dan penggantinya-tetapi melemahkan sambungan berbilang gentian menambah kerumitan. Anda biasanya akan melihat pengecil MTP digunakan pada tahap kaset dan bukannya gentian individu. Padankan penyambung attenuator anda dengan infrastruktur anda. Nampak jelas, tetapi penyesuai yang tidak sepadan mencipta variasi kehilangan sisipan yang merumitkan pengiraan belanjawan kuasa.

Apa yang Silap

Attenuator bukanlah peranti yang rumit, tetapi ia sangat mudah untuk disalahgunakan.

Melebihi-pengecilan kedudukan pertama. Seorang jurutera melihat ralat penerima, menganggap ketepuan, memasang pengecil 10dB-dan kini isyaratnya terlalu lemah. Pautan masih tidak berfungsi, tetapi sekarang untuk sebab yang bertentangan. Sentiasa ukur kuasa yang diterima sebenar sebelum memilih nilai pengecilan.

Penyambung kotor ialah mod kegagalan klasik yang lain. Atenuator menambah antara muka penyambung pada pautan. Setiap antara muka adalah peluang untuk pencemaran. Zarah habuk mikroskopik pada muka hujung ferrule APC-mencipta kehilangan yang tidak dapat diramalkan yang berubah mengikut suhu dan getaran. Bersihkan setiap penyambung. setiap masa. Tiada pengecualian.

Saya akan menyebut satu lagi: melupakan attenuator ada di sana. Dokumentasi gagal, pautan mendapat penyelesaian masalah beberapa tahun kemudian, dan tiada siapa yang ingat bahawa pengecil 7dB tertimbus dalam panel tampalan. Tiba-tiba peningkatan yang mengubah kuasa menghantar "secara misteri" memutuskan pautan yang berfungsi selama lima tahun. Labelkan semuanya.

Realiti Perolehan

Atenuator tetap hampir tiada kos-$5 hingga $15 untuk unit LC asas daripada pengeluar terkemuka. Beli secara pukal. Simpan laci penuh dalam makmal rangkaian. Nilai 1dB, 3dB, 5dB, 7dB dan 10dB meliputi 95% senario. Atenuator boleh ubah menjalankan $50 hingga $300+ bergantung pada peleraian dan jenis penyambung; simpan ini untuk penentukuran atau aplikasi boleh melaras.

Jenama tidak penting daripada yang anda fikirkan. Fizik bagi jurang udara terkawal atau unsur penyerapan tidak berbeza secara mendadak antara vendor. Yang berkata, elakkan tiada-penjual nama di tapak pasaran-toleransi pengecilan yang tidak konsisten dan spesifikasi kerugian pulangan yang lemah akan menyebabkan sakit kepala. Corning, Thorlabs dan FS.com menghasilkan produk yang boleh dipercayai. Aksesori gentian CommScope berfungsi dengan baik jika anda sudah berada dalam ekosistem mereka.

Faedah Tersembunyi: Penyeragaman

Berikut ialah sesuatu yang tidak melibatkan kebanyakan perbincangan teknikal. Atenuator membolehkan penyeragaman pada skala.

Pengendali hiperskala membeli transceiver sebanyak berpuluh-puluh ribu. Menguruskan berbilang SKU transceiver untuk jarak pautan yang berbeza-10m berbanding 300m, katakan-mencipta kerumitan perolehan, sakit kepala inventori dan mengelakkan mimpi buruk. Sebaliknya, standardkan pada satu transceiver berkuasa tinggi yang dinilai untuk jarak maksimum, kemudian kurangkan pautan yang lebih pendek seperti yang diperlukan. Kos atenuator adalah remeh berbanding dengan kecekapan operasi yang diperoleh daripada armada transceiver seragam.

Pendekatan ini juga memudahkan penyelesaian masalah. Setiap transceiver berkelakuan sama. Belanjawan kuasa menjadi boleh diramal. Tukar mana-mana port dengan yang lain semasa gangguan. Keanggunan sebatian sebagai skala rangkaian.

Pertimbangan Panjang Gelombang

Kebanyakan attenuator menentukan operasi pada 850nm, 1310nm, 1550nm, atau beberapa kombinasi. Penggunaan berbilang mod biasanya menggunakan 850nm (optik SR). Mod-tunggal berpecah antara 1310nm (jangkauan perantaraan, LR) dan 1550nm (jangkauan lanjutan, ER dan DWDM). Nilai pengecilan berbeza sedikit merentas panjang gelombang untuk{10}}peranti jenis{11}}serap 5dB pada 1310nm mungkin mengukur 5.3dB pada 1550nm. Untuk aplikasi kritikal, sahkan spesifikasi sepadan dengan panjang gelombang operasi anda.

Fikiran Penutup

Atenuator gentian optik tidak akan merevolusikan pusat data anda. Mereka tidak menarik. Mereka tidak muncul dalam dek padang vendor atau gambar rajah seni bina. Tetapi mereka menyelesaikan masalah tulen-ketepuan penerima secara ringkas-pautan capai-dengan murah dan boleh dipercayai. Ia membolehkan strategi penyeragaman transceiver yang mengurangkan overhed operasi pada skala. Mereka membuat ujian peralatan praktikal.

Simpan stok nilai biasa. Ukur sebelum memasang. Dokumentasikan perkara yang anda gunakan. Bersihkan penyambung anda. Itu sahaja yang ada.

Kadang-kadang komponen yang paling mudah adalah paling penting.