Optiskā vājināšanāsjoprojām ir viena no mazāk krāšņajām, taču absolūti kritiskajām funkcijām optiskās šķiedras sistēmās. Ja pastāv uztvērēja jutības sliekšņu pārsniegšanas risks-vai kad saites jaudas budžets prasa precīzu kalibrēšanu-, tiek iedarbināti vājinātāji. Pasīvā un aktīvo variantu būtiskā sadale atspoguļo dziļāku inženiertehnisko-izmaiņu, kas nosaka tīkla projektēšanas lēmumus telekomunikāciju, datu centru un testa vidēs.
Pasīvā pieeja: vienkāršība kā spēks
Pasīvie vājinātāji darbojas bez elektrības. Pilna pietura. Šī vienīgā īpašība iekļaujas gandrīz visās pārējās attiecībās.
Fizika šeit ir vienkārša. Jūs vai nu absorbējat fotonus (leģētu stikla vai metāla -jonu filtrus), veidojat gaisa spraugu starp šķiedru galiem vai arī apzināti novirzāt optisko ceļu. Gap-tipa vājinātāji burtiski ievieš kontrolētu atdalīšanas-gaismas diverģenci šajā telpā, un tikai daļa savienojas atpakaļ uztverošajā šķiedrā. Leģētie varianti darbojas atšķirīgi; joni, kas iestrādāti stikla matricā, pārvērš optisko enerģiju siltumā. Pēc uzstādīšanas nevienai pieejai nav nepieciešama ārēja iejaukšanās.
Fiksētie vājinātāji dominē lauka izvietošanā. 10 dB iebūvētais vājinātājs maksā, iespējams, piecpadsmit dolārus, instalējams dažu sekunžu laikā un, iespējams, kalpos ilgāk par pieslēgto aprīkojumu. Kopējās vērtības-3 dB, 5 dB, 7 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB — attiecas uz lielāko daļu scenāriju. Savienotāju stili atspoguļo plašāku nozari: LC un SC modernām instalācijām, FC mantotajām un testa iestatījumiem, dažkārt APC varianti, kad atdeves zudums ir svarīgs.
Mainīgie optiskie vājinātāji (VOA) pasīvā formā izmanto mehānisku regulēšanu. Pagrieziet pogu, pārslēdziet neitrālo-blīvuma filtru, mainiet atstarpes attālumu. Atkarībā no vājinājuma diapazona un precizitātes tie maksā no 50 USD līdz vairākiem simtiem dolāru. Labajiem ir ±0,5 dB precizitāte. Lētās... nevajag.
Temperatūras stabilitāte dažādiem ražotājiem ir ļoti atšķirīga. Speciālās lapas varētu pieprasīt 0,02 dB/grādu, taču esmu redzējis, ka vasaras mēnešos āra korpusos vienības dreifē ievērojami vairāk. Spraugas-tipa modeļi parasti ir temperatūras-stabilāki nekā tie, kuru pamatā ir absorbcija-, lai gan tas nav vispārpieņemts.
Atdeves zudums tiek ignorēts, līdz tas rada problēmas. Standarta UPC apdare nodrošina varbūt 50 dB atdeves zudumu. APC pārsniedz 60 dB. DWDM sistēmām vai analogajām video saitēm šī atšķirība ir ļoti svarīga. Pamata Ethernet savienojumam, iespējams, nē.
Aktīvā vājināšanās: kad tīkliem ir jādomā
Aktīvie VOA pārstāv principiāli atšķirīgu inženierijas filozofiju. Šīs ierīces elektroniski modulē optisko jaudu, nodrošinot tālvadību, automatizētas atgriezeniskās saites cilpas un integrāciju ar tīkla pārvaldības sistēmām.
Tehnoloģiju ainava šeit ir ievērojami sadrumstalota:
MEMS{0}}balstīti VOAizmantojiet mikroskopiskus spoguļus -parasti silīcija-, kas sasveras elektrostatiskā spēka ietekmē. Mainot spoguļa leņķi, tiek regulēts, cik daudz gaismas savienojas starp ieejas un izejas šķiedrām. Atbildes laiks ir aptuveni 1–10 milisekundes. Šīs dominē telekomunikāciju lietojumprogrammās, kur uzticamība ir svarīga, un ātruma prasības nav ārkārtējas.
Šķidro kristālu vājinātājipolarizējiet ienākošo gaismu, pēc tam pagrieziet šo polarizācijas stāvokli, mainot spriegumu LC šūnā. Pakārtotais polarizators atkarībā no orientācijas bloķē vairāk vai mazāk gaismas. Lēnāks nekā MEMS-parasti 10–100 milisekundes, taču mehāniski vienkāršāk. Nav kustīgu daļu, kas varētu nolietoties.
Termo{0}}optiskie dizainiizmantot refrakcijas indeksa izmaiņas atkarībā no temperatūras. Sildiet viļņvada sekciju, mainiet režīma savienojumu, noregulējiet vājinājumu. Tie lieliski integrējas planārās gaismas viļņu shēmās (PLC), lai radītu kompaktus daudzkanālu risinājumus.
Elektro{0}}optiskie modulatoripamatojoties uz litija niobātu, var sasniegt sub{0}}mikrosekundes reakciju. Dārgi un -enerģijas izsalkuši, taču nekas cits tos neskar ātrumā.
Esmu pavadījis daudz laika ar MEMS vienībām no vairākiem pārdevējiem. Veiktspējas atšķirības starp 400 module un 400 module un 1200 vienu bieži vien ir saistītas ar vadības elektroniku, nevis pašu optisko dzinēju. Labāki DAC, stingrākas atgriezeniskās saites cilpas, sarežģītāki temperatūras kompensācijas algoritmi. Dārgās vienības saglabā ±0,1 dB precizitāti visā to darbības diapazonā; Labā dienā budžeta opcijas varētu pārvaldīt ±0,3 dB.
Kur tam ir praktiski nozīme
DWDM sistēmas nodrošina skaidrāko aktīvās vājināšanas lietošanas gadījumu. Četrdesmit, astoņdesmit, pat deviņdesmit{1}}sešu viļņu garuma kanāliem, kas izplatās vienlaicīgi,{2}}katram ir jānonāk uztvērējā ar aptuveni līdzvērtīgu jaudu. Ražošanas pielaides lāzera avotos, nelielas šķiedru zudumu atšķirības viļņu garumos, EDFA pieauguma slīpums... viss sakrīt ar kanālu-uz-kanāla jaudas novirzi. VOA ROADM mezglos to dinamiski izlīdzina.
Kontroles shēmas kļūst sarežģītas. Optisko kanālu monitori mēra jaudas līmeni pēc-viļņa garuma; ka dati tiek ievadīti algoritmos, kas nosaka VOA iestatītās vērtības; sistēma nepārtraukti pielāgojas, mainoties satiksmes modeļiem vai komponentiem novecojot. Neviens to nedara manuāli.
Datu centra lietojumprogrammām ir tendence uz vienkāršāku ieviešanu. Īsi sasniedzamie attālumi nozīmē mazāku uzkrāto izkliedi un zudumu svārstības. Taču raiduztvērēja aizsardzība joprojām ir svarīga,-ja lielas jaudas-vienmodu-optiku pievienojot daudzmodu uztvērējam, izmantojot nepareizu ielāpu, detektors tiktu sabojāts bez atbilstošas vājināšanās.
Testēšana un mērīšana sadalās abos virzienos. Automatizētās pārbaudes sistēmas{1}}ražošanas līnijas, kas raksturo raiduztvērējus, piemēram,{2}}pieprasa programmējamu vājināšanu tūkstošiem ciklu dienā. Aktīvie VOA tiek integrēti, izmantojot GPIB, USB vai Ethernet. Laboratorijas vidē var izmantot vienu vai otru; tas ir atkarīgs no tā, vai kāds vēlas programmatiski slaucīt vājinājumu vai vienkārši laiku pa laikam ir nepieciešams nojaukt jaudu.
Skaitļi, kas cilvēkiem patiešām rūp
Pasīvo fiksēto vājinātāju ievietošanas zudums pārsniedz paredzēto vājinājumu,{0}}varbūt par 0,3 dB. Mehāniskie VOA pievieno nedaudz vairāk, pateicoties to regulēšanas mehānismiem. Aktīvās vienības atšķiras; MEMS modeļi parasti parāda 1–3 dB ievietošanas zudumu ar minimālo vājinājuma iestatījumu.
Vispārīgi runājot, jaudas apstrāde pasīvās ierīces ierobežo vairāk nekā aktīvās. Lielākā daļa pasīvo vājinātāju nosaka maksimālo ieeju aptuveni 300-500 mW. Pārsniedziet to ar leģētiem -stikla veidiem, un būs iespējami termiski bojājumi. Lieljaudas lietojumprogrammām ir vajadzīgas īpašas vienības, kuru jauda ir 1 W vai lielāka.
Polarizācijas{0}}atkarīgie zudumi (PDL) aktīvās tehnoloģijas nomoka vairāk nekā pasīvās. MEMS spoguļi pēc būtības neatšķir polarizācijas stāvokļus, bet jebkura neliela asimetrija optiskajā ceļā rada PDL. Šķidro kristālu ierīcēm, kas -principā balstās uz polarizāciju-,-ir nepieciešama rūpīga konstrukcija, lai to samazinātu. Specifikāciju lapās var parādīties 0,1-0,3 dB PDL; reālās pasaules vienības, kas pakļautas temperatūras stresam, dažreiz pārsniedz šo vērtību.
No viļņa garuma{0}}atkarīgiem zaudējumiem (WDL) ir nozīme platjoslas lietojumos. Pasīvais vājinātājs, kas optimizēts C-joslai, var slikti darboties pie O-joslas viļņu garumiem. Aktīvās ierīces saskaras ar līdzīgiem ierobežojumiem, lai gan sarežģītas konstrukcijas nodrošina relatīvi vienmērīgu reakciju 1260–1620 nm diapazonā.
Izmaksu realitāte
Te būšu atklāts. Pasīvie fiksētie vājinātāji būtībā nemaksā neko. Standarta konfigurācijās apjoma cenas nokrītas zem pieciem dolāriem par vienību. Pat "premium" versijas ar stingru pielaidi reti pārsniedz piecdesmit dolārus.
Pasīvās mehāniskās VOA ieņem vidusceļu: 100–400 USD par kvalitatīvām vienībām ar saprātīgu vājinājuma diapazonu un precizitāti.
Aktīvie VOA sākas aptuveni 300 pamata modeļiem un ātri kāpj. Pilnvērtīgas ierīces ar Ethernet interfeisiem, plašu vājinājuma diapazonu, zemu PDL un ātru reakciju, viegli sasniedzot 300 forba sicmodeļi un ātri kāpj. Pilnvērtīgas vienības ar Ethernet interfeisu, plašu vājinājuma diapazonu, zemu PDL un ātru reakciju, viegli sasniedzot 1500-2000. Integrēti daudzkanālu risinājumi ROADM lietojumprogrammām — šajā brīdī mēs runājam par specializētām aprīkojuma cenām.
Mūža izmaksas nedaudz maina šo aprēķinu. Pasīvās ierīces būtībā nekad neizdodas bez fiziskiem bojājumiem. Aktīvajās vienībās ir elektronika, izpildmehānismi, programmaparatūra-visi iespējamie atteices režīmi. MTBF specifikācijas aptuveni 200 000-500 000 stundu izklausās iespaidīgi, līdz atceraties, ka desmit gadu izvietošana aptver aptuveni 87 000 stundu. Ne katra vienība izdzīvo.
Dažas lietas, ko vērts zināt
Šķiedru galu tīrīšana pirms jebkāda vājinātāja uzstādīšanas joprojām ir absurdi svarīga un absurdi atstāta novārtā. Piesārņojums savienotāju saskarnēs palielina neparedzamus zaudējumus un samazina atdeves zudumu. Tīrīšanas līdzekļi ar vienu-klikšķi maksā piecus dolārus par tīrīšanu, kas ir aptuveni-lēta apdrošināšana.
Izsekojamības dokumentācijai ir nozīme, ja darāt kaut ko reglamentētu. Testēšanas lietojumprogrammām pastāv kalibrēti vājinātāji ar NIST{1}}izsekojamiem sertifikātiem; tie maksā vairāk un prasa periodisku atkārtotu sertifikāciju.
Režīma kondicionēšana laiku pa laikam krustojas ar vājināšanas prasībām. Viena režīma palaišanai daudzmodu šķiedrā dažkārt tiek izmantoti nobīdes plākstera vadi vai režīma{2}}kondicionēšanas kabeļi, kas vājina noteiktas režīmu grupas. Dažāda problēma, dažreiz sajaukta ar taisnu vājināšanu.
Tirgus turpina attīstīties integrācijas virzienā. Atsevišķi vājinātāji nepazūd, bet vairāk funkcionalitātes tiek apvienotas moduļos{1}}VOA apvienojumā ar optiskajiem slēdžiem, kas integrēti līniju kartēs un ir iegulti raiduztvērēju komplektos. Silīcija fotonikas platformās tagad ir iekļauti mikroshēmas vājināšanas elementi saskaņotai raiduztvērēju konstrukcijai.
Izvēle starp tiem
Statiskām saitēm, kurām nepieciešama fiksēta jaudas samazināšana: acīmredzami pasīvie vājinātāji. Nav iemesla to pārlieku sarežģīt.
Pārbaudes iestatījumos ar atkārtotām programmatiskām slaucībām: aktīvie VOA atmaksājas, ietaupot laiku.
Ražošanas tīkliem, kuriem nepieciešama dinamiska pielāgošana: aktīvi risinājumi ar specifisku tehnoloģiju izvēli atkarībā no ātruma prasībām un budžeta.
Izvietošanai uz vietas attālās vietās bez uzticamas strāvas padeves: pēc noklusējuma pasīvās uzvaras.
Hibrīda pieeja-pasīvie fiksētie vājinātāji lielapjoma vājināšanai un aktīvais VOA precīzai regulēšanai-dažkārt ir ekonomiski saprātīgi. Izmantojiet lētu 20 dB fiksētu vājinātāju, lai tuvinātu, ļaujiet ierobežota -diapazona aktīvajai ierīcei precīzi apstrādāt atlikušos 0–10 dB.
Papildus šīm vadlīnijām dominē konteksts. Tīkla arhitektūra, darbības filozofija, esošās pārvaldības sistēmas, personāla zināšanas, pārdevēju attiecības-tas ietekmē reālos-lēmumus. Tehniski optimālā izvēle ne vienmēr ir praktiski optimālā.
