光ファイバー減衰器～で独特のニッチを占める光ネットワーク-受動部品の役割は、信号を悪化させることです。わざとです。これらの小さくて控えめなデバイスは、設計されたメカニズムを通じて光子を吸収、反射、または拡散することで光出力レベルを下げ、高出力のレーザー光源が光検出器回路を圧倒したときに発生する受信機の飽和を防ぎます。-物理現象は簡単です。アバランシェ フォト ダイオードに当たる光が多すぎると、デバイスが非線形応答領域に押し込まれ、信号波形が歪み、ビット エラー レートが急上昇します。アッテネータはソースとデスティネーションの間に配置され、余分なものを吸収します。 EDFA 増幅を備えた 1550nm DFB レーザーを実行するシングル-モードの長距離-リンクでは、-スパン エンジニアリングに応じて光パワー バジェットが 20 または 30 dB 変動する可能性があります-。減衰器は便利というよりも必要不可欠になります。
しかし、それは正しく使用するのが簡単であるという意味ではありません。
dB のこと
ここに人々をつまずかせる数字があります。10 dB のアッテネータでは信号が 10% カットされるわけではありません。 90％カットしてくれます。 10 dB ごとに電力の 10 倍になります。 3 dB 低下するとパワーが半分になります. 20 dB?最初の1%まで減ってしまった。
私がこの話を持ち出したのは、技術者が 5 dB が必要なときに 15 dB の減衰器を付け込み、なぜリンクが暗くなったのか疑問に思って 1 時間を費やしているのを見てきたからです。デシベルは対数です。パーセンテージで考えることに慣れている場合、スケールは直感的ではありません。換算表を手元に置いてください-または主要な値を覚えておいてください. 3 dB は半分です. 10 dB は 10 分の 1-。それ以外はすべて数学です。
固定 vs 変動: 毒を選ぶ
固定減衰器にはあらかじめ決められた値があります-1 dB、3 dB、5 dB、10 dB、15 dB、20 dB が一般的な増分です。必要なものを買うのです。プラグを差し込みます。完了です。それらは安価で、まともな品質のものであれば通常 20 ドル未満であり、物理的に破損したり、端面が回復不能に汚染された場合にのみ故障します。リンク バジェットを計算し、受信ポートに必要な減衰量が正確にわかっている恒久的な設置の場合は、固定が最適です。
可変減衰器を使用すると、サムホイール、マイクロメータネジ、場合によっては電子制御を使用して、{0}}通常は 1-30 dB 程度-の範囲で減衰を調整できます。実験装置。シナリオのテスト。障害が発生するまで信号を徐々に減らしてリンクのストレス テストを行うネットワークの試運転。そちらのほうが費用がかかります。また、機械的にもより複雑であるため、潜在的な故障箇所が多くなります。
特別な理由がない限り、可変減衰器を常設コンポーネントとして使用しないでください。特に安価なものは時間の経過とともに漂流するのを見てきました。温度の変動、振動、調整機構の徐々に緩み-慎重に設定した 7 dB の減衰が 18 か月後には 8.5 dB になり、突然誰も説明できない断続的なエラーのトラブルシューティングを行うことになります。
コネクタのタイプ: マッチ・オア・ダイ
減衰器には、LC、SC、FC、ST、さらに高密度アプリケーション向けの MTP/MPO など、ファイバーでこれまでに遭遇したあらゆるコネクタの種類があります。{0}}コネクタのタイプは、正しく接続することよりも重要です。当然のことながら、SC アッテネータは LC パッチ パネルとは適合しません。しかし、より微妙な点として、LC/APC ポートに接続された LC/UPC 減衰器はエア ギャップと大きな挿入損失を生み出し、両方の端面を破壊する可能性があります。-
色分けには理由があります。ブルーまたはベージュはUPC（Ultra Physical Contact）を意味します。緑色は APC (Angled Physical Contact) を意味します。決して混ぜないでください。
これはパラノイアではありません。 APC コネクタは、フェルール端面に 8 度の角度で研磨されています-。この角度により、後方反射光がレーザー光源に向かってまっすぐに戻るのではなく、クラッドに向けられます。-平らな UPC コネクタを角度のある APC ポートに押し込むと、ファイバ コアの位置が揃いません。光はあちこちに散乱します。リターンロスは壊滅的になります。また、繰り返し強制的に嵌合すると、ガラスが物理的にえぐられてしまいます。
アッテネーターをどこに置くか
ギャップ-損失減衰器-はファイバの端の間に小さな空間を作るタイプのもの-で、トランスミッタの近くに設置する必要があります。ポジションは重要です。リンクのはるか下流にギャップ損失デバイスを設置すると、すでにフルパワーのビームが数キロメートルのファイバーを伝播することになり、不要な非線形効果が励起されたり、光源レーザーを不安定にする反射が蓄積される可能性があります。{6}}
吸収性減衰器（ドープ ファイバー、イオン注入タイプ）は、配置に関してはより寛容ですが、従来の常識では、可能であれば送信機側に設置することが依然として好ましいと考えられています。-
誰も語らない実際的な理由は次のとおりです。パッチ パネルが触られるからです。たくさん。技術者はケーブルを交換します。つながりを追加したり、削除したり、物事をきれいにしたり、壊したりします。アッテネータが受信機側のパッチパネルに設置されており、誰かが間違ったケーブルを引っ張ると、その 300 ドルのトランシーバーが突然フル爆音になります。信号が送信エンクロージャから出る前に減衰させる方が良いでしょう。
反射損失の問題
一部の減衰器-特に安価なギャップ損失タイプと反射タイプ-には、高い後方反射という汚い秘密があります。注文したとおりの減衰を正確に提供する可能性がありますが、入射光の測定可能な一部が送信機に直接反射されます。特定のアプリケーション、特にアナログ CATV や狭線幅 DFB レーザーを使用するシステムにとって、これは致命的です。-反射光はレーザーキャビティに再び入り、出力を不安定にし、ノイズスパイクを生成します。-
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。ここでは一般に、吸収減衰器の方がギャップ損失設計よりも優れた性能を発揮します。{2}
データシートにリターンロスが指定されていない場合は、最悪の事態を想定してください。
クリーニング。はい、また。
ファイバーの端面を掃除する必要があることはすでにご存知でしょう。{0}}減衰器も例外ではありません。実際には、減衰器はさらに悪いことです。-減衰器は多くの場合、パッチ パネルやバルクヘッド アダプタの中に半永久的に存在し、点検の合間に何か月も埃を蓄積しますが、減衰器は「パッシブで密閉されており、メンテナンスが不要」だと誰もが思っています。-
そうではありません。
シングルモードコア上の 1- ミクロンの粒子は、-} 光の約 1% を遮断します。 9-ミクロンの粒子は拡大しないとまだ見えませんが、コア全体を閉塞する可能性があります。ここで問題が発生します。汚染は挿入損失を引き起こすだけではありません。嵌合コネクタ間にゴミが挟まるとガラスに傷がつき、永久的な損傷が生じる可能性があります。実際の問題は前回の取り付けによる指紋の油汚れだったにもかかわらず、技術者が「減衰器の故障」を責めているのを見てきました。
嵌合前に 200 倍のスコープですべての端面を検査します。{0}適切な繊維ワイプと承認済みの溶剤で掃除してください。-IPA は残留物を残すため、専用の液体を使用する価値があります。清掃後再度点検してください。 「一度きれいにすれば終わり」という考え方はここでは機能しません。
必要ないときは
マルチモード システムでは、減衰器がほとんど必要ありません。マルチモード ファイバーを駆動する VCSEL と LED は、現代の受信機を飽和させるのに十分な電力を出力しません。誰かがあなたの OM3/OM4 キャンパス ネットワークの減衰器の仕様を決めている場合は、質問してください。
標準トランシーバーを使用した数百メートル未満の短いシングルモード リンク--でも、多くの場合、それらは必要ありません。通常、損失予算の計算はうまくいきます。それは、長距離スパン、増幅されたリンク、10 dBm の送信機と -3 dBm の過負荷しきい値を持つ受信機が接続されるシナリオであり、アクティブな電力管理が必要です。
まず計算してください。 2番目に減衰します。
鉛筆のトリック (やってはいけない)
誰かが減衰を必要とするが、減衰器を持っていないときはいつでも現れる古いフィールドハックがあります。それは、曲げ損失を誘発するために鉛筆にファイバを数回巻き付けることです。
効果ありますか？技術的にはそうです。ファイバを最小半径を超えて曲げると、光がクラッドに漏れ込みます。
やるべきですか？絶対に違います。
ストレスを受けた繊維は時間の経過とともに弱くなります。微小亀裂は伝播します。-その「一時的な解決策」は、6 か月後に環境温度サイクルによって開始された作業が終了するときに失敗点になります。また、曲げ減衰は大きく変化します。-波長、ファイバーの種類、曲げ半径、巻き数、月の満ち欠けによって異なります。校正することはできません。それを文書化することはできません。そして、次の技術者があなたの鉛筆-に包まれた繊維に遭遇したら、あなたの名前を呪うでしょう。
適切なアッテネータを購入してください。他の方法でトラブルシューティングに費やす時間よりも費用がかかりません。
減衰器のテスト
アッテネータを設置する前に、光パワーメータを使用して実際の減衰値を確認してください。動作波長-1310nm、1550nm、その他システムに適合するもの - の光源と、校正された基準が必要です。
ソースをメーターに直接接続します。電力測定値 (P1) に注意してください。アッテネータを挿入します。新しい読み取り値 (P2) に注目してください。減衰=P1 - P2 (dB)。
「10 dB」とラベル付けされた 5 ドルのアッテネーターは、実際には 8.7 dB を出力する可能性があります。または11.2dB。製造公差は異なります。ほとんどのアプリケーションでは、±1 dB は問題ではありません。精度のテストにとって、それは非常に重要です。
可変減衰器は定期的な検証が必要です。キャリブレーションがずれてしまいます。文字盤が示す内容と光が実際に見る内容は、時間の経過や使用サイクルの経過とともに変化します。
波長に関する注意事項
減衰器の波長は理由があって指定されています。-ドープされたファイバーの吸収特性、エアギャップでの回折挙動、薄膜コーティングの応答--はすべて波長によって異なります。 1550nm での動作向けに定格された減衰器は、1310nm ではまったく異なる動作をする可能性があります。
最新の減衰器のほとんどは、一般的な通信波長である 1310/1550nm に対して「デュアル ウィンドウ」互換性があります。{0}しかし、仮定しないでください。また、特殊波長 -850nm マルチモード、OTDR テスト用の 1625nm、C- バンド DWDM チャネルを使用している場合は、互換性を明示的に検証します。
スタッキングアッテネータ
17 dB が必要ですが、10 dB と 5 dB のアッテネータしかありませんか?積み重ねてください。 dB 単位の減衰は加算的です: 10 + 5=15 dB に加えて、追加の嵌合接続からさらに 1 ～ 2 dB 増加します。
これはうまくいきます。嵌合面が追加されるたびに、コネクタ損失（各約 0.3{2}}0.5 dB）、追加の反射点、およびきれいに保つためのもう 1 対の端面が発生することに注意してください。 1 回限りのテスト設定の場合は、スタッキングが合理的です。恒久的な設置の場合は、正しい値を注文してください。
また、アッテネータを 3 つを超えて積み重ねないでください。ある時点で、予測できない動作を伴うコネクタ損失の連鎖を構築しているだけです。
ループバック減衰器
ループバック アッテネータは特別な種類のものであり、{0}信号を減衰させると同時に信号を反射します。エンジニアは、2 番目のデバイスを使用しない送信機と受信機のペアのテスト、光ライン カードのバーンイン テスト、ファイバー ポートに負荷が必要なさまざまなラボ シナリオにこれらを使用します。-
ネットワーク用途ではありません。反射は意図的ですが、それでも反射です。ライブ回路にループバック減衰器を設置すると、信号の劣化が保証され、おそらく機器の混乱が発生します。
これについて言及したのは、フォームファクタが標準のインライン減衰器と同じに見えるためです。在庫にラベルを付けます。
最終的な考え
減衰器は、制御された信号の低減という単純な仕事を行う単純なコンポーネントです。しかし、光ファイバーにおける「シンプルさ」には常に複雑さが隠されています。コネクタの互換性、研磨タイプ、配置、清浄度、反射減衰量の仕様、波長の一致-これらのいずれかを間違えると、単純な受動部品がトラブルシューティングに何時間も費やすことになります。
一般的な値の予備の減衰器をいくつか手元に保管してください。何をどこにインストールするかを文書化します。信頼する前にテストしてください。執拗に掃除します。
信号はそれに依存します。
