Aoptikai csillapítóegyfajta szakmai ellentmondásként létezik a távközlési infrastruktúrában. A mérnökök pályafutásukat töltik azzal, hogy kiküszöböljék a szálhosszúságból származó veszteségeket-a fúziós toldások tökéletesítésével, ultra-alacsony-veszteséggel rendelkező csatlakozók meghatározásával, prémium kábel kiválasztásával-, majd szándékosan olyan eszközt helyezzenek be, amelynek teljes célja a jel megsemmisítése. A logika logikus, ha egyszer felrobbantotta a vevőt, de ehhez az első kudarc kell ahhoz, hogy a legtöbb ember valóban felismerje, miért fontosak ezek az összetevők.
Amikor az Ön jele a probléma
A vevő érzékenysége minden figyelmet kap a linkköltségvetési megbeszélések során. Minden adatlapon jól láthatóan látható ez a -28 dBm vagy -24 dBm minimális küszöb. A maximális bemeneti teljesítmény csendesen ott van az oldal alján, egy tipikus SFP+ esetében talán -3 dBm, arra várva, hogy valaki hibázzon.
A hiba általában abban áll, hogy a beszerzések során hosszú{0}}kinyúlású optikát vásárolnak, mivel a mennyiségi árengedmény vonzónak tűnt. Vagy valaki megragad egy 40 km-es adó-vevőt egy 300 -méteres épületközi-futáshoz, mert ez volt a fiókban. Az indítóerő valahol 0 dBm vagy nagyobb körül érkezik a fotodetektorhoz. A link nem hajlandó megjelenni. A naplók „Rx LOS”-t vagy talán csak „link down”-t mutatnak – ugyanazt a hibakódot, mint egy sötét szálnál.
Nem tudom megszámolni, hány órát vesztegettem azzal, hogy a technikusok adó-vevőt cserélnek ezekre a munkákra. A cseremodul azonos viselkedést mutat, mivel valójában semmi sem tört el. Az APD vagy PIN diódát elárasztják a fotonok. Telített. Az automatikus erősítésszabályozó áramkörök nem képesek kompenzálni. Senkinek sem jut eszébe, hogy ellenőrizze, nincs-e túl sok a fény, mert mindannyian arra készültünk, hogy aggódjunk az elégtelen teljesítmény miatt.
Egy 12 dolláros fix csillapító megoldja. Telepítsen 10 dB-t a vételi oldalon. A teljesítmény +1 dBm-ről -9 dBm-re csökken. Link létrehozza. Menj tovább.
Multimód: itt nem igazán releváns
Ez az egész vita szinte kizárólag az egymódú{0}}telepítésekre vonatkozik.
A többmódusú adó-vevő VCSEL-forrásai -4dBm-től 0 dBm-ig terjedhetnek. A többmódusú vevő túlterhelési küszöbe 0 dBm és +2 dBm között van. A matematika ritkán hoz létre telítettségi forgatókönyvet még minimális{8}}veszteség konfigurációk esetén is. A szomszédos portok közötti közvetlen javítási kapcsolatok -szó szerint a lehető legrövidebb hatótávolság jellemzően a határokon belül maradnak.
Az egy{0}}módban a problémák élnek. DFB-lézerek, amelyek +5dBm-t nyomnak a szálba, 100 km-es átvitelre tervezték. Telepítse ezt az optikát egy 400 méteres egyetemi gerincen, és a vevőnek esélye sincs.
Érdemes megemlíteni, mert láttam, hogy az emberek „a biztonság kedvéért” csillapítókat telepítenek többmódusú hivatkozásokba, majd napokat töltenek az általuk létrehozott elégtelen teljesítmény hibaelhárításával. Ne tedd.
A rés{0}}vesztési probléma, amelyre senki sem figyelmeztetett
A légréscsillapítók olcsók-. Dolgoznak. Olyan problémákat is okoznak, amelyeket a 8 dolláros árcédula nem hirdet.
A fizika egyszerű: válassza el a két szál végfelületét egy szabályozott távolsággal, hagyja, hogy a nyaláb eltérjen, csak egy részét fogja be a fogadó szálba. Egyszerű csillapítás geometriai szórással
Ezek a lég{0}}üveg interfészek Fresnel-visszaverődést is produkálnak. Talán 4% ugrál vissza a forrás felé minden felületen. A gap-loss attenuator két ilyen interfésszel rendelkezik. Ez potenciálisan 8%-os megtérülést jelent, ha nem szerencsés, hogy minden összhangban van.
Analóg videót futtató CATV fejállomáson a vissza{0}}visszaverődések látható szellemképként jelennek meg. A DFB lézereknél destabilizálják az üreget és üzemmódugrást okoznak. Az EDFA esetében elegendő visszavert teljesítmény parazita lézerezést válthat ki, ami használhatatlanná teszi az erősítőt.
A szombati nap nagy részét véletlenszerű BER tüskék hibaelhárításával töltöttem egy metró DWDM gyűrűjén. Valaki rés-veszteség-csillapítót szerelt fel egy javítópanelre anélkül, hogy ellenőrizte volna a visszatérési veszteség specifikációját. A csillapító 15 dB-es visszatérési veszteséget mért, ami egészen addig jól hangzik, amíg rá nem jön, hogy a jel 3%-a visszaverődik egy olyan lézerbe, amely valóban a stabilitást preferálta. Lecserélték egy adalékolt-szálcsillapítóra, 55 dB-es visszatérési veszteséggel. A probléma megszűnt.
Ha koherens modulációt vagy magas szimbólumsebességet használ,-100G vagy nagyobb, különösen – legalább 45 dB-es visszatérési veszteségre van szükség. Lehetőleg 55 dB vagy jobb. Ez többet számít, mint a pontos csillapítási érték helyes meghatározása.
Fix Versus Variable: A közgazdaságtan nem úgy működik, ahogy gondolná
A rögzített csillapítók 5-20 dollárba kerülnek. A változtatható csillapítók 40 dollár körül kezdődnek a kézi típusoknál, és onnantól terjednek. Az ösztön nyilvánvaló: számítsa ki a szükséges csillapítást, vásároljon ennek az értéknek megfelelő fix egységet, és takarítson meg pénzt.
Csakhogy rosszul számoltál. Vagy az adó-vevő specifikációi optimisták voltak. Vagy valaki átirányította az üvegszálat a karbantartási időszak során, és a dokumentáció soha nem frissült. Vagy a javítópanel a feltételezetttől eltérő veszteséget okoz.
Aztán nézem, ahogy a technikusok fix csillapítókat{0}}sorolnak egymásra, és egymásra rakják az 5 dB-t és a 3 dB-t, és megpróbálják megközelíteni, hogy valójában mire van szüksége a linknek. Több légrés -eszköz növeli a fent leírt visszatérési veszteség problémáját. Két olcsó alkatrész, amelyek rosszabbul teljesítenek, mint egy megfelelő változó egység.
Az üzembe helyezés és a tesztelés során a változó csillapítók megtérülnek. Tárcsázza be pontosan azt, amit a link megkövetel, ellenőrizze a teljesítményt a működési tartományban, majd opcionálisan cserélje ki a mért értéknek megfelelő rögzített egységgel, ha szeretné. A fix csillapítók jól működnek olyan gyártási rendszerekben, ahol az energiaköltségvetés jól -karakterizált és stabil. Minden másra költse el az extra harminc dollárt.
Mi változott valójában a MEMS-ben
A hagyományos változtatható csillapítók mechanikus mozgású-forgó semleges sűrűségű szűrőkre, állítható légrésekre, valamint a sugárpályán áthaladó blokkoló elemekre támaszkodtak. Dolgoztak. Emellett idővel sodródtak, elhasználódtak, időszakos újrakalibrálást igényeltek, és lassan reagáltak a vezérlő bemenetekre.
A MEMS változtatható optikai csillapítók a komplexitás nagy részét elektrosztatikusan működtetett mikrotükörrel helyettesítették. -ezredmásodperc alatti válaszidő. Nincsenek mechanikus kopófelületek. Elhanyagolható polarizációfüggés. A technológia gyorsan fejlődött a-90-es évek végén a DWDM kiépítése során, amikor a berendezésgyártóknak csatornánkénti energiagazdálkodásra volt szükségük az erősítőláncokban.
Az EDFA-n belüli alkalmazás nem védi a vevőt. Ez az erősítés dőléskompenzációja. Az erbium erősítési spektruma nem egyenletes a C-sávban-, az 1530 nm-es csatornák természetesen erősebben jelennek meg, mint az 1560 nm-es csatornák. Korrekció nélkül a csatornák SNR eltéréseket halmoznak fel, miközben több erősítő fokozaton haladnak át. Negyven-nyolcvan MEMS VOA, hullámhosszonként egy, a csatornaterhelés változásával folyamatosan beállítva.
Az alternatíva a fix erősítésű -kiegyenlítő szűrők-passzív eszközök voltak, amelyek csillapítási profiljai megfeleltek a várt erősítési alak fordítottjának. Gyönyörűen működik, ha a csatornabetöltés statikus. Amikor az ügyfelek dinamikusan adnak hozzá és dobnak hullámhosszokat, az erősítés alakja megváltozik, és a rögzített szűrők ezt nem tudják kompenzálni.
A MEMS VOA-k kereskedelmileg életképessé tették az újrakonfigurálható optikai hálózatokat. Ez nem hiperbola. A dinamikus csatornánkénti teljesítményszabályozás nélkül a ROADM architektúrák kezelhetetlen OSNR-változatokat produkálnának a hullámhossz-függő útvonalhosszak között. A technológia alapvető volt, nem pedig inkrementális.
Liquid Crystal: Majdnem, de nem egészen
A folyadékkristályos változó csillapítók versenytárs technológiaként jelentek meg. Nincsenek mozgó alkatrészek,{1}}a csillapítást teljes mértékben a feszültség-indukált kettős törés változása szabályozza az LC-anyagban. Gyorsabb reakció, mint a mechanikus megközelítések. Nincsenek kopási mechanizmusok. Szilárdtest{6}}megbízhatóság.
Soha nem szorították ki a MEMS-t a mainstream távközlésben.
A hőmérséklet-érzékenység megölte a terepi telepítés életképességét. Az LC anyag tulajdonságai a hőmérséklettel változnak, ami kompenzációs áramkört és gyakori újrakalibrálást igényel klímaszabályozás nélküli környezetben. Egy 22 fokos adatközpont kezelhető. Egy külső üzemszekrényben -30 fokos tél és +45 fokos nyár nem az.
A beillesztési veszteség is nagyobb volt. Fél dB itt, 0,7 dB ott. Olyan rendszerekben halmozódik fel, ahol minden tized dB befolyásolja az OSNR-határokat.
Az LC csillapítók laboratóriumi fülkéket találtak. Speciális műszeralkalmazások, ahol a hőmérséklet szabályozott és a nagyobb veszteség elfogadható. De a mainstream piac MEMS lett, és ott is maradt.
Az elhelyezés valóban számít
A csillapítók a vevő oldalon találhatók. Nem az adónál. Nem véletlenül valahol középen.
Ez nem önkényes preferencia. A vevő-oldali elhelyezése a nyilvánvaló telítettség-megelőzésen túlmenően két célt is szolgál: a csillapító saját interfészeiről származó visszaverődések a forráshoz való visszatérésük során csillapodnak, és a vevőnél a teljesítménymérés egyszerű marad,-mérés a csillapító előtt, mérés után, kész.
Szerelje fel a csillapítót a távadó végére, és semmit sem ért el a visszatérési veszteség kezelésében. Minden lefelé lévő csatlakozó és toldás visszaverődést biztosít, amely teljes amplitúdóval terjed vissza a forráshoz. A csillapító blokkolja az előremenő teljesítményt, de nem tesz semmit a visszafelé irányuló-utazó fény ellen, amely soha nem volt csillapítva.
Találkoztam már olyan telepítésekkel, ahol valaki csillapítókat helyez el közvetlenül az adó után, hogy "védje a szálat" a túlzott teljesítménytől. Az üvegszálnak nincs szüksége néhány milliwattos védelemre. A vevőknek védelemre van szükségük. Az elhelyezésnek nulla optikai értelme volt, de több karbantartási cikluson keresztül is megmaradt, mert valaki dokumentálta, és senki sem kérdőjelezte meg a dokumentációt.
Tűrések és kalibrálás
A csomag 10dB-t ír. A tényleges csillapítás a hullámhossztól, a hőmérséklettől és a gyártási minőség-ellenőrzéstől függően 9,6 dB vagy 10,5 dB vagy 11,1 dB lehet.
A legtöbb telepítésnél ez a tűréssáv irreleváns. Körülbelül 10 dB csillapításra van szüksége ahhoz, hogy a vevő teljesítményét elfogadható tartományba hozza. Az, hogy eléri a 9,5 dB vagy 10,5 dB értéket, nincs hatással a kapcsolat működésére.
A precíziós alkalmazásoknál-a vevő érzékenységének jellemzése, OSNR mérések, erősítő minősítés-a pontosság lényegesen számít. A tesztberendezések gyártóitól származó, laboratóriumi-minőségű programozható csillapítók több ezer kalibrációs pontot tartalmaznak, amelyek a tényleges csillapítást a tárcsázási beállításokhoz rendelik több hullámhosszon és teljesítményszinten. A műszerek ennek megfelelően kerülnek ára. 12 000 dolláros egységet használtam, amely ±0,05 dB pontosságot írt elő a C- sávban 0,01 dB felbontással. Szükséges, ha azt méri, hogy a vevő érzékenysége -27,8 dBm és -28,1 dBm. Abszurd túlzás a termelési kapcsolat energiagazdálkodásához.
Illessze az eszközt az alkalmazáshoz.
The Mandrel Wrap Hack
A szálak toll vagy tüske köré tekercselése a hajlítási csillapítás előidézése érdekében a hibaelhárítási útmutatókban ideiglenes terepi technikaként jelenik meg, ha nem állnak rendelkezésre megfelelő csillapítók.
Működik, valahogy. A hajlítási{1}}veszteség valódi fizika. A szűk sugár a fényt a burkolatba kényszeríti, csökkentve az átvitt teljesítményt.
Valójában ne tedd ezt.
A csillapítás megjósolhatatlan,{0}}a hajlítási sugártól, a fordulatok számától, a szál típusától, a hullámhossztól és valószínűleg az aznapi páratartalomtól függ. Instabil-a rostok ellazulnak, a csillapítás eltolódik. Ez potenciálisan romboló hatású-, ha az ismétlődő stressz-fáradás eltörheti az üveget. Módcsatolási effektusokat vezet be a többmódusú optikai szálban, amely összezavarja az indítási feltételeket, és befolyásolja a mérési pontosságot.
Ha valaki szálat teker egy ceruza köré, hogy a link működjön, az azt jelzi, hogy álljon meg és szerezzen megfelelő felszerelést. A kétségbeesést összetévesztik a technikával.
Merre tart ez 400G-nál és azon túl
A magasabb szimbólumsebesség növeli a visszatérési veszteség érzékenységét. A visszaverődő teljesítmény-fáziszaj sokkal fontosabb 64-QAM esetén, mint az egyszerű be-ki kulcsolásnál. A 10G-hoz elfogadható csillapító-visszatérési veszteség-specifikációk 400G-nál problémássá válnak.
A koherens DSP vevők dinamikus tartománya szélesebb, mint a közvetlen{0}}detektáló vevőké, ami csökkenti a telítési aggályokat. A koherens érzékelést lehetővé tevő optikai jelfeldolgozás nagyobb toleranciát biztosít a teljesítményváltozásokkal szemben. Ez nem szünteti meg a csillapítókra vonatkozó követelményeket,{3}} hanem eltolja az alkalmazás profilját.
Még érdekesebb, hogy a szilícium fotonika integrációja a VOA-funkciókat -az adó-vevő chipekre helyezi. A modern 400G ZR+ modulok integrált változtatható csillapítókat és hangolható adási teljesítményt tartalmaznak. Egyes adó-vevőket beépített mini EDFA-val szállítják, hogy a kimeneti teljesítményt +3 dBm-re vagy magasabbra növeljék. Ha az adó-vevő maga állítja be az indítási teljesítményt a kapcsolati követelményeknek megfelelően, bizonyos telepítési forgatókönyvek esetén szükségtelenné válik a külső csillapítás.
Ez az integráció nem fogja megölni a külső csillapítók piacát. A régi berendezésekből hiányzik az integrált teljesítményszabályozás. A tesztalkalmazások kalibrált külső csillapítást igényelnek. Az utólagos telepítésekhez olyan megoldásokra van szükség, amelyek nem igényelnek adó-vevő cserét. De a piaci egyensúly megváltozik, ahogy az adó-vevő intelligenciája növekszik.
Őszinte értékelés
A csillapítók nem bonyolult eszközök. Csökkentik az optikai teljesítményt. A fizika egyértelmű. A megvalósítási lehetőségek kiforrottak és jól-értettek.
A bonyodalmak a telepítési kontextusból adódnak: a csillapítási értékek kiválasztása megfelelő teljesítménymérés nélkül, az alkalmazások követelményeihez nem illeszkedő technológiák kiválasztása, az eszközök olyan pozícióba helyezése, amely nem oldja meg a tényleges problémákat, a megtérülési veszteségre vonatkozó előírások elfogadása, amelyek új problémákat okoznak, miközben a régieket megoldják.
Minden csillapító beszerelés alapvetően annak beismerése, hogy valami más a linktervezésben nem felel meg a működési valóságnak. A vevő túl érzékeny az adó teljesítményére. A fesztáv túl rövid az optikai specifikációhoz. A csatornabetöltés eltér az eredeti feltételezésektől. A beszerzés azt vette meg, ami a legolcsóbb volt.
A csillapítók javítják ezeket az eltéréseket. Megbízhatóan, olcsón és hatékonyan teszik ezt, ha megfelelően vannak kiválasztva és elhelyezve. Nem elegáns megoldások. Pragmatikusak.
A termelési hálózatokban a működő pragmatikus megoldások felülmúlják az elegáns megoldásokat, amelyek nem.
