그만큼광 감쇠기통신 인프라에 일종의 직업적 모순으로 존재합니다. 엔지니어들은 광케이블 범위의 손실을 제거하고-융합 접속을 완성하고, 초{2}}저손실-손실 커넥터를 지정하고, 프리미엄 케이블을 선택한 다음{4}}신호를 파괴하는 것이 전체 목적인 장치를 의도적으로 삽입하는 데 많은 시간을 투자합니다. 수신기를 폭파한 후에는 논리가 이해가 되지만 대부분의 사람들이 이러한 구성 요소가 중요한 이유를 실제로 내부화하려면 첫 번째 실패가 필요합니다.
신호에 문제가 있는 경우
링크 예산을 논의하는 동안 수신기 감도가 모든 관심을 받습니다. 모든 사양 시트에는 -28dBm 또는 -24dBm 최소 임계값이 눈에 띄게 표시되어 있습니다. 최대 입력 전력은 페이지 하단에 조용히 자리 잡고 있으며, 일반적인 SFP+의 경우 -3dBm으로 누군가가 실수하기를 기다립니다.
일반적으로 실수는 대량 할인이 매력적으로 보였기 때문에 조달이 장거리- 광학 제품을 구매하는 것과 관련됩니다. 또는 누군가가 300-미터 건물 간-운행을 위해 40km 트랜시버를 움켜쥐는데, 그것이 서랍에 들어 있었기 때문입니다. 발사 전력은 약 0dBm 이상에서 광검출기에 도달합니다. 링크가 올라오지 않네요. 로그에는 "Rx LOS" 또는 단순히 "링크 다운"이 표시됩니다. 이는 다크 파이버에서 볼 수 있는 것과 동일한 오류 코드입니다.
기술자들이 이러한 작업에서 트랜시버를 교체하는 것을 보면서 얼마나 많은 시간을 낭비했는지 셀 수 없습니다. 교체 모듈은 실제로 손상된 것이 없기 때문에 동일한 동작을 나타냅니다. APD 또는 PIN 다이오드에 광자가 넘치고 있습니다. 포화 상태입니다. 자동 이득 제어 회로는 보상할 수 없습니다. 우리 모두는 전력 부족을 걱정하도록 길들여져 있기 때문에 빛이 너무 많은지 확인하려고 하는 사람은 아무도 없습니다.
12달러짜리 고정 감쇠기가 이 문제를 해결합니다. 수신단에 10dB를 설치합니다. 전력이 +1dBm에서 -9dBm으로 떨어집니다. 링크가 설정됩니다. 계속하세요.
다중 모드: 여기서는 실제로 관련이 없습니다.
이 전체 논의는 거의 단일{0}}모드 배포에만 적용됩니다.
다중 모드 트랜시버의 VCSEL 소스 출력은 -4dBm ~ 0dBm일 수 있습니다. 다중 모드 수신기 과부하 임계값은 약 0dBm ~ +2dBm입니다. 수학은 최소 손실 구성에서도 포화 시나리오를 거의 생성하지 않습니다.- 인접한 포트 간의 직접 패치 연결-은 말 그대로 가능한 가장 짧은 범위이며 일반적으로 경계 내에 유지됩니다.
단일{0}}모드에는 문제가 있습니다. DFB 레이저는 100km 전송용으로 설계된 광섬유에 +5dBm을 밀어넣습니다. 400미터 길이의 캠퍼스 백본에 광학 장치를 배치하면 수신기가 손상되지 않습니다.
사람들이 "안전을 위해" 다중 모드 링크에 감쇠기를 설치한 다음 자신이 생성한 전력 부족 문제를 해결하는 데 며칠을 소비하는 것을 본 적이 있기 때문에 언급할 가치가 있습니다. 하지 않다.
격차-아무도 나에게 경고하지 않은 손실 문제
공극-감쇠기는 가격이 저렴합니다. 그들은 일합니다. 그들은 또한 8달러짜리 가격표가 광고하지 않는다는 문제를 야기합니다.
물리학은 간단합니다. 제어된 거리로 두 개의 광케이블 끝면을 분리하고, 빔이 발산되도록 하고, 수신 광케이블의 일부만 캡처합니다. 기하학적 확산을 통해 달성되는 단순 감쇠
이러한 공기-유리 인터페이스는 프레넬 반사도 생성합니다. 아마도 4%가 각 표면에서 소스를 향해 다시 튕겨 나올 것입니다. 갭-손실 감쇠기에는 이러한 인터페이스가 두 개 있습니다. 모든 것이 어떻게 일치하는지 운이 좋지 않으면 잠재적으로 8%의 수익을 얻을 수 있습니다.
아날로그 비디오를 실행하는 CATV 헤드엔드의 경우 후방-반사가 눈에 보이는 고스팅으로 나타납니다. DFB 레이저의 경우 공동을 불안정하게 만들고 모드 호핑을 생성합니다. EDFA의 경우 충분한 반사 전력으로 인해 증폭기를 쓸모 없게 만드는 기생 레이저가 발생할 수 있습니다.
나는 메트로 DWDM 링에서 무작위 BER 스파이크 문제를 해결하는 데 토요일의 대부분을 보냈습니다. 누군가 반사 손실 사양을 확인하지 않고 패치 패널에 갭{1}}손실 감쇠기를 설치했습니다. 감쇠기는 15dB 반사 손실을 측정했는데, 실제로 안정성을 선호하는 레이저로 다시 반사되는 신호의 3%라는 사실을 깨닫기 전까지는 괜찮게 들립니다. 반사 손실이 55dB인 도핑된-섬유 감쇠기로 교체했습니다. 문제가 사라졌습니다.
일관된 변조 또는 높은 기호 속도({1}}특히 100G 이상)를 실행하는 경우 최소 45dB 반사 손실이 필요합니다. 55dB 이상이 바람직합니다. 이는 정확한 감쇠 값을 올바르게 얻는 것보다 더 중요합니다.
고정 대 가변: 경제학은 생각한 대로 작동하지 않습니다.
고정 감쇠기의 가격은 $5-20입니다. 가변 감쇠기는 수동 유형의 경우 약 $40부터 시작하여 점차 확대됩니다. 본능은 분명합니다. 필요한 감쇠를 계산하고 해당 값과 일치하는 고정 장치를 구입하여 비용을 절약합니다.
당신이 잘못 계산한 것만 빼면요. 아니면 트랜시버 사양이 낙관적이었습니다. 또는 누군가가 유지 관리 기간 동안 광섬유를 다시 라우팅했는데 문서가 업데이트되지 않았습니다. 또는 패치 패널이 예상과 다른 손실을 초래합니다.
그런 다음 기술자가 고정 감쇠기를 계단식으로 배열하여-5dB와 3dB를 함께 쌓아서 링크에 실제로 필요한 대략적인 값을 추정하는 모습을 지켜봅니다. 위에서 설명한 반사 손실 문제를 악화시키는 다중 에어갭 장치. 하나의 적절한 가변 장치보다 더 나쁜 성능을 발휘하는 두 개의 값싼 구성 요소입니다.
시운전 및 테스트를 위해 가변 감쇠기는 비용을 벌어들입니다. 링크에 필요한 것을 정확히 조정하고, 작동 범위 전반에 걸쳐 성능을 확인한 다음, 원할 경우 선택적으로 측정된 값과 일치하는 고정 장치로 교체하십시오. 전력 예산이 잘 특성화되고 안정적인 프로덕션 설치의 경우-고정 감쇠기가 제대로 작동합니다. 그 밖의 모든 것에는 추가로 30달러를 쓰십시오.
MEMS가 실제로 변화시킨 것
기존의 가변 감쇠기는 기계적 움직임-중성 밀도 필터 회전, 조정 가능한 에어 갭, 빔 경로를 통해 이동하는 차단 요소에 의존했습니다. 그들은 일했습니다. 또한 시간이 지남에 따라 표류하고 마모되었으며 주기적인 재보정이 필요했으며 제어 입력에 느리게 반응했습니다.
MEMS 가변 광 감쇠기는 이러한 복잡성의 대부분을 정전기로 작동되는 마이크로미러로 대체했습니다. -밀리초 미만의 응답 시간. 기계적 마모 표면이 없습니다. 무시할 수 있는 편광 의존성. 이 기술은 장비 공급업체가 증폭기 체인에서 채널별 전력 관리를 필요로 했던 90년대 후반 DWDM 구축 중에 급속히 발전했습니다.
EDFA 내부의 애플리케이션은 수신기 보호가 아닙니다. 게인틸트 보상입니다. 에르븀 이득 스펙트럼은 1530nm의 C-대역-채널 전체에서 평탄하지 않으며 자연스럽게 1560nm의 채널보다 더 강하게 나타납니다. 수정하지 않으면 채널이 여러 증폭기 단계를 통과할 때 SNR 불일치가 누적됩니다. 파장당 하나씩 40~80개의 MEMS VOA가 채널 로딩 변화에 따라 지속적으로 조정됩니다.
대안은 예상 이득 형태의 역과 일치하는 감쇠 프로필을 갖춘 고정 이득-평탄화 필터-수동 장치였습니다. 채널 로딩이 정적일 때 아름답게 작동합니다. 고객이 파장을 동적으로 추가하거나 삭제하면 모양이 변경되고 고정 필터는 보상할 수 없습니다.
MEMS VOA는 재구성 가능한 광 네트워크를 상업적으로 실행 가능하게 만들었습니다. 그것은 과장된 표현이 아닙니다. 동적-채널당 전력 제어가 없으면 ROADM 아키텍처는 파장-에 따른 경로 길이에 걸쳐 관리하기 어려운 OSNR 변화를 생성합니다. 기술은 점진적인 것이 아니라 필수적인 것이었습니다.
액정: 거의 그러나 확실하지는 않음
액정 가변 감쇠기가 경쟁 기술로 등장했습니다. 움직이는 부품-은 LC 재료의 전압에 의한 복굴절 변화를 통해 완전히 제어되는 감쇠-입니다. 기계적 접근 방식보다 응답 속도가 빠릅니다. 마모 메커니즘이 없습니다. 솔리드-상태 신뢰성.
그들은 주류 통신에서 MEMS를 결코 대체하지 않았습니다.
온도 민감도가 현장 배치 실행 가능성을 죽였습니다. LC 재료 특성은 온도에 따라 변하므로 기후 제어가 없는 환경에서는 보상 회로와 빈번한 재보정이 필요합니다. 22도 규모의 데이터 센터를 관리할 수 있습니다. 겨울은 -30도, 여름은 +45도인 외부 식물 캐비닛은 그렇지 않습니다.
삽입손실도 더 높았다. 여기는 0.7dB, 저기는 0.7dB입니다. 10분의 1dB마다 OSNR 마진에 영향을 미치는 시스템에 누적됩니다.
LC 감쇠기는 실험실 틈새 시장을 찾았습니다. 온도가 제어되고 더 높은 손실이 허용되는 특수 계측 애플리케이션입니다. 그러나 주류 시장은 MEMS로 전환하여 그 자리에 머물렀습니다.
실제로 배치가 중요합니다
감쇠기는 수신기 측에 속합니다. 송신기에는 없습니다. 무작위로 중간 어딘가에 있는 것이 아닙니다.
이것은 임의적인 선호가 아닙니다. 수신기{1}} 측 배치는 명백한 포화 방지 이상의 두 가지 목적을 제공합니다. 감쇠기 자체 인터페이스의 반사는 소스로의 반환 경로에서 감쇠되고 수신기의 전력 측정은 간단하게 유지됩니다.-감쇠기 전 측정, 후 측정, 완료.
송신기 끝에 감쇠기를 설치하면 반사 손실 관리를 위해 아무것도 달성하지 못했습니다. 모든 커넥터와 스플라이스 다운스트림은 전체 진폭에서 소스로 다시 전파되는 반사에 기여합니다. 감쇠기는 전방 전력을 차단하지만 결코 감쇠되지 않은 후방-이동광에 대해서는 아무 작업도 수행하지 않습니다.
과도한 전력으로부터 "광섬유를 보호"하기 위해 누군가가 송신기 바로 뒤에 감쇠기를 배치한 설치를 본 적이 있습니다. 유리 섬유는 몇 밀리와트의 보호가 필요하지 않습니다. 수신기에는 보호가 필요합니다. 배치는 시각적으로 전혀 의미가 없었지만 누군가 문서화했고 아무도 문서화에 의문을 제기하지 않았기 때문에 여러 유지 관리 주기 동안 지속되었습니다.
공차 및 교정
패키지에는 10dB라고 나와 있습니다. 실제 감쇠는 파장, 온도 및 제조 품질 관리에 따라 9.6dB, 10.5dB 또는 11.1dB일 수 있습니다.
대부분의 설치에서 이 허용 범위는 관련이 없습니다. 수신기 전력을 허용 가능한 범위로 가져오려면 약 10dB의 감쇠가 필요합니다. 9.5dB를 달성하든 10.5dB를 달성하든 링크 작동에는 영향을 미치지 않습니다.
정밀 애플리케이션의 경우-수신기 감도 특성화, OSNR 측정, 증폭기 검증-정확성이 매우 중요합니다. 테스트 장비 공급업체의 실험실-등급 프로그래밍 가능 감쇠기에는 실제 감쇠를 여러 파장 및 전력 수준에 걸쳐 다이얼 설정에 매핑하는 수천 개의 교정 지점이 포함되어 있습니다. 그에 따라 악기 비용이 발생합니다. 저는 0.01dB 분해능으로 C-대역 전체에서 ±0.05dB 정확도를 지정하는 $12,000 장치를 사용했습니다. 수신기 감도가 -27.8dBm인지 -28.1dBm인지 측정할 때 필요합니다. 생산 링크 전력 관리에 대한 터무니없는 과잉.
장비를 용도에 맞게 선택하세요.
맨드릴 랩 해킹
굽힘 감쇠를 유도하기 위해 펜이나 맨드릴 주위에 섬유를 감싸는 것은 적절한 감쇠기를 사용할 수 없는 경우 임시 현장 기술로 문제 해결 가이드에 나타납니다.
그것은 일종의 작동합니다. 벤드-로 인한 손실은 실제 물리학입니다. 반경이 작으면 빛이 클래딩에 강제로 들어가 전송되는 전력이 줄어듭니다.
실제로 이렇게 하지 마십시오.
감쇠는 예측할 수 없습니다.{0}}굽힘 반경, 회전 수, 섬유 유형, 파장 및 그날의 습도에 따라 달라집니다. 불안정합니다.-섬유가 이완되고 감쇠가 이동합니다. 잠재적으로 파괴적입니다.-반복적인 스트레스 피로로 인해 유리가 깨질 수 있습니다. 이는 측정 정확도에 영향을 미치는 방식으로 실행 조건을 뒤흔드는 다중 모드 광섬유에 모드 결합 효과를 도입합니다.
누군가가 링크를 작동시키기 위해 연필 주위에 섬유를 감싼다면 이는 멈추고 적절한 장비를 구하라는 신호입니다. 기술로 착각한 절박함이다.
400G 이상에서는 이것이 어디로 가는가?
기호 속도가 높을수록 반사 손실에 대한 민감도가 높아집니다. 역반사 전력의 위상 잡음은 단순한 온-오프 키잉보다 64-QAM에서 더 중요합니다. 10G에 허용되는 감쇠기 반사 손실 사양은 400G에서 문제가 됩니다.
코히어런트 DSP 수신기는 직접 감지 수신기보다 동적 범위가 더 넓어서{0}}포화 문제가 줄어듭니다. 일관된 감지를 가능하게 하는 광 신호 처리는 전력 변화에 대한 더 많은 허용 오차를 제공합니다. 이는 감쇠기 요구 사항을 제거하지 않으며-애플리케이션 프로필을 이동시킵니다.
더욱 흥미롭게도 실리콘 포토닉스 통합은 트랜시버 설계의 칩에 VOA 기능을 추가하고 있습니다.- 최신 400G ZR+ 모듈에는 통합 가변 감쇠기와 조정 가능한 전송 전력이 포함되어 있습니다. 이제 일부 트랜시버에는 출력 전력을 +3dBm 이상으로 높이기 위해 내장된 미니 EDFA가 함께 제공됩니다. 트랜시버 자체가 링크 요구 사항에 맞게 실행 전력을 조정하는 경우 특정 배포 시나리오에서는 외부 감쇠가 불필요해집니다.
이러한 통합은 외부 감쇠기 시장을 죽이지는 않습니다. 기존 장비에는 통합 전원 제어 기능이 없습니다. 테스트 애플리케이션에는 교정된 외부 감쇠가 필요합니다. 개조 설치에는 트랜시버 교체가 필요하지 않은 솔루션이 필요합니다. 그러나 트랜시버 인텔리전스가 증가함에 따라 시장 균형이 이동합니다.
정직한 평가
감쇠기는 복잡한 장치가 아닙니다. 그들은 광전력을 감소시킵니다. 물리학은 간단합니다. 구현 옵션은 성숙하고 잘 이해되어 있습니다.-
적절한 전력 측정 없이 감쇠 값을 선택하고, 애플리케이션 요구 사항에 맞지 않는 기술을 선택하고, 실제 문제를 해결하지 못하는 위치에 장치를 배치하고, 오래된 문제를 해결하면서 새로운 문제를 일으키는 반사 손실 사양을 수용하는 등 배포 상황에서 복잡성이 발생합니다.
모든 감쇠기 설치는 기본적으로 링크 설계의 다른 부분이 작동 현실과 일치하지 않는다는 사실을 인정하는 것입니다. 수신기가 송신기 전력에 비해 너무 민감합니다. 광학 사양에 비해 스팬이 너무 짧습니다. 채널 로딩은 원래 가정과 다릅니다. 조달은 가장 저렴한 것을 구입했습니다.
감쇠기는 이러한 불일치를 패치합니다. 적절하게 선택하고 배치하면 안정적이고 저렴하며 효과적으로 수행됩니다. 그것들은 우아한 해결책이 아닙니다. 그들은 실용적인 것들입니다.
프로덕션 네트워크에서는 작동하는 실용적인 솔루션이 작동하지 않는 우아한 솔루션을 능가합니다.