Glasfaser-Dämpfungsgliederbesetzen eine besondere Nische inoptische Vernetzung-eine passive Komponente, deren einzige Aufgabe darin besteht, Ihr Signal zu verschlechtern. Mit Absicht. Diese kleinen, unscheinbaren Geräte reduzieren die optische Leistung, indem sie Photonen durch technische Mechanismen absorbieren, reflektieren oder streuen und verhindern so die Sättigung des Empfängers, die auftritt, wenn leistungsstarke Laserquellen die Fotodetektorschaltungen überfordern. Die Physik ist einfach: Wenn zu viel Licht auf eine Lawinenfotodiode trifft, gerät das Gerät in den Bereich der nichtlinearen Reaktion, verzerrt die Signalwellenform und erhöht die Bitfehlerrate. Zwischen Quelle und Ziel sitzen Dämpfungsglieder, die den Überschuss aufsaugen. In Single-{7}Mode-Langstreckenverbindungen-mit 1550-nm-DFB-Lasern mit EDFA-Verstärkung-wo die optischen Leistungsbudgets je nach Span-Technik um 20 oder 30 dB schwanken können-ist der Dämpfer weniger eine Annehmlichkeit als eine Notwendigkeit.
Das bedeutet jedoch nicht, dass sie einfach und korrekt zu verwenden sind.
Die dB-Sache
Hier ist eine Zahl, die Leute aus der Fassung bringt: Ein 10-dB-Dämpfer schwächt Ihr Signal nicht um 10 %. Es reduziert es um 90 %. Alle 10 dB entspricht einem Faktor zehn an Leistung. Ein Abfall um 3 dB halbiert Ihre Leistung. 20 dB? Sie haben nur noch 1 % von dem, womit Sie angefangen haben.
Ich spreche das an, weil ich gesehen habe, wie Techniker einen 15-dB-Dämpfer einschalteten, als sie 5 dB brauchten, und sich dann eine Stunde lang fragten, warum die Verbindung unterbrochen wurde. Dezibel sind logarithmisch. Die Skala ist nicht intuitiv, wenn Sie es gewohnt sind, in Prozentsätzen zu denken. Halten Sie eine Umrechnungstabelle bereit-oder merken Sie sich die Schlüsselwerte. 3 dB ist die Hälfte. 10 dB ist ein-Zehntel. Alles andere ist Mathematik.
Fest vs. variabel: Wählen Sie Ihr Gift
Feste Dämpfungsglieder gibt es in vorgegebenen Werten-1 dB, 3 dB, 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB sind die üblichen Abstufungen. Sie kaufen, was Sie brauchen. Einstecken. Fertig. Sie sind billig, in der Regel unter 20 US-Dollar für eine anständige Qualität, und sie versagen nur, wenn man sie physisch zerbricht oder die Endfläche unwiederbringlich kontaminiert. Für permanente Installationen, bei denen Sie Ihr Verbindungsbudget berechnet haben und genau wissen, wie viel Dämpfung der Empfänger-Port benötigt, ist „Fixed“ die richtige Wahl.
Mit variablen Dämpfungsgliedern können Sie die Dämpfung über einen Bereich von -typischerweise 1-30 dB oder in der Nähe-über ein Rändelrad, eine Mikrometerschraube oder manchmal auch über eine elektronische Steuerung einstellen. Laborausrüstung. Testszenarien. Netzwerkinbetriebnahme, bei der Sie eine Verbindung einem Stresstest unterziehen, indem Sie das Signal schrittweise reduzieren, bis es ausfällt. Sie kosten mehr. Sie sind auch mechanisch komplexer, was mehr potenzielle Fehlerquellen bedeutet.
Verwenden Sie ein variables Dämpfungsglied nicht als permanente Installationskomponente, es sei denn, Sie haben einen bestimmten Grund. Ich habe gesehen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändert haben, insbesondere bei den günstigeren. Temperaturschwankungen, Vibrationen, die allmähliche Lockerung von Einstellmechanismen-Ihre sorgfältig eingestellte Dämpfung von 7 dB beträgt 18 Monate später 8,5 dB, und plötzlich müssen Sie zeitweise auftretende Fehler beheben, die sich niemand erklären kann.
Steckverbindertypen: Match oder Die
Dämpfungsglieder gibt es in allen Steckervarianten, die Sie in Glasfaserkabeln kennen: LC, SC, FC, ST und zunehmend auch MTP/MPO für Anwendungen mit hoher{0}}Dichte. Der Steckertyp ist weniger wichtig als die richtige Wahl. Ein SC-Dämpfungsglied passt natürlich nicht zu Ihrem LC-Patchpanel. Aber subtiler: Ein LC/UPC-Dämpfungsglied, das an einen LC/APC-Anschluss angeschlossen ist, erzeugt einen Luftspalt, einen massiven Einfügungsverlust und zerstört möglicherweise beide Endflächen.
Die Farbcodierung existiert aus einem bestimmten Grund. Blau oder Beige bedeutet UPC (Ultra Physical Contact). Grün bedeutet APC (Angled Physical Contact). Mischen Sie sie niemals.
Das ist keine Paranoia. Der APC-Stecker hat einen 8{2}Grad-Winkel, der in die Endfläche der Ferrule poliert ist. Dieser Winkel lenkt reflektiertes Licht zurück-in die Ummantelung und nicht direkt zurück zur Laserquelle. Wenn Sie einen flachen UPC-Stecker gegen einen abgewinkelten APC-Anschluss klemmen, richten sich die Glasfaserkerne nicht aus. Licht streut überall. Der Rückflussverlust wird katastrophal. Und wenn Sie sie wiederholt zwangsweise zusammenfügen, ritzen Sie das Glas physisch aus.
Wo soll der Dämpfer platziert werden?
Lücken-Verlustdämpfer-von der Art, die einen kleinen Luftraum zwischen den Faserenden erzeugen-müssen in der Nähe des Senders platziert werden. Die Position ist wichtig. Wenn Sie ein Spaltdämpfungsgerät weit unten in der Verbindung installieren, haben Sie bereits zugelassen, dass sich der Strahl mit voller-Leistung durch kilometerlange Glasfasern ausbreitet, wo er möglicherweise unerwünschte nichtlineare Effekte hervorruft oder Reflexionen ansammelt, die den Quelllaser destabilisieren.
Absorbierende Dämpfungsglieder (dotierte Fasern, ionenimplantierte Typen) sind bei der Platzierung nachsichtiger, aber die gängige Meinung bevorzugt nach Möglichkeit immer noch die senderseitige Installation.
Hier ist der praktische Grund, über den niemand spricht: Patchpanels werden berührt. Eine Menge. Techniker tauschen Kabel aus. Sie fügen Verbindungen hinzu, entfernen sie, reinigen Dinge, zerstören Dinge. Wenn Ihr Dämpfungsglied am Patchfeld auf der Empfängerseite sitzt und jemand das falsche Kabel herauszieht, läuft der 300-Dollar-Transceiver plötzlich auf Hochtouren. Es ist besser, das Signal zu dämpfen, bevor es das Sendegehäuse verlässt.
Das Problem der Rückflussdämpfung
Einige Dämpfungsglieder{{0}insbesondere die preiswerten Gap-{{1}Dämpfungs- und Reflexionsgeräte-haben ein schmutziges Geheimnis: hohe Rückreflexion. Sie liefern möglicherweise genau die von Ihnen bestellte Dämpfung, reflektieren jedoch einen messbaren Bruchteil des einfallenden Lichts direkt zurück zum Sender. Für bestimmte Anwendungen, insbesondere für analoges CATV oder jedes System, das DFB-Laser mit schmaler-Linienbreite verwendet, ist dies der Tod. Das reflektierte Licht gelangt wieder in den Laserhohlraum, destabilisiert den Ausgang und erzeugt Rauschspitzen.
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 >55 dB. Absorptionsdämpfer schneiden hier im Allgemeinen besser ab als Spaltdämpfungsdesigns.
Wenn im Datenblatt keine Rückflussdämpfung angegeben ist, gehen Sie vom Schlimmsten aus.
Reinigung. Ja, schon wieder.
Sie wissen bereits, dass Sie die Endflächen{0}der Fasern reinigen müssen. Dämpfungsglieder sind keine Ausnahme. Tatsächlich sind sie noch schlimmer,-weil Dämpfungsglieder oft semi-permanent in Patchpanels oder Schottadaptern untergebracht sind und zwischen den Inspektionen monatelang Staub ansammeln, während alle davon ausgehen, dass sie „passiv, versiegelt und wartungsfrei“ sind.
Das sind sie nicht.
Ein 1-Mikron-Partikel auf einem Single--Mode-Kern blockiert etwa 1 % des Lichts. Ein 9-Mikrometer großer Partikel – ohne Vergrößerung immer noch unsichtbar – kann den gesamten Kern verdecken. Und hier ist der Clou: Verschmutzung verursacht nicht nur Einfügedämpfung. Zwischen zusammengesteckten Steckverbindern eingeschlossene Ablagerungen können das Glas zerkratzen und dauerhafte Schäden verursachen. Ich habe gesehen, wie Techniker „ausgefallene Dämpfungsglieder“ dafür verantwortlich machten, obwohl das eigentliche Problem ein Ölfleck mit Fingerabdrücken von der letzten Installation war.
Untersuchen Sie vor dem Zusammenstecken jede Stirnfläche mit einem 200-fachen Zielfernrohr. Mit geeigneten Fasertüchern und einem zugelassenen Lösungsmittel reinigen-IPA hinterlässt Rückstände, daher sind Spezialflüssigkeiten die Kosten wert. Nach der Reinigung noch einmal prüfen. Die „Einmal reinigen und fertig“-Mentalität funktioniert hier nicht.
Wenn Sie keinen brauchen
Multimode-Systeme erfordern selten Dämpfungsglieder. Die VCSELs und LEDs, die Multimode-Glasfaser betreiben, geben einfach nicht genug Leistung ab, um moderne Empfänger zu sättigen. Wenn jemand Dämpfungsglieder für Ihr OM3/OM4-Campusnetzwerk spezifiziert, stellen Sie Fragen.
Kurze Single-{0}}Mode-Links-unter ein paar hundert Metern mit Standard-Transceivern-benötigen sie oft auch nicht. Die Berechnung des Verlustbudgets geht normalerweise auf. Es sind die Langstreckenstrecken, die verstärkten Verbindungen und die Szenarien, in denen ein 10-dBm-Sender auf einen Empfänger mit einem Überlastschwellenwert von -3 dBm trifft, die eine aktive Energieverwaltung erfordern.
Berechnen Sie zuerst. Sekunde dämpfen.
Der Bleistifttrick (nicht)
Es gibt einen alten Trick aus der Praxis, der immer dann auftaucht, wenn jemand eine Dämpfung benötigt und keinen Abschwächer hat: Wickeln Sie die Faser ein paar Mal um einen Bleistift, um einen Biegeverlust zu verursachen.
Funktioniert es? Technisch gesehen ja. Wenn die Faser über ihren minimalen Radius hinaus gebogen wird, dringt Licht in die Ummantelung.
Sollten Sie es tun? Absolut nicht.
Beanspruchte Fasern werden mit der Zeit schwächer. Mikro-Frakturen breiten sich aus. Diese „vorübergehende Lösung“ wird sechs Monate später zu einem Fehlerpunkt, wenn der Umgebungstemperaturwechsel das beendet, was Sie begonnen haben. Außerdem ist die Biegedämpfung stark variabel-sie hängt von der Wellenlänge, dem Fasertyp, dem Biegeradius, der Anzahl der Windungen und der Mondphase ab. Sie können es nicht kalibrieren. Man kann es nicht dokumentieren. Und wenn der nächste Techniker auf Ihre mit Bleistift umwickelte Faser trifft, wird er Ihren Namen verfluchen.
Kaufen Sie den richtigen Dämpfer. Sie kosten weniger als die Stunden, die Sie sonst für die Fehlerbehebung aufwenden müssten.
Testen Sie Ihren Dämpfer
Überprüfen Sie vor der Installation eines Dämpfungsglieds dessen tatsächlichen Dämpfungswert mit einem optischen Leistungsmesser. Sie benötigen eine Lichtquelle mit Ihrer Betriebswellenlänge-1310 nm, 1550 nm, was auch immer zu Ihrem System passt – und eine kalibrierte Referenz.
Schließen Sie die Quelle direkt an das Messgerät an. Beachten Sie den Leistungswert (P1). Setzen Sie den Dämpfer ein. Beachten Sie den neuen Messwert (P2). Dämpfung=P1 - P2 in dB.
Der 5-Dollar-Dämpfer mit der Aufschrift „10 dB“ könnte tatsächlich 8,7 dB liefern. Oder 11,2 dB. Fertigungstoleranzen variieren. Für die meisten Anwendungen spielt ±1 dB keine Rolle. Für Präzisionstests ist es sehr wichtig.
Variable Dämpfungsglieder müssen regelmäßig überprüft werden. Die Kalibrierung driftet. Was das Zifferblatt sagt und was das Licht tatsächlich sieht, weichen im Laufe der Zeit und Nutzungszyklen voneinander ab.
Eine Anmerkung zur Wellenlänge
Die Wellenlänge von Dämpfungsgliedern-wird aus einem bestimmten Grund angegeben. Die Absorptionseigenschaften dotierter Fasern, das Beugungsverhalten an Luftspalten, die Dünnfilmbeschichtungsreaktionen-, sie alle variieren mit der Wellenlänge. Ein für den Betrieb bei 1550 nm ausgelegter Dämpfer könnte bei 1310 nm eine völlig andere Leistung erbringen.
Die meisten modernen Dämpfungsglieder sind „Dual-Window“-kompatibel für 1310/1550 nm, die gängigen Telekommunikationswellenlängen. Aber gehen Sie nicht davon aus. Und wenn Sie mit Spezialwellenlängen-850 nm Multimode, 1625 nm für OTDR-Tests und C-Band-DWDM-Kanälen arbeiten, überprüfen Sie die Kompatibilität explizit.
Stapeldämpfer
Benötigen Sie 17 dB, haben aber nur 10-dB- und 5-dB-Dämpfer? Stapeln Sie sie. Die Dämpfung in dB ist additiv: 10 + 5=15 dB, plus ein oder zwei zusätzliche dB durch die zusätzliche Steckverbindung.
Das funktioniert gut. Denken Sie daran, dass jede zusätzliche Kontaktfläche einen Steckerverlust (jeweils ~0,3-0,5 dB), zusätzliche Reflexionspunkte und ein weiteres Paar Endflächen mit sich bringt, die sauber gehalten werden müssen. Bei einmaligen Testaufbauten ist eine Stapelung sinnvoll. Bestellen Sie für dauerhafte Installationen den korrekten Wert.
Außerdem: Stapeln Sie nicht mehr als drei Dämpfungsglieder. Irgendwann bauen Sie einfach eine Steckerverlustkette mit unvorhersehbarem Verhalten auf.
Der Loopback-Dämpfer
Loopback-Dämpfer sind eine besondere Art-Sie reflektieren das Signal auf sich selbst zurück und dämpfen es gleichzeitig. Ingenieure verwenden sie zum Testen von Sender-/Empfängerpaaren ohne ein zweites Gerät, für Burn-{2}}In-Tests von optischen Linecards und für verschiedene Laborszenarien, bei denen Sie eine Last auf einem Glasfaser-Port benötigen.
Sie sind nicht für die Netzwerknutzung bestimmt. Die Reflexion ist beabsichtigt, aber es ist immer noch eine Reflexion. Der Einbau eines Loopback-Dämpfungsglieds in einen stromführenden Stromkreis führt zu einer Signalverschlechterung und wahrscheinlich zu Geräteverwechslungen.
Ich erwähne dies, weil der Formfaktor identisch mit Standard-Inline-Dämpfungsgliedern aussieht. Beschriften Sie Ihr Inventar.
Letzter Gedanke
Dämpfungsglieder sind einfache Komponenten, die eine einfache Aufgabe erfüllen: kontrollierte Signalreduzierung. Doch hinter „einfach“ in der Glasfasertechnik verbirgt sich immer auch Komplexität. Steckverbinderkompatibilität, Poliertyp, Platzierung, Sauberkeit, Rückflussdämpfungsspezifikationen, Wellenlängenanpassung-Wenn Sie etwas davon falsch verstehen, wird Ihre einfache passive Komponente zur Quelle stundenlanger Fehlerbehebung.
Halten Sie ein paar Ersatzdämpfer in üblichen Werten bereit. Dokumentieren Sie, was Sie wo installieren. Testen Sie, bevor Sie vertrauen. Putze zwanghaft.
Das Signal hängt davon ab.
