Введение

Устройство, используемое для снижения мощности оптического сигнала.

Оптический аттенюатор, или волоконно-оптический аттенюатор, – это устройство, предназначенное для уменьшения мощности оптического сигнала, как в свободном пространстве, так и в оптическом волокне. Основные типы оптических аттенюаторов: фиксированные, ступенчато регулируемые и с непрерывной регулировкой.

Приложения

Оптические аттенюаторы обычно используются в волоконно-оптических системах связи, либо для проверки запаса по мощности путем временного внесения откалиброванного уровня потерь сигнала, либо для постоянной подстройки уровней передатчика и приемника. Резкие изгибы создают напряжение в оптических волокнах и могут вызывать потери. Если принятый сигнал слишком сильный, временным решением может быть намотка кабеля на карандаш до достижения необходимого уровня затухания. Однако такие решения ненадежны, поскольку волокно, находящееся под напряжением, со временем может сломаться. Как правило, мультимодным системам аттенюаторы не требуются, так как выходной мощности мультимодных источников редко достаточно для насыщения приемников. В то же время, одномодовым системам, особенно в магистральных DWDM-сетях, часто необходимо использовать оптические аттенюаторы для регулирования оптической мощности при передаче.

Принципы работы

Уменьшение мощности достигается такими способами, как поглощение, отражение, диффузия, рассеяние, отклонение, дифракция и дисперсия и т.д. Оптические аттенюаторы обычно работают за счет поглощения света, подобно тому, как солнцезащитные очки поглощают избыточную световую энергию. Как правило, они имеют рабочий диапазон длин волн, в котором поглощают всю световую энергию равномерно. Они не должны отражать или рассеивать свет в воздушном зазоре, поскольку это может привести к нежелательному обратному отражению в волоконно-оптической системе. Другой тип аттенюатора использует отрезок оптического волокна с высокими потерями, который воздействует на уровень мощности входного оптического сигнала таким образом, что уровень мощности выходного сигнала становится ниже уровня входного сигнала.

Типы

Оптические аттенюаторы могут иметь различные конструкции и обычно классифицируются как аттенюаторы с фиксированным или переменным затуханием. Кроме того, они могут классифицироваться по типу используемых разъемов, таким как LC, SC, ST, FC, MU, E2000 и другие. Аттенюаторы, не рекомендованные к использованию, часто основаны на принципах потерь в зазоре или отражения. Такие устройства могут быть чувствительны к: модальному составу, длине волны, загрязнению, вибрации, температуре, повреждениям от импульсов мощности, могут вызывать обратные отражения и дисперсию сигнала и т.д.

Заглушители с обратной петлей

Оптоволоконный аттенюатор с обратной связью предназначен для тестирования, инженерных работ и обкатки плат или другого оборудования. Доступен с разъемами SC/UPC, SC/APC, LC/UPC, LC/APC, MTRJ, MPO для одномодового волокна. Внутри черного корпуса для разъемов LC и SC типа используется оптоволоконный кабель 900 мкм. Для разъемов MTRJ и MPO корпус отсутствует.

Встроенные переменные аттенюаторы

Встроенные переменные оптические аттенюаторы могут управляться как вручную, так и электрически. Ручное устройство полезно для однократной настройки системы и является практически эквивалентом фиксированному аттенюатору, поэтому его можно назвать "регулируемым аттенюатором". В отличие от него, электрически управляемый аттенюатор способен обеспечивать адаптивную оптимизацию мощности. Важными характеристиками электрически управляемых устройств являются скорость отклика и предотвращение искажения передаваемого сигнала. Динамический диапазон обычно достаточно ограничен, а наличие обратной связи по мощности может означать, что долгосрочная стабильность является относительно незначительной проблемой. Скорость отклика особенно важна в динамически переконфигурируемых системах, где задержка в одну миллионную долю секунды может привести к потере значительного объема передаваемых данных. Типичные технологии, используемые для обеспечения высокой скорости отклика, включают в себя жидкокристаллические переменные аттенюаторы (LCVA) или устройства на основе ниобата лития. Существует класс встроенных аттенюаторов, которые технически неотличимы от испытательных аттенюаторов, за исключением того, что они предназначены для монтажа в стойку и не имеют дисплея для отображения результатов измерений.

Переменные оптические аттенюаторы для испытаний

Для переменных оптических аттенюаторов обычно используется фильтр с переменной нейтральной плотностью. Несмотря на относительно высокую стоимость, такая конструкция обладает преимуществами стабильности, независимости от длины волны и поляризации, а также обеспечивает широкий динамический диапазон. Другие методы, такие как использование жидкокристаллических дисплеев, переменного воздушного зазора и т.п., применялись на протяжении многих лет, но с ограниченным успехом. Управление может быть ручным или моторизованным. Моторизованное управление дает постоянным пользователям заметное преимущество в производительности, поскольку часто используемые тестовые последовательности могут выполняться автоматически. Калибровка аттенюатора является важной задачей. Пользователю обычно требуется абсолютная сквозная калибровка. Кроме того, калибровка должна проводиться на нескольких длинах волн и уровнях мощности, поскольку устройство не всегда обладает линейной характеристикой. Однако многие приборы не предлагают даже этих базовых функций, вероятно, в целях снижения стоимости. Наиболее точные переменные аттенюаторы имеют тысячи точек калибровки, что обеспечивает отличную общую точность при эксплуатации.

Автоматизация испытаний

Тест-последовательности с использованием переменных аттенюаторов могут занимать много времени. Поэтому автоматизация, скорее всего, позволит добиться значительных преимуществ. Существуют как настольные, так и портативные приборы, предлагающие такие функции.