Przewodnik po tłumiku światłowodowym
Wiele elementów jest używanych do powiększania sygnałów w dzisiejszym światłowodowym systemie transmisji, takim jak EDFA (wzmacniacz światłowodowy z domieszką erbu). Jednak w niektórych przypadkach poziom mocy sygnału optycznego powinien zostać zmniejszony. Na przykład, w systemach DWDM (multipleksowanie z podziałem długości fali), wiele kanałów o długości fali docierających do węzła może przejść przez różne ścieżki i doświadczyć różnych strat, ich moc musi zostać wyrównana przed wejściem do wzmacniacza optycznego, aby uzyskać płaski zysk, ponieważ zysk każdego kanał zależy od poziomów mocy innych kanałów. W takim przypadku może być wymagana punktowa redukcja siły sygnału optycznego. Zwykle używany jest komponent znany jako tłumik światłowodowy. W tym artykule szczegółowo omówiono tłumik światłowodowy.
Tłumik światłowodowy, znany również jako tłumik optyczny, jest elementem pasywnym, który jest używany do zmniejszenia poziomu mocy sygnału optycznego o określony z góry współczynnik w światłowodowym systemie transmisyjnym. Intensywność sygnału jest opisana w decybelach (dB) w określonej odległości, po której porusza się sygnał. Tłumiki światłowodowe są zwykle stosowane w jednomodowych urządzeniach dalekiego zasięgu.
Wraz z postępem technologii wiele zasad jest wykorzystywanych w działaniu tłumika światłowodowego, aby osiągnąć pożądaną redukcję mocy. Wprowadzono tutaj kilka zasad działania tłumików światłowodowych.
Zasada utraty szczeliny: w tłumiku wykorzystującym zasadę utraty szczeliny redukcję poziomu mocy optycznej osiągają dwa włókna oddzielone powietrzem, aby uzyskać prawidłową stratę. Sygnał optyczny jest tłumiony, gdy przechodzi przez podłużną szczelinę między dwoma światłowodami. Ten rodzaj tłumika nazywany jest również tłumikami szczelin powietrznych, które są podatne na zanieczyszczenie pyłem i mogą być wrażliwe na zmiany wilgotności i temperatury. Ponadto ten tłumik jest bardzo czuły na rozkład modalny przed nadajnikiem. Dlatego zaleca się używanie go bardzo blisko nadajnika optycznego. Im dalej tłumik szczeliny powietrznej jest umieszczony z dala od nadajnika, tym mniej skuteczny jest tłumik, a pożądana strata nie zostanie uzyskana. Aby wytłumić sygnał daleko w dół ścieżki światłowodu, należy zastosować tłumik optyczny wykorzystujący techniki absorpcyjne lub odblaskowe. Zasada utraty przerwy jest pokazana na poniższym rysunku.
Zasada absorpcji: ponieważ światłowód ma niedoskonałość do absorbowania energii optycznej i przekształcania jej w ciepło. Ta zasada absorpcji jest stosowana przy projektowaniu tłumika światłowodowego, wykorzystując materiał na drodze optycznej do pochłaniania energii optycznej. Zasada ta jest bardzo prosta, jednak może być skutecznym sposobem na zmniejszenie mocy sygnału optycznego. Poniższy rysunek pokazuje zasadę absorpcji.
Zasada odbicia: inna niedoskonałość światłowodu jest również wykorzystywana do zmniejszenia mocy sygnału, która jest odbiciem. Główna strata mocy w światłowodzie jest spowodowana odbiciem lub rozpraszaniem. Rozproszone światło powoduje zakłócenia w światłowodzie, zmniejszając tym samym moc sygnału. Wykorzystując zasadę odbicia (pokazaną na poniższym rysunku), można wytworzyć tłumik światłowodowy w celu odzwierciedlenia znanej ilości sygnału, co umożliwi propagację tylko pożądanej części sygnału.
Stosowane są różne zasady w celu zmniejszenia mocy pojedynczej. Produkowane są również różne typy tłumików, aby sprostać różnym zastosowaniom. Poniższa część dotyczy głównych typów tłumików światłowodowych.
Stałe i zmienne tłumiki są głównymi typami, które są dostępne na dzisiejszym rynku. Wprowadzane są ich cechy.
Naprawiono tłumik, jak sama nazwa wskazuje, ma stały poziom tłumienia. Stały tłumik może być teoretycznie zaprojektowany tak, aby zapewnić dowolne tłumienie, które jest pożądane, i być ustawiony tak, aby zapewnić precyzyjną moc wyjściową. Stałe tłumiki są zwykle używane w aplikacjach jednomodowych. Łączą się ze zwykłymi złączami identycznego typu, na przykład FC, ST, SC i LC.
Zmienne tłumiki umożliwiają regulację, zapewniając precyzyjną moc wyjściową przy wielu poziomach strat decybeli. Zmienne tłumiki można podzielić na dwa typy. Jednym z nich jest stopniowy tłumik zmienny, który może zmieniać tłumienie pojedynczego w znanych krokach, takich jak 0,1 dB, 0,5 dB lub 1 dB. Drugi to bezstopniowy tłumik. Ten rodzaj tłumika światłowodowego zapewnia precyzyjny poziom tłumienia, z elastycznymi regulacjami. Umożliwia operatorom dostosowanie tłumika, aby dostosować się do wymaganych zmian szybko i precyzyjnie, bez przerywania obwodu. Są również dostępne z różnymi złączami światłowodowymi.
Tłumik światłowodowy, ważne urządzenie do precyzyjnego sterowania poziomem mocy sygnału optycznego, jest projektowany według różnych zasad i typów działania. Zdobycie podstawowej wiedzy na temat zasad działania i typów może pomóc w doborze tłumika światłowodowego do wymaganych zastosowań.
