광섬유 감쇠기란 무엇입니까? 유형, 용도 및 선택 가이드

광섬유 감쇠기는 데시벨(dB) 단위로 측정되는 특정 양만큼 신호 전력을 의도적으로 줄이는 수동형 광학 부품입니다. 이는 신호를 변환, 증폭 또는 재구성하지 않으며 - 단순히 수신기에 도달하는 광 출력을 낮춥니다.

왜 의도적으로 광섬유 신호를 약화시키려는 사람이 있을까요? 많은 실제{0}}링크에서 수신기에 도착하는 신호가 너무 강하기 때문입니다. 수신 전력이 감지기의 최대 입력 레벨을 초과하면 결과적으로 수신기 포화 - 비트 오류, 신호 왜곡 및 링크 성능 저하가 발생합니다. 이는 경로 손실이 최소화되고 트랜시버의 출력이 원거리 수신기를 쉽게 압도하는 짧은 단일-모드 실행에서 특히 일반적입니다.- 감쇠기는 신호를 수신기의 작동 창 내로 다시 가져옴으로써 이 문제를 해결합니다.

수신기 보호 외에도 광섬유 감쇠기는 실험실 테스트, 시스템 마진 검증 및 채널 전력 밸런싱에 널리 사용됩니다. 이 가이드에서는 작동 방식, 사용 가능한 주요 유형, 추측이 아닌 링크 예산 분석을 기반으로 한 실용적인 선택 방법을 다룹니다.

광섬유 감쇠기는 무엇을 합니까?

모든 광 수신기에는 정의된 입력 전력 범위가 있습니다. 하한은 수신기 감도 - 허용 가능한 비트 오류율(BER)에 필요한 최소 전력입니다. 상한은 최대 입력 전력이며, 과부하 지점 또는 포화 수준이라고도 합니다. 이 값은 다음에 게시됩니다.트랜시버 데이터시트모듈 유형, 데이터 속도 및 파장에 따라 다릅니다.

수신된 광전력이 감도 이하로 떨어지면 링크가 떨어지거나 과도한 오류가 발생합니다. 최대 입력 레벨을 초과하면 광검출기가 포화되고 수신기는 더 이상 1과 0을 확실하게 구분할 수 없습니다. 광 감쇠기는 두 번째 문제를 해결합니다. 즉, 제어되고 예측 가능한 손실량을 추가하여 수신기에 도달하는 신호가 안전한 작동 범위 내에 유지되도록 합니다.

이러한 통제된 손실은 의도하지 않은 손실과 구별됩니다.삽입 손실더러운 커넥터, 불량한 스플라이스 또는 광섬유 굴곡으로 인해 발생합니다. 감쇠기는 Telcordia GR-910-CORE와 같은 인증 표준에 따라 일반적으로 10dB 미만의 값에 대해 ±0.5dB, 더 높은 값에 대해 ±10%의 허용 오차로 지정되는 정밀하고 반복 가능한 감소 -를 제공합니다.

언제 광섬유 감쇠기가 필요합니까?

초과 출력이 있는 단거리-링크

가장 일반적인 시나리오는 단거리 광섬유 실행 -입니다. 예를 들어 같은 건물에 있는 두 스위치 사이의 1km 또는 2km 단일{3}}모드 링크입니다. 송신기는 0dBm에서 시작되며 광섬유, 커넥터 및 패치 패널의 총 경로 손실은 1~2dB에 불과합니다. 수신기의 최대 입력이 -3dBm인 경우 수신 전력은 과부하 임계값보다 훨씬 높습니다. 수신기 포트의 5dB 고정 감쇠기는 레벨을 다시 범위 안으로 가져옵니다. 이러한 상황은 데이터 센터, 캠퍼스 백본 및 짧은 대도시 링크에서 자주 발생합니다.단일-모드 SFP 모듈정격 최대치보다 훨씬 낮은 거리에 배치됩니다.

테스트 및 시스템 마진 검증

승인 테스트 또는 문제 해결 중에 엔지니어는 가변 광 감쇠기(VOA)를 사용하여 범위 전체에 걸쳐 수신기 입력 전력을 스윕하고 오류가 시작되는 위치를 관찰합니다. 민감도 테스트 또는 마진 테스트라고도 하는 이 프로세스는 링크가 실패하기 전에 얼마나 많은 여유 공간이 있는지를 보여줍니다. VOA는 광섬유를 물리적으로 추가하지 않고 더 긴 광섬유 실행을 시뮬레이션하는 데에도 사용됩니다. 이는 현장 배포 전에 실험실에서 링크를 검증하는 데 유용합니다. 그만큼광섬유 협회의 손실 예산 가이드전력 예산 계산이 수신기 입력 제한 및 시스템 마진과 어떻게 관련되는지 설명합니다.

WDM 시스템의 채널 전력 밸런싱

WDM(파장 분할 다중화) 네트워크에서는 증폭기 이득 기울기 또는 다양한 범위 손실로 인해 서로 다른 채널이 동일하지 않은 전력 레벨로 수신기에 도착할 수 있습니다. 감쇠기 -(주로-채널 VOA -)는 채널 전체의 전력을 균일화하는 데 사용되므로 수신기 어레이는 일관된 전력 창 내에서 모든 파장을 처리합니다.

광섬유 감쇠기는 어떻게 작동합니까?

내부 메커니즘은 감쇠기 설계에 따라 다릅니다. 일반적인 접근법에는 특수 처리된 짧은 길이의 섬유가 빛의 고정된 부분을 흡수하는 도핑된 섬유 흡수가 포함됩니다. 제어된 공극-오정렬(파이버 코어 사이의 작은 간격 또는 측면 오프셋으로 인해 결합 효율성이 감소됨) 얇은 흡수성 유리 요소가 광학 경로에 배치되는 중성-밀도 필터 요소가 있습니다.

특정 메커니즘은 삽입 손실에 영향을 미칩니다.반사 손실, 편광 의존 손실(PDL) 및 파장 감도.

예를 들어, 도핑된-섬유 감쇠기는 후방 반사가 매우 낮은 경향이 있으므로 반사 손실 성능이 중요한 링크에 적합합니다. -APC-광택 커넥터. 이와 대조적으로 에어-갭 감쇠기는 이를 최소화하도록 특별히 설계하지 않는 한 더 높은 후면 반사를 나타낼 수 있습니다.

광섬유 감쇠기의 업계 인증은 일반적으로 감쇠 정확도, 환경 안정성 및 기계적 내구성에 대한 요구 사항을 정의하는 Telcordia GR-910-CORE를 따릅니다. 구성 요소 수준 감쇠 및 삽입 손실 측정은 IEC 61300-3-4에 설명되어 있습니다. 이러한 표준은 "5dB"로 표시된 감쇠기가 지정된 작동 조건에서 실제로 5dB에 가까운 손실을 제공하도록 보장합니다.

고정 대 가변 광섬유 감쇠기: 어느 것을 선택해야 합니까?

두 가지 기본 범주는 변경 불가능한 단일 감쇠 값을 제공하는 고정 감쇠기와 사용자가 연속 또는 계단식 범위에 걸쳐 감쇠를 조정할 수 있는 가변 광 감쇠기(VOA)입니다.

고정 감쇠기를 사용하는 경우:링크 전력 예산을 잘 이해하고{0}}필요한 감쇠 값이 안정적인 경우 고정을 선택합니다. 수신기 최대치보다 6dB 더 많은 전력을 일관되게 전달하는 짧은 프로덕션 링크는 고정된 7dB 감쇠기의 확실한 사례입니다. 고정 감쇠기는 패치 패널, 장비 랙 및 구조화된 케이블링에 영구 배포하기 위한 표준 선택입니다.

가변 감쇠기를 사용하는 경우:링크를 특성화하거나, 승인 테스트를 수행하거나, 여러 설정에서 작동하는 하나의 도구가 필요한 경우 변수를 선택하십시오. 수신기 감도 조사를 수행하는 엔지니어나 새로 설치된 링크의 마진을 검증하는 기술자는 일반적으로 VOA를 먼저 사용합니다. 필요한 감쇠 값이 확인되면 많은 팀에서는 장기 배포를 위해 VOA를 고정 감쇠기로 교체합니다-.

물리적 형태별 광섬유 감쇠기 유형

고정/가변 구분 외에도 감쇠기는 다양한 물리적 구성으로 제공됩니다. 올바른 폼 팩터는 감쇠기가 링크에 있는 위치와 주변 케이블의 구조에 따라 달라집니다.

플러그{0}}형 감쇠기(수---암, 빌드{3}}아웃)

플러그{0}}스타일 또는 빌드아웃 감쇠기에는 한쪽 끝에 수 커넥터가 있고 암 커넥터가 있습니다.어댑터 포트다른 한편으로는. 트랜시버 포트나 패치 패널에 직접 연결한 다음패치 코드감쇠기의 어댑터 쪽에 연결합니다. 이는 영구 고정 설치의 가장 일반적인 폼 팩터입니다. 컴팩트하고 추가 하드웨어가 필요하지 않으며 일단 설치되면 그대로 유지됩니다.

벌크헤드 또는 어댑터{0}}스타일 감쇠기(암-~-암)

어댑터{0}}스타일 감쇠기는 양쪽에 암 포트가 있는 표준 광섬유 어댑터 -처럼 작동하지만 - 연결된 두 광섬유 사이에 정의된 감쇠를 도입합니다. 이는 케이블 레이아웃을 변경하지 않고 감쇠를 추가하려는 패치 패널 환경에 유용합니다.

인라인 또는 패치-케이블-스타일 감쇠기

일부 감쇠기는 양쪽 끝에 커넥터가 있고 중간에 감쇠 요소가 있는 케이블 어셈블리에 내장되어 있습니다. 인라인 가변 감쇠기는 실험실 및 벤치{1}}테스트 환경에서 흔히 사용되며 광학 경로에서 편리한 조정 지점 역할을 합니다.

커넥터, 광택 및 광섬유 모드별 광섬유 감쇠기 유형

감쇠기는 커넥터 유형, 광택 스타일 또는 광섬유 모드 간에 상호 교환이 불가능합니다. 이러한 매개변수 중 하나라도 일치하지 않는 것은 가장 일반적인 주문 실수 중 하나입니다.

LC, SC, FC 및 ST 광섬유 감쇠기 커넥터

감쇠기는 모든 표준에 사용 가능광섬유 커넥터 유형. 오늘날 가장 널리 사용되는 것은LC 감쇠기(현대 데이터 센터 및 엔터프라이즈 장비에서 지배적임) 및SC 감쇠기(통신, PON 및 기존 기업 네트워크에서 일반적임)FC그리고성감쇠기는 레거시 설치 및 일부 특수 테스트 환경에서 여전히 발견됩니다. 항상 감쇠기 커넥터를 결합할 포트나 패치 패널과 일치시키십시오.

UPC 대 APC 감쇠기

커넥터 광택 유형이 중요합니다. UPC(Ultra Physical Contact) 감쇠기는 평평한-광택 마감 처리된 끝면을 가지며 약 −50dB의 일반적인 반사 손실을 제공합니다. APC(Angled Physical Contact) 감쇠기는 반사된 빛을 클래딩으로 향하게 하는 8-도 각도의 끝면을 가지며 약 −60dB 이상의 반사 손실을 달성합니다. APC 감쇠기는 FTTx, PON 및 WDM 네트워크를 포함하여 역반사에 민감한 시스템에 필요합니다. UPC 및 APC 커넥터는 물리적으로 호환되지 않으며 절대로 함께 결합해서는 안 됩니다. 그렇게 하면 양쪽 끝면이 손상되고 심각한 신호 손실이 발생합니다.

단일-모드 및 다중 모드 감쇠기

감쇠기는 다음 중 하나를 위해 설계되었습니다.단일-모드 광섬유(일반적으로 9/125 μm, 1310 nm 또는 1550 nm에서 작동) 또는다중모드 광섬유(50/125μm 또는 62.5/125μm, 850nm 또는 1300nm에서 작동). 광섬유 코어 크기, 개구수 및 작동 파장은 둘 사이에 다르므로 단일-모드용으로 설계된 감쇠기는 다중 모드 링크에서 올바르게 작동하지 않으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 감쇠기의 광섬유 사양을 선택하기 전에 트랜시버와 광섬유 유형을 확인하십시오.

올바른 광섬유 감쇠기를 선택하는 방법: 단계별-별-방법

올바른 감쇠기 선택은 링크 예산 문제입니다. 목표는 수신 전력을 계산하고 이를 수신기의 작동 범위와 비교하는 것입니다. 실제 작업 흐름은 다음과 같습니다.

1단계: 송신기 출력 전력을 찾습니다.트랜시버 데이터시트를 열고 최소 및 최대 전송(Tx) 출력 전력을 찾습니다. 예를 들어, 10GBASE-LR SFP+ 모듈은 Tx 출력을 −8.2dBm ~ +0.5dBm으로 지정할 수 있습니다.

2단계: 총 링크 손실을 추정합니다.광섬유 감쇠(dB/km × 거리), 커넥터 손실(일반적으로 결합된 쌍당 0.2~0.5dB), 스플라이스 손실(해당하는 경우) 및 기타 수동 구성요소 등 경로의 모든 손실 소스를 더합니다.주니퍼의 전력 예산 가이드이 계산의 실제 예를 제공합니다.

3단계: 예상 수신 전력을 계산합니다.송신기 출력에서 ​​총 링크 손실을 뺍니다. 예상 Rx 전력=Tx 출력 − 총 링크 손실.

4단계: 수신기의 입력 범위와 비교합니다.수신기 감도(최소 Rx 전력) 및 최대 Rx 입력 전력(과부하 수준)에 대해서는 트랜시버 데이터시트를 확인하세요. 예상 수신 전력이 최대 입력을 초과하는 경우 감쇠가 필요합니다.

5단계: 필요한 감쇠 값을 결정합니다.감쇠기는 수신 전력을 과부하 지점 바로 아래가 아니라 1~3dB의 여유를 두고 수신기 범위 - 내 수준으로 안전하게 줄여야 합니다. 예를 들어 추정된 Rx 전력이 +1dBm이고 수신기 최대값이 -3dBm인 경우 최소 4dB의 감쇠가 필요합니다. 5dB 감쇠기는 합리적인 마진을 제공합니다.

6단계: 기타 매개변수를 확인합니다.감쇠기가 링크의 커넥터 유형, 광택(UPC 또는 APC), 광섬유 모드(단일-모드 또는 다중 모드) 및 작동 파장과 일치하는지 확인합니다.

7단계: 고정인가, 가변인가?링크가 영구적이고 필요한 값이 명확한 경우 고정 감쇠기를 배포합니다. 여전히 링크를 검증 중이거나 조건이 변경될 것으로 예상되는 경우 테스트 중에 가변 감쇠기를 사용한 다음 프로덕션을 위해 고정으로 전환하십시오.

몇 dB의 감쇠가 필요합니까?

이것은 가장 많은 주문 실수를 일으키는 질문입니다. 정답은 항상 "가장 인기 있는" 기본값이 아닌 링크 예산 -에서 나옵니다.

일반적인 오류는 "안전을 위해" 필요한 값보다 높은-값을 선택하는 것입니다.- 3dB만 필요한 링크의 10dB 감쇠기는 신호를 수신기 감도 아래로 푸시하여 반대 문제를 발생시킵니다. 저-감쇠도 위험합니다. 7dB가 필요한 링크의 3dB 감쇠기는 여전히 수신기에 과부하 상태를 남깁니다.

아직 정확한 수치가 없다면 최악의 경우-송신기 출력(최대 Tx)과 최상의-링크 손실(최소 손실)을 사용하여 가능한 최고 수신 전력을 추정하세요. 이는 보수적인 출발점을 제공합니다. 불확실한 경우 먼저 가변 감쇠기로 테스트하고, 광파워 미터로 수신 전력을 측정하고, 고정 감쇠기를 수량 주문하기 전에 필요한 실제 값을 기록하십시오.

광섬유 감쇠기를 선택할 때 흔히 저지르는 실수

dB 값만으로 주문합니다.감쇠 값은 하나의 매개변수일 뿐입니다. SC/UPC 단일-모드 5dB 감쇠기는 dB 값이 정확하더라도 LC/APC 포트에 대한 잘못된 부품입니다. 항상 커넥터 유형, 광택, 광섬유 모드 및 파장을 확인하십시오.

UPC와 APC를 혼합합니다.UPC 감쇠기를 APC 포트에 연결하거나 그 반대 방향으로 연결하면 높은 삽입 손실, 낮은 반사 손실 및 커넥터 종단면의 물리적 손상 가능성이 발생합니다. 색상 코딩은 - UPC 커넥터는 일반적으로 파란색이고 APC 커넥터는 녹색입니다. - 항상 라벨을 확인하세요.

링크 예산을 무시합니다.트랜시버 데이터시트를 확인하지 않고 5dB 또는 10dB와 같은 "인기 있는" 값을 선택하는 것은 추측일 뿐 설계 결정이 아닙니다. 그 결과 잔류 과부하 또는 불필요한 신호 손실이 발생합니다.

고정식으로 충분할 경우 가변 감쇠기를 영구적으로 사용합니다.VOA는 귀중한 테스트 도구이지만 비용이 더 많이 들고 표류할 수 있으며 영구 링크에 불필요한 복잡성을 추가할 수 있습니다. 필요한 감쇠가 확인되면 VOA를 고정 장치로 교체합니다.

짧은 링크가 원인이라는 사실을 잊어버린 것입니다.감쇠기는 증상(과도한 전력)을 치료하지만 근본 원인은 일반적으로 실제 링크보다 훨씬 더 긴 도달 범위를 위해 설계된 송신기입니다. 어떤 경우에는 더 짧은- 도달 범위의 트랜시버 모듈을 사용하거나 전송 전력을 조정(모듈이 지원하는 경우)하는 것이 수동 감쇠를 추가하는 것보다 더 나은-장기적 솔루션일 수 있습니다.

감쇠기가 올바른 솔루션이 아닐 수 있는 경우

모든 전력-관련 문제가 감쇠기로 가장 잘 해결되는 것은 아닙니다. 링크에서 수신기 과부하로 인해 명확하게 발생하지 않은 간헐적인 오류가 발생하는 경우 문제는 커넥터 오염, 과도한 삽입 손실, 광섬유 파손 또는 파장 불일치일 수 있습니다. 이미 전력이 부족한 링크에 감쇠를 추가하면 상황이 더욱 악화될 뿐입니다.- 감쇠기를 설치하기 전에 수신된 전력이 실제로 수신기의 최대값보다 높은지 광 전력계 -를 사용하여 이상적으로 -를 항상 확인하십시오.

마찬가지로, 트랜시버가 구성 가능한 출력 전력을 지원하는 링크에서는 Tx 레벨을 전자적으로 조정하는 것이 경로에 물리적 감쇠기를 추가하는 것보다 더 간단하고 유지 관리가 더 쉬울 수 있습니다.

자주 묻는 질문

고정식 광섬유 감쇠기와 가변 광섬유 감쇠기의 차이점은 무엇입니까?

고정 감쇠기는 단일 영구 감쇠 값(예: 3dB, 5dB 또는 10dB)을 제공하며 조정할 수 없습니다. 가변 광 감쇠기(VOA)를 사용하면 연속 범위에 걸쳐 다양한 감쇠 레벨을 조정할 수 있습니다. 고정 감쇠기는 전력 수준이 알려진 영구 설치에 사용됩니다. VOA는 테스트, 마진 검증 및 필요한 감쇠 값이 확정되지 않은 상황에 선호됩니다.

감쇠기가 몇 dB여야 하는지 어떻게 알 수 있나요?

링크 예산을 계산하세요. 트랜시버 데이터시트에서 송신기 출력 전력과 수신기 최대 입력 전력을 찾고, 총 링크 손실을 추정하고, 수신 전력이 수신기의 과부하 수준을 초과하는지 확인합니다. 감쇠기 값은 수신 전력을 1~3dB의 여유를 두고 수신기의 안전 범위 내로 줄여야 합니다.

다중 모드 링크에서 단일{0}}모드 감쇠기를 사용할 수 있나요?

아니요. 단일-모드 및 다중 모드 감쇠기는 코어 크기, 개구수 및 작동 파장이 다릅니다. 1310nm에서 9/125μm 광섬유용으로 설계된 단일{3}}모드 감쇠기는 850nm에서 50/125μm 다중 모드 링크에서 올바른 감쇠를 생성하지 않습니다. 항상 감쇠기를 링크에 사용되는 광섬유 유형 및 파장과 일치시키십시오.

UPC 감쇠기를 APC 포트와 결합하는 것이 안전합니까?

아니요. UPC와 APC 종단면은 물리적으로 호환되지 않습니다. UPC 커넥터는 평평한-반경 광택을 갖고 있습니다. APC 커넥터의 각도는 8도입니다. 서로 결합하면 높은 삽입 손실, 반사 손실 저하가 발생하고 두 커넥터 종단면이 영구적으로 손상될 수 있습니다. 항상 UPC를 다음과 일치시킵니다.

UPC 및 APC에서 APC로.

광섬유 감쇠기에 사용할 수 있는 커넥터 유형은 무엇입니까?

감쇠기는 LC, SC, FC 및 ST를 포함한 모든 표준 광섬유 커넥터 유형에 맞게 제조됩니다. LC 감쇠기는 현재 데이터 센터 및 기업 배포에서 가장 일반적입니다. SC 감쇠기는 통신 및 PON 애플리케이션에 널리 사용됩니다. 감쇠기 커넥터를 설치할 포트와 일치시킵니다.

광섬유 감쇠기가 반사 손실이나 삽입 손실에 영향을 줍니까?

예. 모든 감쇠기는 정격 감쇠 값을 넘어서는 소량의 추가 삽입 손실을 발생시키며 반사 손실 성능은 내부 설계 및 종단면 광택에 따라 달라집니다. 도핑된-섬유 흡수를 사용하는 고품질 고정 감쇠기는 일반적으로 −50dB(UPC) 또는 −60dB(APC)보다 더 나은 반사 손실을 달성합니다. 감쇠 정확도, 반사 손실 및 환경 안정성은 Telcordia GR-910-CORE 및 IEC 61300-3-4를 포함한 산업 표준의 적용을 받습니다.

링크의 감쇠기를 물리적으로 어디에 설치해야 합니까?

대부분의 경우 감쇠기는 링크 -의 수신기 끝 또는 근처에 설치되며 수신기 포트에 직접 연결되거나 수신기에 가장 가까운 패치 패널에 배치됩니다. 이렇게 하면 신호가 광검출기에 도달하기 전에 신호가 감소됩니다. 송신기 끝에 감쇠기를 배치하면 동일한 순 감쇠가 달성되지만 수신기{3}}측 배치가 더 일반적인 방식입니다.

더 높은 dB 값에 도달하기 위해 여러 개의 감쇠기를 쌓을 수 있습니까?

기술적으로 그렇습니다. - 직렬로 연결된 2개의 5dB 감쇠기는 약 10dB의 총 감쇠를 제공합니다. 그러나 각각의 추가 커넥터 쌍은 삽입 손실과 잠재적인 반사 지점을 추가합니다. 가능하다면 여러 장치를 쌓는 대신 올바른 값의 단일 감쇠기를 사용하십시오. 정확한 값을 사용할 수 없는 경우 임시 조치로 적층하는 것이 허용되지만 영구 설치에는 적합하지 않습니다.

요약

광섬유 감쇠기는 간단한 구성 요소이지만 올바른 것을 선택하려면 dB 값 이상의 여러 매개 변수에 주의가 필요합니다. 광섬유 유형, 커넥터, 광택 및 파장을 링크에 일치시킵니다. 추측이 아닌 링크 버짓 계산을 바탕으로 감쇠 값을 결정합니다. 필요한 값이 확실하지 않은 경우 테스트 중에 가변 감쇠기를 사용한 다음 생산을 위해 고정 장치를 배포합니다. 그리고 의심스러운 경우 감쇠기 -를 설치하기 전후에 광 전력계로 수신 전력을 측정하면 단일 검증 단계로 대부분의 선택 오류가 제거됩니다.

광섬유 감쇠기 또는 관련 수동 부품을 소싱하는 경우 당사의 전체 제품군을 살펴보십시오.광섬유 커넥터, 어댑터, 그리고패치 코드설치 전반에 걸쳐 호환성을 보장합니다.