مدیریت سیگنال نوری در امکانات فوق مقیاس مدرن چالشی را ارائه می دهد که اغلب تا زمانی که تجهیزات از کار بیفتند مورد توجه قرار نمی گیرد. راتضعیف کننده فیبر نوری-یک مؤلفه غیرفعال طراحی شده برای کاهش توان نوری به روشی کنترل‌شده-به‌عنوان نیروی کار ساده‌ای عمل می‌کند که از اشباع گیرنده، کاهش نرخ خطای بیت و فرسودگی زودرس فرستنده گیرنده جلوگیری می‌کند. در حالی که تقویت‌کننده‌ها و مالتی پلکسرها توجه مهندسی نامتناسبی را به خود جلب می‌کنند، تضعیف‌کننده‌ها همچنان داوران ساکت انطباق با بودجه قدرت در اتصالات کوتاه-می‌باشند.

مشکلی که هیچ کس در مورد آن صحبت نمی کند

در اینجا چیزی است که حتی مهندسان با تجربه را نیز غافلگیر می کند. شما یک پیوند زیبای 100G را مشخص می‌کنید، فرستنده‌های- جدید QSFP28 را نصب می‌کنید، فیبر OM4 بکر را روی یک پچ 15- متری اجرا می‌کنید و ناگهان خطاهایی را مشاهده می‌کنید. زیاد نیست، اما کافی است. پیوند گهگاه تکان می خورد. گزارش‌ها خرابی‌های CRC را نشان می‌دهند که در اوج ترافیک افزایش می‌یابند.

مقصر؟ نور خیلی زیاد

فرستنده‌های مدرن{0}}به‌ویژه SR4 و ماژول‌های موج کوتاه-قدرت نوری را بهینه‌سازی شده برای حداکثر فاصله نامی خود پمپ می‌کنند. هنگامی که آن فرستنده و گیرنده 100 متری فقط باید به 8 متر برسد، فتودیود دریافت کننده با فوتون های بیشتری نسبت به آنچه که بتواند به صورت خطی پردازش کند، چکش می شود. آشکارساز اشباع می شود. یکپارچگی سیگنال از بین می رود. و از آنجا که "سیگنال بیش از حد" چیزی نیست که اکثر فلوچارت های عیب یابی در نظر می گیرند، تیم ها ساعت ها را برای تعقیب خطاهای کابل فانتوم تلف می کنند.

آنچه که تضعیف کننده ها در واقع انجام می دهند

مکانیسم ساده است. یک تضعیف کننده مقدار کالیبره شده ای از تلفات نوری را معرفی می کند-که در دسی بل اندازه گیری می شود- تا توان دریافتی را به پنجره حساسیت مشخص شده فرستنده گیرنده وارد کند. آن را به عنوان عینک آفتابی برای فیبر در نظر بگیرید. فیزیک زیربنایی بر اساس طراحی متفاوت است: برخی از شکاف‌های هوایی استفاده می‌کنند که تلفات بازتابی فرنل را ایجاد می‌کند، برخی دیگر از شیشه‌های دوپینگ جذبی استفاده می‌کنند، و تعداد کمی از آنها به عدم همسویی دقیق الیاف در یک فرول متکی هستند.

رویکرد مبتنی بر فاصله- (گاهی اوقات "درخط" یا "سبک{1}}وصله" نامیده می‌شود) بر استقرار مرکز داده غالب است. یک شکاف هوای کوچک بین -وجهه های انتهای رابط، تلفات قابل پیش بینی را ایجاد می کند-معمولاً برای تضعیف کننده های ثابت بین 3 تا 10 دسی بل. تضعیف‌کننده‌های نوری متغیر (VOA) تضعیف قابل تنظیم را از طریق مکانیسم‌های مکانیکی یا مبتنی بر MEMS ارائه می‌کنند، اگرچه پیچیدگی و محدودیت هزینه آن‌ها برای برنامه‌های تخصصی مانند تساوی کانال DWDM اعمال می‌شود.

بیشتر مهندسانی که من با تضعیف‌کننده‌های پیش‌فرض 5 دسی‌بل- کار کرده‌ام. همیشه انتخاب درستی نیست، اما به ندرت به طور فاجعه بار اشتباه است.

اعداد مهم هستند

یک تجدید سریع در مورد بودجه انرژی نوری، زیرا در اینجاست که محاسبات اشتباه رخ می دهد. هر برگه داده فرستنده گیرنده یک محدوده توان انتقال (مثلاً -1 تا +2 dBm) و یک پنجره حساسیت گیرنده (شاید -11.5 تا +2.4 dBm برای دستگاه 25G SR) را مشخص می کند. تفاوت بین قدرت انتقال واقعی و حداقل حساسیت گیرنده، بودجه لینک شما را تشکیل می دهد. تلفات رابط، تضعیف کابل، تلفات اتصال - همه آنها از این حاشیه کم می کنند.

اما حداکثر ورودی گیرنده-که سقف +2.4 dBm-به همان اندازه اهمیت دارد. از آن فراتر بروید، و در حال رانندگی بیش از حد آشکارساز هستید. اکثر برگه‌های مشخصات، آستانه «اضافه‌بار» را در جایی فراتر از حداکثر حساسیت فهرست می‌کنند، اما عملکرد در آن منطقه خاکستری باعث ایجاد مشکل می‌شود. این جایی است که تضعیف‌کنندگان پول خود را به دست می‌آورند.

فرض کنید با یک سیم پچ 3-متری +1 dBm را در گیرنده اندازه می‌گیرید. محدوده بهینه گیرنده شما برای عملکرد خطی به +1 dBm می رسد، اما شما خطاهای بیت متناوب را مشاهده می کنید. افزودن یک تضعیف کننده 3dB، توان دریافتی را به 2-dBm کاهش می دهد که به راحتی در محدوده مشخصات فنی است. مشکل حل شد و شاید 8 دلار خرج کرده باشید.

سناریوهای استقرار واقعی

مراکز داده همگن نیستند. اتاق ملاقات-من یک ارائه‌دهنده کولوکیشن تحت محدودیت‌های متفاوتی نسبت به پارچه‌های برگی-هایپراسکیلر عمل می‌کند. موارد استفاده از تضعیف کننده بر این اساس متفاوت است.

اتصالات درون-رک.این سناریوی-و-نان و کره است. سرورهایی که از طریق کابل‌های DAC 1 متری یا 2 متری به سوئیچ‌های{3}}بالای- وصل می‌شوند، معمولاً به تضعیف‌کننده‌ها نیاز ندارند - خود کابل‌ها تلفات کافی را ایجاد می‌کنند. اما هنگامی که فیبر جایگزین مس می شود (به طور فزاینده ای با سرعت 100G+ و فشار به سمت کابل کشی ساختاریافته رایج است)، این مسیرهای زیر 5 متر مشکل ساز می شوند. فرستنده‌های SR پرقدرت که مستقیماً به پورت‌های مجاور تغذیه می‌شوند، مشکلات اشباع را ایجاد می‌کنند که قبلاً توضیح داده شد.

تست تجهیزات مرحله‌ایقبل از استقرار تولید، تیم‌های عملیاتی سوئیچ‌ها و مسیریاب‌ها را در تنظیمات نیمکت تأیید می‌کنند. این پیکربندی‌های آزمایشی اغلب از مسیرهای بازگشت مستقیم-به-برگشت اتصالات فیبر-به طور مؤثر صفر-مسیرهای تلفاتی استفاده می‌کنند که اضافه بار گیرنده را تضمین می‌کند. تضعیف‌کننده‌ها به مهندسان این امکان را می‌دهند تا تلفات اتصال تولید را بدون 300 متر فیبر در آزمایشگاه شبیه‌سازی کنند.

من مجرای تضعیف‌کننده‌ها را دیده‌ام که-در چندین آزمایشگاه به میز کار چسبانده شده‌اند. زیبا نیست، اما کاربردی است.

یکپارچه سازی تجهیزات قدیمیمراکز داده براونفیلد به طور اجتناب ناپذیری حاوی تجهیزاتی از چندین نسل هستند. یک گیرنده +SFP 10G که یک دهه پیش طراحی شده است ممکن است دامنه دینامیکی باریکتری نسبت به فرستنده گیرنده های 25G معاصر داشته باشد. وقتی این گیرنده‌های قدیمی به فرستنده‌های{5} امروزی با قدرت بالاتر متصل می‌شوند، تضعیف‌کننده‌ها بدون نیاز به تعویض فرستنده گیرنده، شکاف را پر می‌کنند.

سیستم های CWDM/DWDM.طول موج-معماری‌های چندگانه تقسیم‌بندی نیازمند متعادل‌سازی توان کانال محکم هستند. تغییرات 3dB بین کانال های مجاور OSNR را کاهش می دهد و EDFA ها را تحت فشار قرار می دهد. هر-VOAهای کانال-یا تضعیف کننده های ثابت در حین راه اندازی-زمین بازی را تراز کنید. این به قلمروی فراتر از استفاده از تضعیف‌کننده ساده-و-بازی می‌رسد، اما اصل یکسان است.

کلمه ای در مورد انواع رابط

LC بر اپتیک مرکز داده مدرن تسلط دارد. SC هنوز در تاسیسات قدیمی و تجهیزات حامل خاص ظاهر می شود. FC گاهی اوقات در تنظیمات آزمایشی نشان داده می شود. کانکتورهای MTP/MPO اپتیک موازی-40G SR4، 100G SR4 و جانشینان آنها را ارائه می‌کنند-اما تضعیف اتصالات چند فیبر به پیچیدگی می‌افزاید. شما معمولاً تضعیف کننده های MTP را در سطح کاست به جای فیبرهای جداگانه مشاهده خواهید کرد. رابط تضعیف کننده خود را با زیرساخت خود مطابقت دهید. بدیهی به نظر می رسد، اما آداپتورهای ناهماهنگ تغییرات تلفات درج را ایجاد می کنند که محاسبات بودجه برق را پیچیده می کند.

چه چیزی اشتباه می شود

تضعیف کننده ها دستگاه های پیچیده ای نیستند، اما استفاده نادرست از آنها بسیار آسان است.

تضعیف بیش از-در رتبه اول قرار دارد. یک مهندس خطاهای گیرنده را می بیند، اشباع را فرض می کند، یک تضعیف کننده 10 دسی بل را نصب می کند-و اکنون سیگنال خیلی ضعیف است. لینک هنوز کار نمی کند، اما اکنون به دلیل مخالف. همیشه قبل از انتخاب مقادیر تضعیف، توان دریافتی واقعی را اندازه گیری کنید.

کانکتورهای کثیف دیگر حالت خرابی کلاسیک هستند. تضعیف کننده ها رابط های رابط را به پیوند اضافه می کنند. هر رابط فرصتی برای آلودگی است. یک ذره گرد و غبار میکروسکوپی روی یک صفحه- APC ضایعات غیرقابل پیش‌بینی ایجاد می‌کند که با دما و لرزش تغییر می‌کند. هر کانکتور را تمیز کنید. هر بار بدون استثنا.

من به یکی دیگر اشاره می کنم: تضعیف کننده های فراموشی وجود دارند. مستندات از کار می‌افتد، پیوند سال‌ها بعد عیب‌یابی می‌شود، و هیچ‌کس آن تضعیف‌کننده ۷ دسی‌بل را که در پچ پنل مدفون شده بود، به خاطر نمی‌آورد. ناگهان یک ارتقاء که قدرت انتقال را "به طور مرموزی" تغییر می دهد، پیوندی را که به مدت پنج سال کار می کرد، می شکند. به همه چیز برچسب بزنید

واقعیت های تدارکات

تضعیف‌کننده‌های ثابت تقریباً هیچ-5 تا 15 دلار برای واحدهای LC اولیه تولیدکنندگان معتبر هزینه ندارند. آنها را به صورت عمده بخرید. یک کشو را در آزمایشگاه شبکه پر نگه دارید. مقادیر 1dB، 3dB، 5dB، 7dB و 10dB 95% سناریوها را پوشش می دهند. تضعیف کننده های متغیر بسته به وضوح و نوع رابط، 50 تا{14}} دلار کار می کنند. اینها را برای کالیبراسیون یا برنامه های قابل تنظیم رزرو کنید.

نام تجاری کمتر از آنچه فکر می کنید اهمیت دارد. فیزیک یک شکاف هوای کنترل شده یا عنصر جذبی بین فروشندگان تفاوت چشمگیری ندارد. با این اوصاف، از عدم وجود-نام فروشندگان در سایت‌های بازار پرهیز کنید-تحمل‌های ناهماهنگ تضعیف و مشخصات ضعیف برگشتی باعث سردرد می‌شود. Corning، Thorlabs، و FS.com محصول قابل اعتماد تولید می کنند. لوازم جانبی فیبر CommScope اگر در حال حاضر در اکوسیستم آنها هستید به خوبی کار می کنند.

فایده پنهان: استانداردسازی

در اینجا چیزی وجود دارد که در بیشتر بحث های فنی نمی گنجد. تضعیف کننده ها استانداردسازی را در مقیاس امکان پذیر می کنند.

اپراتورهای فرامقیاس ده ها هزار فرستنده گیرنده خریداری می کنند. مدیریت SKUهای فرستنده گیرنده چندگانه برای فواصل پیوندهای مختلف-مثلاً 10 متر در مقابل 300 متر-پیچیدگی خرید، سردرد موجودی، و کابوس را کاهش می دهد. درعوض، روی یک فرستنده و گیرنده پرقدرت که برای حداکثر فاصله درجه بندی شده است، استاندارد کنید، سپس پیوندهای کوتاهتر را در صورت نیاز ضعیف کنید. هزینه تضعیف کننده در مقایسه با کارایی عملیاتی به دست آمده از ناوگان یکنواخت فرستنده گیرنده، ناچیز است.

این رویکرد همچنین عیب یابی را ساده می کند. هر فرستنده و گیرنده یکسان رفتار می کند. بودجه قدرت قابل پیش بینی می شود. در هنگام قطع، هر پورت را با پورت دیگری تعویض کنید. ظرافت به عنوان مقیاس شبکه ترکیب می شود.

ملاحظات طول موج

اکثر تضعیف کننده ها عملکرد را در 850 نانومتر، 1310 نانومتر، 1550 نانومتر یا ترکیبی مشخص می کنند. استقرار چند حالته معمولاً از 850 نانومتر (اپتیک SR) استفاده می کند. حالت تک- بین 1310 نانومتر (دسترسی متوسط، LR) و 1550 نانومتر (دسترسی گسترده، ER، و DWDM) تقسیم می‌شود. مقادیر تضعیف در طول موج‌ها برای دستگاه‌های{10}از نوع جذبی{11}}یک تضعیف‌کننده 5 دسی‌بل در 1310 نانومتر ممکن است 5.3 دسی‌بل در 1550 نانومتر اندازه‌گیری کند، کمی متفاوت است. برای کاربردهای حیاتی، بررسی کنید که مشخصات مطابق با طول موج عملیاتی شما باشد.

افکار بسته

تضعیف کننده های فیبر نوری مرکز داده شما را متحول نمی کند. آنها هیجان انگیز نیستند. آنها در عرشه زمین فروشندگان یا نمودارهای معماری نشان داده نمی شوند. اما آنها یک مشکل واقعی-اشباع گیرنده در کوتاه-پیوندهای دسترسی-را ارزان و قابل اعتماد حل می‌کنند. آنها استراتژی های استانداردسازی فرستنده گیرنده را فعال می کنند که سربار عملیاتی را در مقیاس کاهش می دهد. آنها آزمایش تجهیزات را عملی می کنند.

سهامی از ارزش های مشترک نگه دارید. قبل از نصب اندازه گیری کنید آنچه را که مستقر می کنید مستند کنید. اتصالات خود را تمیز کنید این واقعاً تمام چیزی است که در آن وجود دارد.

گاهی اوقات ساده ترین اجزا مهم ترین هستند.