language flag language flag

شرکت فاطر مشاور، طراح و مجری پروژه های فیبر نوری

ارائه کننده تجهیزات فیبر نوری، شبکه FTTH و تکنولوژی GPON

اجزای اپتیکی پیشرفته – تضعیف کننده نوری

تضعیف کننده نوری چیست؟
تضعیف کننده نوری (یا تضعیف کننده فیبر نوری) یک دستگاه پسیو است که برای کاهش سطح قدرت سیگنال های نوری به کار می رود. مدار تضعیف کننده اجازه می دهد تا یک منبع شناخته شده از توان به وسیله یک فاکتور از پیش تعیین شده کاهش یابد و معمولا به صورت دسی بل نمایش داده می شود. تضعیف کننده نوری به طور کلی در کاربردهای سینگل مود در مسافت های طولانی برای جلوگیری از اضافه بار نوری در گیرنده استفاده می شود.

اصول تضعیف کننده نوری
تضعیف کننده نوری از چند اصل مختلف به منظور کاهش توان مورد نظر استفاده می نماید. تضعیف کننده ممکن است از تلفات گپ ، جذب، تکنیک و شیوه انعکاس، برای رسیدن به میزان کاهش سیگنال مورد نظر، استفاده نماید.

اصل اتلاف گپ
اصل اتلاف گپ در تضعیف کننده نوری به منظور کاهش سطح توان نوری و با قرار دادن دستگاه در مسیر فیبر با استفاده از یک پیکربندی داخل خط، عملی می شود. تضعیف کننده گپ برای جلوگیری از اشباع گیرنده استفاده می شود و نزدیک به فرستنده قرار داده می شود. این تضعیف کننده با استفاده از یک گپ طولی بین دو فیبر نوری و با عبور سیگنال نوری از یک فیبر نوری به دیگری باعث تضعیف می شود. این اصل نشان می دهد نور با انتقال در فیبر نوری و خارج شدن آن از فیبر نوری شروع به پخش شدن می کند. هنگامی که نور در فیبر نوری دریافت می شود، سمتی از آن در cladding به دلیل گپ و انتشار نور در این ناحیه تضعیف شده و افت پیدا می کند. اصل اتلاف گپ درشکل زیر نشان داده شده است.
تضعیف کننده نوری تضعیف کننده اتلاف گپ تنها هنگامی که به طور مستقیم بعد از فرستنده قرار داده می شود میزان دقیق کاهش را اعمال می کند. این تضعیف کننده های پیش از فرستنده به توزیع بسیار حساس می باشند، که دلیل دیگری برای نگه داشتن دستگاه نزدیک به فرستنده برای حفظ اتلاف در سطح مورد نظر می باشد. هر چه تضعیف کننده اتلاف گپ از فرستنده دورتر قرار بگیرد، تایر کمتری خواهد داشت و اتلاف مورد نظر به دست نخواهد آمد. برای کاهش بیشتر سیگنال در مسیر فیبر، باید یک تضعیف کننده نوری با استفاده از تکنیک جذب یا بازتاب استفاده شود. توجه: شکاف هوا (گپ) بازتاب فرنل تولید می نماید، که می تواند برای فرستنده باعث مشکل شود.

اصل جاذب
اصل جاذب و یا جذب، به دلیل درصدی از اتلاف توان در فیبر نوری محاسبه میشود. این افت توان به دلیل نواقص و ناخالصی ها در فیبر نوری رخ می دهد به نحوی که انرژی نوری جذب و تبدیل به حرارت می شود. این اصل را می توان در طراحی یک تضعیف کننده نوری برای وارد کردن یک کاهش مشخص توان به کار گرفت.
اصل جذب با استفاده از مواد در مسیر نوری انرژی نوری را جذب می نماید. این اصل ساده با اینکه است، اما می تواند یک راه موثر برای کاهش قدرت در حال انتقال و / یا دریافت باشد.
تضعیف کننده نوری اصل انعکاس
اصل انعکاس یا پراکندگی، اکثر تلفات توان در فیبر نوری را به عهده دارد که به دلیل ناخالصی در فیبر نوری به وجود آمده و موجب پراکندگی سیگنال می شود. نور پراکنده باعث تداخل در فیبر نوری می شود، در نتیجه مقدار نور منتقل یا دریافت شده را کاهش می دهد.
این اصل را می توان در تضعیف نمودن برنامه ریزی شده یک سیگنال استفاده نمود. مواد مورد استفاده در تضعیف کننده برای منعکس کردن یک مقدار شناخته شده از سیگنال ساخته شده و به کار می روند به همین دلیل فقط میزان مورد نظر سیگنال انتقال می یابد. این اصل بازتاب است که در شکل زیر نشان داده شده است.
تضعیف کننده نوری انواع تضعیف کننده نوری
طبق اصول تعریف شده برای کانکتورها، تضعیف کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند: تضعیف کننده ثابت، تضعیف کننده متغیر گام به گام و تضعیف کننده متغیر پیوسته.

تضعیف کننده ثابت
تضعیف کننده های ثابت برای داشتن یک سطح ثابت تضعیف طراحی شده اند. تضعیف کننده ها از لحاظ تئوری می توانند برای ارائه هر مقدار از تضعیف مورد نظر، طراحی و به کارگرفته شود. تضعیف کننده ثابت معمولا برای کاربرد های تک حالت استفاده می شود.

تضعیف کننده متغیر گام به گام
یک تضعیف کننده متغیر گام به گام دستگاهی است که تضعیف سیگنال را در مراحل و پله های از قبل مشخص شده مانند 0.1 دسی بل، 0.5 دسی بل، یا 1 دسی بل تغییر می دهد. این تضعیف کننده ممکن است در کاربرد های برخورد با منابع توان نوری مختلف استفاده شود. برای مثال، اگر سه ورودی در دسترس وجود دارد، ممکن است نیاز به تضعیف سیگنال در سطح های مختلف برای هر یک از ورودی ها داشته باشیم. برعکس، این تضعیف کننده ها نیز ممکن است در شرایطی که در آن سیگنال ورودی ثابت است مورد استفاده قرار گیرد و در عین حال سیگنال خروجی مورد نیاز بسته به دستگاه تغییر کند.
توجه: تضعیف کننده متغیر گام به گام باید در کاربرد هایی که در آن ورودی، خروجی، و تنظیمات عملیاتی شناخته شده است استفاده شود.

تضعیف کننده متغیر پیوسته
یک تضعیف کننده متغیر پیوسته تضعیف کننده نوری است که می تواند بر حسب تقاضا تغییر کند. به طور کلی دارای یک دستگاه در محل می باشد که اجازه می دهد تا تضعیف سیگنال به مقدار مورد نیاز تغییر نماید. تضعیف کننده متغیر پیوسته در محیط های کنترل نشده استفاده می شود که ویژگی های ورودی یا خروجی به طور مداوم نیاز به تغییر دارند. این امر اجازه می دهد تا اپراتور تنظیمات لازم تضعیف کننده برای اعمال تغییرات مورد نیاز با سرعت و دقت بدون هیچ گونه وقفه در کار خود را انجام دهد.
با توجه به انواع کانکتورهای های مختلف، انواع مختلفی از تضعیف کننده های نوری وجود دارد: تضعیف کننده LC، تضعیف کننده SC ، تضعیف کننده ST ، تضعیف کننده FC ، تضعیف کننده E2000 و غیره، که دارای فرول UPC / APC می باشد.
تضعیف کننده نوری معمولا به دو شکل بسته بندی آماده می شود: تضعیف کننده Bulkhead و تضعیف کننده In-Line . تضعیف کننده نوری Bulkhead را می توان درقسمت گیرنده وصل نمود. تضعیف کننده In-Line نوری شبیه یک پچ کورد فیبر است و معمولا بین پچ پنل و گیرنده استفاده می شود.
در شکل زیر یک تضعیف کننده نوری ثابت 10 دسی بل LC / UPC و یک تضعیف کننده نوری In-Line متغیر ‎0 ~ 60‏ دسی بل LC / UPC به LC / UPC را می توان مشاهده نمود.
تضعیف کننده نوری