Die Signalleistung in Glasfaserverbindungen muss manchmal verstärkt werden, um eine Langstrecken-Datenübertragung zu erreichen. Unter Umständen kann zu viel Signalleistung Glasfaserempfänger überlasten und sogar das optische Netzwerk beschädigen. Um die Leistung in Glasfaserverbindungen zu reduzieren, werden faseroptische Dämpfungsglieder eingesetzt. Dieser Artikel beleuchtet die Typen, Funktionsprinzipien und Anwendungen von Glasfaser-Dämpfungsgliedern, die Ihnen helfen, ein umfassendes Verständnis von Glasfaser-Dämpfungsgliedern zu erlangen.

Faseroptische Dämpfungsglieder, auch optische Dämpfungsglieder genannt, sind passive Geräte, die verwendet werden, um den Leistungspegel eines optischen Signals zu reduzieren. Da zu viel Licht den faseroptischen Empfänger sättigen kann, werden häufig optische Dämpfungsglieder im System eingesetzt, um die Lichtleistung zu reduzieren und die beste Leistung des faseroptischen Systems zu erzielen. Im Allgemeinen benötigen Multimode-Systeme keine Dämpfungsglieder, da die Multimode-Quellen, selbst VCSELs, selten genug Ausgangsleistung haben, um Empfänger zu sättigen. Stattdessen sind für Singlemode-Systeme, insbesondere die Langstrecken-DWDM-Netzwerkverbindungen, faseroptische Dämpfungsglieder erforderlich, um die optische Leistung während der Übertragung auszugleichen.

Optische Dämpfungsglieder erreichen die gewünschte Dämpfung in optischen Faserverbindungen in drei verschiedenen Prinzipien, die relativ das Lückenverlustprinzip, das Absorptionsprinzip und das Reflexionsprinzip sind.

Lückenverlustprinzip oder Spaltdämpfung („Gap loss“)
Mit dem Prinzip der Spaltdämpfung wird die Leistungsreduzierung erreicht, indem das Gerät in einer Inline-Konfiguration in den Faserpfad eingefügt wird. Gap-Loss-Dämpfungsglieder werden in der Nähe des Senders platziert, um die Sättigung des Empfängers zu verhindern. Sie verwenden einen Längsspalt zwischen zwei optischen Fasern, so dass das optische Signal, das von einer optischen Faser zur anderen übertragen wird, reduziert werden kann. Dieses Prinzip ermöglicht, dass sich das Licht von der übertragenden optischen Faser ausbreitet, wenn es die optische Faser verlässt. Wenn das Licht die empfangende optische Faser erreicht, geht ein Teil des Lichts in der Ummantelung aufgrund einer Lücke verloren, und es tritt eine Ausbreitung auf. Diese optischen Dämpfungsglieder sollten in der Nähe des Senders gehalten werden, um seine effektive Leistung sicherzustellen. Um das Signal weiter unten im Faserpfad zu reduzieren, wäre ein optisches Dämpfungsglied, das Absorptions- oder Reflexionstechniken verwendet, geeigneter. 


 
Absorptionsprinzip
Das Absorptionsprinzip oder die Absorption macht einen Bruchteil des Leistungsverlusts in optischen Fasern aus. Dies liegt daran, dass eine Glasfaser optische Energie absorbiert und in Wärme umwandelt. Das Absorptionsprinzip kann verwendet werden, um ein optisches Dämpfungsglied mit bekannter Leistungsreduzierung zu entwerfen. Das Absorptionsprinzip verwendet Material im Strahlengang, um optische Energie zu absorbieren. Das Prinzip ist einfach, kann aber ein effektiver Weg sein, die Sende- und Empfangsleistung zu reduzieren.


 
Reflektierendes Prinzip
Das Reflexionsprinzip oder die Streuung macht einen Bruchteil des Leistungsverlusts in Lichtwellenleitern aus und resultiert auch aus den Unvollkommenheiten von Lichtwellenleitern. Aber in diesem Fall bewirkt es, dass das Signal streut. Das gestreute Licht fügt eine Interferenz in die optische Faser ein, wodurch die Menge an gesendetem und empfangenem Licht verringert wird. Dieses Prinzip kann bei der geplanten Dämpfung eines Signals eingesetzt werden. Das in dem faseroptischen Dämpfungsglied verwendete Material wird hergestellt, um eine bekannte Signalgröße zu reflektieren, wodurch nur der gewünschte Teil des Signals ausgebreitet werden kann. 

Faseroptische Dämpfungsglieder nehmen eine Reihe verschiedener Formen an. Auf dem Markt finden Sie viele optische Dämpfungsglieder mit unterschiedlichen Klassifizierungsperspektiven wie Steckertyp, Kabeltyp usw. Im Allgemeinen werden sie allgemein als feste optische Dämpfungsglieder (FOA) und optisch variable Dämpfungsglieder (VOA) eingeteilt. Unter Berücksichtigung der Kabeltypen können diese auch in Singlemode- und Multimode-Dämpfungsglieder unterteilt werden.

Fester optischer Dämpfer
Ein festes Dämpfungsglied ist, wie der Name deutlich angibt, so konzipiert, dass es in der Glasfaser einen unveränderlichen Dämpfungspegel aufweist, der in dB ausgedrückt wird und typischerweise zwischen 1 dB und 30 dB liegt, z. B. 1 dB, 5 dB, 10 dB usw. Feste optische Dämpfungsglieder können verwendet werden eine Vielzahl von Prinzipien für ihre Funktionsweise. Bevorzugte optische Dämpfungsglieder verwenden häufig entweder dotierte Fasern oder falsch ausgerichtete Spleiße oder Gesamtleistung, während nicht bevorzugte Dämpfungsglieder häufig Spaltdämpfungs- oder Reflexionsprinzipien verwenden.

Wie in der Abbildung unten gezeigt, bestehen Festwert-Dämpfungsglieder aus einem Inline-Typ und einem Steckertyp. Der Inline-Typ sieht aus wie ein einfaches Glasfaser-Patchkabel. Die optischen Inline-Dämpfungsglieder sind in Patchkabel integriert. Ein Steckertyp-Dämpfungsglied sieht aus wie ein Bulkhead- Faserstecker. Normalerweise hat es auf einer Seite einen männlichen Steckverbinder, damit das Faserdämpfungsglied direkt an Empfängergeräte oder Adapter im Patchpanel angeschlossen werden kann. Aauf der anderen Seite befindet sich ein weiblicher Glasfaseradapter, damit die Patchkabel wieder eingesteckt werden können. Es gibt auch optische Dämpfungsglieder von Buchse zu Buchse, die gleichzeitig als Adapter und Dämpfungsglied verwendet werden können. 


  
Optisch variabler Dämpfer
Optischer variabler Dämpfer oder variabler optischer Dämpfer (VOA) verwendet im Allgemeinen einen variablen Neutraldichtefilter. VOA wird im Allgemeinen zum Testen und Messen verwendet, wird aber auch häufig in Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA) zum Ausgleichen der Lichtleistung zwischen verschiedenen Kanälen eingesetzt. Es hat die Vorteile, dass es stabil, wellenlängenunempfindlich, und Modus- unempfindlich ist sowie einen großen Dynamikbereich bietet.
Grundsätzlich gibt es zwei Arten optisch variabler Dämpfungsglieder: stufenweise variable Dämpfungsglieder und kontinuierlich variable Dämpfungsglieder. Stufenweise variable Dämpfungsglieder können die Dämpfung des Signals in bekannten Schritten wie 0,1 dB, 0,5 dB oder 1 dB ändern. Kontinuierlich variable optische Dämpfungsglieder können durch flexible Anpassung ein präzises Dämpfungsniveau bereitstellen. Somit sind Bediener in der Lage, das Dämpfungsglied schnell und präzise ohne Unterbrechung des Stromkreises (Lichtquellen) an die erforderlichen Änderungen anzupassen. 


 
Singlemode- und Multimode-Glasfaser-Dämpfungsglied
Da faseroptische Dämpfungsglieder mit zwei Arten von Faserkabeln verwendet werden können, Singlemode und Multimode, können optische Dämpfungsglieder in Singlemode-Typ und Multimode-Typ klassifiziert werden. Glasfaser-Dämpfungsglieder werden normalerweise in Singlemode-Langstreckenanwendungen verwendet. 

Obwohl faseroptische Dämpfungsglieder normalerweise für Singlemode verwendet werden, gibt es auch faseroptische Multimode-Dämpfungsglieder, die mit Multimode-Glasfaserkabeln zusammenpassen. Bei der Auswahl müssen der Dämpfungsbereich und die Wellenlänge berücksichtigt werden.

Wenn Sie überlegen, wann Sie faseroptische Dämpfungsglieder in Ihrem System verwenden, gibt es im Allgemeinen zwei verschiedene Situationen, in denen Sie faseroptische Dämpfungsglieder benötigen:
 

1. Zum einen werden faseroptische Dämpfungsglieder verwendet, um die Empfängerleistung zu reduzieren. Es kommt manchmal vor, dass das am Empfänger ankommende Signal zu stark ist und die Empfangselemente überwältigen kann. Normalerweise hängt die Empfängerleistung von zwei Faktoren ab: wie viel Leistung in die Faser eingekoppelt wird und wie viel Leistung durch das Dämpfungsglied verloren geht. Zu viel Empfängerleistung kann hauptsächlich durch die Fehlanpassung zwischen den Sendern/Empfängern oder durch die Verwendung von Medienkonvertern verursacht werden, die für eine viel größere Entfernung ausgelegt sind. In diesem Fall können optische Dämpfungsglieder dauerhaft in die Glasfaserverbindung eingebaut werden, um die Signalleistung zu reduzieren und den Signalpegel richtig anzupassen.
     
2. Beim Testen des optischen Leistungspegels werden die Dämpfungsglieder verwendet, um vorübergehend eine kalibrierte Menge an Signalverlust hinzuzufügen, um die Leistungspegelgrenzen im Glasfasersystem zu testen. Bei eingeschaltetem Sender und unter Verwendung eines faseroptischen Leistungsmessers, der auf die Betriebswellenlänge des Systems eingestellt ist, kann das Dämpfungsglied zum Testen der Systemleistung verwendet werden.

Für Singlemode-Anwendungen, insbesondere analoge CATV-Systeme, ist der wichtigste Parameter nach dem korrekten Dämpfungswert die Rückflussdämpfung oder Reflexion. Viele Typen von optischen Dämpfungsgliedern (insbesondere Typen mit Lückenverlust) haben das gemeinsame Problem eines hohen Reflexionsvermögens, sodass sie Sender genauso wie hochreflektierende Steckverbinder beeinträchtigen können. 

Installieren Sie das Dämpfungsglied immer am Empfängerende der Verbindung. Dies liegt daran, dass es bequemer ist, die Empfängerleistung vor und nach der Dämpfung oder während der Einstellung mit Ihrem Leistungsmesser am Empfänger zu testen, außerdem wird jede Reflexion auf ihrem Weg zurück zur Quelle gedämpft.

Vergessen Sie nicht, einen optischen Leistungsmesser zu verwenden, der auf die Betriebswellenlänge des Systems eingestellt ist.

Wenn die optische Leistung höher oder niedriger als die erforderliche Konfiguration ist, sollten die optischen Dämpfungsglieder geändert werden, um die Leistung erneut anzupassen.