¿Qué son los atenuadores de fibra óptica?

Un atenuador óptico es un dispositivo pasivo que se utiliza para reducir el nivel de potencia de una señal óptica. El circuito atenuador permitirá reducir una fuente de energía conocida en un factor predeterminado, que generalmente se expresa en decibeles. Los atenuadores de fibra se utilizan generalmente en aplicaciones monomodo de larga distancia para evitar la sobrecarga óptica en el receptor.

 

Los atenuadores de fibra óptica suelen venir en dos formas de embalaje. El atenuador óptico del mamparo se puede enchufar en el receptáculo del receptor. El atenuador en línea se asemeja a un cable de conexión y normalmente se usa entre el panel de conexión y el receptor.

 

Los principios de los atenuadores ópticos

 

Los atenuadores ópticos utilizan varios principios diferentes para lograr la reducción de potencia deseada. Los atenuadores de fibra pueden utilizar la técnica de pérdida de espacio, absorción o reflexión para lograr

la pérdida de señal deseada. Los tipos de atenuadores generalmente utilizados son fijos, variables por pasos y variables continuas.

 

Principio de pérdida de brecha

 

El principio de pérdida de espacio se utiliza en atenuadores ópticos para reducir el nivel de potencia óptica insertando el dispositivo en la ruta de la fibra utilizando una configuración en línea. Los atenuadores de pérdida de espacio se utilizan para evitar la saturación del receptor y se colocan cerca del transmisor. Los atenuadores de pérdida de espacio utilizan un espacio longitudinal entre dos fibras ópticas para atenuar la señal óptica que pasa de una fibra óptica a otra. Este principio permite que la luz de la fibra óptica transmisora se extienda cuando sale de la fibra óptica. Cuando la luz llega a la fibra óptica receptora, parte de la luz se perderá en el revestimiento debido al espacio y la dispersión que se ha producido.

 

El atenuador de pérdida de espacio sólo inducirá una reducción precisa de potencia cuando se coloque directamente después del transmisor. Estos atenuadores son muy sensibles a la distribución modal antes del

transmisor, que es otra razón para mantener el dispositivo cerca del transmisor para mantener la pérdida en el nivel deseado. Cuanto más lejos esté colocado el atenuador de pérdida de espacio del transmisor, menos efectivo será el atenuador y no se obtendrá la pérdida deseada. Para atenuar una señal más abajo en la ruta de la fibra, se debe utilizar un atenuador óptico que utilice técnicas de absorción o reflexión.

 

Tenga en cuenta que el espacio de aire producirá un reflejo de Fresnel, lo que podría causar un problema al transmisor.

 

Principio de absorción

 

El principio de absorción, o absorción, representa un porcentaje de la pérdida de potencia en la fibra óptica. Esta pérdida se produce debido a imperfecciones en la fibra óptica que absorbe la energía óptica y la convierte en calor. Este principio se puede emplear en el diseño de un atenuador óptico para insertar una reducción conocida de potencia.

 

El principio de absorción utiliza el material en el camino óptico para absorber energía óptica. El principio es simple, pero puede ser una forma eficaz de reducir la potencia que se transmite y recibe.

 

Principio reflexivo

 

El principio reflectante, o dispersión, representa la mayor parte de la pérdida de potencia en la fibra óptica y nuevamente se debe a imperfecciones en la fibra óptica, que en este caso causan que la señal se disperse. La luz dispersada provoca interferencias en la fibra óptica, reduciendo así la cantidad de luz transmitida y recibida. Este principio se puede emplear en la atenuación planificada de una señal. El material utilizado en el atenuador está fabricado para reflejar una cantidad conocida de la señal, permitiendo así que solo se propague la porción deseada de la señal.

 

Ahora que hemos analizado los principios detrás de las teorías de los atenuadores, analizaremos algunos de los tipos de atenuadores de fibra. Examinaremos los atenuadores fijos, variables por pasos y continuamente variables y cuándo deben usarse.

 

Tipos de atenuadores

 

Los atenuadores fijos están diseñados para tener un nivel de atenuación constante. En teoría, pueden diseñarse para proporcionar cualquier cantidad de atenuación que se desee. La señal de salida es

atenuado en relación con la señal de entrada. Los atenuadores fijos se utilizan normalmente para aplicaciones monomodo.

 

Atenuadores variables paso a paso

 

Un atenuador variable por pasos es un dispositivo que cambia la atenuación de la señal en pasos conocidos, como 0,1 dB, 0,5 dB o 1 dB. El atenuador paso a paso se puede utilizar en aplicaciones que tratan con múltiples fuentes de energía óptica; por ejemplo, si hay tres entradas disponibles, puede ser necesario atenuar la señal a un nivel diferente para cada una de las entradas.

 

Por el contrario, el atenuador paso a paso también se puede utilizar en situaciones en las que la señal de entrada es estable, pero los requisitos de salida cambian según el dispositivo al que se envía la señal.

 

El atenuador paso a paso debe usarse en aplicaciones donde se conocen las entradas, salidas y configuraciones operativas.

 

Atenuador continuamente variable

 

El atenuador continuamente variable es un atenuador que se puede cambiar según demanda. Estos atenuadores generalmente tienen un dispositivo en place que permite que la atenuación de la señal cambie según sea necesario. Un atenuador continuamente variable se utiliza en entornos no controlados donde las características de entrada y las necesidades de salida cambian continuamente. Esto permite al operador ajustar el

atenuador para acomodar los cambios requeridos de forma rápida y precisa sin ninguna interrupción del circuito.

 

Calcular el valor de atenuación

 

En resumen, existen muchos tipos de atenuadores y muchos principios según los cuales funcionan. La clave para elegir el apropiado es comprender la teoría sobre la cual opera cada uno y la aplicación a la que se aplicará el atenuador. Por supuesto, también debe poder determinar el valor del atenuador en decibeles requerido para su aplicación.

 

En este ejemplo, supongamos que la potencia de entrada óptica máxima con la que puede funcionar un receptor de fibra óptica es -6 dBm. Si la potencia de entrada excede este nivel de potencia, el receptor se sobrecargará. El transmisor, que se encuentra a 10 km del receptor, tiene una potencia de salida de 3 dBm. La pérdida por los 10km de fibra óptica, incluyendo interconexiones, es de 5dB.

 

Para calcular la atenuación mínima requerida para evitar que el receptor se sobrecargue, debemos restar todas las pérdidas conocidas de la potencia de salida del transmisor como se muestra aquí:

 

Potencia del transmisor (TP) = 3dBm

Potencia máxima de entrada óptica del receptor (MP) = –6dBm

Pérdidas totales (TL) = 5dB

Atenuación mínima requerida = MP + TL – TP–6dBm + 5dB – 3dBm = –4dB

 

Se requiere como mínimo un atenuador de 4 dB. Sin embargo, se podría utilizar un atenuador con un valor mayor siempre que no atenúe demasiado la señal.