さまざまな伝送中に光パワーのバランスをとるソリューションをお探しですか? これが光ファイバー減衰器に関する究極のガイドです。

光ファイバー減衰器の究極ガイド

データ伝送に光ファイバー リンクを使用する企業は、これらの光デバイスの信号パワーが、理想的なシステム パフォーマンスに必要なレベルを上回るか下回る場合があることを知っています。 そのため、さまざまな光ファイバー ケーブルを使用して、電力レベルが光ファイバー ネットワークに損傷を与えるほど高くないこと、または最適な長距離データ伝送を提供できないほど低くないことを確認しています。

光学デバイスが受け取る光パワーの強度は、一定の範囲内にある必要があります。 したがって、光ファイバー減衰器は、光システムのパワーのバランスをとるために使用される最も一般的なデバイスの 1 つです。

このブログでは、光ファイバー減衰器の仕組み、種類、用途について説明します。

光ファイバー減衰器の紹介

光ファイバ減衰器は、光信号のパワー レベルを下げるためにシングルモード システムで使用されます。 十分な電力出力がないマルチモード システムとは異なり、シングルモード システムでは、実際の伝送波に影響を与えることなく、電力レベルを必要なレベルまで下げるために光ファイバー減衰器が必要です。 光システムでは、パワーレベルが高すぎると光ファイバー受信機が飽和する可能性があります。

電力をある程度まで低減し、システムのパフォーマンスを最適化するには、光ファイバー減衰器の導入または設置が不可欠です。 これらの受動デバイスは、電力レベルを安定に保ち、光システムのパフォーマンスをデバッグし、電力レベルが望ましいレベルを超えないようにします。そうしないと、受信機が飽和する可能性があります。

光ファイバー減衰器はどのように機能しますか?

光ファイバ減衰器はさまざまなアプリケーションで使用されていますが、シングルモード光ファイバ システムに光ファイバ減衰器を導入する前に、これらの受動デバイスが動作する原理を理解することが不可欠です。 光ファイバ減衰器は、入力光パワーを減衰またはバランスさせて、高い光パワー範囲が相手側の受信機に影響を与えないようにパワー レベルを前方に送信します。

これらの光ファイバー デバイスは、デバイスが適切に動作し、高出力のバーストによって寿命が短くならないことを保証する 3 つの異なる原理に基づいています。 ここでは、DWDM ネットワーク リンクやその他の長距離リンクなどのシングルモード光システムにおける光ファイバ減衰器の動作を定義する 3 つの原則を示します。

ギャップロスの原理

光ファイバー減衰器の動作の背後にある最も一般的な原理は、ギャップ損失原理です。 ギャップロスの原理によれば、一方のファイバーから他方のファイバーへ通過する光信号を大幅に減少させるために、接続された 2 本の光ファイバーの間に縦方向のギャップを作成する必要があります。

この原理に従うことにより、送信光ファイバーはファイバーから離れるときに光を広げ、2 番目のファイバーが受信する光信号を減少させます。 ギャップ損失は通常、2 本のファイバー間にスペース、破損、またはギャップがある場合に発生します。これは光信号の送信を妨げるものではなく、代わりにパワー レベルに影響を与えます。

光ファイバー減衰器では、ギャップロスの原理に従います。 受動デバイスはインライン構成に設定され、送信機の近くに配置されるため、適切な光信号または出力レベルの送信が可能になります。 ギャップロスの原理と同様に、両方の光ファイバー間にギャップが作成され、送信される光信号のレベルが低下し、受信機が飽和するのを防ぎます。

光が送信ファイバーを出た後に広がり始めると、ギャップにより光の大部分が失われます。 これは、光信号のレベルが低下して受信光ファイバーに到達することを意味し、光ファイバー減衰器がどのようにしてギャップロス原理をうまく実現しているかを示しています。 ただし、反射特性を持つ光ファイバー減衰器は、最大の結果を達成し、光が広がりすぎて光信号が受信側ファイバーに到達しないことを保証するために使用されます。

吸収原理

吸収原理または吸収は、各材料またはサンプルが特定の範囲の放射線を吸収するという事実を中心に展開します。 吸収スペクトルとも呼ばれるその吸収率は、分子または原子の組成によって異なります。 これは、吸収原理が、各材料が異なる量の放射線を吸収するという考えに焦点を当てていることを意味します。 吸収原理では、さまざまな材料がエネルギーを吸収し、他の形に変換するとも述べられています。

光ファイバー減衰器では、光ファイバーは大量のエネルギーまたは放射線を吸収するように設計されています。 この原理によれば、光ファイバー減衰器は、電力の低減につながる材料を使用して設計されています。 大量の光パワーを吸収するこれらの材料は、通常、光路に挿入され、過剰なエネルギーを吸収できるようになります。

これは、光ファイバー減衰器が光ファイバー受信機に必要なエネルギーのみを送信することを意味します。 このプロセスは単純に見えますが (過剰な光パワーを吸収する材料を使用)、理想的な量のパワーが一方の端で受信され、もう一方の端から送信されるように効果的に機能します。

反射原理

光ファイバー減衰器が従う 3 番目の原理は、反射原理です。 反射原理によれば、光ファイバ減衰器内の光の散乱は大幅な電力損失につながる可能性があるため、この光受動デバイスは効果的になります。 ただし、散乱光は光ファイバーの動作に干渉を引き起こし、光信号の送信および受信のプロセスを中断する可能性があります。

したがって、光ファイバー減衰器は、理想的な反射特性を持つ材料を使用して設計されています。 これらの材料は特定の量の光のみを散乱させ、光が送信または受信する光ファイバーに干渉するのを防ぎます。 反射原理により、光ファイバ減衰器は散乱を計画し、シングルモード光学システムの動作に対する計画外の散乱による悪影響を防ぎます。

光ファイバー減衰器の一般的なタイプは何ですか?

すべての光ファイバー減衰器は同じ原理に基づいていますが、それぞれに異なる特性があり、市場で入手可能な他の光ファイバー減衰器とは異なります。 通常、ケーブルとコネクタのタイプに基づいて区別されますが、異なる波長、研磨タイプ、減衰値に基づいて光ファイバ減衰器を入手することもできます。 これらすべての特性と光ファイバー減衰器の機能に基づいて、市場で入手可能なこれらの受動デバイスの最も一般的なタイプをいくつか紹介します。

固定光減衰器

最も広く使用されているタイプの光ファイバ減衰器の 1 つは、固定光減衰器です。 名前が示すように、このアッテネータは、光ファイバ内で光パワーを送受信することにより、減衰レベルが固定または変化しません。 固定光減衰器は、ギャップ損失、吸収、反射の原理を使用することに加えて、減衰器の効果的な動作と光信号の均一な分布のために他のいくつかの原理も使用します。

これらの原則には、望ましい結果を達成するために、位置がずれているスパイスとドープされたファイバーを組み合わせて使用することが含まれます。 この減衰器は通常、1 ～ 30dB の範囲の固定レベルの減衰を持ちます。 したがって、このレベルは 5dB、25dB、1dB、さらには 30dB になる可能性があります。 固定光減衰器は、以下で説明するように、さらに 2 つのタイプに分類されます。

インライン固定値減衰器

インライン固定値減衰器は、インライン固定光減衰器とも呼ばれ、無地に見えるファイバー パッチ ケーブルを表します。 この減衰器では、減衰器は、さまざまな電気通信およびネットワーク手順およびアプリケーションで使用するパッチ ケーブルに取り付けられます。

コネクタ式固定値アッテネータ

インライン固定値減衰器とは異なり、コネクタ タイプの固定光減衰器はバルクヘッド コネクタを表します。 メス型アダプタはバルクヘッド ファイバ コネクタの一方の側に取り付けられ、もう一方の側にはオス型アダプタ (オス プラグ コネクタとも呼ばれます) が取り付けられています。 メス型光ファイバ プラグ コネクタにより、固定光減衰器をパッチ コードに差し込むことができます。 対照的に、反対側のオス型アダプター コネクターを使用すると、アッテネータを受信デバイスに直接接続できます。

受信光デバイスは通常、パッチパネル内に表示されます。 オスとメスのコネクタプラグを備えたコネクタタイプの固定値アッテネータのほかに、メスからメスの伝送を備えたコネクタタイプのアッテネータも市販されています。 これらの光減衰器は減衰器とアダプターとして二重の機能を備えているため、通信デバイスおよびネットワーク、コミュニティ アンテナ テレビ (CATV) システム、ローカル エリア ネットワーク (LAN) での使用に最適です。

光可変減衰器

名前が示すように、これらの光ファイバー減衰器は、プロセス全体を通じて可変範囲の光パワーを持ちます。 光可変減衰器は、可変密度フィルターを使用して設計されており、可変特性が得られます。 光パワーのダイナミックレンジを提供するため、波長やモードにも影響を受けません。これは、これらの変数が固定光ファイバー減衰器の固定パワー範囲の影響を受けることが多いためです。 他のタイプの光ファイバ減衰器とは異なり、可変光減衰器は通常、テストおよび測定プロセスに使用されます。

ただし、これら 2 つの手順以外に、光可変減衰器の最も一般的に知られているアプリケーションの 1 つは、エルビウム添加ファイバー増幅器 (EDFA) です。 この増幅器では、可変光減衰器がさまざまなチャネルの光パワーのバランスをとり、増幅器のパワーが均一になるようにします。

可変光減衰器は、以下で説明するように、さらに 2 つのサブタイプに分類されます。

段階的可変アッテネータ

名前が示すように、段階的減衰器は計画された段階で減衰器の光パワー レベルを変更できます。 これは、プロセスの各ステップで、減衰を 0.1dB、1dB、または 0.5dB ずつ変更できることを意味します。 これにより、この可変光減衰器は光パワーまたは信号のレベルを変更し、光受信機が必要とする減少したパワーのみを送信することができます。

連続可変減衰器

対照的に、連続可変減衰器はプロセス全体を通じて柔軟な調整を行い、それらを使用して所望の減衰レベルを維持します。 さまざまな変更に基づいて、連続可変減衰器は必要に応じていつでも減衰レベルに対応でき、回路のレベル変更によって減衰器が中断されるのを防ぎます。 これらの減衰器は、常に変化する操作やアプリケーションで使用され、プロセスを中断することなく完了できます。

シングルモード光ファイバ減衰器

光ファイバー減衰器は、減衰の固定レベルまたは可変レベルに基づいて区別されるだけでなく、モードにも基づいて分類されます。 シングルモード光ファイバ減衰器は、シングルモード光システムまたはケーブルで使用されます。

マルチモード光ファイバー減衰器

ほとんどの光ファイバ減衰器はシングルモード光システムまたはケーブルで動作するため、マルチモード光ファイバ減衰器はマルチモード光システム用に設計されました。 これらの減衰器はマルチモード ケーブルの電力レベルを調整し、受信デバイスが長持ちし、効果的に動作できるようにします。

適切な光ファイバー減衰器を選択するためのガイド

多くの光ファイバー減衰器が市場で入手可能であるため、要件に合ったものを選択することが重要です。 光ファイバー減衰器を選択する際に考慮すべきいくつかの要素を次に示します。

光ファイバーケーブルの種類

アッテネータを選択する前に、使用する光ファイバ ケーブルの種類を考慮する必要があります。 ケーブルがシングルモードの場合はシングルモード減衰器を選択し、マルチモード光ファイバー減衰器はマルチモード ケーブルで機能します。

波長

さまざまな光ファイバー減衰器がさまざまな波長に対応します。 これらには、850nm、1550nm、1310nm が含まれます。 必要な波長を減衰するアッテネータを選択してください。

減衰値

適切な光ファイバー減衰器を選択するには、どの程度の減衰が必要かについても考慮する必要があります。 必要以上に高い減衰値を持つアッテネータを選択すると、光信号が適切に伝送されなくなります。 ただし、光ファイバ減衰器の減衰値が低い場合、受信側は光信号によって過負荷になり、突然または時間の経過とともにデバイスに損傷が発生します。

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