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光ファイバ減衰器とは

  • 光ファイバ減衰器とは Fiber-Mart.com
  • Post on 2020年03月30日(月)
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光減衰器は、光信号のパワー レベルを下げるために使用される受動デバイスです。 減衰回路を使用すると、既知の電源を所定の係数 (通常はデシベルで表される) だけ低減できます。 ファイバ減衰器は通常、受信機での光過負荷を防ぐためにシングルモードの長距離アプリケーションで使用されます。
 
光ファイバ減衰器は通常、2 つのパッケージ形式で提供されます。 バルクヘッド光減衰器は受信機のレセプタクルに差し込むことができます。 インライン減衰器はパッチ コードに似ており、通常はパッチ パネルと受信機の間で使用されます。
 
光アッテネータの原理
 
光減衰器は、望ましい電力削減を達成するために、いくつかの異なる原理を使用します。 ファイバー減衰器は、ギャップ損失、吸収、または反射技術を使用して、
必要な信号損失。 一般的に使用されるアッテネータの種類には、固定、段階可変、連続可変があります。
 
ギャップロスの原理
 
ギャップ損失の原理は、インライン構成を使用してデバイスをファイバ パスに挿入することにより、光減衰器で光パワー レベルを低減するために使用されます。 ギャップロス減衰器は、受信機の飽和を防ぐために使用され、送信機の近くに配置されます。 ギャップロス減衰器は、2 本の光ファイバー間の縦方向のギャップを使用して、一方の光ファイバーからもう一方の光ファイバーに伝わる光信号を減衰させます。 この原理により、送信光ファイバーからの光は光ファイバーから出るときに広がることができます。 光が受信側の光ファイバーに到達すると、ギャップや発生した広がりにより光の一部がクラッド内で失われます。
 
ギャップロス減衰器は、送信機の直後に配置された場合にのみ、正確な電力低減を引き起こします。 これらの減衰器は、前方のモード分布に非常に敏感です。
これが、損失を望ましいレベルに保つためにデバイスを送信機の近くに置くもう 1 つの理由です。 ギャップロス減衰器を送信機から遠ざけると、減衰器の効果が低下し、必要な損失が得られなくなります。 信号をファイバー経路のさらに下流で減衰させるには、吸収または反射技術を使用した光減衰器を使用する必要があります。
 
エアギャップによりフレネル反射が発生し、送信機に問題が発生する可能性があることに注意してください。
 
吸収原理
 
吸収原理、つまり吸収は、光ファイバーにおける電力損失の一部を占めます。 この損失は、光エネルギーを吸収して熱に変換する光ファイバーの不完全性によって発生します。 この原理を光減衰器の設計に使用して、既知のパワー低減を挿入することができます。
 
吸収原理では、光路内の材料を使用して光エネルギーを吸収します。 原理は単純ですが、送受信される電力を低減する効果的な方法となります。
 
反射原理
 
反射原理または散乱は、光ファイバにおける電力損失の大部分を占めますが、これも光ファイバの不完全性によるもので、この場合は信号の散乱を引き起こします。 散乱光は光ファイバ内で干渉を起こし、送受信光量が減少します。 この原理は、信号の計画的な減衰に使用できます。 減衰器に使用される材料は、既知の量の信号を反射するように製造されているため、信号の必要な部分のみが伝播されます。
 
減衰器理論の背後にある原理を確認したので、次にいくつかの種類のファイバー減衰器について説明します。 固定減衰器、段階的可変減衰器、および連続可変減衰器と、それらをいつ使用する必要があるかを検討します。
 
アッテネータの種類
 
固定減衰器は、減衰レベルが変化しないように設計されています。 理論的には、必要な量の減衰を提供するように設計できます。 出力信号は、
入力信号に対して減衰します。 固定減衰器は通常、シングルモード アプリケーションに使用されます。
 
段階的可変アッテネータ
 
段階的可変減衰器は、0.1dB、0.5dB、1dB などの既知のステップで信号の減衰を変更するデバイスです。 段階的減衰器は、複数の光パワーソースを扱うアプリケーションで使用できます。たとえば、利用可能な入力が 3 つある場合、入力ごとに異なるレベルで信号を減衰する必要がある場合があります。
 
逆に、段階的減衰器は、入力信号が安定しているが、信号の出力先のデバイスに応じて出力要件が変化する状況でも使用できます。
 
段階的減衰器は、入力、出力、および動作構成がわかっているアプリケーションで使用する必要があります。
 
連続可変アッテネーター
 
連続可変アッテネータは、オンデマンドで変更できるアッテネータです。 これらの減衰器は通常、プラスチック製のデバイスを備えています。必要に応じて信号の減衰を変更できるようにします。 連続可変減衰器は、入力特性と出力ニーズが継続的に変化する制御されていない環境で使用されます。 これにより、オペレータは、
回路を中断することなく、必要な変更に迅速かつ正確に対応できる減衰器です。
 
減衰値の計算
 
要約すると、減衰器には多くの種類があり、それらが動作する多くの原理が存在します。 適切なものを選択する鍵は、それぞれが動作する理論と、減衰器が適用されるアプリケーションを理解することです。 もちろん、アプリケーションに必要な減衰器の値をデシベル単位で決定できる必要もあります。
 
この例では、光ファイバー受信機が動作できる最大光入力パワーが -6dBm であると仮定します。 入力電力がこの電力レベルを超えると、受信機は過負荷になります。 受信機から 10km 離れたところにある送信機の出力電力は 3dBm です。 相互接続を含む 10km の光ファイバーの損失は 5dB です。
 
受信機の過負荷を防ぐために必要な最小減衰を計算するには、次に示すように、送信機の出力電力から既知の損失をすべて差し引く必要があります。
 
送信電力 (TP) = 3dBm
レシーバーの最大光入力パワー (MP) = –6dBm
総損失 (TL) = 5dB
必要な最小減衰量 = MP + TL – TP–6dBm + 5dB – 3dBm = –4dB
 
少なくとも 4dB の減衰器が必要です。 ただし、信号を過度に減衰させない限り、より大きな値の減衰器を使用できます。
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