مخفف بصري

المخفف الضوئي ، أو مخفف الألياف الضوئية، هو جهاز يُستخدم لتقليل مستوى طاقة الإشارة الضوئية ، سواء في الفضاء الحر أو في الألياف الضوئية . وتشمل الأنواع الأساسية للمخففات الضوئية: المخفف الثابت، والمخفف المتغير تدريجيًا، والمخفف المتغير باستمرار.
التطبيقات
تُستخدم مُخفِّفات الإشارة الضوئية بشكل شائع في اتصالات الألياف الضوئية ، إما لاختبار هوامش مستوى الطاقة عن طريق إضافة مقدار مُعاير من فقد الإشارة مؤقتًا، أو لتثبيتها بشكل دائم لمطابقة مستويات الإرسال والاستقبال بدقة. تُؤدي الانحناءات الحادة إلى إجهاد الألياف الضوئية وقد تُسبب فقدًا في الإشارة. في حال كانت الإشارة المُستقبلة قوية جدًا، يتمثل الحل المؤقت في لف الكابل حول قلم رصاص حتى الوصول إلى مستوى التوهين المطلوب. [ 1 ] مع ذلك، تُعد هذه الترتيبات غير موثوقة، لأن الألياف المُجهدة تميل إلى الانقطاع مع مرور الوقت. عمومًا، لا تحتاج أنظمة الألياف متعددة الأنماط إلى مُخفِّفات إشارة، لأن مصادرها نادرًا ما تُنتج طاقة كافية لتشبع أجهزة الاستقبال. في المقابل، غالبًا ما تحتاج أنظمة الألياف أحادية النمط، وخاصة وصلات شبكات DWDM طويلة المدى، إلى استخدام مُخفِّفات إشارة الألياف الضوئية لضبط الطاقة الضوئية أثناء الإرسال.
مبادئ التشغيل
يتم تقليل الطاقة بوسائل مثل الامتصاص، والانعكاس، والتشتت، والانحراف، والحيود، والانكسار، وغيرها. تعمل المخففات الضوئية عادةً عن طريق امتصاص الضوء، كما تفعل النظارات الشمسية عند امتصاص الطاقة الضوئية الزائدة. ولها عادةً نطاق أطوال موجية محدد تمتص فيه جميع الطاقة الضوئية بالتساوي. يجب ألا تعكس الضوء أو تشتته في فجوة هوائية، لأن ذلك قد يتسبب في انعكاس خلفي غير مرغوب فيه في نظام الألياف. يستخدم نوع آخر من المخففات طولًا من الألياف الضوئية عالية الفقد، والتي تعمل على مستوى طاقة إشارة الإدخال الضوئية بحيث يكون مستوى طاقة إشارة الإخراج أقل من مستوى الإدخال. [ 2 ]
الأنواع
تتخذ المخففات الضوئية أشكالاً متعددة، وتُصنف عادةً إلى مخففات ثابتة ومخففات متغيرة. كما يمكن تصنيفها إلى أنواع مختلفة مثل LC وSC وST وFC وMU وE2000 وغيرها، وذلك تبعاً لأنواع الموصلات المختلفة. [ 2 ]
مخففات ثابتة
تعتمد مخففات الإشارة الضوئية الثابتة المستخدمة في أنظمة الألياف الضوئية على مبادئ تشغيل متنوعة. وتُفضل المخففات التي تستخدم إما أليافًا مُطعّمة، أو وصلات غير متطابقة، أو الطاقة الكاملة، نظرًا لموثوقيتها وانخفاض تكلفتها. تُدمج مخففات الإشارة المدمجة في كابلات التوصيل. أما مخففات الإشارة الخارجية، فهي عبارة عن محول صغير ثنائي القطب (ذكر-أنثى) يُمكن إضافته إلى كابلات أخرى.
تستخدم المخففات غير المفضلة غالبًا مبدأ فقدان الفجوة أو مبدأ الانعكاس. قد تكون هذه الأجهزة حساسة لعوامل مثل: توزيع الأنماط ، والطول الموجي، والتلوث، والاهتزاز، ودرجة الحرارة، والتلف الناتج عن ارتفاعات مفاجئة في الطاقة، وقد تسبب انعكاسات خلفية، وقد تسبب تشتت الإشارة، وما إلى ذلك.
مخففات الحلقة المرتدة
تم تصميم مُخفِّف الألياف الضوئية ذو الحلقة الخلفية لاختبار وتصميم واختبار تشغيل اللوحات أو المعدات الأخرى. وهو متوفر بأنواع SC/UPC وSC/APC وLC/UPC وLC/APC وMTRJ وMPO لتطبيقات الألياف أحادية النمط. يحتوي النوعان LC وSC على كابل ألياف ضوئية بقطر 900 ميكرومتر داخل الغلاف الأسود، بينما لا يحتوي النوعان MTRJ وMPO على غلاف أسود.
مخففات متغيرة مدمجة
يمكن التحكم في المخففات البصرية المتغيرة المدمجة يدويًا أو كهربائيًا. يُعد الجهاز اليدوي مفيدًا لإعداد النظام لمرة واحدة، وهو يُعادل تقريبًا المخفف الثابت، ويُشار إليه أحيانًا باسم "المخفف القابل للتعديل". في المقابل، يُمكن للمخفف الذي يتم التحكم فيه كهربائيًا توفير تحسين تكيفي للطاقة.
تشمل مزايا الأجهزة التي يتم التحكم بها كهربائيًا سرعة الاستجابة وتجنب تدهور الإشارة المرسلة. عادةً ما يكون النطاق الديناميكي محدودًا، وقد يعني التغذية الراجعة للطاقة أن الاستقرار على المدى الطويل يُعد مشكلة ثانوية نسبيًا. تُعد سرعة الاستجابة مشكلة بالغة الأهمية في الأنظمة القابلة لإعادة التكوين ديناميكيًا، حيث يمكن أن يؤدي تأخير بمقدار جزء من مليون من الثانية إلى فقدان كميات كبيرة من البيانات المرسلة. تشمل التقنيات الشائعة المستخدمة لتحقيق استجابة عالية السرعة مُخففات الكريستال السائل المتغيرة (LCVA) أو أجهزة نيوبات الليثيوم . يوجد نوع من المُخففات المدمجة لا يمكن تمييزه تقنيًا عن مُخففات الاختبار، باستثناء أنها مُصممة للتركيب في رفوف، ولا تحتوي على شاشة عرض للاختبار.
مخففات اختبار بصرية متغيرة
تستخدم مخففات الاختبار البصرية المتغيرة عادةً مرشح كثافة محايدة متغير. على الرغم من تكلفتها العالية نسبيًا، يتميز هذا التصميم بالاستقرار، وعدم تأثره بطول الموجة أو نمط الفوتون، بالإضافة إلى توفيره نطاقًا ديناميكيًا واسعًا. وقد جُرِّبت على مر السنين أنظمة أخرى مثل مرشحات الكثافة البلورية السائلة (LCD) وفجوات الهواء المتغيرة، ولكن بنجاح محدود.
قد تكون هذه الأجهزة يدوية أو تعمل بمحرك. يوفر التحكم الآلي للمستخدمين العاديين ميزة إنتاجية واضحة، حيث يمكن تشغيل تسلسلات الاختبار الشائعة الاستخدام تلقائيًا.
تُعدّ معايرة أجهزة التخفيف مشكلةً رئيسية. يرغب المستخدم عادةً في معايرة دقيقة بين جميع منافذ الجهاز. كما ينبغي أن تتم المعايرة عادةً عند عدد من الأطوال الموجية ومستويات الطاقة، لأن الجهاز ليس خطيًا دائمًا. مع ذلك، لا توفر العديد من الأجهزة هذه الميزات الأساسية، ربما في محاولة لخفض التكلفة. تتميز أجهزة التخفيف المتغيرة الأكثر دقةً بآلاف نقاط المعايرة، مما ينتج عنه دقة إجمالية ممتازة عند الاستخدام.
أتمتة الاختبار
قد تستغرق تسلسلات الاختبار التي تستخدم مخففات متغيرة وقتًا طويلاً. لذا، من المرجح أن يحقق التشغيل الآلي فوائد جمة. وتتوفر أجهزة مكتبية ومحمولة توفر هذه الميزات.
انظر أيضاً
- فقدان الفجوة - مصادر وأسباب التوهين غير المقصود
- كابل الألياف الضوئية
- موصل الألياف الضوئية
- مقياس القدرة الضوئية
مراجع
- ↑ "مرجع FOA للألياف الضوئية - استخدام المخففات مع وصلات بيانات الألياف الضوئية -" . www.thefoa.org . تاريخ الاسترجاع: 26-03-2024 .
- 1 2 "حلول مُخفِّف الإشارة بالألياف الضوئية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-09-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-12-2014 .
تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يناير 2022.
- الألياف البصرية
- المكونات البصرية
- معدات الاتصالات
- أدوات القياس
