Atenuarea (pierderea) fibrei optice, cauzele atenuării și îmbunătățiri

Ce este atenuarea fibrei optice (pierderea fibrei optice)

Atenuarea fibrei optice (pierderea fibrei optice) se referă la fenomenul în care intensitatea luminii scade treptat din cauza diferiților factori pe măsură ce distanța de transmisie crește atunci când semnalul optic este transmis într-o fibră optică.
Atenuarea este una dintre principalele caracteristici de transmisie ale fibrei optice.
De obicei, termenii de atenuare a fibrei optice și de pierdere a fibrei optice sunt folosiți interschimbabil.

 

Factorul de atenuare (pierdere).

Știm că pentru a finaliza procesul de comunicare, pe lângă transmiterea semnalului optic, semnalul optic de la capătul de recepție trebuie să poată fi recepționat corespunzător și demodulat cu precizie.

Atenuarea fibrei face ca semnalele optice să piardă treptat energie în timpul transmisiei, afectând astfel calitatea și distanța semnalului. Pentru a se asigura că semnalul optic este transmis eficient, pierderea fibrei optice trebuie redusă cât mai mult posibil.

Scopul nostru este de a reduce pierderea fibrei optice, deci cât de scăzut este?

Cum se măsoară atenuarea (pierderea) fibrelor?

Caracteristicile pierderii fibrei optice pot fi măsurate prin coeficientul de pierdere (atenuare), care este atenuarea pe unitatea de lungime a fibrei, în dB/km.

= 10*log(Pin / Pout) / L

Unde L este lungimea fibrei de obicei km ca unitate de lungime de bază, Pin și Pout sunt puterea optică de intrare și, respectiv, de ieșire.

Un exemplu.

Lungimea fibrei este de 100 km, puterea optică de intrare a fibrei este de 100 mW, puterea optică de ieșire este de 1 mW, calculați coeficientul de atenuare al fibrei.

Aduceți formula: {{0}}*log(100/1) / 100, poate obține coeficientul de atenuare a fibrei este: 0,2 dB/km.

 

Cauzele atenuării (pierderii) și modalități de a o îmbunătăți

Transmisia semnalului optic în fibra optică, din cauza împrăștierii, absorbției, defectelor și altor factori produc pierderi de energie, provocând atenuare.

 

În primul rând, pierderea de absorbție

Pierderea de absorbție este cauzată de materialele din fibră optică și impuritățile pe absorbția energiei luminoase, energia optică sub formă de energie termică consumată în fibră, este o pierdere importantă în pierderea fibrei optice, pierderea de absorbție include următoarele:

1, pierderea intrinsecă de absorbție

Pierderea intrinsecă de absorbție este o pierdere inerentă materialului fibros, este inevitabilă, determinând limita de pierdere a fibrei. Absorbția intrinsecă este inerentă materialului de cuarț în sine, inclusiv absorbția în infraroșu și absorbția ultraviolete.

 

 

Absorbție UV: În intervalul de lungimi de undă scurte, electronii materialelor din fibră optică absorb energia luminii incidente pentru a trece la un nivel de energie mai ridicat, provocând pierderea de energie a luminii incidente. Absorbția ultravioletelor este cauzată de saltul de electroni, care are un impact asupra comunicațiilor cu fibră optică în regiunea cu lungimea de undă de la 700 la 1100 nm.
Absorbție în infraroșu: în intervalul lung de undă, unda luminoasă interacționează cu rețeaua de fibre, iar o parte din energia undei luminoase este transferată rețelei, care intensifică vibrația acesteia, provocând astfel pierderea. Absorbția în infraroșu este cauzată de vibrația moleculară, care are un efect asupra comunicației prin fibră optică în regiunea lungimii de undă de 1500-1700nm.

 

2, pierderea de absorbție a impurităților
Pierderea de absorbție a impurităților este materialul din fibră optică conține fier, cupru, crom și alți ioni de impurități, ioni de metal, cu cât este mai mult conținut, cu atât este mai mare pierderea cauzată de acestea, au un impact mare asupra lungimii de undă scurte, lungimii de undă lungi ale impactului cu atât mai mic.
Utilizarea materialelor din fibră optică de înaltă puritate, controlul strict al conținutului acestor ioni metalici, le poate face cauzate de pierderea declinului rapid.

Celălalt este ionii OH, ionii OH au un impact mai mare asupra pierderii fibrei optice. În 950nm, 1240nm, lungimea de undă 1390nm în apropierea vârfului pierderii de absorbție, la 1390nm pe absorbția celor mai grave, care se aude adesea despre "vârf de apă" de absorbție.

 

 

În al doilea rând, pierderea prin împrăștiere

Pierderea prin împrăștiere se datorează faptului că densitatea materialului din fibră optică nu este uniformă sau defectelor structurale ale ghidului de undă al fibrei, cum ar fi scurgerea de putere optică din miez cauzată de pierdere.

Imprăștirea intrinsecă este cea mai importantă împrăștiere în împrăștierea materialului, puterea de pierdere este legată liniar de puterea modului de propagare. Se datorează atomilor sau moleculelor materialelor și structurii materialului neomogenității indicelui de refracție al materialului, ceea ce face ca materialul să producă neomogenitate microscopică cauzată de împrăștierea undelor de lumină transmise. Această împrăștiere este inerentă materialului, nu poate fi eliminată, este cea mai mică limită a pierderii fibrei optice, împrăștierea Rayleigh care aparține acestei categorii.

 

În al treilea rând, pierderea de radiații

Pierderea de radiație se datorează existenței unor mici fluctuații structurale la interfața placajului miezului, pierderea cauzată de structura neuniformă a ghidului de undă din interiorul fibrei.

O parte din energia transmisă va fi radiată din miezul fibrei atunci când structura fibrei este neregulată și devine un mod de radiație, astfel încât pierderea crește.

Această pierdere poate fi redusă prin îmbunătățirea tehnologiei de fabricație.

 

În al patrulea rând, pierderea la îndoire

Pierderea la îndoire este pierderea cauzată de îndoirea axei fibrei optice.

Orice axă a fibrei vizibile cu ochiul liber pentru un offset în linie dreaptă se numește îndoire sau macro-îndoire.

Îndoirea fibrei va determina cuplarea între modurile din interiorul fibrei, atunci când modul de propagare a energiei cuplat în modul de radiație sau modul de scurgere, va avea loc pierderea de încovoiere. Această pierdere crește exponențial pe măsură ce raza de curbură scade.

Un alt tip de pierdere este axa fibrei pentru a produce o stare de deplasare laterală aleatorie la nivel de microni, numită pierdere de micro-îndoire. Motivul pentru micro-îndoire este fibra optică din acoperire, cablu, manta de extrudare, instalare și alte procese, fibra este supusă unei presiuni laterale inegale excesive sau solicitări longitudinale sau fabricarea fibrei optice din cauza expansiunii stratului de acoperire sau a temperaturii mantalei coeficientul fibrei optice nu este același, etc.

Pentru pierderea de îndoire, liniile de fibră optică pot folosi cablu cu pierdere de îndoire redusă sau pot urma cu strictețe specificațiile standard din industrie pentru pozarea cablurilor, control rezonabil al razei de îndoire a cablului de fibră optică, pe cât posibil pentru a reduce pierderea la îndoire.

 

Ne-am specializat în afaceri cu cabluri cu fibră optică de aproape 10 ani și am câștigat mulți clienți cunoscuți în întreaga lume, cu parteneriate pe termen lung. Dacă sunteți interesat de fibrele noastre, vă rugăm să mă contactați.

 

 

Contact: