Εξασθένιση οπτικών ινών (Απώλεια), Αιτίες Εξασθένησης και Βελτιώσεις

Τι είναι η εξασθένηση οπτικών ινών (απώλεια οπτικών ινών)

Η εξασθένηση οπτικών ινών (απώλεια οπτικών ινών) αναφέρεται στο φαινόμενο ότι η ένταση του φωτός μειώνεται σταδιακά λόγω διαφόρων παραγόντων καθώς η απόσταση μετάδοσης αυξάνεται όταν το οπτικό σήμα μεταδίδεται σε μια οπτική ίνα.
Η εξασθένηση είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά μετάδοσης της οπτικής ίνας.
Συνήθως οι όροι εξασθένηση οπτικών ινών και απώλεια οπτικών ινών χρησιμοποιούνται εναλλακτικά.

 

Συντελεστής εξασθένησης (απώλειας).

Γνωρίζουμε ότι για να ολοκληρωθεί η διαδικασία της επικοινωνίας, εκτός από τη μετάδοση του οπτικού σήματος, το οπτικό σήμα στο άκρο λήψης πρέπει να μπορεί να λαμβάνεται σωστά και να αποδιαμορφώνεται με ακρίβεια.

Η εξασθένηση των ινών προκαλεί σταδιακά απώλεια ενέργειας των οπτικών σημάτων κατά τη μετάδοση, επηρεάζοντας έτσι την ποιότητα και την απόσταση του σήματος. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το οπτικό σήμα μεταδίδεται αποτελεσματικά, η απώλεια της οπτικής ίνας πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο.

Στόχος μας είναι να μειώσουμε την απώλεια οπτικών ινών, άρα πόσο χαμηλό είναι;

Πώς να μετρήσετε την εξασθένηση (απώλεια) των ινών;

Τα χαρακτηριστικά απώλειας οπτικών ινών μπορούν να μετρηθούν με τον συντελεστή απώλειας (εξασθένησης), που είναι η εξασθένηση ανά μονάδα μήκους της ίνας, σε dB/km.

= 10*log(Pin / Pout) / L

Όπου L είναι το μήκος της ίνας συνήθως km ως βασική μονάδα μήκους, το Pin και το Pout είναι η οπτική ισχύς εισόδου και εξόδου, αντίστοιχα.

Ένα παράδειγμα.

Το μήκος της ίνας είναι 100 km, η οπτική ισχύς εισόδου της ίνας είναι 100 mW, η οπτική ισχύς εξόδου είναι 1 mW, υπολογίστε τον συντελεστή εξασθένησης της ίνας.

Φέρτε τον τύπο: {{0}}*log(100/1) / 100, μπορείτε να λάβετε ότι ο συντελεστής εξασθένησης της ίνας είναι: 0,2dB/km.

 

Αιτίες εξασθένησης (απώλειας) και τρόποι βελτίωσής της

Η μετάδοση οπτικού σήματος στην οπτική ίνα, λόγω σκέδασης, απορρόφησης, ελαττωμάτων και άλλων παραγόντων παράγει απώλεια ενέργειας, προκαλώντας εξασθένηση.

 

Πρώτον, απώλεια απορρόφησης

Η απώλεια απορρόφησης προκαλείται από υλικά οπτικών ινών και ακαθαρσίες στην απορρόφηση της φωτεινής ενέργειας, η οπτική ενέργεια με τη μορφή θερμικής ενέργειας που καταναλώνεται στην ίνα, είναι μια σημαντική απώλεια στην απώλεια οπτικών ινών, η απώλεια απορρόφησης περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

1, εγγενής απώλεια απορρόφησης

Η ενδογενής απώλεια απορρόφησης είναι μια απώλεια εγγενής στο ινώδες υλικό, είναι αναπόφευκτη, καθορίζει το όριο απώλειας της ίνας. Η εγγενής απορρόφηση είναι εγγενής στο ίδιο το υλικό χαλαζία, συμπεριλαμβανομένης της απορρόφησης υπερύθρων και της υπεριώδους απορρόφησης.

 

 

Απορρόφηση UV: Στο εύρος μικρού μήκους κύματος, τα ηλεκτρόνια των υλικών οπτικών ινών απορροφούν την προσπίπτουσα φωτεινή ενέργεια για να μεταπηδήσουν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας, προκαλώντας την απώλεια ενέργειας του προσπίπτοντος φωτός. Η απορρόφηση υπεριώδους προκαλείται από το άλμα ηλεκτρονίων, το οποίο έχει αντίκτυπο στις επικοινωνίες οπτικών ινών στην περιοχή μήκους κύματος 700 έως 1100 nm.
Απορρόφηση υπέρυθρης ακτινοβολίας: στο μεγάλο εύρος μήκους κύματος, το κύμα φωτός αλληλεπιδρά με το πλέγμα των ινών και μέρος της ενέργειας των κυμάτων φωτός μεταφέρεται στο πλέγμα, το οποίο εντείνει τη δόνηση του, προκαλώντας έτσι την απώλεια. Η απορρόφηση υπερύθρων προκαλείται από μοριακή δόνηση, η οποία έχει επίδραση στην επικοινωνία οπτικών ινών στην περιοχή μήκους κύματος των 1500-1700nm.

 

2, Απώλεια απορρόφησης ακαθαρσιών
Η απώλεια απορρόφησης ακαθαρσιών είναι το υλικό οπτικών ινών που περιέχει σίδηρο, χαλκό, χρώμιο και άλλα ιόντα ακαθαρσίας, μεταλλικά ιόντα, όσο περισσότερο περιεχόμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια που προκαλείται από αυτά, έχουν μεγάλη επίδραση στα μικρά μήκη κύματος, τα μεγάλα μήκη κύματος της πρόσκρουσης τόσο μικρότερο.
Η χρήση υλικών οπτικών ινών υψηλής καθαρότητας, ο αυστηρός έλεγχος της περιεκτικότητας αυτών των μεταλλικών ιόντων, μπορεί να τα κάνει να προκληθούν από την απώλεια της ταχείας πτώσης.

Το άλλο είναι τα ιόντα ΟΗ, τα ιόντα ΟΗ έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο στην απώλεια οπτικής ίνας. Στα 950nm, 1240nm, 1390nm μήκος κύματος κοντά στην κορυφή απώλειας απορρόφησης, στα 1390nm στην απορρόφηση από τα πιο σοβαρά, τα οποία συχνά ακούγονται για την απορρόφηση "αιχμής νερού".

 

 

Δεύτερον, η απώλεια διασποράς

Η απώλεια σκέδασης οφείλεται στην πυκνότητα του υλικού της οπτικής ίνας που δεν είναι ομοιόμορφη ή στα δομικά ελαττώματα του κυματοδηγού ινών, όπως η διαρροή οπτικής ισχύος από τον πυρήνα που προκαλείται από την απώλεια.

Η εγγενής σκέδαση είναι η πιο σημαντική σκέδαση στη σκέδαση υλικού, η απώλεια ισχύος σχετίζεται γραμμικά με την ισχύ του τρόπου διάδοσης. Οφείλεται στα άτομα ή τα μόρια του υλικού και τη δομή του υλικού της ανομοιογένειας του δείκτη διάθλασης του υλικού, με αποτέλεσμα το υλικό να παράγει μικροσκοπική ανομοιογένεια που προκαλείται από τη σκέδαση των κυμάτων φωτός που μεταδίδεται. Αυτή η σκέδαση είναι εγγενής στο υλικό, δεν μπορεί να εξαλειφθεί, είναι το χαμηλότερο όριο απώλειας οπτικών ινών, η σκέδαση Rayleigh που ανήκει σε αυτή την κατηγορία.

 

Τρίτον, απώλεια ακτινοβολίας

Η απώλεια ακτινοβολίας οφείλεται στην ύπαρξη μικρών δομικών διακυμάνσεων στη διεπιφάνεια της επένδυσης του πυρήνα, η απώλεια που προκαλείται από την ανομοιόμορφη δομή του κυματοδηγού μέσα στην ίνα.

Μέρος της μεταδιδόμενης ενέργειας θα ακτινοβοληθεί έξω από τον πυρήνα της ίνας όταν η δομή της ίνας είναι ακανόνιστη και θα γίνει τρόπος ακτινοβολίας, έτσι ώστε η απώλεια να αυξάνεται.

Αυτή η απώλεια μπορεί να μειωθεί με τη βελτίωση της τεχνολογίας κατασκευής.

 

Τέταρτον, απώλεια κάμψης

Η απώλεια κάμψης είναι η απώλεια που προκαλείται από την κάμψη του άξονα των οπτικών ινών.

Οποιοσδήποτε ορατός άξονας ινών με γυμνό μάτι για μετατόπιση ευθείας γραμμής ονομάζεται κάμψη ή μακρο-κάμψη.

Η κάμψη της ίνας θα προκαλέσει σύζευξη μεταξύ των τρόπων λειτουργίας εντός της ίνας, όταν ο τρόπος διάδοσης της ενέργειας συζευχθεί στη λειτουργία ακτινοβολίας ή στη λειτουργία διαρροής, θα προκύψει απώλεια κάμψης. Αυτή η απώλεια αυξάνεται εκθετικά καθώς μειώνεται η ακτίνα καμπυλότητας.

Ένας άλλος τύπος απώλειας είναι ο άξονας της ίνας για την παραγωγή μιας τυχαίας κατάστασης πλευρικής μετατόπισης σε επίπεδο micron, που ονομάζεται απώλεια μικρο-κάμψης. Ο λόγος για μικροκάμψη είναι η οπτική ίνα στην επίστρωση, το καλώδιο, το περίβλημα εξώθησης, την εγκατάσταση και άλλες διεργασίες, η ίνα υπόκειται σε υπερβολική ανομοιόμορφη πλευρική πίεση ή διαμήκη πίεση ή κατασκευή οπτικών ινών λόγω της διαστολής του στρώματος επικάλυψης ή της θερμοκρασίας του χιτωνίου ο συντελεστής της οπτικής ίνας δεν είναι ο ίδιος, κ.λπ. προκαλείται.

Για απώλεια κάμψης, οι γραμμές οπτικών ινών μπορούν να χρησιμοποιήσουν καλώδιο χαμηλής απώλειας κάμψης ή να ακολουθήσουν αυστηρά τις βιομηχανικές προδιαγραφές για την τοποθέτηση καλωδίων, λογικό έλεγχο της ακτίνας κάμψης του καλωδίου οπτικών ινών, όσο το δυνατόν περισσότερο για να μειωθεί η απώλεια κάμψης.

 

Έχουμε ειδικευτεί στην επιχείρηση καλωδίων οπτικών ινών για σχεδόν 10 χρόνια και αποκτήσαμε πολλούς γνωστούς πελάτες σε όλο τον κόσμο με μακροχρόνια συνεργασία. Εάν ενδιαφέρεστε για τις ίνες μας, επικοινωνήστε μαζί μου.

 

 

Επαφή: