Útlum (ztráta) optických vláken, příčiny útlumu a zlepšení

Co je útlum optických vláken (ztráta optických vláken)

Útlum optického vlákna (ztráta optického vlákna) označuje jev, že intenzita světla se postupně snižuje v důsledku různých faktorů se zvyšující se přenosovou vzdáleností při přenosu optického signálu v optickém vláknu.
Útlum je jednou z hlavních přenosových charakteristik optického vlákna.
Obvykle se termíny útlum optických vláken a ztráta optických vláken používají zaměnitelně.

 

Útlumový (ztrátový) faktor

Víme, že pro dokončení procesu komunikace musí být kromě přenosu optického signálu také optický signál na přijímací straně schopen správně přijímat a přesně demodulovat.

Útlum vláken způsobuje, že optické signály během přenosu postupně ztrácejí energii, a tím ovlivňuje kvalitu a vzdálenost signálu. Aby byl zajištěn efektivní přenos optického signálu, je třeba co nejvíce snížit ztráty optického vlákna.

Naším cílem je snížit ztráty optických vláken, takže jak nízká je nízká?

Jak měřit útlum (ztrátu) vlákna?

Ztrátové charakteristiky optického vlákna lze měřit pomocí koeficientu ztráty (útlumu), což je útlum na jednotku délky vlákna v dB/km.

= 10*log(Pin / Pout) / L

Kde L je délka vlákna obvykle km jako základní jednotka délky, Pin a Pout jsou vstupní a výstupní optický výkon.

Příklad.

Délka vlákna je 100km, vstupní optický výkon vlákna je 100mW, výstupní optický výkon je 1mW, vypočítejte koeficient útlumu vlákna.

Uveďte vzorec: {{0}}*log(100/1) / 100, můžete získat koeficient útlumu vlákna: 0,2dB/km.

 

Příčiny útlumu (ztráty) a způsoby jeho zlepšení

Přenos optického signálu v optickém vláknu v důsledku rozptylu, absorpce, defektů a dalších faktorů způsobuje ztráty energie, což způsobuje útlum.

 

Za prvé, ztráta absorpce

Absorpční ztráta je způsobena materiály z optických vláken a nečistotami při absorpci světelné energie, optická energie ve formě tepelné energie spotřebované ve vláknu je důležitou ztrátou při ztrátě optického vlákna, ztráta absorpcí zahrnuje následující:

1, ztráta vnitřní absorpce

Ztráta vnitřní absorpcí je ztráta vlastní vláknitému materiálu, je nevyhnutelná, určuje mez ztráty vlákna. Vlastní absorpce je vlastní křemennému materiálu, včetně infračervené absorpce a ultrafialové absorpce.

 

 

Absorpce UV: V oblasti krátkých vlnových délek elektrony materiálů z optických vláken absorbují dopadající světelnou energii, aby přeskočily na vyšší energetickou hladinu, což způsobí ztrátu energie dopadajícího světla. Absorpce ultrafialového záření je způsobena skokem elektronů, který má dopad na komunikaci optických vláken v oblasti vlnových délek 700 až 1100 nm.
Infračervená absorpce: v oblasti dlouhých vlnových délek světelná vlna interaguje s vláknitou mřížkou a část energie světelné vlny se přenese do mřížky, která zesílí její vibrace, čímž dojde ke ztrátě. Infračervená absorpce je způsobena molekulárními vibracemi, které mají vliv na komunikaci optických vláken v oblasti vlnových délek 1500-1700nm.

 

2, Ztráta absorpce nečistot
Ztráta absorpce nečistot je materiál z optických vláken obsahuje železo, měď, chrom a další ionty nečistot, ionty kovů, čím více obsahu, tím větší je ztráta jimi způsobená, mají velký vliv na krátké vlnové délky, dlouhé vlnové délky dopadu tím menší.
Použití vysoce čistých materiálů z optických vláken, přísná kontrola obsahu těchto kovových iontů, je může způsobit ztrátou rychlého poklesu.

Druhým jsou OH ionty, OH ionty mají větší vliv na ztrátu optického vlákna. V 950nm, 1240nm, 1390nm vlnové délky v blízkosti vrcholu ztráty absorpce, na 1390nm na absorpci nejzávažnější, což je často slyšet o "vrchol vody" absorpce.

 

 

Za druhé, ztráta rozptylu

Ztráta rozptylem je způsobena tím, že hustota materiálu optického vlákna není stejnoměrná nebo strukturálními defekty vlnovodu vlákna, jako je únik optického výkonu z jádra způsobené ztrátou.

Vnitřní rozptyl je nejdůležitější rozptyl v rozptylu materiálu, ztrátový výkon je lineárně úměrný výkonu režimu šíření. Je to způsobeno atomy nebo molekulami materiálu a materiálovou strukturou nehomogenity indexu lomu materiálu, což způsobuje, že materiál vytváří mikroskopickou nehomogenitu způsobenou rozptylem procházejících světelných vln. Tento rozptyl je vlastní materiálu, nelze jej eliminovat, je nejnižší hranicí ztráty optického vlákna, Rayleighův rozptyl, který patří do této kategorie.

 

Za třetí, ztráta záření

Ztráta záření je způsobena existencí malých strukturálních výkyvů na rozhraní pláště jádra, ztráta způsobená nerovnoměrnou strukturou vlnovodu uvnitř vlákna.

Část přenášené energie bude vyzařována ven z jádra vlákna, když je struktura vlákna nepravidelná a stane se módem záření, takže se ztráta zvýší.

Tuto ztrátu lze snížit zlepšením výrobní technologie.

 

Za čtvrté, ztráta ohybu

Ztráta ohybem je ztráta způsobená ohybem osy optického vlákna.

Jakákoli pouhým okem viditelná osa vlákna pro odsazení přímky se nazývá ohyb nebo makroohyb.

Ohýbání vlákna způsobí spojení mezi vidy uvnitř vlákna, když se režim šíření energie spojí do režimu záření nebo režimu úniku, dojde ke ztrátě ohybem. Tato ztráta se exponenciálně zvyšuje se zmenšujícím se poloměrem zakřivení.

Dalším typem ztráty je osa vlákna, která vytváří náhodný stav laterálního posunutí na úrovni mikronů, nazývaný mikro-ohybová ztráta. Důvodem mikroohybu je optické vlákno v povlaku, kabelu, vytlačovacím plášti, instalaci a dalších procesech, vlákno je vystaveno nadměrnému nerovnoměrnému bočnímu tlaku nebo podélnému namáhání nebo výrobě optického vlákna v důsledku teplotní roztažnosti povlakové vrstvy nebo pláště koeficient optického vlákna není stejný atd. způsobené.

Pro ztrátu ohybem mohou optická vlákna používat kabel s nízkou ztrátou ohybu nebo přísně dodržovat průmyslové standardní specifikace pro pokládku kabelů, rozumnou kontrolu poloměru ohybu kabelu z optických vláken, aby se snížila ztráta ohybu.

 

Specializujeme se na podnikání s optickými kabely již téměř 10 let a díky dlouhodobému partnerství jsme získali mnoho známých klientů po celém světě. Máte-li zájem o naše vlákna, kontaktujte mě.

 

 

Kontakt: