Attenuazione (perdita) della fibra ottica, cause di attenuazione e miglioramenti

Cos'è l'attenuazione della fibra ottica (perdita della fibra ottica)

L'attenuazione della fibra ottica (perdita della fibra ottica) si riferisce al fenomeno per cui l'intensità della luce diminuisce gradualmente a causa di vari fattori man mano che la distanza di trasmissione aumenta quando il segnale ottico viene trasmesso in una fibra ottica.
L'attenuazione è una delle principali caratteristiche di trasmissione della fibra ottica.
Di solito i termini attenuazione della fibra ottica e perdita della fibra ottica sono usati in modo intercambiabile.

 

Fattore di attenuazione (perdita).

Sappiamo che per completare il processo di comunicazione, oltre a trasmettere il segnale ottico, il segnale ottico all'estremità ricevente deve poter essere ricevuto correttamente e demodulato accuratamente.

L'attenuazione della fibra fa sì che i segnali ottici perdano gradualmente energia durante la trasmissione, influenzando così la qualità e la distanza del segnale. Per garantire che il segnale ottico venga trasmesso in modo efficiente, la perdita della fibra ottica deve essere ridotta il più possibile.

Il nostro obiettivo è ridurre la perdita della fibra ottica, quindi quanto è bassa?

Come misurare l'attenuazione (perdita) della fibra?

Le caratteristiche di perdita della fibra ottica possono essere misurate dal coefficiente di perdita (attenuazione), che è l'attenuazione per unità di lunghezza della fibra, in dB/km.

= 10*log(Pin / Pout) / L

Dove L è la lunghezza della fibra solitamente km come unità di lunghezza di base, Pin e Pout sono rispettivamente la potenza ottica in ingresso e in uscita.

Un esempio.

La lunghezza della fibra è 100 km, la potenza ottica in ingresso della fibra è 100 mW, la potenza ottica in uscita è 1 mW, calcolare il coefficiente di attenuazione della fibra.

Porta la formula: {{0}}*log(100/1) / 100, puoi ottenere che il coefficiente di attenuazione della fibra è: 0,2 dB/km.

 

Cause di attenuazione (perdita) e modi per migliorarla

La trasmissione del segnale ottico nella fibra ottica, a causa di dispersione, assorbimento, difetti e altri fattori, produce perdita di energia, causando attenuazione.

 

Innanzitutto, la perdita di assorbimento

La perdita di assorbimento è causata dai materiali della fibra ottica e dalle impurità sull'assorbimento dell'energia luminosa, l'energia ottica sotto forma di energia termica consumata nella fibra, è una perdita importante nella perdita della fibra ottica, la perdita di assorbimento include quanto segue:

1, perdita di assorbimento intrinseca

La perdita di assorbimento intrinseca è una perdita inerente al materiale della fibra, è inevitabile e determina il limite di perdita della fibra. L'assorbimento intrinseco è inerente al materiale di quarzo stesso, compreso l'assorbimento degli infrarossi e l'assorbimento degli ultravioletti.

 

 

Assorbimento UV: nell'intervallo di lunghezze d'onda corte, gli elettroni dei materiali in fibra ottica assorbono l'energia della luce incidente per passare a un livello energetico più elevato, causando la perdita di energia della luce incidente. L'assorbimento dell'ultravioletto è causato dal salto di elettroni, che ha un impatto sulle comunicazioni in fibra ottica nella regione della lunghezza d'onda compresa tra 700 e 1100 nm.
Assorbimento dell'infrarosso: nella lunga gamma di lunghezze d'onda, l'onda luminosa interagisce con il reticolo della fibra e parte dell'energia dell'onda luminosa viene trasferita al reticolo, che ne intensifica la vibrazione, causandone così la perdita. L'assorbimento degli infrarossi è causato dalla vibrazione molecolare, che ha un effetto sulla comunicazione in fibra ottica nella regione della lunghezza d'onda di 1500-1700 nm.

 

2, perdita di assorbimento delle impurità
La perdita di assorbimento delle impurità è che il materiale in fibra ottica contiene ferro, rame, cromo e altri ioni di impurità, ioni metallici, maggiore è il contenuto, maggiore è la perdita da essi causata, hanno un grande impatto sulle lunghezze d'onda corte, sulle lunghezze d'onda lunghe dell'impatto di il più piccolo.
L'uso di materiali in fibra ottica di elevata purezza e un controllo rigoroso del contenuto di questi ioni metallici possono causare la perdita di un rapido declino.

L'altro sono gli ioni OH, gli ioni OH hanno un impatto maggiore sulla perdita della fibra ottica. Nella lunghezza d'onda di 950 nm, 1240 nm, 1390 nm vicino al picco di perdita di assorbimento, a 1390 nm sull'assorbimento più grave, di cui spesso si sente parlare di assorbimento del "picco dell'acqua".

 

 

In secondo luogo, la dispersione delle perdite

La perdita di dispersione è dovuta alla densità del materiale della fibra ottica non uniforme o a difetti strutturali della guida d'onda della fibra, come la perdita di potenza ottica dal nucleo causata dalla perdita.

Lo scattering intrinseco è lo scattering più importante nello scattering materiale, la potenza di perdita è linearmente correlata alla potenza della modalità di propagazione. È dovuta agli atomi o alle molecole del materiale e alla struttura del materiale, alla disomogeneità dell'indice di rifrazione del materiale, che fa sì che il materiale produca disomogeneità microscopiche causate dalla diffusione delle onde luminose trasmesse. Questa dispersione è inerente al materiale, non può essere eliminata, è il limite più basso di perdita della fibra ottica, la diffusione di Rayleigh che appartiene a questa categoria.

 

In terzo luogo, la perdita di radiazioni

La perdita di radiazione è dovuta all'esistenza di piccole fluttuazioni strutturali sull'interfaccia del rivestimento del nucleo, la perdita causata dalla struttura irregolare della guida d'onda all'interno della fibra.

Parte dell'energia trasmessa verrà irradiata dal nucleo della fibra quando la struttura della fibra è irregolare e diventerà una modalità di radiazione, in modo che la perdita aumenti.

Questa perdita può essere ridotta migliorando la tecnologia di produzione.

 

In quarto luogo, perdita di flessione

La perdita da flessione è la perdita causata dalla flessione dell'asse della fibra ottica.

Qualsiasi asse della fibra visibile ad occhio nudo per un offset in linea retta è chiamato flessione o macro-flessione.

La flessione della fibra causerà l'accoppiamento tra le modalità all'interno della fibra, quando la modalità di propagazione dell'energia si accoppia alla modalità di radiazione o alla modalità di dispersione, si verificherà una perdita di flessione. Questa perdita aumenta esponenzialmente al diminuire del raggio di curvatura.

Un altro tipo di perdita è l'asse della fibra che produce uno stato di spostamento laterale casuale a livello di micron, chiamato perdita di microflessione. Il motivo della microflessione è la fibra ottica nel rivestimento, nel cavo, nella guaina di estrusione, nell'installazione e in altri processi, la fibra è sottoposta a un'eccessiva pressione laterale irregolare o sollecitazione longitudinale o alla produzione della fibra ottica a causa dello strato di rivestimento o dell'espansione della temperatura della camicia il coefficiente della fibra ottica non è lo stesso, ecc. causato.

Per quanto riguarda la perdita di flessione, le linee in fibra ottica possono utilizzare cavi a bassa perdita di flessione o seguire rigorosamente le specifiche standard del settore per la posa dei cavi, un controllo ragionevole del raggio di curvatura del cavo in fibra ottica, per quanto possibile, per ridurre la perdita di flessione.

 

Siamo specializzati nel settore dei cavi in ​​fibra ottica da quasi 10 anni e abbiamo acquisito molti clienti noti in tutto il mondo con partnership a lungo termine. Se sei interessato alle nostre fibre, contattami.

 

 

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