Как уменьшить потери в оптическом волокне?

Волоконно оптическая передача информации имеет различные преимущества по сравнению с другими методами передачи, такими как медная или радиопередача. Оптоволоконный кабель, который легче, меньше и гибче, чем медный, может передавать сигналы с большей скоростью на большие расстояния. Тем не менее, многие факторы могут повлиять на производительность оптоволокна. Чтобы обеспечить хорошее и стабильное функционирование оптоволокна, необходимо рассмотреть много вопросов.
Потери в оптическом волокне – незначительная проблема, и это является приоритетом для многих инженеров при выборе и обращении с оптоволокном. Эта статья предлагает подробную информацию о потерях в оптическом волокне.

Когда луч света, несущий сигналы, проходит через сердцевину оптоволоконного кабеля, сила света становится ниже. Таким образом, уровень сигнала становится слабее. Эта потеря мощности света обычно называется оптическими потерями или затуханием. Это снижение уровня мощности описано в дБ. Во время передачи что-то произошло и вызывает потерю оптоволокна. Для бесперебойной и безопасной передачи оптических сигналов потери в оптоволокне должны быть уменьшены. Причина потерь в оптоволокне определяется двумя аспектами: внутренними причинами и внешними причинами волоконно-оптических линий, которые также известны как внутреннее затухание в сердечнике и внешнее затухание в волокне.

Внутреннее затухание сердечника волокна

Внутренние причины волоконно-оптических потерь, вызванных самим оптоволокном, которое также обычно называют внутренним затуханием. Есть две основные причины внутреннего затухания. Один из них поглощает свет, а другой рассеивает.

Поглощение света является основной причиной потерь в оптическом волокне при оптической передаче. Свет поглощается в волокне материалами оптического волокна. Таким образом, поглощение света в оптическом волокне также известно как поглощение материала. Фактически сила света поглощается и переносится в другие виды энергии, такие как тепло, из-за молекулярного резонанса и примесей с длиной волны. Атомная структура в любом чистом материале, и они поглощают селективные длины волн излучения. Невозможно изготовить материалы, которые полностью чисты. Таким образом, производители оптики выбирают добавление германия и других материалов в чистый кремнезем, чтобы оптимизировать работу сердцевины.

Рассеяние является еще одной основной причиной потерь в оптическом волокне. Это относится к рассеянию света, вызванному неоднородностями молекулярного уровня в структуре стекла. Когда происходит рассеяние, энергия света рассеивается во всех направлениях. Некоторые из них продолжают путешествовать в прямом направлении. И свет, не рассеянный в прямом направлении, будет потерян в волоконно-оптической линии связи, как показано на следующем рисунке. Таким образом, чтобы уменьшить потери в оптическом волокне, вызванные рассеянием, следует устранить недостатки волоконно-оптического сердечника и тщательно контролировать волоконно-оптическое покрытие и экструзию.

Внешнее затухание в волокне

Внутреннее затухание в сердечнике волокна, включая поглощение света и рассеяние, является лишь одним из аспектов потери в оптоволокне. Внешнее затухание в волокне также очень важно, что обычно вызвано неправильной обработкой оптоволокна. Существует два основных типа внешнего затухания волокна: потеря изгиба и потеря сплайсинга.

Потеря изгиба является распространенной проблемой, которая может привести к потерям оптоволокна, вызванным неправильным обращением с оптоволокном. Буквально это вызвано изгибом оптического волокна. Есть два основных типа. Один из них – микро изгиб, а другой – макро изгиб (показано на рисунке выше). Макро изгиб означает большой изгиб волокна (с радиусом более 2 мм). Чтобы уменьшить потерю оптоволокна, следует отметить следующие причины потери изгиба:

• Волокна сердечника отклоняются от оси;
• Дефекты изготовления;
• Механические ограничения в процессе укладки волокна;
• Изменения окружающей среды, такие как изменение температуры, влажности или давления.

Волоконно оптическое соединение является ещё одной основной причиной внешнего затухания волокна. В оптоволоконной сети неизбежно подключение одного оптоволоконного кабеля к другому. Потери оптоволокна, вызванные сращиванием, не могут быть предотвращены, но они могут быть сведены к минимуму при правильном обращении. Использование высококачественных оптоволоконных соединителей и сварных соединений может помочь эффективно уменьшить потери в оптоволокне.

На приведенном выше рисунке показаны основные причины потерь в оптическом волокне, которые бывают разных типов. Чтобы уменьшить внутреннее затухание в сердечнике, необходимо выбрать надлежащие оптоволоконные и оптические компоненты. Чтобы свести к минимуму внешнее затухание в волокне, следует применять правильное обращение и навыки.