הנחתה של סיבים אופטיים (אובדן), סיבות הנחתה ושיפורים

מהי הנחתה של סיבים אופטיים (אובדן סיבים אופטיים)

הנחתה של סיבים אופטיים (אובדן סיבים אופטיים) מתייחסת לתופעה שעוצמת האור יורדת בהדרגה עקב גורמים שונים ככל שמרחק השידור גדל כאשר האות האופטי מועבר בסיב אופטי.
הנחתה היא אחד ממאפייני השידור העיקריים של סיבים אופטיים.
בדרך כלל המונחים הנחתה של סיבים אופטיים ואובדן סיבים אופטיים משמשים לסירוגין.

 

גורם הנחתה (הפסד).

אנו יודעים שכדי להשלים את תהליך התקשורת, בנוסף לשידור האות האופטי, האות האופטי בקצה המקלט חייב להיות מסוגל להתקבל כראוי ולפיזור מדויק.

הנחתת סיבים גורמת לאותות אופטיים לאבד בהדרגה אנרגיה במהלך השידור, ובכך משפיעה על איכות ומרחק האות. על מנת להבטיח שהאות האופטי מועבר ביעילות, יש להפחית ככל האפשר את אובדן הסיב האופטי.

המטרה שלנו היא להפחית אובדן סיבים אופטיים, אז כמה נמוך זה נמוך?

כיצד למדוד את הנחתה (אובדן) סיבים?

ניתן למדוד את מאפייני האובדן של סיבים אופטיים על ידי מקדם ההפסד (הנחתה), שהוא הנחתה ליחידת אורך של הסיב, ב-dB/km.

= 10*log(Pin / Pout) / L

כאשר L הוא אורך הסיב בדרך כלל ק"מ כיחידת האורך הבסיסית, Pin ו-Pout הם ההספק האופטי של הקלט והיציאה, בהתאמה.

דוגמה.

אורך הסיב הוא 100 ק"מ, ההספק האופטי המבוא של הסיב הוא 100mW, ההספק האופטי הפלט הוא 1mW, חשב את מקדם הנחתה של הסיב.

הביאו את הנוסחה: {{0}}*log(100/1) / 100, יכול לקבל את מקדם הנחתת הסיבים הוא: 0.2dB/km.

 

גורמים להנחתה (אובדן) ודרכים לשיפורה

שידור אות אופטי בסיב האופטי, בגלל פיזור, ספיגה, פגמים וגורמים אחרים מייצרים אובדן אנרגיה, הגורם להנחתה.

 

ראשית, אובדן ספיגה

אובדן ספיגה נגרם על ידי חומרים סיבים אופטיים וזיהומים על ספיגת אנרגיית האור, האנרגיה האופטית בצורה של אנרגיית חום הנצרכת בסיב, היא הפסד חשוב באובדן הסיבים האופטיים, אובדן הספיגה כולל את הדברים הבאים:

1, אובדן ספיגה מהותי

אובדן ספיגה פנימי הוא אובדן הטבוע בחומר הסיבים, הוא בלתי נמנע, הוא קובע את גבול ההפסד של הסיב. ספיגה פנימית טבועה בחומר הקוורץ עצמו, לרבות קליטת אינפרא אדום וספיגת אולטרה סגול.

 

 

קליטת UV: בטווח אורך הגל הקצר, האלקטרונים של חומרים סיבים אופטיים סופגים את אנרגיית האור הנכנסת לקפיצה לרמת אנרגיה גבוהה יותר, מה שגורם לאובדן האנרגיה של האור הנוצר. ספיגת אולטרה סגול נגרמת על ידי קפיצת האלקטרונים, אשר משפיעה על תקשורת סיבים אופטיים באזור אורך גל של 700 עד 1100 ננומטר.
בליעת אינפרא אדום: בטווח אורכי הגל הארוכים, גל האור מקיים אינטראקציה עם סריג הסיבים, וחלק מאנרגיית גלי האור מועבר לסריג, מה שמעצים את הרטט שלו, ובכך גורם לאובדן. בליעת אינפרא אדום נגרמת על ידי רטט מולקולרי, אשר משפיע על תקשורת סיבים אופטיים באזור אורך הגל של 1500-1700nm.

 

2, אובדן ספיגת טומאה
אובדן ספיגת טומאה הוא חומר הסיבים האופטיים מכיל ברזל, נחושת, כרום ויוני טומאה אחרים, יוני מתכת, ככל שתכולה גדולה יותר, כך ההפסד הנגרם על ידיהם גדול יותר, יש להם השפעה רבה על אורכי הגל הקצרים, אורכי הגל הארוכים של ההשפעה של הקטן יותר.
השימוש בחומרים סיבים אופטיים בעלי טוהר גבוה, בקרה קפדנית על תכולת יוני המתכת הללו, עלול לגרום להם להיגרם על ידי אובדן ירידה מהירה.

השני הוא יוני OH, ליוני OH יש השפעה גדולה יותר על אובדן סיבים אופטיים. ב-950nm, 1240nm, 1390nm אורך גל ליד שיא אובדן הספיגה, עד 1390nm על הקליטה של ​​החמור ביותר, אשר נשמע לעתים קרובות על קליטת "שיא מים".

 

 

שנית, הפסד פיזור

אובדן פיזור נובע מצפיפות החומר של סיבים אופטיים אינה אחידה או פגמים מבניים של מוליך גל סיבים כגון דליפת כוח אופטי אל מחוץ לליבה הנגרמת על ידי אובדן.

פיזור פנימי הוא הפיזור החשוב ביותר בפיזור החומר, עוצמת ההפסד קשורה באופן ליניארי לעוצמת מצב ההתפשטות. זה נובע מהאטומים או המולקולות החומרים והמבנה החומרי של חוסר ההומוגניות של מקדם השבירה של החומר, מה שגורם לחומר לייצר חוסר הומוגניות מיקרוסקופית הנגרמת על ידי פיזור גלי אור מועברים. פיזור זה טבוע בחומר, לא ניתן לביטול, הוא הגבול הנמוך ביותר של אובדן סיבים אופטיים, פיזור ריילי ששייך לקטגוריה זו.

 

שלישית, אובדן קרינה

אובדן קרינה נובע מקיומן של תנודות מבניות קטנות בממשק חיפוי הליבה, האובדן הנגרם מהמבנה הלא אחיד של מוליך הגל בתוך הסיב.

חלק מהאנרגיה המשודרת יוקרן מתוך ליבת הסיבים כאשר מבנה הסיבים אינו סדיר ויהפוך למצב קרינה, כך שההפסד גדל.

ניתן להפחית הפסד זה על ידי שיפור טכנולוגיית הייצור.

 

רביעית, אובדן כיפוף

אובדן כיפוף הוא האובדן הנגרם מכיפוף של ציר הסיבים האופטיים.

כל ציר סיבים גלוי בעין בלתי מזוינת עבור היסט קו ישר נקרא כיפוף או כיפוף מאקרו.

כיפוף סיבים יגרום לצימוד בין המצבים בתוך הסיב, כאשר מצב התפשטות האנרגיה בשילוב למצב קרינה או מצב דליפה, יתרחש אובדן כיפוף. הפסד זה גדל באופן אקספוננציאלי ככל שרדיוס העקמומיות פוחת.

סוג אחר של אובדן הוא ציר הסיבים לייצר מצב עקירה רוחבית אקראית ברמת מיקרון, הנקרא אובדן מיקרו-כיפוף. הסיבה לכיפוף מיקרו היא הסיב האופטי בציפוי, בכבל, במעטפת האקסטרוזיה, בהתקנה ובתהליכים אחרים, הסיב נתון ללחץ רוחבי לא אחיד יתר על המידה או ללחץ אורכי, או ייצור סיבים אופטיים עקב התרחבות שכבת הציפוי או טמפרטורת המעיל מקדם הסיב האופטי אינו זהה וכו' נגרם.

עבור אובדן כיפוף, קווי סיבים אופטיים יכולים להשתמש בכבל אובדן כיפוף נמוך, או לעקוב בקפדנות אחר המפרטים הסטנדרטיים בתעשייה להנחת כבלים, שליטה סבירה ברדיוס הכיפוף של כבל הסיבים האופטיים, ככל האפשר כדי להפחית את אובדן הכיפוף.

 

אנו מתמחים בעסקי כבלי סיבים אופטיים במשך כמעט 10 שנים וצברנו לקוחות ידועים רבים בכל רחבי העולם עם שותפות ארוכת טווח. אם אתה מעוניין בסיבים שלנו, אנא צור איתי קשר.

 

 

מַגָע: