Fiber Optik Zayıflama (Kayıp), Zayıflamanın Nedenleri ve İyileştirmeler

Fiber optik zayıflama nedir (fiber optik kaybı)

Fiber optik zayıflama (fiber optik kaybı), optik sinyal bir optik fiberde iletildiğinde iletim mesafesi arttıkça ışık yoğunluğunun çeşitli faktörlere bağlı olarak kademeli olarak azalması olgusunu ifade eder.
Zayıflama, optik fiberin ana iletim özelliklerinden biridir.
Genellikle fiber optik zayıflama ve fiber optik kayıp terimleri birbirinin yerine kullanılır.

 

Zayıflama (kayıp) faktörü

İletişim sürecini tamamlamak için, optik sinyalin iletilmesine ek olarak, alıcı uçtaki optik sinyalin düzgün bir şekilde alınabilmesi ve doğru bir şekilde demodüle edilebilmesi gerektiğini biliyoruz.

Fiber zayıflaması, optik sinyallerin iletim sırasında kademeli olarak enerji kaybetmesine neden olarak sinyalin kalitesini ve mesafesini etkiler. Optik sinyalin verimli bir şekilde iletilmesini sağlamak için optik fiber kaybının mümkün olduğunca azaltılması gerekmektedir.

Amacımız fiber optik kaybını azaltmak, peki düşük ne kadar düşük?

Fiber zayıflaması (kaybı) nasıl ölçülür?

Fiber optik kayıp özellikleri, fiberin birim uzunluğu başına zayıflama olan kayıp (zayıflama) katsayısı ile dB/km cinsinden ölçülebilir.

= 10*log(Pin / Surat asması) / L

L, temel uzunluk birimi olarak genellikle km olan fiberin uzunluğu olduğunda, Pin ve Pout sırasıyla giriş ve çıkış optik gücüdür.

Bir örnek.

Fiberin uzunluğu 100km, fiberin giriş optik gücü 100mW, çıkış optik gücü 1mW, fiberin zayıflama katsayısını hesaplayınız.

Formülü getirin: {{0}}*log(100/1) / 100, fiber zayıflama katsayısını elde edebilirsiniz: 0,2dB/km.

 

Zayıflamanın (kaybın) nedenleri ve onu iyileştirmenin yolları

Optik fiberdeki optik sinyal iletimi, saçılma, emilim, kusurlar ve diğer faktörler nedeniyle enerji kaybına neden olarak zayıflamaya neden olur.

 

İlk olarak, emilim kaybı

Soğurma kaybı, fiber optik malzemeler ve safsızlıklardan kaynaklanan ışık enerjisinin emiliminde, fiberde tüketilen ısı enerjisi formundaki optik enerji, optik fiber kaybında önemli bir kayıptır, emilim kaybı aşağıdakileri içerir:

1, içsel emilim kaybı

İçsel soğurma kaybı, elyaf malzemesinin doğasında olan bir kayıptır, kaçınılmazdır, elyafın kayıp sınırını belirler. Kızılötesi absorpsiyon ve ultraviyole absorpsiyon dahil olmak üzere, içsel absorpsiyon kuvars malzemenin kendisinde mevcuttur.

 

 

UV Absorbsiyonu: Kısa dalga boyu aralığında, fiber optik malzemelerin elektronları, gelen ışık enerjisini emerek daha yüksek bir enerji seviyesine atlar ve gelen ışığın enerji kaybına neden olur. Ultraviyole absorpsiyonu, 700 ila 1100 nm dalga boyu bölgesindeki fiber optik iletişim üzerinde etkisi olan elektron sıçramasından kaynaklanır.
Kızılötesi emilim: Uzun dalga boyu aralığında, ışık dalgası fiber kafes ile etkileşime girer ve ışık dalgası enerjisinin bir kısmı, titreşimini yoğunlaştıran ve dolayısıyla kayba neden olan kafese aktarılır. Kızılötesi absorpsiyon, 1500-1700nm dalga boyu bölgesinde fiber optik iletişim üzerinde etkisi olan moleküler titreşimden kaynaklanır.

 

2, Safsızlık emme kaybı
Safsızlık emme kaybı, fiber optik malzemenin demir, bakır, krom ve diğer yabancı madde iyonlarını, metal iyonlarını içermesidir, içerik ne kadar fazla olursa, bunların neden olduğu kayıp o kadar büyük olur, kısa dalga boyları üzerinde büyük bir etkiye sahiptirler, uzun dalga boyları etkisi daha küçük.
Yüksek saflıkta fiber optik malzemelerin kullanımı, bu metal iyonlarının içeriğinin sıkı kontrolü, bunların hızla azalmasına neden olabilir.

Diğeri ise OH iyonlarıdır, OH iyonlarının optik fiberin kaybı üzerinde daha büyük etkisi vardır. 950nm, 1240nm, 1390nm dalga boyunda absorpsiyon kaybı zirvesine yakın, 1390nm'ye kadar en ciddi emilim, sıklıkla "su zirvesi" emilimi olarak duyulur.

 

 

İkincisi, saçılma kaybı

Saçılma kaybı, optik fiber malzeme yoğunluğunun tek biçimli olmaması veya optik güç kaybının çekirdekten dışarı sızması gibi fiber dalga kılavuzu yapısal kusurlarından kaynaklanmaktadır.

İçsel saçılma, malzeme saçılımında en önemli saçılma olup, kayıp gücü, yayılma modunun gücüyle doğrusal olarak ilişkilidir. Bu, malzeme atomları veya molekülleri ve malzemenin kırılma indeksinin homojensizliğinin malzeme yapısından kaynaklanmaktadır, bu da malzemenin iletilen ışık dalgalarının saçılmasının neden olduğu mikroskobik homojensizlik üretmesine neden olur. Bu saçılma malzemenin doğasında vardır, ortadan kaldırılamaz, optik fiber kaybının en alt sınırı olan Rayleigh saçılımı bu kategoriye aittir.

 

Üçüncüsü, radyasyon kaybı

Radyasyon kaybı, çekirdek kaplamanın arayüzünde küçük yapısal dalgalanmaların varlığından kaynaklanmaktadır; bu kayıp, fiber içindeki dalga kılavuzunun düzensiz yapısından kaynaklanmaktadır.

İletilen enerjinin bir kısmı, fiber yapısı düzensiz olduğunda fiber çekirdeğinden dışarı yayılacak ve bir radyasyon moduna dönüşecek, böylece kayıp artacaktır.

Üretim teknolojisinin iyileştirilmesiyle bu kayıp azaltılabilir.

 

Dördüncüsü, bükülme kaybı

Bükülme kaybı, fiber optik eksenin bükülmesinden kaynaklanan kayıptır.

Düz bir çizgi kayması için çıplak gözle görülebilen herhangi bir fiber eksenine bükme veya makro bükme adı verilir.

Fiber bükülmesi fiber içindeki modlar arasında bağlantıya neden olacaktır, enerjinin yayılma modu radyasyon moduna veya sızıntı moduna bağlandığında bükülme kaybı meydana gelecektir. Eğrilik yarıçapı azaldıkça bu kayıp katlanarak artar.

Diğer bir kayıp türü, mikro bükülme kaybı olarak adlandırılan, rastgele mikron düzeyinde yanal yer değiştirme durumu üreten fiber eksenidir. Mikro bükülmenin nedeni, optik fiberin kaplama, kablo, ekstrüzyon kılıfı, kurulum ve diğer işlemlerde aşırı düzensiz yanal basınca veya uzunlamasına gerilime maruz kalması veya kaplama katmanı veya kılıf sıcaklığı genleşmesi nedeniyle fiber optik imalatıdır. optik fiberin katsayısının aynı olmaması vb. neden olur.

Bükülme kaybı için, fiber optik hatlar düşük bükülme kayıplı kablo kullanabilir veya bükülme kaybını azaltmak için mümkün olduğunca kablo döşemesi için endüstri standardı spesifikasyonları, fiber optik kablonun bükülme yarıçapının makul kontrolünü sıkı bir şekilde takip edebilir.

 

Yaklaşık 10 yıldır fiber optik kablolar işinde uzmanlaştık ve uzun vadeli ortaklıklarla dünya çapında birçok tanınmış müşteri kazandık. Elyaflarımızla ilgileniyorsanız, lütfen benimle iletişime geçin.

 

 

Temas etmek: