Teknologi Baru Tingkatkan Keandalan Sinyal Fiber Optik

Bayangkan kendaraan di jalan raya secara bertahap kehilangan daya selama perjalanan mereka, akhirnya gagal mencapai tujuan mereka.Sebagai tulang punggung komunikasi modern, kinerja serat optik secara langsung mempengaruhi efisiensi dan kualitas transmisi data.menyebabkan hilangnya informasiMemahami dan mengatasi attenuasi serat sangat penting untuk menjaga komunikasi yang stabil dan kecepatan tinggi.

Artikel ini mengeksplorasi penyebab, efek, dan strategi mitigasi untuk attenuasi serat optik,memberikan wawasan tentang mekanisme dasar komunikasi optik dan cara mengoptimalkan desain dan pemeliharaan jaringan.

Attenuasi serat mengacu pada hilangnya energi sinyal optik selama transmisi melalui kabel serat.mempengaruhi jarak komunikasi dan kualitas sinyal secara langsungMemahami jenis dan faktor yang mempengaruhi atenuasi memungkinkan tindakan efektif untuk meminimalkan degradasi sinyal dan meningkatkan kinerja sistem serat optik.

Fiber attenuation adalah hasil dari beberapa fenomena fisik yang bekerja dalam kombinasi.

Penyebaran merupakan sumber utama dari attenuasi serat, menyumbang 95% sampai 97% dari total hilangnya sinyal.itu berinteraksi dengan struktur mikroskopis dan partikel dalam bahan seratPenyebaran ini mengalihkan beberapa sinyal optik dari jalur yang dimaksudkan, menghasilkan kehilangan energi.

Fenomena penyebaran dominan adalah penyebaran Rayleigh, pertama kali dijelaskan oleh fisikawan Inggris Lord Rayleigh pada akhir abad ke-19.Penyebaran Rayleigh berhubungan dengan panjang gelombang cahaya dan ukuran partikel √ panjang gelombang yang lebih pendek menyebar lebih mudahHal ini menjelaskan mengapa langit tampak biru: panjang gelombang biru sinar matahari menyebar lebih mudah melalui partikel atmosfer.

Dalam serat optik, panjang gelombang inframerah mengalami lebih sedikit penyebaran daripada cahaya tampak karena panjang gelombang yang lebih panjang, menjadikannya ideal untuk komunikasi optik.

Absorpsi biasanya mewakili 3% hingga 5% dari total attenuasi serat. Bahkan kaca yang sangat transparan menyerap beberapa cahaya.Sama seperti bagaimana kacamata hitam menyerap frekuensi cahaya tertentu, kotoran dalam serat optik menyerap energi sinyal, mengubahnya menjadi panas.

Kontaminasi seperti partikel logam atau kelembaban menghambat transmisi sinyal melalui penyerapan energi.dan penghapusan kotoran yang ketat selama pembuatan.

Kerugian lentur terjadi ketika kelengkungan serat mengubah jalur cahaya, mencegah beberapa sinyal untuk memenuhi kondisi refleksi internal total.mengakibatkan hilangnya energiKerugian lentur datang dalam dua bentuk: microbending dan macrobending.

• Kehilangan Microbending:Deformasi yang tidak terlihat pada skala kecil (radius tikungan kurang dari 1 cm) yang disebabkan oleh fluktuasi suhu, tekanan, atau tekanan mekanis.mengurangi kualitas transmisiMeskipun tidak terlihat dengan mata telanjang, microband mengubah sudut jatuhnya cahaya, menyebabkan mode orde yang lebih tinggi untuk merefleksikan pada sudut yang mencegah penyebaran berkelanjutan, yang mengarah pada penyerapan pelapis.
• Kerugian Makrobending:Lipat berskala besar yang terlihat (radius lebih dari 1 cm) akibat perubahan suhu yang signifikan, variasi tekanan, atau tekanan mekanis seperti lentur atau ketegangan kabel.Mirip dengan microbending tapi dengan radius yang lebih besar, makrobend mengubah sudut kejadian cukup bahwa beberapa cahaya dipantulkan di luar inti serat, menjadi diserap oleh pelapis.

Desain kabel khusus dan teknik instalasi meminimalkan efek lentur, termasuk langkah-langkah pelindung seperti penjepit kabel atau baki untuk melindungi serat dari tekanan eksternal.

Atenuasi diukur dalam desibel per kilometer (dB/km), dapat dikonversi menjadi nilai kerugian (dalam dB) untuk panjang kabel tertentu.

• Dampak panjang gelombang:Panjang gelombang yang lebih pendek mengalami penyerapan yang lebih tinggi, sehingga atenuasi serat mode tunggal lebih rendah daripada serat multimode pada panjang yang sama.
• Dampak panjang:Serat yang lebih panjang mengalami kehilangan energi yang lebih besar dari penyebaran dan penyerapan. Serat mode tunggal mempertahankan atenuasi yang lebih rendah daripada multimode pada jarak yang sama.
• Dampak Lingkungan:Atenuasi meningkat sedikit dengan suhu tetapi menurun dengan kelembaban ketika inti kabel tetap kering.
• Dampak Struktur Serat:Pusat kabel menunjukkan attenuasi yang lebih tinggi daripada tepi selama perhitungan.

Serat mode tunggal dan multimode menunjukkan karakteristik attenuasi yang berbeda.dalam aplikasi jarak jauh (lebih dari 100 meter), pemadaman multimode menjadi relatif lebih rendah daripada mode tunggal di atas jarak optimal masing-masing.

Atenuasi adalah pertimbangan penting dalam desain dan penyebaran jaringan serat, menentukan jarak transmisi maksimum sebelum memerlukan amplifikasi sinyal atau regenerasi.Meminimalkan peredupan melibatkan penggunaan kabel serat berkualitas tinggi dan komponen, biasanya dipasang di dalam jaket pelindung untuk mengurangi dampak lingkungan dari suhu dan kelembaban.

Sementara attenuasi serat tidak dapat dihindari dalam komunikasi optik, pemahaman menyeluruh tentang penyebabnya dan faktor yang mempengaruhi memungkinkan strategi mitigasi yang efektif untuk meningkatkan kinerja sistem.Memilih panjang gelombang yang optimal, menggunakan bahan berkualitas tinggi, mengoptimalkan desain dan pemasangan kabel, dan mengendalikan kondisi lingkungan semuanya berkontribusi pada pengurangan attenuasi.Hanya dengan menguasai prinsip attenuasi kita dapat membangun stabil, jaringan serat optik yang dapat diandalkan yang membentuk dasar masyarakat informasi modern.