Новые технологии повышают надежность оптического сигнала

Представьте себе, что транспортные средства на автомагистрали постепенно теряют мощность во время своего пути, в конечном итоге не достигая места назначения.Как основа современного общенияОднако, как и медные кабели, оптоволоконные кабели испытывают ослабление сигнала во время передачи.что приводит к потере информацииПонимание и решение проблемы ослабления волоконного излучения имеет решающее значение для поддержания высокоскоростной, стабильной связи.

В данной статье рассматриваются причины, последствия и стратегии смягчения воздействия оптических волокон,предоставление сведений о фундаментальных механизмах оптической связи и о том, как оптимизировать проектирование и техническое обслуживание сетей.

Ослабление волокна относится к потере энергии оптических сигналов во время передачи через волоконно-волоконные кабели.непосредственно влияющие на расстояние связи и качество сигналаПонимание типов и факторов, влияющих на ослабление, позволяет принимать эффективные меры для минимизации деградации сигнала и повышения производительности волоконно-оптической системы.

Ослабление волокон происходит в результате множества физических явлений, работающих в сочетании.

Рассеивание является основным источником ослабления волокна, на долю которого приходится от 95% до 97% общей потери сигнала.взаимодействует с микроскопическими структурами и частицами в волокнистом материалеЭто рассеивание отклоняет некоторые оптические сигналы от их предполагаемого пути, что приводит к потере энергии.

Доминирующим феноменом рассеяния является рассеяние Рэйли, впервые описанное британским физиком Лордом Рэйли в конце 19 века.Рассеяние Рейли связано с длиной волны света и размером частиц. Более короткие длины волн рассеиваются легче.Это объясняет, почему небо выглядит голубым: голубые длины волн солнечного света легче рассеиваются через атмосферные частицы.

В оптических волокнах инфракрасные длины волн испытывают меньшее рассеивание, чем видимый свет из-за их более длинных длин волн, что делает их идеальными для оптической связи.

Поглощение обычно составляет от 3% до 5% от общего ослабления волокна. Даже высокопрозрачное стекло поглощает некоторое количество света. Уровни поглощения зависят от типа волокна и длины волны сигнала.Подобно тому, как солнцезащитные очки поглощают определенные частоты света., примеси в оптических волокнах поглощают энергию сигнала, преобразуя ее в тепло.

Загрязнители, такие как металлические частицы или влага, препятствуют передаче сигнала через поглощение энергии.и строгое устранение примесей во время производства.

Потеря изгиба возникает, когда кривизна волокна изменяет путь света, не позволяя некоторым сигналам соответствовать условиям общего внутреннего отражения.приводит к потере энергииПотери при изгибе бывают в двух формах: микро- и макро-изгибы.

• Потеря микрообладания:Незаметные деформации на малых масштабах (радиус изгиба менее 1 см), вызванные колебаниями температуры, давлением или механическим напряжением.снижение качества передачи;Несмотря на то, что микрополосы невидимы невооруженным глазом, они изменяют угол попадания света, заставляя более высокие режимы отражаться под углами, которые препятствуют продолжению распространения, что приводит к поглощению обшивки.
• Потеря макробенда:Видимые крупномасштабные изгибы (радиус более 1 см) от значительных изменений температуры, колебаний давления или механического напряжения, такого как изгиб или напряжение кабеля.Похож на микрообмотку, но с большими радиусами, макровенды изменяют углы попадания достаточно, чтобы часть света отражалась за пределами клетчатки, поглощаясь обшивкой.

Специализированные конструкции кабелей и методы установки минимизируют эффект изгиба, включая защитные меры, такие как зажимы для кабелей или поддоны для защиты волокон от внешнего напряжения.

Ослабление измеряется в децибелах на километр (dB/km), конвертируемых в значения потерь (в dB) для конкретных длин кабеля.

• Влияние на длину волны:Более короткие длины волн подвергаются более высокой абсорбции, что делает одномодовое волокно более слабым, чем мультимодовое волокно на равных длинах.
• Длина воздействия:Более длинные волокна страдают от большей потери энергии от рассеивания и поглощения.
• Влияние на окружающую среду:Ослабление немного увеличивается с температурой, но уменьшается с влажностью, когда ядра кабеля остаются сухими.
• Влияние на структуру волокон:Центры кабелей демонстрируют более высокое ослабление, чем края во время расчетов.

Одномодовые и мультимодовые волокна демонстрируют отличительные характеристики ослабления.для применения на больших расстояниях (более 100 метров), мультимодное ослабление становится сравнительно ниже, чем одномодное на их соответствующих оптимальных расстояниях.

Ослабление является критическим фактором в проектировании и развертывании волоконно-волоконных сетей, определяя максимальные расстояния передачи, прежде чем потребовать усиления или регенерации сигнала.Для минимизации ослабления необходимо использовать высококачественные волоконные кабели и компонентыОбширное понимание ослабления волокон позволяет лучше планировать сеть.

В то время как ослабление волоконного излучения неизбежно в оптической связи, глубокое понимание его причин и влияющих факторов позволяет разработать эффективные стратегии смягчения для повышения производительности системы.Выбор оптимальных длин волн, использование высококачественных материалов, оптимизация проектирования и установки кабелей и контроль условий окружающей среды все это способствует снижению аттенуации.Только освоив принципы ослабления мы можем построить стабильные, надежные оптоволоконные сети, которые составляют основу современного информационного общества.