เทคโนโลยี ใหม่ เพิ่ม ความ น่า เชื่อถือ ของ สัญญาณ ไฟเบอร์ ออปติก

ลองจินตนาการถึงรถบนทางด่วนที่ค่อย ๆ เสียพลังงานระหว่างการเดินทาง และในที่สุดก็ไม่สามารถไปถึงจุดหมายของพวกเขาเป็นกระดูกสันหลังของการสื่อสารที่ทันสมัยการทํางานของไฟเบอร์ออปติก มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพและคุณภาพการส่งข้อมูลโดยตรง อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับสายทองแดง ไฟเบอร์ออปติกมีอาการอ่อนแอของสัญญาณระหว่างการส่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียข้อมูลการเข้าใจและแก้ไขความอ่อนแอของเส้นใยมีความสําคัญในการรักษาการสื่อสารความเร็วสูงและมั่นคง

บทความนี้วิจัยสาเหตุ ผลและกลยุทธ์การลดความเสื่อมของไฟเบอร์ออปติกการให้ความเข้าใจในกลไกพื้นฐานของการสื่อสารทางออปติก และวิธีการปรับปรุงการออกแบบและการบํารุงรักษาเครือข่าย.

การลดความแรงของไฟเบอร์หมายถึงการสูญเสียพลังงานของสัญญาณออฟติกในระหว่างการถ่ายทอดผ่านสายไฟเบอร์ที่ส่งผลต่อระยะทางการสื่อสารและคุณภาพสัญญาณโดยตรงการเข้าใจประเภทและปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการลดความหนาแน่น ทําให้มีมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดความเสื่อมของสัญญาณให้น้อยที่สุดและเพิ่มผลงานของระบบไฟเบอร์ออปติก

การลดความแรงของเส้นใยเป็นผลจากการเกิดปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างที่ทํางานร่วมกัน สาเหตุหลักคือการกระจาย, การดูดซึม และการสูญเสียการบิด

การกระจายแสงเป็นแหล่งที่สําคัญของการลดความรุนแรงของไฟเบอร์ คิดเป็น 95% ถึง 97% ของการสูญเสียสัญญาณทั้งหมดมันปฏิกิริยากับโครงสร้างและอนุภาคที่เล็กน้อยในวัสดุใยการกระจายกระจายนี้ทําให้สัญญาณออปติกส์บางส่วนหลบออกจากเส้นทางที่กําหนดไว้ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงาน

ปรากฏการณ์การกระจายตัวที่สําคัญคือการกระจายตัวเรย์ลีย์ (Rayleigh scattering) ซึ่งอธิบายครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ลอร์ดเรย์ลีย์ (Lord Rayleigh) ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19การกระจายรังสีเรย์เลย์เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นของแสงและขนาดอนุภาคนี่อธิบายว่าทําไมท้องฟ้าจึงปรากฏเป็นสีฟ้า: ความยาวคลื่นสีฟ้าของแสงอาทิตย์จะกระจายไปง่ายขึ้น ผ่านอนุภาคในชั้นบรรยากาศ

ในไฟเบอร์ออปติกส์ ความยาวคลื่นอินฟราเรดมีการกระจายน้อยกว่าแสงที่เห็นได้ เนื่องจากความยาวคลื่นของมันที่ยาวนานขึ้น ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการสื่อสารทางออปติกส์

การดูดซึมโดยทั่วไปเป็น 3% ถึง 5% ของการอ่อนแอของเส้นใยทั้งหมด แม้กระดาษโปร่งใสมากจะดูดซึมแสงบางส่วน ระดับการดูดซึมขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุเส้นใยและความยาวคลื่นสัญญาณเหมือนกับแว่นแดดที่ดูดซึมคลื่นแสงบางประการ, ภาวะไม่สะอาดในไฟเบอร์ออปติกส์ดูดซึมพลังงานสัญญาณ

ปนเปื้อนอย่างอนุภาคโลหะหรือความชื้น ทําให้การส่งสัญญาณขัดขวางจากการดูดซึมพลังงานและการกําจัดสิ่งสกปรกอย่างเข้มงวดระหว่างการผลิต.

การสูญเสียการโค้งเกิดขึ้นเมื่อความโค้งของเส้นใยเปลี่ยนแปลงเส้นทางของแสง ทําให้สัญญาณบางส่วนไม่สามารถตอบสนองสภาพการสะท้อนภายในทั้งหมดส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานความสูญเสียจากการบิดมี 2 รูปแบบคือ ไมโครบิดและแมคโรบิด

• การสูญเสียของไมโครเบนดการปรับปรุงที่มองไม่เห็นในขนาดเล็ก (รัศมีโค้งต่ํากว่า 1 ซม.) ที่เกิดจากอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน หรือความเครียดทางกลลดคุณภาพการส่งแม้ว่าจะไม่เห็นด้วยดวงตาเปล่า แต่ไมโครเบนด์จะเปลี่ยนมุมที่แสงชน ทําให้รูปแบบที่สูงกว่าสะท้อนออกมาในมุมที่ป้องกันการกระจายต่อ
• การสูญเสียของแมคโรเบนด์การบิดขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้ (รัศมีมากกว่า 1 ซม.) จากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สําคัญ, ความดันแตกต่าง, หรือความเครียดทางกล เช่น การบิดหรือความเครียดของสายเคเบิลคล้ายกับการบิดไมโครเบนด์ แต่มีรัศมีที่ใหญ่กว่า, แมคโรเบนด์เปลี่ยนมุมการตกที่พอที่จะมีแสงบางส่วนสะท้อนออกนอกแกนใย

การออกแบบและเทคนิคการติดตั้งสายไฟฟ้าเฉพาะเจาะจง ช่วยลดลดผลกระทบจากการบิด เช่น มีมาตรการป้องกัน เช่น เครื่องจับสายไฟฟ้า หรือกระเบื้อง เพื่อป้องกันเส้นใยจากความเครียดภายนอก

การลดความหนาแน่นจะวัดในเดซิเบลต่อกิโลเมตร (dB/km) สามารถแปลงเป็นค่าการสูญเสีย (ใน dB) สําหรับความยาวของสายไฟบางสาย

• ความยาวคลื่นความยาวคลื่นที่สั้นกว่า จะได้รับการดูดซึมที่สูงขึ้น ทําให้ความอ่อนแอของเส้นใยแบบเดียวต่ํากว่าเส้นใยแบบหลายแบบที่มีความยาวเท่ากัน
• ความยาวสายใยยาวกว่าจะเสียพลังงานมากขึ้นจากการกระจายและการดูดซึม สายใยแบบเดียวรักษาความอ่อนแอต่ํากว่ามัลติโมดในระยะทางเดียวกัน
• ผลต่อสิ่งแวดล้อมความอ่อนแอเพิ่มขึ้นเล็กน้อยกับอุณหภูมิ แต่ลดลงกับความชื้นเมื่อแกนเคเบิลยังคงแห้ง
• ผลกระทบต่อโครงสร้างเส้นใยศูนย์กลางเคเบิลแสดงความอ่อนแอสูงกว่าขอบระหว่างการคํานวณ

สายใยแบบเดียวและแบบหลายแบบแสดงลักษณะการลดความหนาแน่นที่แตกต่างกันในการใช้งานระยะไกล (เกิน 100 เมตร), ความอ่อนแอของมัลติโมดจะต่ํากว่าของโมดเดียวในระยะทางที่ดีที่สุดของพวกเขา

การลดความหนาแน่นเป็นข้อพิจารณาที่สําคัญในการออกแบบและการจัดจําหน่ายเครือข่ายไฟเบอร์ โดยกําหนดระยะทางการส่งสัญญาณสูงสุด ก่อนที่จะต้องใช้การขยายสัญญาณหรือการฟื้นฟูสัญญาณการ ลด ความ เสื่อม ได้ อย่าง น้อย ได้ หมาย ถึง การ ใช้ สาย ไฟเบอร์ และ ส่วนประกอบ ที่ มี คุณภาพ ดี, โดยทั่วไปติดตั้งภายในเสื้อป้องกันเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากอุณหภูมิและความชื้น ความเข้าใจที่ครบถ้วนเกี่ยวกับการลดความช้าของเส้นใยทําให้การวางแผนเครือข่ายที่ดีขึ้น

ขณะที่การลดความแรงของไฟเบอร์เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการสื่อสารทางออปติกส์ การเข้าใจอย่างละเอียดถึงสาเหตุและปัจจัยที่ส่งผลกระทบมัน ทําให้มีกลยุทธ์การลดความเสียหายที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงการทํางานของระบบการเลือกความยาวคลื่นที่ดีที่สุดการใช้วัสดุที่มีคุณภาพสูง การปรับปรุงการออกแบบและการติดตั้งสายไฟฟ้า และการควบคุมสภาพแวดล้อม ทั้งหมดนี้ส่งผลต่อการลดความอ่อนแอเพียงด้วยการฝึกหลักการการลดความหนาแน่น เราสามารถสร้างคง, เครือข่ายไฟเบอร์ออปติกที่น่าเชื่อถือ ซึ่งเป็นรากฐานของสังคมสารสนเทศที่ทันสมัย