Atenuación (pérdida) de fibra óptica, causas de atenuación y mejoras

¿Qué es la atenuación de la fibra óptica (pérdida de fibra óptica)?

La atenuación de la fibra óptica (pérdida de fibra óptica) se refiere al fenómeno de que la intensidad de la luz disminuye gradualmente debido a diversos factores a medida que aumenta la distancia de transmisión cuando la señal óptica se transmite a través de una fibra óptica.
La atenuación es una de las principales características de transmisión de la fibra óptica.
Normalmente, los términos atenuación de fibra óptica y pérdida de fibra óptica se utilizan indistintamente.

 

Factor de atenuación (pérdida)

Sabemos que para completar el proceso de comunicación, además de transmitir la señal óptica, la señal óptica en el extremo receptor debe poder recibirse correctamente y demodularse con precisión.

La atenuación de la fibra hace que las señales ópticas pierdan energía gradualmente durante la transmisión, afectando así la calidad y la distancia de la señal. Para garantizar que la señal óptica se transmita de manera eficiente, es necesario reducir al máximo la pérdida de la fibra óptica.

Nuestro objetivo es reducir la pérdida de fibra óptica, entonces, ¿qué tan bajo es bajo?

¿Cómo medir la atenuación (pérdida) de la fibra?

Las características de pérdida de la fibra óptica se pueden medir mediante el coeficiente de pérdida (atenuación), que es la atenuación por unidad de longitud de la fibra, en dB/km.

= 10*log(Pin / Puchero) / L

Donde L es la longitud de la fibra, generalmente km como unidad de longitud básica, Pin y Pout son la potencia óptica de entrada y salida, respectivamente.

Un ejemplo.

La longitud de la fibra es de 100 km, la potencia óptica de entrada de la fibra es de 100 mW, la potencia óptica de salida es de 1 mW, calcule el coeficiente de atenuación de la fibra.

Traiga la fórmula: {{0}}*log(100/1) / 100, puede obtener el coeficiente de atenuación de la fibra: 0,2 dB/km.

 

Causas de la atenuación (pérdida) y formas de mejorarla.

La transmisión de señales ópticas en la fibra óptica, debido a la dispersión, absorción, defectos y otros factores, produce pérdida de energía, provocando atenuación.

 

Primero, pérdida de absorción.

La pérdida por absorción es causada por los materiales de la fibra óptica y las impurezas en la absorción de la energía luminosa, la energía óptica en forma de energía térmica consumida en la fibra es una pérdida importante en la pérdida de la fibra óptica, la pérdida por absorción incluye lo siguiente:

1, pérdida de absorción intrínseca

La pérdida por absorción intrínseca es una pérdida inherente al material de la fibra, es inevitable y determina el límite de pérdida de la fibra. La absorción intrínseca es inherente al propio material de cuarzo, incluida la absorción infrarroja y la absorción ultravioleta.

 

 

Absorción de rayos UV: en el rango de longitud de onda corta, los electrones de los materiales de fibra óptica absorben la energía de la luz incidente para saltar a un nivel de energía más alto, provocando la pérdida de energía de la luz incidente. La absorción ultravioleta es causada por el salto de electrones, que tiene un impacto en las comunicaciones de fibra óptica en la región de longitud de onda de 700 a 1100 nm.
Absorción infrarroja: en el rango de longitud de onda larga, la onda de luz interactúa con la red de fibras y parte de la energía de la onda de luz se transfiere a la red, lo que intensifica su vibración, provocando así la pérdida. La absorción de infrarrojos es causada por la vibración molecular, que tiene un efecto en la comunicación de fibra óptica en la región de longitud de onda de 1500-1700nm.

 

2, pérdida de absorción de impurezas
La pérdida por absorción de impurezas es que el material de fibra óptica contiene hierro, cobre, cromo y otros iones de impurezas, iones metálicos, cuanto más contenido, mayor será la pérdida causada por ellos, tienen un gran impacto en las longitudes de onda cortas y largas del impacto de el más pequeño.
El uso de materiales de fibra óptica de alta pureza y el control estricto del contenido de estos iones metálicos pueden provocar una pérdida rápida.

El otro son los iones OH, los iones OH tienen un mayor impacto en la pérdida de fibra óptica. En las longitudes de onda de 950 nm, 1240 nm, 1390 nm cerca del pico de pérdida de absorción, hasta 1390 nm en la absorción de la más grave, que a menudo se oye hablar de absorción de "pico de agua".

 

 

Segundo, pérdida dispersa

La pérdida por dispersión se debe a que la densidad del material de la fibra óptica no es uniforme o a defectos estructurales de la guía de ondas de la fibra, como la fuga de potencia óptica fuera del núcleo causada por la pérdida.

La dispersión intrínseca es la dispersión más importante en la dispersión de materiales; la potencia de pérdida está relacionada linealmente con la potencia del modo de propagación. La falta de homogeneidad del índice de refracción del material se debe a los átomos o moléculas del material y a la estructura del material, lo que hace que el material produzca una falta de homogeneidad microscópica causada por la dispersión de las ondas de luz transmitidas. Esta dispersión es inherente al material, no se puede eliminar, es el límite más bajo de pérdida de fibra óptica, la dispersión de Rayleigh pertenece a esta categoría.

 

Tercero, pérdida de radiación.

La pérdida de radiación se debe a la existencia de pequeñas fluctuaciones estructurales en la interfaz del revestimiento del núcleo, pérdida causada por la estructura desigual de la guía de ondas dentro de la fibra.

Parte de la energía transmitida se irradiará fuera del núcleo de la fibra cuando la estructura de la fibra sea irregular y se convierta en un modo de radiación, de modo que la pérdida aumente.

Esta pérdida se puede reducir mejorando la tecnología de fabricación.

 

Cuarto, pérdida por flexión

La pérdida por flexión es la pérdida causada por la flexión del eje de la fibra óptica.

Cualquier eje de fibra visible a simple vista para un desplazamiento en línea recta se denomina flexión o macroflexión.

La flexión de la fibra provocará el acoplamiento entre los modos dentro de la fibra; cuando el modo de propagación de la energía se acopla al modo de radiación o al modo de fuga, se producirá una pérdida por flexión. Esta pérdida aumenta exponencialmente a medida que disminuye el radio de curvatura.

Otro tipo de pérdida es el eje de la fibra para producir un estado de desplazamiento lateral aleatorio a nivel de micras, llamado pérdida por microflexión. El motivo de la microflexión es que la fibra óptica en el recubrimiento, el cable, la funda de extrusión, la instalación y otros procesos, la fibra está sujeta a una presión lateral excesivamente desigual o tensión longitudinal, o en la fabricación de la fibra óptica debido a la expansión de la temperatura de la capa de recubrimiento o de la cubierta. El coeficiente de la fibra óptica no es el mismo, etc.

Para la pérdida por flexión, las líneas de fibra óptica pueden utilizar cables de baja pérdida por flexión o seguir estrictamente las especificaciones estándar de la industria para el tendido de cables, un control razonable del radio de flexión del cable de fibra óptica, en la medida de lo posible para reducir la pérdida por flexión.

 

Nos hemos especializado en el negocio de cables de fibra óptica durante casi 10 años y hemos conseguido muchos clientes reconocidos en todo el mundo con asociaciones a largo plazo. Si está interesado en nuestras fibras, póngase en contacto conmigo.

 

 

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