本篇文章给大家谈谈光纤接续损耗:详解通訊網絡隱藏成本,以及对应的知识点,文章可能有点长,但是希望大家可以阅读完,增长自己的知识,最重要的是希望对各位有所帮助,可以解决了您的问题,不要忘了收藏本站喔。
毫无疑问,光缆是比主流铜缆更快、更轻、更灵活、更可靠的数据传输方式。随着数据和高速通信需求的持续增长,光纤将变得无处不在。
然而,建设长距离光缆网络也面临着挑战。该安装是通过使用光纤连接器或熔接器连接两个光纤端部来完成的。当然,在有连接的地方,就会出现某种形式的光纤接头衰减,即光信号的损失。如果设计人员不小心,光纤中的熔接损耗可能会成为网络性能的主要障碍。
什么是光纤接续?
在深入研究所有数字和方程式之前,让我们更清楚地了解什么是光缆熔接。
光纤熔接是指连接两根光纤,使光信号形成更长链路的过程。因此,光纤熔接使长距离光纤通信成为可能。因此,光纤熔接涉及耦合器,其中一个光纤束的末端连接到另一光纤束的起点。光纤熔接的目标是确保任何穿过的光不会从熔接点反射回来。因此,只有当两个纤维束以适当的几何形状和强度排列在一起时,才能实现充分的熔接。
如今,光纤熔接或熔接方法有两大类:
熔接:指将光缆熔接在一起。这是产生永久连接的最佳光纤熔接技术之一。熔接涉及使用电弧来热连接光缆末端。熔接的第一步是正确对齐并熔接支架内的两根光纤。然后,电弧产生的热量熔化纤维的末端,将它们永久地熔合在一起。聚乙烯护套覆盖烧焦区域以保护连接。机械拼接:在机械拼接中,有两种可能的技术:V型槽拼接和弹性管拼接。在第一种方法中,使用V形底座将两根光纤固定在凹槽内,并使用粘合剂或折射率匹配凝胶将它们粘合在一起。在第二种方法中,不同直径的光纤利用孔径小得多的橡胶弹性材料内部的对称力来对齐。
融合光纤熔接因其0.05-0.10 dB 的低光损耗范围而成为设计人员和安装人员的首选熔接方法。这对于单模和多模光纤同样有效。另一方面,机械接头,尤其是V 形槽接头,由于其非永久性性质和轻微偏差,可能会导致更大的接头损耗。
现在,光纤连接中的接头数量越多,接头损耗就越大。但光纤中的熔接损耗到底是什么?
什么是光纤接续损耗?
如前所述,穿过光缆芯的光纤束将逐渐失去其信号强度。这种现象称为衰减或光纤损耗。尽管衰减可以通过多种方式发生,但衰减也会以光纤熔接损耗的形式出现。
光纤电缆的衰减类型,包括熔接损耗
光纤中的熔接损耗定义为不通过熔接传输而是从光纤辐射的光功率部分。它以分贝(dB) 为单位,计算公式为:
剪接=10log 10 P in/P trans
在:
熔接=光纤熔接损耗
Pin=熔接总功率
Ptrans=通过熔接传输的光功率所需比例
由于熔接接头的总功率始终大于其理想传输功率,因此接头损耗始终为正。然而,在拼接技术中,这种损耗通常可以忽略不计,通常为0.05 至0.1 dB。
熔接损耗的两个主要原因是内部因素(也称为内在纤芯衰减)和外部因素(也称为外在光纤衰减)。对于制造商和光纤安装商来说,尽可能减少熔接损耗非常重要。这样做可以更有效地在更长的距离上传输光信号。
如何测量光纤接续损耗?
如果您知道什么是光纤熔接和光纤熔接损耗,您想知道它是如何测量的吗?答案是光时域反射仪(OTDR)。它通常用于测量熔接损耗。
OTDR的操作非常简单。在光纤测试期间,它从一端向光纤注入一系列光脉冲。然后,它从同一端提取任何反向散射光,并测量其强度随时间和光纤长度的变化。
因此,在熔接和OTDR测量过程中,当两根具有不同几何特性和MFD值的光纤熔接时,OTDR捕获到的反向散射光量不同。这会导致表面出现明显的增益或损耗伪影。下图对此进行了描述。
什么是光纤连接损耗? |智能百科
在确定实际熔接损耗之前,还可以通过以下公式确定实测熔接损耗的误差分量:
OTDR=10.log[1/2]
其中,1和2表示第一和第二光纤各自的光纤模场半径。
然后使用以下公式计算总单向OTDR 测量的熔接损耗:
测量的=[ 其他+ MFD] 连接损耗+ OTDR
其中, 测量=单向OTDR 损耗
others=磁芯到磁芯的偏移、倾斜和其他损耗机制
OTDR=OTDR损耗的误差分量
现在,为了消除熔接损耗测量中的误差分量,OTDR 采取双向读数。在此方法中,从熔接光纤的两侧进行测量,从而测量熔接点处的阶跃或增益(A1和A2)。最终熔接损耗通过取双向OTDR 迹线的平均值来计算。公式如下:
连接损耗=[A1+A2]/2=[(+)+(-+)]/2=
其中,=OTDR
=[其他+MFD]连续损失
控制光纤接续损耗的参数
在光纤熔接中,光纤的熔接损耗由两个主要参数控制:内在熔接损耗和外在熔接损耗。
固有:由于光纤特性(例如孔径和芯直径)的差异而导致的熔接损耗。外在:由于拼接不均匀而造成的拼接损耗,例如芯与芯未对准、倾斜管理不当以及拼接点变形。内在参数假设正在熔接一组两根单模光纤。现在,由于本征参数处理由于光纤本身特性引起的损耗,因此可以观察到两种光纤之间的主要区别在于它们的模场半径不同。
要计算模态场半径,请使用以下公式:
acore(0.65+1.6/v3/2)
其中,score=纤芯半径
v=广义波数=(2/) 核心NA
最终,熔接损耗是给定波长下两根光纤模态半径差异的结果。模态场直径(MFD) 不匹配导致的损耗由下式给出:
MFD=-20 Log 10[212/1 2+2 2]
下图描绘了当一根光纤的MFD 保持不变而另一根光纤的MFD 发生变化时熔接损耗的变化。当MFD 差异为1m 时,固有熔接损耗可高达0.05 dB。
另一方面,第二张图描绘了通过实验测量的G.652.D 光纤熔接损耗,其中具有固定MFD 值的测试光纤与具有一定范围MFD 值的光纤熔接。
控制光纤熔接损耗的参数
除了常见的熔接损耗外,固有衰减还包括吸收损耗、色散损耗和散射损耗。
外在参数光纤熔接损耗还取决于熔接过程中出现的许多外部参数。这些包括:
横向和成角度对齐的光纤端部污染由于未优化的加热和压制而导致纤芯变形未优化的熔接参数(如下图所示)可能会在两根相同的光纤中导致高达0.04 dB 的熔接损耗。因此,使用熟练的拼接操作人员和自动化设备的重要性不可低估。
同样,为了获得可接受的熔接损耗,重要的是准备光纤端部以进行良好的熔接熔接。这里,已经发现小于2度的切割角度导致可接受的熔接损耗。
除了光纤熔接损耗之外,其他类型的外在损耗包括连接器损耗或插入损耗和弯曲损耗。
总结
光纤熔接损耗是不可避免的,无论是内在的还是外在的。然而,必须始终进行尽职调查,以确保将这种情况最小化。这样,输出光功率就可以被接收器很好地接收,同时为随着时间的推移性能下降留下误差空间。使用质量更好的光纤和先进的熔接技术和技能至关重要。
常见问题解答
问:造成光纤损耗的原因有哪些?
答:与任何形式的能量或电力传输一样,光纤也会遭受许多损耗。在光纤中,光束通过光缆的芯传输光信号。当光束穿过电缆时,光束以及信号都会失去强度。这是由于一种称为衰减的现象造成的。腐烂是由许多因素引起的,包括内在的和外在的。它还包括光吸收、光散射、光缆弯曲引起的损耗或光纤熔接损耗。
问:光纤通信中有哪些损耗?答:光纤通信中存在各种光信号损耗。所有这些都会导致光纤信号的衰减,即输出功率相对于输入功率的降低。光纤通信中的各种损耗有:
吸收散射辐射损耗,包括宏弯和微弯光纤熔接损耗色散损耗过度放大衰减衰落定时损耗偏振辐射暴露电缆缺陷问:连接器上两个接头的对接可接受的损耗是多少?答:设计光纤时,平衡性能与光损耗非常重要。由于光学损耗是不可避免的,因此在各种工艺中始终存在最低可接受的损耗水平。当连接器上的两个接头配对时,可接受的光纤接头损耗经计算约为每个连接器0.7 至1.5 dB。在熔接中,每个熔接可接受的损耗降低至0.1 至0.5 dB 左右。因此,拼接技术在业界受到青睐也就不足为奇了。
问:光纤可接受的dB 损耗是多少?
答:根据光纤协会(FOA) 的规定,光纤可接受的dB 损耗取决于光缆的类型:多模光缆或单模光缆。对于850 nm 光源,多模光纤损耗定义为每公里约3 dB;对于1300 nm 光源,多模光纤损耗定义为每公里大约1 dB。同样,单模光缆可接受的光纤损耗对于1310 nm 光功率源约为每公里0.5 dB,对于1550 nm 光功率源约为每公里0.4 dB。
问:如何解决光纤损耗问题?答:虽然光纤损耗(包括光纤中的熔接损耗)无法完全降至零,但可以通过一定的方法将其固定在可接受的水平。规划、仔细安装、使用更优质的材料和组件以及重视定期测试相结合,有助于最大限度地减少光纤损耗问题。以下是修复光纤损耗的一些主要方法:
尽可能减少弯曲使用对弯曲不敏感的光缆切勿超过光缆的最大拉伸负载使用最小应力安装光缆尽量减少熔接数量问:OTDR损耗是如何计算的?答案:OTDR 代表光时域反射计,一种仪器用于计算光纤熔接损耗。总单向OTDR 损耗使用以下公式计算:
测量的=[ 其他+ MFD] 连接损耗+ OTDR
其中, 测量=单向OTDR 损耗
others=磁芯到磁芯的偏移、倾斜和其他损耗机制
OTDR=OTDR损耗的误差分量
其工作原理是不同的光纤捕获不同的后向散射光,从而导致到达OTDR的信号不同。此处,该方程控制连接并测量具有不同MFD 值的两根光纤时的OTDR 损耗值。实际的OTDR熔接损耗可以通过双向测量来测量。两次测量的平均值给出了实际的OTDR 连接损耗。
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用户评论
终于找到了介绍光纤接续损耗的文章!
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我一直很好奇光纤接续会带来损耗,了解一下这个概念很重要啊。
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51CTO 的文章质量真不错,解释得很清楚易懂。
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这篇文章应该能帮助我解决一些网络问题的疑虑。
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感觉很多技术词都是个谜啊,希望可以多多学习!
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光纤接续损耗影响网络速度吗? 这里说的情况和我想的差不多。
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光纤接续损耗的影响因素有哪些呀?
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下次在选购光纤设备的时候,可以特别注意接续损耗的数值了!
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现在科技发展这么快,光纤通信技术越来越离不开我们的生活。
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这篇文章让我对光纤接续有了更深入的理解。
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学习这些基础知识真的很重要,下次遇到类似问题就不会懵了!
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希望以后的文章还能介绍一些更具体的案例分析!
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我之前听说过接续损耗,但具体含义还不是很清楚,现在终于明白了。
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学到一个新知识点了!光纤接续损耗确实是一个重要的指标。
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文章很专业,讲解也很全面,很不错。
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我要去问问我的朋友,他们可能对光纤技术更了解!
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学习这些东西真的很有意思!太好玩了!
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这个网站的文章质量值得点赞!
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